b0384d3abae941b2d04a9ca42dd316161ca5f954
[vpp.git] / vnet / vnet / ip / ip6.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  * ip/ip6.h: ip6 main include file
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_ip_ip6_h
41 #define included_ip_ip6_h
42
43 #include <vlib/mc.h>
44 #include <vnet/ip/ip6_packet.h>
45 #include <vnet/ip/ip6_hop_by_hop_packet.h>
46 #include <vnet/ip/lookup.h>
47 #include <stdbool.h>
48 #include <vppinfra/bihash_24_8.h>
49 #include <vppinfra/bihash_template.h>
50
51 /*
52  * Default size of the ip6 fib hash table
53  */
54 #define IP6_FIB_DEFAULT_HASH_NUM_BUCKETS (64 * 1024)
55 #define IP6_FIB_DEFAULT_HASH_MEMORY_SIZE (32<<20)
56
57 typedef struct {
58   ip6_address_t addr;
59   u32 dst_address_length;
60   u32 vrf_index;
61 } ip6_fib_key_t;
62
63 typedef struct {
64   /* Table ID (hash key) for this FIB. */
65   u32 table_id;
66
67   /* Index into FIB vector. */
68   u32 index;
69
70   /* flow hash configuration */
71   u32 flow_hash_config;
72 } ip6_fib_t;
73
74 struct ip6_main_t;
75
76 typedef void (ip6_add_del_route_function_t)
77   (struct ip6_main_t * im,
78    uword opaque,
79    ip6_fib_t * fib,
80    u32 flags,
81    ip6_address_t * address,
82    u32 address_length,
83    void * old_result,
84    void * new_result);
85
86 typedef struct {
87   ip6_add_del_route_function_t * function;
88   uword required_flags;
89   uword function_opaque;
90 } ip6_add_del_route_callback_t;
91
92 typedef void (ip6_add_del_interface_address_function_t)
93   (struct ip6_main_t * im,
94    uword opaque,
95    u32 sw_if_index,
96    ip6_address_t * address,
97    u32 address_length,
98    u32 if_address_index,
99    u32 is_del);
100
101 typedef struct {
102   ip6_add_del_interface_address_function_t * function;
103   uword function_opaque;
104 } ip6_add_del_interface_address_callback_t;
105
106 typedef enum {
107   /* First check access list to either permit or deny this
108      packet based on classification. */
109   IP6_RX_FEATURE_CHECK_ACCESS,
110
111   /* RPF check: verify that source address is reachable via
112      RX interface or via any interface. */
113   IP6_RX_FEATURE_CHECK_SOURCE_REACHABLE_VIA_RX,
114   IP6_RX_FEATURE_CHECK_SOURCE_REACHABLE_VIA_ANY,
115
116   /* IPSec */
117   IP6_RX_FEATURE_IPSEC,
118
119   /* Intercept and decap L2TPv3 packets. */
120   IP6_RX_FEATURE_L2TPV3,
121
122   /* vPath forwarding: won't return to call next feature
123      so any feature needed before vPath forwarding must be prior
124      to this entry */
125   IP6_RX_FEATURE_VPATH,
126
127   /* Must be last: perform forwarding lookup. */
128   IP6_RX_FEATURE_LOOKUP,
129
130   IP6_N_RX_FEATURE,
131 } ip6_rx_feature_type_t;
132
133 typedef struct ip6_main_t {
134   BVT(clib_bihash) ip6_lookup_table;
135
136   ip_lookup_main_t lookup_main;
137
138   /* bitmap / refcounts / vector of mask widths to search */
139   uword * non_empty_dst_address_length_bitmap;
140   u8 * prefix_lengths_in_search_order;
141   i32 dst_address_length_refcounts[129];
142   
143   /* Vector of FIBs. */
144   ip6_fib_t * fibs;
145
146   ip6_address_t fib_masks[129];
147
148   /* Table index indexed by software interface. */
149   u32 * fib_index_by_sw_if_index;
150
151   /* Hash table mapping table id to fib index.
