A Protocol Independent Hierarchical FIB (VPP-352)
[vpp.git] / vnet / vnet / dpo / dpo.c
diff --git a/vnet/vnet/dpo/dpo.c b/vnet/vnet/dpo/dpo.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5eff52b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,424 @@
+/*
+ * Copyright (c) 2016 Cisco and/or its affiliates.
+ * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
+ * you may not use this file except in compliance with the License.
+ * You may obtain a copy of the License at:
+ *
+ *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
+ *
+ * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
+ * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
+ * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
+ * See the License for the specific language governing permissions and
+ * limitations under the License.
+ */
+/**
+ * @brief
+ * A Data-Path Object is an object that represents actions that are
+ * applied to packets are they are switched through VPP.
+ * 
+ * The DPO is a base class that is specialised by other objects to provide
+ * concreate actions
+ *
+ * The VLIB graph nodes are graph of types, the DPO graph is a graph of instances.
+ */
+
+#include <vnet/dpo/dpo.h>
+#include <vnet/ip/lookup.h>
+#include <vnet/ip/format.h>
+#include <vnet/adj/adj.h>
+
+#include <vnet/dpo/load_balance.h>
+#include <vnet/dpo/mpls_label_dpo.h>
+#include <vnet/dpo/lookup_dpo.h>
+#include <vnet/dpo/drop_dpo.h>
+#include <vnet/dpo/receive_dpo.h>
+#include <vnet/dpo/punt_dpo.h>
+#include <vnet/dpo/classify_dpo.h>
+
+/**
+ * Array of char* names for the DPO types and protos
+ */
+static const char* dpo_type_names[] = DPO_TYPES;
+static const char* dpo_proto_names[] = DPO_PROTOS;
+
+/**
+ * @brief Vector of virtual function tables for the DPO types
+ *
+ * This is a vector so we can dynamically register new DPO types in plugins.
+ */
+static dpo_vft_t *dpo_vfts;
+
+/**
+ * @brief vector of graph node names associated with each DPO type and protocol.
+ *
+ *   dpo_nodes[child_type][child_proto][node_X] = node_name;
+ * i.e.
+ *   dpo_node[DPO_LOAD_BALANCE][DPO_PROTO_IP4][0] = "ip4-lookup"
+ *   dpo_node[DPO_LOAD_BALANCE][DPO_PROTO_IP4][1] = "ip4-load-balance"
+ *
+ * This is a vector so we can dynamically register new DPO types in plugins.
+ */
+static const char* const * const ** dpo_nodes;
+
+/**
+ * @brief Vector of edge indicies from parent DPO nodes to child
+ *
+ * dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type] = edge_index
+ *
+ * This array is derived at init time from the dpo_nodes above. Note that
+ * the third dimension in dpo_nodes is lost, hence, the edge index from each
+ * node MUST be the same.
+ *
+ * Note that this array is child type specific, not child instance specific.
+ */
+static u32 ***dpo_edges;
+
+/**
+ * @brief The DPO type value that can be assigend to the next dynamic
+ *        type registration.
