vnet/vnet/interface.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 /*
  16  * interface.h: VNET interfaces/sub-interfaces
  17  *
  18  * Copyright (c) 2008 Eliot Dresselhaus
  19  *
  20  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
  21  * a copy of this software and associated documentation files (the
  22  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  23  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  24  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
  25  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  26  * the following conditions:
  27  *
  28  * The above copyright notice and this permission notice shall be
  29  * included in all copies or substantial portions of the Software.
  30  *
  31  *  THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  32  *  EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  33  *  MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  34  *  NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
  35  *  LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION
  36  *  OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION
  37  *  WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  38  */
  39
  40 #ifndef included_vnet_interface_h
  41 #define included_vnet_interface_h
  42
  43 #include <vnet/unix/pcap.h>
  44
  45 struct vnet_main_t;
  46 struct vnet_hw_interface_t;
  47 struct vnet_sw_interface_t;
  48
  49 /* Interface up/down callback. */
  50 typedef clib_error_t * (vnet_interface_function_t)
  51   (struct vnet_main_t * vnm, u32 if_index, u32 flags);
  52
  53 /* Sub-interface add/del callback. */
  54 typedef clib_error_t * (vnet_subif_add_del_function_t)
  55   (struct vnet_main_t * vnm, u32 if_index,
  56    struct vnet_sw_interface_t * template,
  57    int is_add);
  58
  59 typedef struct _vnet_interface_function_list_elt {
  60   struct _vnet_interface_function_list_elt * next_interface_function;
  61   clib_error_t * (*fp) (struct vnet_main_t * vnm, u32 if_index, u32 flags);
  62 } _vnet_interface_function_list_elt_t;
  63
  64 #define _VNET_INTERFACE_FUNCTION_DECL(f,tag)                            \
  65                                                                         \
  66 static void __vnet_interface_function_init_##tag##_##f (void)           \
  67     __attribute__((__constructor__)) ;                                  \
  68                                                                         \
  69 static void __vnet_interface_function_init_##tag##_##f (void)           \
  70 {                                                                       \
  71  vnet_main_t * vnm = vnet_get_main();                                   \
  72  static _vnet_interface_function_list_elt_t init_function;              \
  73  init_function.next_interface_function = vnm->tag##_functions;          \
  74  vnm->tag##_functions = &init_function;                                 \
  75  init_function.fp = (void *) &f;                                        \
  76 }
  77
  78 #define VNET_HW_INTERFACE_ADD_DEL_FUNCTION(f)                   \
  79   _VNET_INTERFACE_FUNCTION_DECL(f,hw_interface_add_del)
  80 #define VNET_HW_INTERFACE_LINK_UP_DOWN_FUNCTION(f)              \
  81   _VNET_INTERFACE_FUNCTION_DECL(f,hw_interface_link_up_down)
  82 #define VNET_SW_INTERFACE_ADD_DEL_FUNCTION(f)                   \
  83   _VNET_INTERFACE_FUNCTION_DECL(f,sw_interface_add_del)
  84 #define VNET_SW_INTERFACE_ADMIN_UP_DOWN_FUNCTION(f)             \
  85   _VNET_INTERFACE_FUNCTION_DECL(f,sw_interface_admin_up_down)
  86
  87 /* A class of hardware interface devices. */
  88 typedef struct _vnet_device_class {
  89   /* Index into main vector. */
  90   u32 index;
  91
  92   /* Device name (e.g. "FOOBAR 1234a"). */
  93   char * name;
  94
  95   /* Function to call when hardware interface is added/deleted. */
  96   vnet_interface_function_t * interface_add_del_function;
  97
  98   /* Function to bring device administratively up/down. */
  99   vnet_interface_function_t * admin_up_down_function;
 100
 101   /* Function to call when sub-interface is added/deleted */
 102   vnet_subif_add_del_function_t * subif_add_del_function;