152      ID space is not necessarily dense; index space is dense. */
153   uword * fib_index_by_table_id;
154
155   /* Vector of functions to call when routes are added/deleted. */
156   ip6_add_del_route_callback_t * add_del_route_callbacks;
157
158   /* Hash table mapping interface rewrite adjacency index by sw if index. */
159   uword * interface_route_adj_index_by_sw_if_index;
160
161   /* Functions to call when interface address changes. */
162   ip6_add_del_interface_address_callback_t * add_del_interface_address_callbacks;
163
164   /* Template used to generate IP6 neighbor solicitation packets. */
165   vlib_packet_template_t discover_neighbor_packet_template;
166
167   /* ip6 lookup table config parameters */
168   u32 lookup_table_nbuckets;
169   uword lookup_table_size;
170
171   /* Seed for Jenkins hash used to compute ip6 flow hash. */
172   u32 flow_hash_seed;
173
174   struct {
175     /* TTL to use for host generated packets. */
176     u8 ttl;
177
178     u8 pad[3];
179   } host_config;
180
181   /* HBH processing enabled? */
182   u8 hbh_enabled;
183 } ip6_main_t;
184
185 /* Global ip6 main structure. */
186 extern ip6_main_t ip6_main;
187
188 /* Global ip6 input node.  Errors get attached to ip6 input node. */
189 extern vlib_node_registration_t ip6_input_node;
190 extern vlib_node_registration_t ip6_rewrite_node;
191 extern vlib_node_registration_t ip6_discover_neighbor_node;
192
193 extern vlib_node_registration_t ip6_icmp_neighbor_discovery_event_node;
194
195 /* ipv6 neighbor discovery - timer/event types */
196 typedef enum {
197   ICMP6_ND_EVENT_INIT,
198 } ip6_icmp_neighbor_discovery_event_type_t;
199
200 typedef union {
201   u32 add_del_swindex;
202   struct {
203     u32 up_down_swindex;
204     u32 fib_index;
205   } up_down_event;
206 } ip6_icmp_neighbor_discovery_event_data_t;
207
208 u32 ip6_fib_lookup (ip6_main_t * im, u32 sw_if_index, ip6_address_t * dst);
209 u32 ip6_fib_lookup_with_table (ip6_main_t * im, u32 fib_index, 
210                                ip6_address_t * dst);
211
212 /**
213  * \brief Get or create an IPv6 fib.
214  *
215  * Get or create an IPv6 fib with the provided fib ID or index.
216  * The fib ID is a possibly-sparse user-defined value while
217  * the fib index defines the position of the fib in the fib vector.
218  *
219  * \param im
220  *      ip6_main pointer.
221  * \param table_index_or_id
222  *      The table index if \c IP6_ROUTE_FLAG_FIB_INDEX bit is set in \p flags.
223  *      Otherwise, when set to \c ~0, an arbitrary and unused fib ID is picked
224  *      and can be retrieved with \c ret->table_id.
225  *      Otherwise, it is the fib ID to be used to retrieve or create the desired fib.
226  * \param flags
227  *      Indicates whether \p table_index_or_id is the fib index or ID.
228  *      When the bit \c IP6_ROUTE_FLAG_FIB_INDEX is set, \p table_index_or_id
229  *      is considered as the fib index, and the fib ID otherwise.
230  * \return A pointer to the retrieved or created fib.
231  *
232  * \remark When getting a fib with the fib index, the fib MUST already exist.
