src/vnet/vxlan/encap.c

   1
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16 #include <vppinfra/error.h>
  17 #include <vppinfra/hash.h>
  18 #include <vnet/vnet.h>
  19 #include <vnet/ip/ip.h>
  20 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  21 #include <vnet/vxlan/vxlan.h>
  22
  23 /* Statistics (not all errors) */
  24 #define foreach_vxlan_encap_error    \
  25 _(ENCAPSULATED, "good packets encapsulated")
  26
  27 static char * vxlan_encap_error_strings[] = {
  28 #define _(sym,string) string,
  29   foreach_vxlan_encap_error
  30 #undef _
  31 };
  32
  33 typedef enum {
  34 #define _(sym,str) VXLAN_ENCAP_ERROR_##sym,
  35     foreach_vxlan_encap_error
  36 #undef _
  37     VXLAN_ENCAP_N_ERROR,
  38 } vxlan_encap_error_t;
  39
  40 typedef enum {
  41     VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP,
  42     VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
  43 } vxlan_encap_next_t;
  44
  45 typedef struct {
  46   u32 tunnel_index;
  47   u32 vni;
  48 } vxlan_encap_trace_t;
  49
  50 u8 * format_vxlan_encap_trace (u8 * s, va_list * args)
  51 {
  52   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  53   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  54   vxlan_encap_trace_t * t
  55       = va_arg (*args, vxlan_encap_trace_t *);
  56
  57   s = format (s, "VXLAN encap to vxlan_tunnel%d vni %d",
  58               t->tunnel_index, t->vni);
  59   return s;
  60 }
  61
  62 always_inline uword
  63 vxlan_encap_inline (vlib_main_t * vm,
  64                     vlib_node_runtime_t * node,
  65                     vlib_frame_t * from_frame,
  66                     u8 is_ip4, u8 csum_offload)
  67 {
  68   u32 n_left_from, next_index, * from, * to_next;
  69   vxlan_main_t * vxm = &vxlan_main;
  70   vnet_main_t * vnm = vxm->vnet_main;
  71   vnet_interface_main_t * im = &vnm->interface_main;
  72   vlib_combined_counter_main_t * tx_counter = im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX;
  73   u32 pkts_encapsulated = 0;
  74   u32 thread_index = vlib_get_thread_index();
  75   u32 stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes;
  76   u32 sw_if_index0 = 0, sw_if_index1 = 0;
  77   u32 next0 = 0, next1 = 0;
  78   vnet_hw_interface_t * hi0, * hi1;
  79   vxlan_tunnel_t * t0 = NULL, * t1 = NULL;
  80
  81   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
  82   n_left_from = from_frame->n_vectors;
  83
  84   next_index = node->cached_next_index;
  85   stats_sw_if_index = node->runtime_data[0];
  86   stats_n_packets = stats_n_bytes = 0;
  87
  88   STATIC_ASSERT_SIZEOF(ip6_vxlan_header_t, 56);
  89   STATIC_ASSERT_SIZEOF(ip4_vxlan_header_t, 36);
  90
  91   word const underlay_hdr_len = is_ip4 ?
  92     sizeof(ip4_vxlan_header_t) : sizeof(ip6_vxlan_header_t);
  93   u16 const l3_len = is_ip4 ? sizeof(ip4_header_t) : sizeof(ip6_header_t);
  94   u32 const csum_flags = is_ip4 ?
