session udp: shared local endpoints
[vpp.git] / src / vnet / udp / udp.c
index b069e72..48d518a 100644 (file)
 #include <vnet/session/session.h>
 #include <vnet/dpo/load_balance.h>
 #include <vnet/fib/ip4_fib.h>
+#include <vppinfra/sparse_vec.h>
 
 udp_main_t udp_main;
 
+static void
+udp_connection_register_port (vlib_main_t * vm, u16 lcl_port, u8 is_ip4)
+{
+  udp_main_t *um = &udp_main;
+  udp_dst_port_info_t *pi;
+  u16 *n;
+
+  pi = udp_get_dst_port_info (um, lcl_port, is_ip4);
+  if (!pi)
+    {
+      udp_add_dst_port (um, lcl_port, 0, is_ip4);
+      pi = udp_get_dst_port_info (um, lcl_port, is_ip4);
+      pi->n_connections = 1;
+    }
+  else
+    {
+      pi->n_connections += 1;
+      /* Do not return. The fact that the pi is valid does not mean
+       * it's up to date */
+    }
+
+  pi->node_index = is_ip4 ? udp4_input_node.index : udp6_input_node.index;
+  pi->next_index = um->local_to_input_edge[is_ip4];
+
+  /* Setup udp protocol -> next index sparse vector mapping. */
+  if (is_ip4)
+    n = sparse_vec_validate (um->next_by_dst_port4,
+                            clib_host_to_net_u16 (lcl_port));
+  else
+    n = sparse_vec_validate (um->next_by_dst_port6,
+                            clib_host_to_net_u16 (lcl_port));
+
+  n[0] = pi->next_index;
+}
+
+static void
+udp_connection_unregister_port (u16 lcl_port, u8 is_ip4)
+{
+  udp_main_t *um = &udp_main;
+  udp_dst_port_info_t *pi;
+
+  pi = udp_get_dst_port_info (um, lcl_port, is_ip4);
+  if (!pi)
+    return;
+
+  if (!pi->n_connections)
+    {
+      clib_warning ("no connections using port %u", lcl_port);
+      return;
+    }
+
+  if (!clib_atomic_sub_fetch (&pi->n_connections, 1))
+    udp_unregister_dst_port (0, lcl_port, is_ip4);
+}
+
+void
+udp_connection_share_port (u16 lcl_port, u8 is_ip4)
+{
+  udp_main_t *um = &udp_main;
+  udp_dst_port_info_t *pi;
+
+  /* Done without a lock but the operation is atomic. Writers to pi hash
+   * table and vector should be guarded by a barrier sync */
+  pi = udp_get_dst_port_info (um, lcl_port, is_ip4);
+  clib_atomic_fetch_add_rel (&pi->n_connections, 1);
+}
+
 udp_connection_t *
 udp_connection_alloc (u32 thread_index)
 {
@@ -64,16 +132,32 @@ udp_connection_free (udp_connection_t * uc)
   pool_put (udp_main.connections[thread_index], uc);
 }
 
+static void
+udp_connection_cleanup (udp_connection_t * uc)
+{
+  transport_endpoint_cleanup (TRANSPORT_PROTO_UDP, &uc->c_lcl_ip,
+                             uc->c_lcl_port);
+  udp_connection_unregister_port (clib_net_to_host_u16 (uc->c_lcl_port),
+                                 uc->c_is_ip4);
+  udp_connection_free (uc);
+}
+
 void
 udp_connection_delete (udp_connection_t * uc)
 {
-  if ((uc->flags & UDP_CONN_F_OWNS_PORT)
-      || !(uc->flags & UDP_CONN_F_CONNECTED))
-    udp_unregister_dst_port (vlib_get_main (),
-                            clib_net_to_host_u16 (uc->c_lcl_port),
-                            uc->c_is_ip4);
   session_transport_delete_notify (&uc->connection);
-  udp_connection_free (uc);
+  udp_connection_cleanup (uc);
+}
+
+static u8
+udp_connection_port_used_extern (u16 lcl_port, u8 is_ip4)
+{
+  udp_main_t *um = vnet_get_udp_main ();
+  udp_dst_port_info_t *pi;
+
+  pi = udp_get_dst_port_info (um, lcl_port, is_ip4);
+  return (pi && !pi->n_connections
+         && udp_is_valid_dst_port (lcl_port, is_ip4));
 }
 
 u32
@@ -83,14 +167,16 @@ udp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
   transport_endpoint_cfg_t *lcl_ext;
   udp_connection_t *listener;
-  udp_dst_port_info_t *pi;
-  u32 node_index;
+  u16 lcl_port_ho;
   void *iface_ip;
 