233  */
234 ip6_fib_t * find_ip6_fib_by_table_index_or_id (ip6_main_t * im, 
235                                                u32 table_index_or_id, 
236                                                u32 flags);
237
238 always_inline uword
239 ip6_destination_matches_route (ip6_main_t * im,
240                                ip6_address_t * key,
241                                ip6_address_t * dest,
242                                uword dest_length)
243 {
244   int i;
245   for (i = 0; i < ARRAY_LEN (key->as_uword); i++)
246     {
247       if ((key->as_uword[i] ^ dest->as_uword[i]) & im->fib_masks[dest_length].as_uword[i])
248         return 0;
249     }
250   return 1;
251 }
252
253 always_inline uword
254 ip6_destination_matches_interface (ip6_main_t * im,
255                                    ip6_address_t * key,
256                                    ip_interface_address_t * ia)
257 {
258   ip6_address_t * a = ip_interface_address_get_address (&im->lookup_main, ia);
259   return ip6_destination_matches_route (im, key, a, ia->address_length);
260 }
261
262 /* As above but allows for unaligned destinations (e.g. works right from IP header of packet). */
263 always_inline uword
264 ip6_unaligned_destination_matches_route (ip6_main_t * im,
265                                          ip6_address_t * key,
266                                          ip6_address_t * dest,
267                                          uword dest_length)
268 {
269   int i;
270   for (i = 0; i < ARRAY_LEN (key->as_uword); i++)
271     {
272       if ((clib_mem_unaligned (&key->as_uword[i], uword) ^ dest->as_uword[i]) & im->fib_masks[dest_length].as_uword[i])
273         return 0;
274     }
275   return 1;
276 }
277
278 always_inline void
279 ip6_src_address_for_packet (ip6_main_t * im, vlib_buffer_t * p, ip6_address_t * src, u32 sw_if_index)
280 {
281   ip_lookup_main_t * lm = &im->lookup_main;
282   ip_interface_address_t * ia = ip_interface_address_for_packet (lm, p, sw_if_index);
283   ip6_address_t * a = ip_interface_address_get_address (lm, ia);
284   *src = a[0];
285 }
286
287 always_inline u32
288 ip6_src_lookup_for_packet (ip6_main_t * im, vlib_buffer_t * b, ip6_header_t * i)
289 {
290   if (vnet_buffer (b)->ip.adj_index[VLIB_RX] == ~0)
291     vnet_buffer (b)->ip.adj_index[VLIB_RX]
292       = ip6_fib_lookup (im, vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX],
293                         &i->src_address);
294   return vnet_buffer (b)->ip.adj_index[VLIB_RX];
295 }
296
297 /* Find interface address which matches destination. */
298 always_inline ip6_address_t *
299 ip6_interface_address_matching_destination (ip6_main_t * im, ip6_address_t * dst, u32 sw_if_index,
300                                             ip_interface_address_t ** result_ia)
301 {
302   ip_lookup_main_t * lm = &im->lookup_main;
303   ip_interface_address_t * ia;
304   ip6_address_t * result = 0;
305
306   foreach_ip_interface_address (lm, ia, sw_if_index, 
307                                 1 /* honor unnumbered */,
308   ({
309     ip6_address_t * a = ip_interface_address_get_address (lm, ia);
310     if (ip6_destination_matches_route (im, dst, a, ia->address_length))
311       {
312         result = a;
313         break;
314       }
315   }));
316   if (result_ia)
317     *result_ia = result ? ia : 0;
318   return result;
319 }
320
321 clib_error_t *
322 ip6_add_del_interface_address (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index,
323                                ip6_address_t * address, u32 address_length,
324                                u32 is_del);
325
326 int ip6_address_compare (ip6_address_t * a1, ip6_address_t * a2);
327
328 /* Add/del a route to the FIB. */
329
330 #define IP6_ROUTE_FLAG_ADD (0 << 0)
331 #define IP6_ROUTE_FLAG_DEL (1 << 0)
332 #define IP6_ROUTE_FLAG_TABLE_ID  (0 << 1)
333 #define IP6_ROUTE_FLAG_FIB_INDEX (1 << 1)
334 #define IP6_ROUTE_FLAG_KEEP_OLD_ADJACENCY (1 << 2)
335 #define IP6_ROUTE_FLAG_NO_REDISTRIBUTE (1 << 3)
336 #define IP6_ROUTE_FLAG_NOT_LAST_IN_GROUP (1 << 4)
337 /* Dynamic route created via neighbor discovery. */
338 #define IP6_ROUTE_FLAG_NEIGHBOR (1 << 5)
339
340 typedef struct {
341   /* IP6_ROUTE_FLAG_* */
342   u32 flags;
343
344   /* Either index of fib or table_id to hash and get fib.