+ */
+static dpo_type_t dpo_dynamic = DPO_LAST;
+
+u8 *
+format_dpo_type (u8 * s, va_list * args)
+{
+    dpo_type_t type = va_arg (*args, int);
+
+    s = format(s, "%s", dpo_type_names[type]);
+
+    return (s);
+}
+
+u8 *
+format_dpo_id (u8 * s, va_list * args)
+{
+    dpo_id_t *dpo = va_arg (*args, dpo_id_t*);
+    u32 indent = va_arg (*args, u32);
+
+    s = format(s, "[@%d]: ", dpo->dpoi_next_node);
+
+    if (NULL != dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_format)
+    {
+        return (format(s, "%U",
+                       dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_format,
+                       dpo->dpoi_index,
+                       indent));
+    }
+
+    switch (dpo->dpoi_type)
+    {
+    case DPO_FIRST:
+       s = format(s, "unset");
+       break;
+    default:
+       s = format(s, "unknown");
+       break;
+    }
+    return (s);
+}
+
+u8 *
+format_dpo_proto (u8 * s, va_list * args)
+{
+    dpo_proto_t proto = va_arg (*args, int);
+
+    return (format(s, "%s", dpo_proto_names[proto]));
+}
+
+void
+dpo_set (dpo_id_t *dpo,
+        dpo_type_t type,
+        dpo_proto_t proto,
+        index_t index)
+{
+    dpo_id_t tmp = *dpo;
+
+    dpo->dpoi_type = type;
+    dpo->dpoi_proto = proto,
+    dpo->dpoi_index = index;
+
+    if (DPO_ADJACENCY == type)
+    {
+       /*
+        * set the adj subtype
+        */
+       ip_adjacency_t *adj;
+
+       adj = adj_get(index);
+
+       switch (adj->lookup_next_index)
+       {
+       case IP_LOOKUP_NEXT_ARP:
+           dpo->dpoi_type = DPO_ADJACENCY_INCOMPLETE;
+           break;
+       case IP_LOOKUP_NEXT_MIDCHAIN:
+           dpo->dpoi_type = DPO_ADJACENCY_MIDCHAIN;
+           break;
+       default:
+           break;
+       }
+    }
+    dpo_lock(dpo);
+    dpo_unlock(&tmp);
+}
+
+void
+dpo_reset (dpo_id_t *dpo)
+{
+    dpo_set(dpo, DPO_FIRST, DPO_PROTO_NONE, INDEX_INVALID);
+}
+
+/**
+ * \brief
+ * Compare two Data-path objects
+ *
+ * like memcmp, return 0 is matching, !0 otherwise.
+ */
+int
+dpo_cmp (const dpo_id_t *dpo1,
+        const dpo_id_t *dpo2)
+{
+    int res;
+
+    res = dpo1->dpoi_type - dpo2->dpoi_type;
+
+    if (0 != res) return (res);
+
+    return (dpo1->dpoi_index - dpo2->dpoi_index);
+}
+
+void
+dpo_copy (dpo_id_t *dst,
+         const dpo_id_t *src)
+{
+    dpo_id_t tmp = *dst;
+
+    /*
+     * the destination is written in a single u64 write - hence atomically w.r.t
+     * any packets inflight.
+     */
+    *((u64*)dst) = *(u64*)src; 
+
+    dpo_lock(dst);
+    dpo_unlock(&tmp);    
+}
+
+int
+dpo_is_adj (const dpo_id_t *dpo)
+{
+    return ((dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY) ||
+           (dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_INCOMPLETE) ||
+           (dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_MIDCHAIN) ||
+           (dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_GLEAN));
+}
+
+void
+dpo_register (dpo_type_t type,
+             const dpo_vft_t *vft,
+              const char * const * const * nodes)
+{
+    vec_validate(dpo_vfts, type);
+    dpo_vfts[type] = *vft;
+
+    vec_validate(dpo_nodes, type);
+    dpo_nodes[type] = nodes;
+}
+
+dpo_type_t
+dpo_register_new_type (const dpo_vft_t *vft,
+                       const char * const * const * nodes)
+{
+    dpo_type_t type = dpo_dynamic++;
+
+    dpo_register(type, vft, nodes);
+
+    return (type);
+}
+
+void
+dpo_lock (dpo_id_t *dpo)
+{
+    if (!dpo_id_is_valid(dpo))
+       return;
+
+    dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_lock(dpo);
+}
+
+void
+dpo_unlock (dpo_id_t *dpo)
+{
+    if (!dpo_id_is_valid(dpo))
+       return;
+
+    dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_unlock(dpo);
+}
+
+
+static u32
+dpo_get_next_node (dpo_type_t child_type,
+                   dpo_proto_t child_proto,
+                   const dpo_id_t *parent_dpo)
+{
+    dpo_proto_t parent_proto;
+    dpo_type_t parent_type;
+
+    parent_type = parent_dpo->dpoi_type;
+    parent_proto = parent_dpo->dpoi_proto;
+
+    vec_validate(dpo_edges, child_type);
+    vec_validate(dpo_edges[child_type], child_proto);
+    vec_validate_init_empty(dpo_edges[child_type][child_proto],
+                            parent_dpo->dpoi_type, ~0);
+
+    /*
+     * if the edge index has not yet been created for this node to node transistion
+     */
+    if (~0 == dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type])
+    {
+        vlib_node_t *parent_node, *child_node;
+        vlib_main_t *vm;
+        u32 edge ,pp, cc;
+
+        vm = vlib_get_main();
+
+        ASSERT(NULL != dpo_nodes[child_type]);
+        ASSERT(NULL != dpo_nodes[child_type][child_proto]);
+        ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type]);
+        ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type][parent_proto]);
+
+        pp = 0;
+
+        /*
+         * create a graph arc from each of the parent's registered node types,
+         * to each of the childs.