  95     VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM | VNET_BUFFER_F_IS_IP4 |
  96     VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM :
  97     VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM;
  98
  99   while (n_left_from > 0)
 100     {
 101       u32 n_left_to_next;
 102
 103       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index,
 104                            to_next, n_left_to_next);
 105
 106       while (n_left_from >= 4 && n_left_to_next >= 2)
 107         {
 108           /* Prefetch next iteration. */
 109           {
 110             vlib_buffer_t * p2, * p3;
 111
 112             p2 = vlib_get_buffer (vm, from[2]);
 113             p3 = vlib_get_buffer (vm, from[3]);
 114
 115             vlib_prefetch_buffer_header (p2, LOAD);
 116             vlib_prefetch_buffer_header (p3, LOAD);
 117
 118             CLIB_PREFETCH (p2->data, 2*CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 119             CLIB_PREFETCH (p3->data, 2*CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 120           }
 121
 122           u32 bi0 = from[0];
 123           u32 bi1 = from[1];
 124
 125           vlib_buffer_t * b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 126           vlib_buffer_t * b1 = vlib_get_buffer (vm, bi1);
 127           u32 flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash (b0);
 128           u32 flow_hash1 = vnet_l2_compute_flow_hash (b1);
 129
 130           to_next[0] = bi0;
 131           to_next[1] = bi1;
 132           from += 2;
 133           to_next += 2;
 134           n_left_to_next -= 2;
 135           n_left_from -= 2;
 136
 137           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 138           if (sw_if_index0 != vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX])
 139             {
 140               sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 141               hi0 = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 142               t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 143               /* Note: change to always set next0 if it may be set to drop */
 144               next0 = t0->next_dpo.dpoi_next_node;
 145             }
 146           vnet_buffer(b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = t0->next_dpo.dpoi_index;
 147
 148           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 149           if (sw_if_index1 != vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX])
 150             {
 151               sw_if_index1 = vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX];
 152               hi1 = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index1);
 153               t1 = &vxm->tunnels[hi1->dev_instance];
 154               /* Note: change to always set next1 if it may be set to drop */
 155               next1 = t1->next_dpo.dpoi_next_node;
 156             }
 157           vnet_buffer(b1)->ip.adj_index[VLIB_TX] = t1->next_dpo.dpoi_index;
 158
 159           ASSERT(vec_len(t0->rewrite) == underlay_hdr_len);
 160           ASSERT(vec_len(t1->rewrite) == underlay_hdr_len);
 161
 162           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 163           vlib_buffer_advance (b1, -underlay_hdr_len);
 164
 165           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 166           u32 len1 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b1);
 167           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 168           u16 payload_l1 = clib_host_to_net_u16 (len1 - l3_len);
 169
 170           ip4_header_t * ip4_0, * ip4_1;
 171           ip6_header_t * ip6_0, * ip6_1;
 172           udp_header_t * udp0, * udp1;
 173           u8 * l3_0, * l3_1;
 174           if (is_ip4)
 175             {
 176               ip4_vxlan_header_t * hdr0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 177               ip4_vxlan_header_t * rewrite0 = (void *)t0->rewrite;
 178               ip4_vxlan_header_t * hdr1 = vlib_buffer_get_current(b1);
 179               ip4_vxlan_header_t * rewrite1 = (void *)t1->rewrite;
 180               *hdr0 = *rewrite0;
 181               *hdr1 = *rewrite1;
 182
 183               /* Fix the IP4 checksum and length */
 184               ip4_0 = &hdr0->ip4;
 185               ip4_1 = &hdr1->ip4;
 186               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 187               ip4_1->length = clib_host_to_net_u16 (len1);
 188
 189               l3_0 = (u8 *)ip4_0;
 190               l3_1 = (u8 *)ip4_1;
 191               udp0 = &hdr0->udp;
 192               udp1 = &hdr1->udp;
 193             }
 194           else /* ipv6 */
 195             {
 196               ip6_vxlan_header_t * hdr0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 197               ip6_vxlan_header_t * rewrite0 = (void *) t0->rewrite;
 198               ip6_vxlan_header_t * hdr1 = vlib_buffer_get_current(b0);
 199               ip6_vxlan_header_t * rewrite1 = (void *) t1->rewrite;
 200               *hdr0 = *rewrite0;
 201               *hdr1 = *rewrite1;
 202
 203               /* Fix IP6 payload length */
 204               ip6_0 = &hdr0->ip6;
 205               ip6_1 = &hdr1->ip6;
 206               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 207               ip6_1->payload_length = payload_l1;
 208
 209               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 210               l3_1 = (u8 *)ip6_1;
 211               udp0 = &hdr0->udp;
 212               udp1 = &hdr1->udp;
 213             }
 214
 215           /* Fix UDP length  and set source port */
 216           udp0->length = payload_l0;
 217           udp0->src_port = flow_hash0;
 218           udp1->length = payload_l1;
 219           udp1->src_port = flow_hash1;
 220
 221           if (csum_offload)
 222             {
 223               b0->flags |= csum_flags;
 224               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 225               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 226               b1->flags |= csum_flags;