-  pi = udp_get_dst_port_info (um, clib_net_to_host_u16 (lcl->port),
-                             lcl->is_ip4);
-  if (pi)
-    return -1;
+  lcl_port_ho = clib_net_to_host_u16 (lcl->port);
+
+  if (udp_connection_port_used_extern (lcl_port_ho, lcl->is_ip4))
+    {
+      clib_warning ("port already used");
+      return SESSION_E_PORTINUSE;
+    }
 
   pool_get (um->listener_pool, listener);
   clib_memset (listener, 0, sizeof (udp_connection_t));
@@ -110,7 +196,7 @@ udp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
   listener->c_proto = TRANSPORT_PROTO_UDP;
   listener->c_s_index = session_index;
   listener->c_fib_index = lcl->fib_index;
-  listener->flags |= UDP_CONN_F_OWNS_PORT;
+  listener->flags |= UDP_CONN_F_OWNS_PORT | UDP_CONN_F_LISTEN;
   lcl_ext = (transport_endpoint_cfg_t *) lcl;
   if (lcl_ext->transport_flags & TRANSPORT_CFG_F_CONNECTED)
     listener->flags |= UDP_CONN_F_CONNECTED;
@@ -118,21 +204,20 @@ udp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
     listener->c_flags |= TRANSPORT_CONNECTION_F_CLESS;
   clib_spinlock_init (&listener->rx_lock);
 
-  node_index = lcl->is_ip4 ? udp4_input_node.index : udp6_input_node.index;
-  udp_register_dst_port (vm, clib_net_to_host_u16 (lcl->port), node_index,
-                        lcl->is_ip4);
+  udp_connection_register_port (vm, lcl_port_ho, lcl->is_ip4);
   return listener->c_c_index;
 }
 
 u32
 udp_session_unbind (u32 listener_index)
 {
-  vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
-
+  udp_main_t *um = &udp_main;
   udp_connection_t *listener;
+
   listener = udp_listener_get (listener_index);
-  udp_unregister_dst_port (vm, clib_net_to_host_u16 (listener->c_lcl_port),
-                          listener->c_is_ip4);
+  udp_connection_unregister_port (clib_net_to_host_u16 (listener->c_lcl_port),
+                                 listener->c_is_ip4);
+  pool_put (um->listener_pool, listener);
   return 0;
 }
 
@@ -207,8 +292,12 @@ udp_session_cleanup (u32 connection_index, u32 thread_index)
 {
   udp_connection_t *uc;
   uc = udp_connection_get (connection_index, thread_index);
-  if (uc)
+  if (!uc)
+    return;
+  if (uc->flags & UDP_CONN_F_MIGRATED)
     udp_connection_free (uc);
+  else
+    udp_connection_cleanup (uc);
 }
 
 u8 *
@@ -218,18 +307,55 @@ format_udp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
   if (!uc)
     return s;
   if (uc->c_is_ip4)
-    s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", uc->c_thread_index, "U",
-               format_ip4_address, &uc->c_lcl_ip4,
+    s = format (s, "[%u:%u][%s] %U:%d->%U:%d", uc->c_thread_index,
+               uc->c_s_index, "U", format_ip4_address, &uc->c_lcl_ip4,
                clib_net_to_host_u16 (uc->c_lcl_port), format_ip4_address,
                &uc->c_rmt_ip4, clib_net_to_host_u16 (uc->c_rmt_port));
   else
-    s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", uc->c_thread_index, "U",
-               format_ip6_address, &uc->c_lcl_ip6,
+    s = format (s, "[%u:%u][%s] %U:%d->%U:%d", uc->c_thread_index,
+               uc->c_s_index, "U", format_ip6_address, &uc->c_lcl_ip6,
                clib_net_to_host_u16 (uc->c_lcl_port), format_ip6_address,
                &uc->c_rmt_ip6, clib_net_to_host_u16 (uc->c_rmt_port));
   return s;
 }
 