+         */
+        while (NULL != dpo_nodes[child_type][child_proto][pp])
+        {
+            parent_node =
+                vlib_get_node_by_name(vm,
+                                      (u8*) dpo_nodes[child_type][child_proto][pp]);
+
+            cc = 0;
+
+            while (NULL != dpo_nodes[parent_type][child_proto][cc])
+            {
+                child_node =
+                    vlib_get_node_by_name(vm,
+                                          (u8*) dpo_nodes[parent_type][parent_proto][cc]);
+
+                edge = vlib_node_add_next(vm,
+                                          parent_node->index,
+                                          child_node->index);
+
+                if (~0 == dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type])
+                {
+                    dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type] = edge;
+                }
+                else
+                {
+                    ASSERT(dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type] == edge);
+                }
+                cc++;
+            }
+            pp++;
+        }
+    }
+
+    return (dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type]);
+}
+
+/**
+ * @brief Stack one DPO object on another, and thus establish a child parent
+ * relationship. The VLIB graph arc used is taken from the parent and child types
+ * passed.
+ */
+static void
+dpo_stack_i (u32 edge,
+             dpo_id_t *dpo,
+             const dpo_id_t *parent)
+{
+    /*
+     * in order to get an atomic update of the parent we create a temporary,
+     * from a copy of the child, and add the next_node. then we copy to the parent
+     */
+    dpo_id_t tmp = DPO_NULL;
+    dpo_copy(&tmp, parent);
+
+    /*
+     * get the edge index for the parent to child VLIB graph transisition
+     */
+    tmp.dpoi_next_node = edge;
+
+    /*
+     * this update is atomic.
+     */
+    dpo_copy(dpo, &tmp);
+
+    dpo_reset(&tmp);
+}
+
+/**
+ * @brief Stack one DPO object on another, and thus establish a child-parent
+ * relationship. The VLIB graph arc used is taken from the parent and child types
+ * passed.
+ */
+void
+dpo_stack (dpo_type_t child_type,
+           dpo_proto_t child_proto,
+           dpo_id_t *dpo,
+           const dpo_id_t *parent)
+{
+    dpo_stack_i(dpo_get_next_node(child_type, child_proto, parent), dpo, parent);
+}
+
+/**
+ * @brief Stack one DPO object on another, and thus establish a child parent
+ * relationship. A new VLIB graph arc is created from the child node passed
+ * to the nodes registered by the parent. The VLIB infra will ensure this arc
+ * is added only once.
+ */
+void
+dpo_stack_from_node (u32 child_node_index,
+                     dpo_id_t *dpo,
+                     const dpo_id_t *parent)
+{
+    dpo_proto_t parent_proto;
+    vlib_node_t *parent_node;
+    dpo_type_t parent_type;
+    vlib_main_t *vm;
+    u32 edge;
+
+    parent_type = parent->dpoi_type;
+    parent_proto = parent->dpoi_proto;
+
+    vm = vlib_get_main();
+
+    ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type]);
+    ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type][parent_proto]);
+
+    parent_node =
+        vlib_get_node_by_name(vm, (u8*) dpo_nodes[parent_type][parent_proto][0]);
+
+    edge = vlib_node_add_next(vm,
+                              child_node_index,
+                              parent_node->index);
+
+    dpo_stack_i(edge, dpo, parent);
+}
+
+static clib_error_t *
+dpo_module_init (vlib_main_t * vm)
+{
+    drop_dpo_module_init();
+    punt_dpo_module_init();
+    receive_dpo_module_init();
+    load_balance_module_init();
+    mpls_label_dpo_module_init();
+    classify_dpo_module_init();
+    lookup_dpo_module_init();
+
+    return (NULL);
+}
+
+VLIB_INIT_FUNCTION(dpo_module_init);