 103
 104   /* Redistribute flag changes/existence of this interface class. */
 105   u32 redistribute;
 106
 107   /* Transmit function. */
 108   vlib_node_function_t * tx_function;
 109
 110   /* Error strings indexed by error code for this node. */
 111   char ** tx_function_error_strings;
 112
 113   /* Number of error codes used by this node. */
 114   u32 tx_function_n_errors;
 115
 116   /* Renumber device name [only!] support, a control-plane kludge */
 117   int (*name_renumber) (struct vnet_hw_interface_t * hi, u32 new_dev_instance);
 118
 119   /* Format device instance as name. */
 120   format_function_t * format_device_name;
 121
 122   /* Parse function for device name. */
 123   unformat_function_t * unformat_device_name;
 124
 125   /* Format device verbosely for this class. */
 126   format_function_t * format_device;
 127
 128   /* Trace buffer format for TX function. */
 129   format_function_t * format_tx_trace;
 130
 131   /* Function to clear hardware counters for device. */
 132   void (* clear_counters) (u32 dev_class_instance);
 133
 134   uword (* is_valid_class_for_interface) (struct vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index, u32 hw_class_index);
 135
 136   /* Called when hardware class of an interface changes. */
 137   void ( * hw_class_change) (struct vnet_main_t * vnm,
 138                              u32 hw_if_index,
 139                              u32 new_hw_class_index);
 140
 141   /* Called to redirect traffic from a specific interface instance */
 142   void (* rx_redirect_to_node) (struct vnet_main_t * vnm,
 143                                 u32 hw_if_index,
 144                                 u32 node_index);
 145
 146   /* Link-list of all device classes set up by constructors created below */
 147   struct _vnet_device_class * next_class_registration;
 148
 149   /* Do not splice vnet_interface_output_node into TX path */
 150   u8 no_flatten_output_chains;
 151
 152 } vnet_device_class_t;
 153
 154 #define VNET_DEVICE_CLASS(x,...)                                        \
 155   __VA_ARGS__ vnet_device_class_t x;                                    \
 156 static void __vnet_add_device_class_registration_##x (void)             \
 157     __attribute__((__constructor__)) ;                                  \
 158 static void __vnet_add_device_class_registration_##x (void)             \
 159 {                                                                       \
 160     vnet_main_t * vnm = vnet_get_main();                                \
 161     x.next_class_registration = vnm->device_class_registrations;        \
 162     vnm->device_class_registrations = &x;                               \
 163 }                                                                       \
 164 __VA_ARGS__ vnet_device_class_t x
 165
 166 /* Layer-2 (e.g. Ethernet) interface class. */
 167 typedef struct _vnet_hw_interface_class {
 168   /* Index into main vector. */
 169   u32 index;
 170
 171   /* Class name (e.g. "Ethernet"). */
 172   char * name;
 173
 174   /* Function to call when hardware interface is added/deleted. */
 175   vnet_interface_function_t * interface_add_del_function;
 176
 177   /* Function to bring interface administratively up/down. */
 178   vnet_interface_function_t * admin_up_down_function;
 179
 180   /* Function to call when link state changes. */
 181   vnet_interface_function_t * link_up_down_function;
 182
 183   /* Format function to display interface name. */
 184   format_function_t * format_interface_name;
 185
 186   /* Format function to display interface address. */
 187   format_function_t * format_address;
 188
 189   /* Format packet header for this interface class. */
 190   format_function_t * format_header;
 191
 192   /* Format device verbosely for this class. */
 193   format_function_t * format_device;
 194
 195   /* Parser for hardware (e.g. ethernet) address. */
 196   unformat_function_t * unformat_hw_address;
 197
 198   /* Parser for packet header for e.g. rewrite string. */
 199   unformat_function_t * unformat_header;
 200
 201   /* Forms adjacency for given l3 packet type and destination address.