345      IP6_ROUTE_FLAG_FIB_INDEX specifies index; otherwise table_id is assumed. */
346   u32 table_index_or_table_id;
347
348   /* Destination address (prefix) and length. */
349   ip6_address_t dst_address;
350   u32 dst_address_length;
351
352   /* Adjacency to use for this destination. */
353   u32 adj_index;
354
355   /* If specified adjacencies to add and then
356      use for this destination.  add_adj/n_add_adj
357      are override adj_index if specified. */
358   ip_adjacency_t * add_adj;
359   u32 n_add_adj;
360 } ip6_add_del_route_args_t;
361
362 void ip6_add_del_route (ip6_main_t * im, ip6_add_del_route_args_t * args);
363
364 void ip6_add_del_route_next_hop (ip6_main_t * im,
365                                  u32 flags,
366                                  ip6_address_t * dst_address,
367                                  u32 dst_address_length,
368                                  ip6_address_t * next_hop,
369                                  u32 next_hop_sw_if_index,
370                                  u32 next_hop_weight, u32 adj_index,
371                                  u32 explicit_fib_index);
372 u32
373 ip6_get_route (ip6_main_t * im,
374                u32 fib_index_or_table_id,
375                u32 flags,
376                ip6_address_t * address,
377                u32 address_length);
378
379 void
380 ip6_foreach_matching_route (ip6_main_t * im,
381                             u32 table_index_or_table_id,
382                             u32 flags,
383                             ip6_address_t * address,
384                             u32 address_length,
385                             ip6_address_t ** results,
386                             u8 ** result_length);
387
388 void ip6_delete_matching_routes (ip6_main_t * im,
389                                  u32 table_index_or_table_id,
390                                  u32 flags,
391                                  ip6_address_t * address,
392                                  u32 address_length);
393
394 void ip6_maybe_remap_adjacencies (ip6_main_t * im,
395                                   u32 table_index_or_table_id,
396                                   u32 flags);
397
398 void ip6_adjacency_set_interface_route (vnet_main_t * vnm,
399                                         ip_adjacency_t * adj,
400                                         u32 sw_if_index,
401                                         u32 if_address_index);
402
403 u32
404 vnet_ip6_neighbor_glean_add(u32 fib_index, void * next_hop_arg);
405
406 clib_error_t *
407 ip6_probe_neighbor (vlib_main_t * vm, ip6_address_t * dst, u32 sw_if_index);
408
409 clib_error_t *
410 ip6_set_neighbor_limit (u32 neighbor_limit);
411
412 uword
413 ip6_udp_register_listener (vlib_main_t * vm,
414                            u16 dst_port,
415                            u32 next_node_index);
416
417 u16 ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * p0, ip6_header_t * ip0, int *bogus_lengthp);
418
419 void ip6_register_protocol (u32 protocol, u32 node_index);
420
421 serialize_function_t serialize_vnet_ip6_main, unserialize_vnet_ip6_main;
422
423 int
424 vnet_set_ip6_ethernet_neighbor (vlib_main_t * vm,
425                                 u32 sw_if_index,
426                                 ip6_address_t * a,
427                                 u8 * link_layer_address,
428                                 uword n_bytes_link_layer_address,
429                                 int is_static);
430 int
431 vnet_unset_ip6_ethernet_neighbor (vlib_main_t * vm,
432                                   u32 sw_if_index,
433                                   ip6_address_t * a,
434                                   u8 * link_layer_address,
435                                   uword n_bytes_link_layer_address);
436 void
437 vnet_ip6_fib_init (ip6_main_t * im, u32 fib_index);
438
439 void 
440 ip6_link_local_address_from_ethernet_mac_address (ip6_address_t *ip,
441                                                   u8 *mac);
442
443 void 
444 ip6_ethernet_mac_address_from_link_local_address (u8 *mac, 
445                                                   ip6_address_t *ip);
446
447 int vnet_set_ip6_flow_hash (u32 table_id, u32 flow_hash_config);
448
449 int