+const char *udp_connection_flags_str[] = {
+#define _(sym, str) str,
+  foreach_udp_connection_flag
+#undef _
+};
+
+static u8 *
+format_udp_connection_flags (u8 * s, va_list * args)
+{
+  udp_connection_t *uc = va_arg (*args, udp_connection_t *);
+  int i, last = -1;
+
+  for (i = 0; i < UDP_CONN_N_FLAGS; i++)
+    if (uc->flags & (1 << i))
+      last = i;
+  for (i = 0; i < last; i++)
+    {
+      if (uc->flags & (1 << i))
+       s = format (s, "%s, ", udp_connection_flags_str[i]);
+    }
+  if (last >= 0)
+    s = format (s, "%s", udp_connection_flags_str[last]);
+  return s;
+}
+
+static u8 *
+format_udp_vars (u8 * s, va_list * args)
+{
+  udp_connection_t *uc = va_arg (*args, udp_connection_t *);
+  s = format (s, " index %u flags: %U", uc->c_c_index,
+             format_udp_connection_flags, uc);
+
+  if (!(uc->flags & UDP_CONN_F_LISTEN))
+    s = format (s, "\n");
+  return s;
+}
+
 u8 *
 format_udp_connection (u8 * s, va_list * args)
 {
@@ -240,10 +366,10 @@ format_udp_connection (u8 * s, va_list * args)
   s = format (s, "%-50U", format_udp_connection_id, uc);
   if (verbose)
     {
-      if (verbose == 1)
-       s = format (s, "%-15s", "-");
-      else
-       s = format (s, "\n");
+      s = format (s, "%-15s",
+                 (uc->flags & UDP_CONN_F_LISTEN) ? "LISTEN" : "OPENED", uc);
+      if (verbose > 1)
+       s = format (s, "\n%U", format_udp_vars, uc);
     }
   return s;
 }
@@ -295,30 +421,55 @@ udp_session_send_params (transport_connection_t * tconn,
 int
 udp_open_connection (transport_endpoint_cfg_t * rmt)
 {
-  udp_main_t *um = vnet_get_udp_main ();
   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
   u32 thread_index = vm->thread_index;
-  udp_connection_t *uc;
   ip46_address_t lcl_addr;
-  u32 node_index;
+  udp_connection_t *uc;
   u16 lcl_port;
+  int rv;
 
-  if (transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_UDP, rmt, &lcl_addr,
-                                     &lcl_port))
-    return -1;
+  rv = transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_UDP, rmt, &lcl_addr,
+                                      &lcl_port);
+  if (rv)
+    {
+      if (rv != SESSION_E_PORTINUSE)
+       return rv;
+
+      if (udp_connection_port_used_extern (lcl_port, rmt->is_ip4))
+       return SESSION_E_PORTINUSE;
+
+      /* If port in use, check if 5-tuple is also in use */
+      if (session_lookup_connection (rmt->fib_index, &lcl_addr, &rmt->ip,
+                                    lcl_port, rmt->port, TRANSPORT_PROTO_UDP,
+                                    rmt->is_ip4))
+       return SESSION_E_PORTINUSE;
+
+      /* 5-tuple is available so increase lcl endpoint refcount and proceed
+       * with connection allocation */
+      transport_share_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_UDP, &lcl_addr,
+                                     lcl_port);
+      goto conn_alloc;
+    }
 
-  while (udp_get_dst_port_info (um, lcl_port, rmt->is_ip4))
+  if (udp_is_valid_dst_port (lcl_port, rmt->is_ip4))
     {
-      lcl_port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_UDP, &lcl_addr);
-      if (lcl_port < 1)
+      /* If specific source port was requested abort */
+      if (rmt->peer.port)
+       return SESSION_E_PORTINUSE;
+
+      /* Try to find a port that's not used */
+      while (udp_is_valid_dst_port (lcl_port, rmt->is_ip4))
        {
-         clib_warning ("Failed to allocate src port");
-         return -1;
+         lcl_port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_UDP,
+                                                &lcl_addr);
+         if (lcl_port < 1)
+           return SESSION_E_PORTINUSE;
        }
     }
 
-  node_index = rmt->is_ip4 ? udp4_input_node.index : udp6_input_node.index;
-  udp_register_dst_port (vm, lcl_port, node_index, 1 /* is_ipv4 */ );
+conn_alloc:
+
+  udp_connection_register_port (vm, lcl_port, rmt->is_ip4);
 
   /* We don't poll main thread if we have workers */
   if (vlib_num_workers ())
@@ -483,6 +634,11 @@ udp_init (vlib_main_t * vm)
        clib_spinlock_init (&um->peekers_readers_locks[i]);
        clib_spinlock_init (&um->peekers_write_locks[i]);
       }
+
+  um->local_to_input_edge[UDP_IP4] =
+    vlib_node_add_next (vm, udp4_local_node.index, udp4_input_node.index);
+  um->local_to_input_edge[UDP_IP6] =
+    vlib_node_add_next (vm, udp6_local_node.index, udp6_input_node.index);
   return 0;
 }