 202      Returns number of bytes in adjacency. */
 203   uword (* set_rewrite) (struct vnet_main_t * vnm,
 204                          u32 sw_if_index,
 205                          u32 l3_packet_type,
 206                          void * dst_address,
 207                          void * rewrite,
 208                          uword max_rewrite_bytes);
 209
 210   uword (* is_valid_class_for_interface) (struct vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index, u32 hw_class_index);
 211
 212   /* Called when hw interface class is changed and old hardware instance
 213      may want to be deleted. */
 214   void (* hw_class_change) (struct vnet_main_t * vnm, u32 hw_if_index, u32 old_class_index, u32 new_class_index);
 215
 216   /* List of hw interface classes, built by constructors */
 217   struct _vnet_hw_interface_class * next_class_registration;
 218
 219 } vnet_hw_interface_class_t;
 220
 221 #define VNET_HW_INTERFACE_CLASS(x,...)                                  \
 222   __VA_ARGS__ vnet_hw_interface_class_t x;                              \
 223 static void __vnet_add_hw_interface_class_registration_##x (void)       \
 224     __attribute__((__constructor__)) ;                                  \
 225 static void __vnet_add_hw_interface_class_registration_##x (void)       \
 226 {                                                                       \
 227     vnet_main_t * vnm = vnet_get_main();                                \
 228     x.next_class_registration = vnm->hw_interface_class_registrations;  \
 229     vnm->hw_interface_class_registrations = &x;                         \
 230 }                                                                       \
 231 __VA_ARGS__ vnet_hw_interface_class_t x
 232
 233 /* Hardware-interface.  This corresponds to a physical wire
 234    that packets flow over. */
 235 typedef struct vnet_hw_interface_t {
 236   /* Interface name. */
 237   u8 * name;
 238
 239   u32 flags;
 240   /* Hardware link state is up. */
 241 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_LINK_UP          (1 << 0)
 242   /* Hardware duplex state */
 243 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_DUPLEX_SHIFT     1
 244 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_HALF_DUPLEX      (1 << 1)
 245 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_FULL_DUPLEX      (1 << 2)
 246 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_DUPLEX_MASK      \
 247   (VNET_HW_INTERFACE_FLAG_HALF_DUPLEX |         \
 248    VNET_HW_INTERFACE_FLAG_FULL_DUPLEX)
 249
 250   /* Hardware link speed */
 251 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_SHIFT      3
 252 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_10M        (1 << 3)
 253 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_100M       (1 << 4)
 254 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_1G         (1 << 5)
 255 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_10G        (1 << 6)
 256 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_40G        (1 << 7)
 257 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_100G       (1 << 8)
 258 #define VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_MASK       \
 259   (VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_10M |           \
 260    VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_100M |          \
 261    VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_1G |            \
 262    VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_10G |           \
 263    VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_40G |           \
 264    VNET_HW_INTERFACE_FLAG_SPEED_100G)
 265
 266   /* Hardware address as vector.  Zero (e.g. zero-length vector) if no
 267      address for this class (e.g. PPP). */
 268   u8 * hw_address;
 269
 270   /* Interface is up as far as software is concerned. */
 271   /* NAME.{output,tx} nodes for this interface. */
 272   u32 output_node_index, tx_node_index;
 273
 274   /* (dev_class, dev_instance) uniquely identifies hw interface. */
 275   u32 dev_class_index;
 276   u32 dev_instance;
 277
 278   /* (hw_class, hw_instance) uniquely identifies hw interface. */
 279   u32 hw_class_index;
 280   u32 hw_instance;
 281
 282   /* Hardware index for this hardware interface. */
 283   u32 hw_if_index;
 284
 285   /* Software index for this hardware interface. */
 286   u32 sw_if_index;
 287
 288   /* Maximum transmit rate for this interface in bits/sec. */
 289   f64 max_rate_bits_per_sec;
 290
 291   /* Smallest packet size for this interface. */
 292   u32 min_packet_bytes;
 293
 294   /* Largest packet size for this interface. */
 295   u32 max_packet_bytes;
 296
 297   /* Number of extra bytes that go on the wire.