 227               vnet_buffer (b1)->l3_hdr_offset = l3_1 - b1->data;
 228               vnet_buffer (b1)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp1 - b1->data;
 229             }
 230           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 231           else if (is_ip4)
 232             {
 233               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 234               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 235                   length /* changed member */);
 236               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 237               ip_csum_t sum1 = ip4_1->checksum;
 238               sum1 = ip_csum_update (sum1, 0, ip4_1->length, ip4_header_t,
 239                   length /* changed member */);
 240               ip4_1->checksum = ip_csum_fold (sum1);
 241             }
 242           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 243           else
 244             {
 245               int bogus = 0;
 246
 247               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 248                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 249               ASSERT(bogus == 0);
 250               if (udp0->checksum == 0)
 251                 udp0->checksum = 0xffff;
 252               udp1->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 253                 (vm, b1, ip6_1, &bogus);
 254               ASSERT(bogus == 0);
 255               if (udp1->checksum == 0)
 256                 udp1->checksum = 0xffff;
 257             }
 258
 259           /* Batch stats increment on the same vxlan tunnel so counter is not
 260              incremented per packet. Note stats are still incremented for deleted
 261              and admin-down tunnel where packets are dropped. It is not worthwhile
 262              to check for this rare case and affect normal path performance. */
 263           if (sw_if_index0 == sw_if_index1)
 264             {
 265               if (PREDICT_FALSE(sw_if_index0 != stats_sw_if_index))
 266                 {
 267                   if (stats_n_packets)
 268                     {
 269                       vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 270                           stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes);
 271                       stats_n_packets = stats_n_bytes = 0;
 272                     }
 273                   stats_sw_if_index = sw_if_index0;
 274                 }
 275               stats_n_packets += 2;
 276               stats_n_bytes += len0 + len1;
 277             }
 278           else
 279             {
 280               vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 281                   sw_if_index0, 1, len0);
 282               vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 283                   sw_if_index1, 1, len1);
 284             }
 285           pkts_encapsulated += 2;
 286
 287           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 288             {
 289               vxlan_encap_trace_t *tr =
 290                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 291               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 292               tr->vni = t0->vni;
 293            }
 294
 295           if (PREDICT_FALSE(b1->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 296             {
 297               vxlan_encap_trace_t *tr =
 298                 vlib_add_trace (vm, node, b1, sizeof (*tr));
 299               tr->tunnel_index = t1 - vxm->tunnels;
 300               tr->vni = t1->vni;
 301             }
 302
 303           vlib_validate_buffer_enqueue_x2 (vm, node, next_index,
 304                                            to_next, n_left_to_next,
 305                                            bi0, bi1, next0, next1);
 306         }
 307
 308       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 309         {
 310           u32 bi0 = from[0];
 311           vlib_buffer_t * b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 312           u32 flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash(b0);
 313
 314           to_next[0] = bi0;
 315           from += 1;
 316           to_next += 1;
 317           n_left_from -= 1;
 318           n_left_to_next -= 1;
 319
 320           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 321           if (sw_if_index0 != vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX])
 322             {
 323               sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 324               hi0 = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 325               t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 326               /* Note: change to always set next0 if it may be set to drop */
 327               next0 = t0->next_dpo.dpoi_next_node;
 328             }
 329           vnet_buffer(b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = t0->next_dpo.dpoi_index;
 330
 331           ASSERT(vec_len(t0->rewrite) == underlay_hdr_len);
 332           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 333
 334           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 335           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 336
 337           udp_header_t * udp0;
 338           ip4_header_t * ip4_0;
 339           ip6_header_t * ip6_0;
 340           u8 * l3_0;
 341           if (is_ip4)
 342             {
 343               ip4_vxlan_header_t * rewrite = (void *)t0->rewrite;
 344               ip4_vxlan_header_t * hdr = vlib_buffer_get_current(b0);
 345               *hdr = *rewrite;
 346
 347               /* Fix the IP4 checksum and length */
 348               ip4_0 = &hdr->ip4;
 349               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 350
 351               l3_0 = (u8*)ip4_0;
 352               udp0 = &hdr->udp;
 353             }
 354           else /* ip6 path */
 355             {
 356               ip6_vxlan_header_t * hdr = vlib_buffer_get_current(b0);
