a2edb9f3b25a764123589c9cca00264777ed8ae9
[vpp.git] / src / plugins / acl / hash_lookup.c
1 /*
2  *------------------------------------------------------------------
3  * Copyright (c) 2017 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  */
17
18 #include <stddef.h>
19 #include <netinet/in.h>
20
21 #include <vlibapi/api.h>
22 #include <vlibmemory/api.h>
23 #include <vlibsocket/api.h>
24
25 #include <vlib/vlib.h>
26 #include <vnet/vnet.h>
27 #include <vnet/pg/pg.h>
28 #include <vppinfra/error.h>
29 #include <vnet/plugin/plugin.h>
30 #include <acl/acl.h>
31 #include <vppinfra/bihash_48_8.h>
32
33 #include "hash_lookup.h"
34 #include "hash_lookup_private.h"
35
36
37 static inline applied_hash_ace_entry_t **get_applied_hash_aces(acl_main_t *am, int is_input, u32 sw_if_index)
38 {
39   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = is_input ? vec_elt_at_index(am->input_hash_entry_vec_by_sw_if_index, sw_if_index)
40                                                           : vec_elt_at_index(am->output_hash_entry_vec_by_sw_if_index, sw_if_index);
41   return applied_hash_aces;
42 }
43
44
45
46 /*
47  * This returns true if there is indeed a match on the portranges.
48  * With all these levels of indirections, this is not going to be very fast,
49  * so, best use the individual ports or wildcard ports for performance.
50  */
51 static int
52 match_portranges(acl_main_t *am, fa_5tuple_t *match, u32 index)
53 {
54
55   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, match->pkt.is_input, match->pkt.sw_if_index);
56   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), index);
57
58   acl_rule_t *r = &(am->acls[pae->acl_index].rules[pae->ace_index]);
59   DBG("PORTMATCH: %d <= %d <= %d && %d <= %d <= %d ?",
60                 r->src_port_or_type_first, match->l4.port[0], r->src_port_or_type_last,
61                 r->dst_port_or_code_first, match->l4.port[1], r->dst_port_or_code_last);
62
63   return ( ((r->src_port_or_type_first <= match->l4.port[0]) && r->src_port_or_type_last >= match->l4.port[0]) &&
64            ((r->dst_port_or_code_first <= match->l4.port[1]) && r->dst_port_or_code_last >= match->l4.port[1]) );
65 }
66
67 static u32
68 multi_acl_match_get_applied_ace_index(acl_main_t *am, fa_5tuple_t *match)
69 {
70   clib_bihash_kv_48_8_t kv;
71   clib_bihash_kv_48_8_t result;
72   fa_5tuple_t *kv_key = (fa_5tuple_t *)kv.key;
73   hash_acl_lookup_value_t *result_val = (hash_acl_lookup_value_t *)&result.value;
74   u64 *pmatch = (u64 *)match;
75   u64 *pmask;
76   u64 *pkey;
77   int mask_type_index;
78   u32 curr_match_index = ~0;
79
80   u32 sw_if_index = match->pkt.sw_if_index;
81   u8 is_input = match->pkt.is_input;
82   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, is_input, sw_if_index);
83   applied_hash_acl_info_t **applied_hash_acls = is_input ? &am->input_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index :
84                                                     &am->output_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index;
85
86   DBG("TRYING TO MATCH: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx",
87                pmatch[0], pmatch[1], pmatch[2], pmatch[3], pmatch[4], pmatch[5]);
88
89   for(mask_type_index=0; mask_type_index < pool_len(am->ace_mask_type_pool); mask_type_index++) {
90     if (!clib_bitmap_get(vec_elt_at_index((*applied_hash_acls), sw_if_index)->mask_type_index_bitmap, mask_type_index)) {
91       /* This bit is not set. Avoid trying to match */
92       continue;
93     }
94     ace_mask_type_entry_t *mte = vec_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, mask_type_index);
95     pmatch = (u64 *)match;
96     pmask = (u64 *)&mte->mask;
97     pkey = (u64 *)kv.key;
98     /*
99     * unrolling the below loop results in a noticeable performance increase.