 298      Packet length on wire
 299      = max (length + per_packet_overhead_bytes, min_packet_bytes). */
 300   u32 per_packet_overhead_bytes;
 301
 302   /* Receive and transmit layer 3 packet size limits (MRU/MTU). */
 303   u32 max_l3_packet_bytes[VLIB_N_RX_TX];
 304
 305   /* Hash table mapping sub interface id to sw_if_index. */
 306   uword * sub_interface_sw_if_index_by_id;
 307
 308   /* Count of number of L2 subinterfaces */
 309   u32 l2_if_count;
 310 } vnet_hw_interface_t;
 311
 312 typedef enum {
 313   /* A hw interface. */
 314   VNET_SW_INTERFACE_TYPE_HARDWARE,
 315
 316   /* A sub-interface. */
 317   VNET_SW_INTERFACE_TYPE_SUB,
 318 } vnet_sw_interface_type_t;
 319
 320 typedef struct {
 321   // Subinterface ID. A number 0-N to uniquely identify this subinterface under the
 322   // main (parent?) interface
 323   u32 id;
 324
 325   // Classification data. Used to associate packet header with subinterface.
 326   struct {
 327     u16 outer_vlan_id;
 328     u16 inner_vlan_id;
 329     union {
 330       u16 raw_flags;
 331       struct {
 332         u16 no_tags:1;
 333         u16 one_tag:1;
 334         u16 two_tags:1;
 335         u16 dot1ad:1;   // 0 = dot1q, 1=dot1ad
 336         u16 exact_match:1;
 337         u16 default_sub:1;
 338         u16 outer_vlan_id_any:1;
 339         u16 inner_vlan_id_any:1;
 340       } flags;
 341     };
 342   } eth;
 343 } vnet_sub_interface_t;
 344
 345 /* Software-interface.  This corresponds to a Ethernet VLAN, ATM vc, a
 346    tunnel, etc.  Configuration (e.g. IP address) gets attached to
 347    software interface. */
 348 typedef struct {
 349   vnet_sw_interface_type_t type : 16;
 350
 351   u16 flags;
 352   /* Interface is "up" meaning adminstratively up.
 353      Up in the sense of link state being up is maintained by hardware interface. */
 354 #define VNET_SW_INTERFACE_FLAG_ADMIN_UP (1 << 0)
 355
 356   /* Interface is disabled for forwarding: punt all traffic to slow-path. */
 357 #define VNET_SW_INTERFACE_FLAG_PUNT (1 << 1)
 358
 359 #define VNET_SW_INTERFACE_FLAG_PROXY_ARP (1 << 2)
 360
 361 #define VNET_SW_INTERFACE_FLAG_UNNUMBERED (1 << 3)
 362
 363   /* Index for this interface. */
 364   u32 sw_if_index;
 365
 366   /* Software interface index of super-interface;
 367      equal to sw_if_index if this interface is not a
 368      sub-interface. */
 369   u32 sup_sw_if_index;
 370
 371   /* this swif is unnumbered, use addresses on unnumbered_sw_if_index... */
 372   u32 unnumbered_sw_if_index;
 373
 374   u32 link_speed;
 375
 376   u32 output_feature_bitmap;
 377
 378   union {
 379     /* VNET_SW_INTERFACE_TYPE_HARDWARE. */
 380     u32 hw_if_index;
 381
 382     /* VNET_SW_INTERFACE_TYPE_SUB. */
 383     vnet_sub_interface_t sub;
 384
 385     /* SW interfaces are sorted by type and key. */
 386     // u32 sort_key;
 387   };
 388 } vnet_sw_interface_t;
 389
 390 typedef enum {
 391   /* Simple counters. */
 392   VNET_INTERFACE_COUNTER_DROP = 0,
 393   VNET_INTERFACE_COUNTER_PUNT = 1,
 394   VNET_INTERFACE_COUNTER_IP4 = 2,
 395   VNET_INTERFACE_COUNTER_IP6 = 3,
 396   VNET_INTERFACE_COUNTER_RX_NO_BUF = 4,