 357               ip6_vxlan_header_t * rewrite = (void *) t0->rewrite;
 358               *hdr = *rewrite;
 359
 360               /* Fix IP6 payload length */
 361               ip6_0 = &hdr->ip6;
 362               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 363
 364               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 365               udp0 = &hdr->udp;
 366             }
 367
 368           /* Fix UDP length  and set source port */
 369           udp0->length = payload_l0;
 370           udp0->src_port = flow_hash0;
 371
 372           if (csum_offload)
 373             {
 374               b0->flags |= csum_flags;
 375               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 376               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 377             }
 378           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 379           else if (is_ip4)
 380             {
 381               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 382               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 383                   length /* changed member */);
 384               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 385             }
 386           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 387           else
 388             {
 389               int bogus = 0;
 390
 391               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 392                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 393               ASSERT(bogus == 0);
 394               if (udp0->checksum == 0)
 395                 udp0->checksum = 0xffff;
 396             }
 397
 398           /* Batch stats increment on the same vxlan tunnel so counter is not
 399              incremented per packet. Note stats are still incremented for deleted
 400              and admin-down tunnel where packets are dropped. It is not worthwhile
 401              to check for this rare case and affect normal path performance. */
 402           if (PREDICT_FALSE (sw_if_index0 != stats_sw_if_index))
 403             {
 404               if (stats_n_packets)
 405                 {
 406                   vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 407                       stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes);
 408                   stats_n_bytes = stats_n_packets = 0;
 409                 }
 410               stats_sw_if_index = sw_if_index0;
 411             }
 412           stats_n_packets += 1;
 413           stats_n_bytes += len0;
 414           pkts_encapsulated ++;
 415
 416           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 417             {
 418               vxlan_encap_trace_t *tr =
 419                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 420               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 421               tr->vni = t0->vni;
 422             }
 423           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 424                                            to_next, n_left_to_next,
 425                                            bi0, next0);
 426         }
 427
 428       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 429     }
 430
 431   /* Do we still need this now that tunnel tx stats is kept? */
 432   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 433                                VXLAN_ENCAP_ERROR_ENCAPSULATED,
 434                                pkts_encapsulated);
 435
 436   /* Increment any remaining batch stats */
 437   if (stats_n_packets)
 438     {
 439       vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 440           stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes);
 441       node->runtime_data[0] = stats_sw_if_index;
 442     }
 443
 444   return from_frame->n_vectors;
 445 }
 446
 447 static uword
 448 vxlan4_encap (vlib_main_t * vm,
 449               vlib_node_runtime_t * node,
 450               vlib_frame_t * from_frame)
 451 {
 452   /* Disable chksum offload as setup overhead in tx node is not worthwhile
 453      for ip4 header checksum only, unless udp checksum is also required */
 454   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 1,
 455                              /* csum_offload */ 0);
 456 }
 457
 458 static uword
 459 vxlan6_encap (vlib_main_t * vm,
 460               vlib_node_runtime_t * node,
 461               vlib_frame_t * from_frame)
 462 {
 463   /* Enable checksum offload for ip6 as udp checksum is mandatory, */
 464   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 0,
 465                              /* csum_offload */ 1);
 466 }
 467
 468 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan4_encap_node) = {
 469   .function = vxlan4_encap,
 470   .name = "vxlan4-encap",
 471   .vector_size = sizeof (u32),
 472   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 473   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 474   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 475   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 476   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 477   .next_nodes = {
 478         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 479   },
 480 };
 481
 482 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (vxlan4_encap_node, vxlan4_encap)
 483
 484 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan6_encap_node) = {
 485   .function = vxlan6_encap,
 486   .name = "vxlan6-encap",
 487   .vector_size = sizeof (u32),
 488   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 489   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 490   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 491   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 492   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 493   .next_nodes = {
 494         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 495   },
 496 };
 497
 498 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (vxlan6_encap_node, vxlan6_encap)
 499