100     int i;
101     for(i=0; i<6; i++) {
102       kv.key[i] = pmatch[i] & pmask[i];
103     }
104     */
105
106     *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
107     *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
108     *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
109     *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
110     *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
111     *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
112
113     kv_key->pkt.mask_type_index_lsb = mask_type_index;
114     DBG("        KEY %3d: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx", mask_type_index,
115                 kv.key[0], kv.key[1], kv.key[2], kv.key[3], kv.key[4], kv.key[5]);
116     int res = BV (clib_bihash_search) (&am->acl_lookup_hash, &kv, &result);
117     if (res == 0) {
118       DBG("ACL-MATCH! result_val: %016llx", result_val->as_u64);
119       if (result_val->applied_entry_index < curr_match_index) {
120         if (PREDICT_FALSE(result_val->need_portrange_check)) {
121           /*
122            * This is going to be slow, since we can have multiple superset
123            * entries for narrow-ish portranges, e.g.:
124            * 0..42 100..400, 230..60000,
125            * so we need to walk linearly and check if they match.
126            */
127
128           u32 curr_index = result_val->applied_entry_index;
129           while ((curr_index != ~0) && !match_portranges(am, match, curr_index)) {
130             /* while no match and there are more entries, walk... */
131             applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces),curr_index);
132             DBG("entry %d did not portmatch, advancing to %d", curr_index, pae->next_applied_entry_index);
133             curr_index = pae->next_applied_entry_index;
134           }
135           if (curr_index < curr_match_index) {
136             DBG("The index %d is the new candidate in portrange matches.", curr_index);
137             curr_match_index = result_val->applied_entry_index;
138             if (!result_val->shadowed) {
139               /* new result is known to not be shadowed, so no point to look up further */
140               break;
141             }
142           } else {
143             DBG("Curr portmatch index %d is too big vs. current matched one %d", curr_index, curr_match_index);
144           }
145         } else {
146           /* The usual path is here. Found an entry in front of the current candiate - so it's a new one */
147           DBG("This match is the new candidate");
148           curr_match_index = result_val->applied_entry_index;
149           if (!result_val->shadowed) {
150           /* new result is known to not be shadowed, so no point to look up further */
151             break;
152           }
153         }
154       }
155     }
156   }
157   DBG("MATCH-RESULT: %d", curr_match_index);
158   return curr_match_index;
159 }
160
161 static void
162 hashtable_add_del(acl_main_t *am, clib_bihash_kv_48_8_t *kv, int is_add)
163 {
164     DBG("HASH ADD/DEL: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx add %d",
165                         kv->key[0], kv->key[1], kv->key[2],
166                         kv->key[3], kv->key[4], kv->key[5], kv->value, is_add);
167     BV (clib_bihash_add_del) (&am->acl_lookup_hash, kv, is_add);
168 }
169
170 static void
171 fill_applied_hash_ace_kv(acl_main_t *am,
172                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
173                             u32 sw_if_index, u8 is_input,
174                             u32 new_index, clib_bihash_kv_48_8_t *kv)
175 {
176   fa_5tuple_t *kv_key = (fa_5tuple_t *)kv->key;
177   hash_acl_lookup_value_t *kv_val = (hash_acl_lookup_value_t *)&kv->value;
178   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index);
179   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, pae->acl_index);
180
181   memcpy(kv_key, &(vec_elt_at_index(ha->rules, pae->hash_ace_info_index)->match), sizeof(*kv_key));
182   /* initialize the sw_if_index and direction */
183   kv_key->pkt.sw_if_index = sw_if_index;
184   kv_key->pkt.is_input = is_input;
185   kv_val->as_u64 = 0;
186   kv_val->applied_entry_index = new_index;
187   kv_val->need_portrange_check = vec_elt_at_index(ha->rules, pae->hash_ace_info_index)->src_portrange_not_powerof2 ||
188                                    vec_elt_at_index(ha->rules, pae->hash_ace_info_index)->dst_portrange_not_powerof2;
189   /* by default assume all values are shadowed -> check all mask types */
190   kv_val->shadowed = 1;
191 }
192
193 static void
194 add_del_hashtable_entry(acl_main_t *am,
195                             u32 sw_if_index, u8 is_input,
196                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
197                             u32 index, int is_add)
198 {
199   clib_bihash_kv_48_8_t kv;
200
201   fill_applied_hash_ace_kv(am, applied_hash_aces, sw_if_index, is_input, index, &kv);
202   hashtable_add_del(am, &kv, is_add);
203 }