 397   VNET_INTERFACE_COUNTER_RX_MISS = 5,
 398   VNET_INTERFACE_COUNTER_RX_ERROR = 6,
 399   VNET_INTERFACE_COUNTER_TX_ERROR = 7,
 400   VNET_N_SIMPLE_INTERFACE_COUNTER = 8,
 401   /* Combined counters. */
 402   VNET_INTERFACE_COUNTER_RX = 0,
 403   VNET_INTERFACE_COUNTER_TX = 1,
 404   VNET_N_COMBINED_INTERFACE_COUNTER = 2,
 405 } vnet_interface_counter_type_t;
 406
 407 typedef struct {
 408   u32 output_node_index;
 409   u32 tx_node_index;
 410 } vnet_hw_interface_nodes_t;
 411
 412 typedef struct {
 413   /* Hardware interfaces. */
 414   vnet_hw_interface_t * hw_interfaces;
 415
 416   /* Hash table mapping HW interface name to index. */
 417   uword * hw_interface_by_name;
 418
 419   /* Vectors if hardware interface classes and device classes. */
 420   vnet_hw_interface_class_t * hw_interface_classes;
 421   vnet_device_class_t * device_classes;
 422
 423   /* Hash table mapping name to hw interface/device class. */
 424   uword * hw_interface_class_by_name;
 425   uword * device_class_by_name;
 426
 427   /* Software interfaces. */
 428   vnet_sw_interface_t * sw_interfaces;
 429
 430   /* Hash table mapping sub intfc sw_if_index by sup sw_if_index and sub id */
 431   uword * sw_if_index_by_sup_and_sub;
 432
 433   /* Software interface counters both simple and combined
 434      packet and byte counters. */
 435   volatile u32 *sw_if_counter_lock;
 436   vlib_simple_counter_main_t * sw_if_counters;
 437   vlib_combined_counter_main_t * combined_sw_if_counters;
 438
 439   vnet_hw_interface_nodes_t * deleted_hw_interface_nodes;
 440
 441   /* pcap drop tracing */
 442   int drop_pcap_enable;
 443   pcap_main_t pcap_main;
 444   u8 * pcap_filename;
 445   u32 pcap_sw_if_index;
 446   u32 pcap_pkts_to_capture;
 447   uword * pcap_drop_filter_hash;
 448
 449 } vnet_interface_main_t;
 450
 451 static inline void vnet_interface_counter_lock (vnet_interface_main_t *im)
 452 {
 453   if (im->sw_if_counter_lock)
 454     while (__sync_lock_test_and_set (im->sw_if_counter_lock, 1))
 455       /* zzzz */ ;
 456 }
 457 static inline void vnet_interface_counter_unlock (vnet_interface_main_t *im)
 458 {
 459   if (im->sw_if_counter_lock)
 460     *im->sw_if_counter_lock = 0;
 461 }
 462
 463 void vnet_pcap_drop_trace_filter_add_del (u32 error_index, int is_add);
 464
 465 int vnet_interface_name_renumber (u32 sw_if_index, u32 new_show_dev_instance);
 466
 467
 468 /*
 469  *  Output features
 470  */
 471
 472 #define foreach_intf_output_feat \
 473  _(IPSEC, "ipsec-output")
 474
 475 // Feature bitmap positions
 476 typedef enum {
 477 #define _(sym,str) INTF_OUTPUT_FEAT_##sym,
 478   foreach_intf_output_feat
 479 #undef _
 480   INTF_OUTPUT_N_FEAT,
 481 } intf_output_feat_t;
 482
 483 /* flag that we are done with feature path */
 484 #define INTF_OUTPUT_FEAT_DONE INTF_OUTPUT_N_FEAT
 485
 486 int vnet_interface_add_del_feature(struct vnet_main_t * vnm, vlib_main_t * vm,
 487                                    u32 sw_if_index,
 488                                    intf_output_feat_t feature, int is_add);
 489
 490 #endif /* included_vnet_interface_h */