450 ip6_neighbor_ra_config(vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index, 
451                        u8 surpress, u8 managed, u8 other,
452                        u8 ll_option,  u8 send_unicast,  u8 cease, 
453                        u8 use_lifetime,  u32 lifetime,
454                        u32 initial_count,  u32 initial_interval,  
455                        u32 max_interval,  u32 min_interval,
456                        u8 is_no);
457
458 int
459 ip6_neighbor_ra_prefix(vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index,  
460                        ip6_address_t *prefix_addr,  u8 prefix_len,
461                        u8 use_default,  u32 val_lifetime, u32 pref_lifetime,
462                        u8 no_advertise,  u8 off_link, u8 no_autoconfig, u8 no_onlink,
463                        u8 is_no);
464
465
466 clib_error_t *
467 enable_ip6_interface(vlib_main_t * vm,
468                      u32 sw_if_index);
469
470 clib_error_t * 
471 disable_ip6_interface(vlib_main_t * vm,
472                      u32 sw_if_index);
473
474 int
475 ip6_interface_enabled(vlib_main_t * vm,
476                       u32 sw_if_index);
477
478 clib_error_t *
479 set_ip6_link_local_address(vlib_main_t * vm,
480                            u32 sw_if_index,
481                            ip6_address_t *address,
482                            u8 address_length);
483
484 void vnet_register_ip6_neighbor_resolution_event(vnet_main_t * vnm, 
485                                                  void * address_arg,
486                                                  uword node_index,
487                                                  uword type_opaque,
488                                                  uword data);
489
490 int vnet_set_ip6_classify_intfc (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index, 
491                                  u32 table_index);
492 extern vlib_node_registration_t ip6_lookup_node;
493
494 /* Compute flow hash.  We'll use it to select which Sponge to use for this
495    flow.  And other things. */
496 always_inline u32
497 ip6_compute_flow_hash (ip6_header_t * ip, u32 flow_hash_config)
498 {
499     tcp_header_t * tcp = (void *) (ip + 1);
500     u64 a, b, c;
501     u64 t1, t2;
502     uword is_tcp_udp = (ip->protocol == IP_PROTOCOL_TCP
503                         || ip->protocol == IP_PROTOCOL_UDP);
504
505     t1 = (ip->src_address.as_u64[0] ^ ip->src_address.as_u64[1]);
506     t1 = (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_SRC_ADDR) ? t1 : 0;
507     
508     t2 = (ip->dst_address.as_u64[0] ^ ip->dst_address.as_u64[1]);
509     t2 = (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_DST_ADDR) ? t2 : 0;
510     
511     a = (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_REVERSE_SRC_DST) ? t2 : t1;
512     b = (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_REVERSE_SRC_DST) ? t1 : t2;
513     b ^= (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_PROTO) ? ip->protocol : 0;
514
515     t1 = is_tcp_udp ? tcp->ports.src : 0;
516     t2 = is_tcp_udp ? tcp->ports.dst : 0;
517
518     t1 = (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_SRC_PORT) ? t1 : 0;
519     t2 = (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_DST_PORT) ? t2 : 0;
520     
521     c = (flow_hash_config & IP_FLOW_HASH_REVERSE_SRC_DST) ?
522         ((t1<<16) | t2) : ((t2<<16) | t1);
523
524     hash_mix64 (a, b, c);
525     return (u32) c;
526 }
527
528 /*
529  * Hop-by-Hop handling
530  */
531 typedef struct {
532   /* Array of function pointers to HBH option handling routines */
533   int (*options[256])(vlib_buffer_t *b, ip6_header_t *ip, ip6_hop_by_hop_option_t *opt);
534   u8 *(*trace[256])(u8 *s, ip6_hop_by_hop_option_t *opt);
535 } ip6_hop_by_hop_main_t;
536
537 extern ip6_hop_by_hop_main_t ip6_hop_by_hop_main;
538
539 int ip6_hbh_register_option (u8 option,
540                              int options(vlib_buffer_t *b, ip6_header_t *ip, ip6_hop_by_hop_option_t *opt),
541                              u8 *trace(u8 *s, ip6_hop_by_hop_option_t *opt));
542 int ip6_hbh_unregister_option (u8 option);
543
544 /* Flag used by IOAM code. Classifier sets it pop-hop-by-hop checks it */
545 #define OI_DECAP   100
546
547 #endif /* included_ip_ip6_h */