204
205
206
207 static void
208 activate_applied_ace_hash_entry(acl_main_t *am,
209                             u32 sw_if_index, u8 is_input,
210                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
211                             u32 new_index)
212 {
213   clib_bihash_kv_48_8_t kv;
214   ASSERT(new_index != ~0);
215   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index);
216   DBG("activate_applied_ace_hash_entry sw_if_index %d is_input %d new_index %d", sw_if_index, is_input, new_index);
217
218   fill_applied_hash_ace_kv(am, applied_hash_aces, sw_if_index, is_input, new_index, &kv);
219
220   DBG("APPLY ADD KY: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx",
221                         kv.key[0], kv.key[1], kv.key[2],
222                         kv.key[3], kv.key[4], kv.key[5]);
223
224   clib_bihash_kv_48_8_t result;
225   hash_acl_lookup_value_t *result_val = (hash_acl_lookup_value_t *)&result.value;
226   int res = BV (clib_bihash_search) (&am->acl_lookup_hash, &kv, &result);
227   ASSERT(new_index != ~0);
228   ASSERT(new_index < vec_len((*applied_hash_aces)));
229   if (res == 0) {
230     /* There already exists an entry or more. Append at the end. */
231     u32 first_index = result_val->applied_entry_index;
232     ASSERT(first_index != ~0);
233     DBG("A key already exists, with applied entry index: %d", first_index);
234     applied_hash_ace_entry_t *first_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), first_index);
235     u32 last_index = first_pae->tail_applied_entry_index;
236     ASSERT(last_index != ~0);
237     applied_hash_ace_entry_t *last_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), last_index);
238     DBG("...advance to chained entry index: %d", last_index);
239     /* link ourseves in */
240     last_pae->next_applied_entry_index = new_index;
241     pae->prev_applied_entry_index = last_index;
242     /* adjust the pointer to the new tail */
243     first_pae->tail_applied_entry_index = new_index;
244   } else {
245     /* It's the very first entry */
246     hashtable_add_del(am, &kv, 1);
247     ASSERT(new_index != ~0);
248     pae->tail_applied_entry_index = new_index;
249   }
250 }
251
252 static void
253 applied_hash_entries_analyze(acl_main_t *am, applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces)
254 {
255   /*
256    * Go over the rules and check which ones are shadowed and which aren't.
257    * Naive approach: try to match the match value from every ACE as if it
258    * was a live packet, and see if the resulting match happens earlier in the list.
259    * if it does not match or it is later in the ACL - then the entry is not shadowed.
260    *
261    * This approach fails, an example:
262    *   deny tcp 2001:db8::/32 2001:db8::/32
263    *   permit ip 2001:db8::1/128 2001:db8::2/128
264    */
265 }
266
267 static void *
268 hash_acl_set_heap(acl_main_t *am)
269 {
270   if (0 == am->hash_lookup_mheap) {
271     am->hash_lookup_mheap = mheap_alloc (0 /* use VM */ , 2 << 25);
272     mheap_t *h = mheap_header (am->hash_lookup_mheap);
273     h->flags |= MHEAP_FLAG_THREAD_SAFE;
274   }
275   void *oldheap = clib_mem_set_heap(am->hash_lookup_mheap);
276   return oldheap;
277 }
278
279 void
280 acl_plugin_hash_acl_set_validate_heap(acl_main_t *am, int on)
281 {
282   clib_mem_set_heap(hash_acl_set_heap(am));
283   mheap_t *h = mheap_header (am->hash_lookup_mheap);
284   if (on) {
285     h->flags |= MHEAP_FLAG_VALIDATE;
286     h->flags &= ~MHEAP_FLAG_SMALL_OBJECT_CACHE;
287     mheap_validate(h);
288   } else {
289     h->flags &= ~MHEAP_FLAG_VALIDATE;
290     h->flags |= MHEAP_FLAG_SMALL_OBJECT_CACHE;
291   }
292 }
293
294 void
295 acl_plugin_hash_acl_set_trace_heap(acl_main_t *am, int on)
296 {
297   clib_mem_set_heap(hash_acl_set_heap(am));
298   mheap_t *h = mheap_header (am->hash_lookup_mheap);
299   if (on) {
300     h->flags |= MHEAP_FLAG_TRACE;
301   } else {
302     h->flags &= ~MHEAP_FLAG_TRACE;
303   }
304 }
305
306 void
307 hash_acl_apply(acl_main_t *am, u32 sw_if_index, u8 is_input, int acl_index)
308 {
309   int i;
310
311   DBG("HASH ACL apply: sw_if_index %d is_input %d acl %d", sw_if_index, is_input, acl_index);
312   if (!am->acl_lookup_hash_initialized) {
313     BV (clib_bihash_init) (&am->acl_lookup_hash, "ACL plugin rule lookup bihash",
314                            65536, 2 << 25);
315     am->acl_lookup_hash_initialized = 1;
316   }
317
318   u32 *acl_vec = is_input ? *vec_elt_at_index(am->input_acl_vec_by_sw_if_index, sw_if_index)
319                           : *vec_elt_at_index(am->output_acl_vec_by_sw_if_index, sw_if_index);
320
321   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
322   if (is_input) {
323     vec_validate(am->input_hash_entry_vec_by_sw_if_index, sw_if_index);
324   } else {
325     vec_validate(am->output_hash_entry_vec_by_sw_if_index, sw_if_index);
326   }
327   vec_validate(am->hash_acl_infos, acl_index);
328   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, is_input, sw_if_index);
329
330   u32 order_index = vec_search(acl_vec, acl_index);
331   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
332   ASSERT(order_index != ~0);
333
334   int base_offset = vec_len(*applied_hash_aces);
335
336   /* Update the bitmap of the mask types with which the lookup
337      needs to happen for the ACLs applied to this sw_if_index */
338   applied_hash_acl_info_t **applied_hash_acls = is_input ? &am->input_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index :
339                                                     &am->output_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index;
340   vec_validate((*applied_hash_acls), sw_if_index);
341   applied_hash_acl_info_t *pal = vec_elt_at_index((*applied_hash_acls), sw_if_index);
342
343   /* ensure the list of applied hash acls is initialized and add this acl# to it */
344   u32 index = vec_search(pal->applied_acls, acl_index);
345   if (index != ~0) {
346     clib_warning("BUG: trying to apply twice acl_index %d on sw_if_index %d is_input %d",
347                  acl_index, sw_if_index, is_input);
348     goto done;
349   }
350   vec_add1(pal->applied_acls, acl_index);
351
352   pal->mask_type_index_bitmap = clib_bitmap_or(pal->mask_type_index_bitmap,
353                                      ha->mask_type_index_bitmap);
354   /*
355    * if the applied ACL is empty, the current code will cause a
356    * different behavior compared to current linear search: an empty ACL will
357    * simply fallthrough to the next ACL, or the default deny in the end.
358    *
359    * This is not a problem, because after vpp-dev discussion,
360    * the consensus was it should not be possible to apply the non-existent
361    * ACL, so the change adding this code also takes care of that.
362    */
363
364   /* expand the applied aces vector by the necessary amount */
365   vec_resize((*applied_hash_aces), vec_len(ha->rules));
366
367   /* add the rules from the ACL to the hash table for lookup and append to the vector*/
368   for(i=0; i < vec_len(ha->rules); i++) {
369     u32 new_index = base_offset + i;
370     applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index);
371     pae->acl_index = acl_index;
372     pae->ace_index = ha->rules[i].ace_index;
373     pae->action = ha->rules[i].action;
374     pae->hash_ace_info_index = i;
375     /* we might link it in later */
376     pae->next_applied_entry_index = ~0;
377     pae->prev_applied_entry_index = ~0;
378     pae->tail_applied_entry_index = ~0;
379     activate_applied_ace_hash_entry(am, sw_if_index, is_input, applied_hash_aces, new_index);
380   }
381   applied_hash_entries_analyze(am, applied_hash_aces);
382 done:
383   clib_mem_set_heap (oldheap);
384 }
385
386 static u32
387 find_head_applied_ace_index(applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces, u32 curr_index)
388 {
389   /*
390    * find back the first entry. Inefficient so might need to be a bit cleverer
391    * if this proves to be a problem..
392    */
393   u32 an_index = curr_index;
394   ASSERT(an_index != ~0);
395   applied_hash_ace_entry_t *head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), an_index);
396   while(head_pae->prev_applied_entry_index != ~0) {
397     an_index = head_pae->prev_applied_entry_index;
398     ASSERT(an_index != ~0);
399     head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), an_index);
400   }
401   return an_index;
402 }
403
404 static void
405 move_applied_ace_hash_entry(acl_main_t *am,
406                             u32 sw_if_index, u8 is_input,
407                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
408                             u32 old_index, u32 new_index)
409 {
410   ASSERT(old_index != ~0);
411   ASSERT(new_index != ~0);
412   /* move the entry */
413   *vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index) = *vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), old_index);
414
415   /* update the linkage and hash table if necessary */
416   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), old_index);
417
418   if (pae->prev_applied_entry_index != ~0) {
419     applied_hash_ace_entry_t *prev_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->prev_applied_entry_index);
420     ASSERT(prev_pae->next_applied_entry_index == old_index);
421     prev_pae->next_applied_entry_index = new_index;
422   } else {
423     /* first entry - so the hash points to it, update */
424     add_del_hashtable_entry(am, sw_if_index, is_input,
425                             applied_hash_aces, new_index, 1);
426     ASSERT(pae->tail_applied_entry_index != ~0);
427   }
428   if (pae->next_applied_entry_index != ~0) {
429     applied_hash_ace_entry_t *next_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->next_applied_entry_index);
430     ASSERT(next_pae->prev_applied_entry_index == old_index);
431     next_pae->prev_applied_entry_index = new_index;
432   } else {
433     /*
434      * Moving the very last entry, so we need to update the tail pointer in the first one.
435      */
436     u32 head_index = find_head_applied_ace_index(applied_hash_aces, old_index);
437     ASSERT(head_index != ~0);
438     applied_hash_ace_entry_t *head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), head_index);
439
440     ASSERT(head_pae->tail_applied_entry_index == old_index);
441     head_pae->tail_applied_entry_index = new_index;
442   }
443   /* invalidate the old entry */
444   pae->prev_applied_entry_index = ~0;
445   pae->next_applied_entry_index = ~0;
446   pae->tail_applied_entry_index = ~0;
447 }
448
449 static void
450 deactivate_applied_ace_hash_entry(acl_main_t *am,
451                             u32 sw_if_index, u8 is_input,
452                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
453                             u32 old_index)
454 {
455   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), old_index);
456   DBG("UNAPPLY DEACTIVATE: sw_if_index %d is_input %d, applied index %d", sw_if_index, is_input, old_index);
457
458   if (pae->prev_applied_entry_index != ~0) {
459     DBG("UNAPPLY = index %d has prev_applied_entry_index %d", old_index, pae->prev_applied_entry_index);
460     applied_hash_ace_entry_t *prev_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->prev_applied_entry_index);
461     ASSERT(prev_pae->next_applied_entry_index == old_index);
462     prev_pae->next_applied_entry_index = pae->next_applied_entry_index;
463     if (pae->next_applied_entry_index == ~0) {
464       /* it was a last entry we removed, update the pointer on the first one */
465       u32 head_index = find_head_applied_ace_index(applied_hash_aces, old_index);
466       DBG("UNAPPLY = index %d head index to update %d", old_index, head_index);
467       ASSERT(head_index != ~0);
468       applied_hash_ace_entry_t *head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), head_index);
469
470       ASSERT(head_pae->tail_applied_entry_index == old_index);
471       head_pae->tail_applied_entry_index = pae->prev_applied_entry_index;
472     } else {
473       applied_hash_ace_entry_t *next_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->next_applied_entry_index);
474       next_pae->prev_applied_entry_index = pae->prev_applied_entry_index;
475     }
476   } else {
477     /* It was the first entry. We need either to reset the hash entry or delete it */
478     if (pae->next_applied_entry_index != ~0) {
479       /* the next element becomes the new first one, so needs the tail pointer to be set */
480       applied_hash_ace_entry_t *next_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->next_applied_entry_index);
481       ASSERT(pae->tail_applied_entry_index != ~0);
482       next_pae->tail_applied_entry_index = pae->tail_applied_entry_index;
483       DBG("Resetting the hash table entry from %d to %d, setting tail index to %d", old_index, pae->next_applied_entry_index, pae->tail_applied_entry_index);
484       /* unlink from the next element */
485       next_pae->prev_applied_entry_index = ~0;
486       add_del_hashtable_entry(am, sw_if_index, is_input,
487                               applied_hash_aces, pae->next_applied_entry_index, 1);
488     } else {
489       /* no next entry, so just delete the entry in the hash table */
490       add_del_hashtable_entry(am, sw_if_index, is_input,
491                               applied_hash_aces, old_index, 0);
492     }
493   }
494   /* invalidate the old entry */
495   pae->prev_applied_entry_index = ~0;
496   pae->next_applied_entry_index = ~0;
497   pae->tail_applied_entry_index = ~0;
498 }
499
500
501 static void
502 hash_acl_build_applied_lookup_bitmap(acl_main_t *am, u32 sw_if_index, u8 is_input)
503 {
504   int i;
505   uword *new_lookup_bitmap = 0;
506   applied_hash_acl_info_t **applied_hash_acls = is_input ? &am->input_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index
507                                                          : &am->output_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index;
508   applied_hash_acl_info_t *pal = vec_elt_at_index((*applied_hash_acls), sw_if_index);
509   for(i=0; i < vec_len(pal->applied_acls); i++) {
510     u32 a_acl_index = *vec_elt_at_index((pal->applied_acls), i);
511     hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, a_acl_index);
512     DBG("Update bitmask = %U or %U (acl_index %d)\n", format_bitmap_hex, new_lookup_bitmap,
513           format_bitmap_hex, ha->mask_type_index_bitmap, a_acl_index);
514     new_lookup_bitmap = clib_bitmap_or(new_lookup_bitmap,
515                                        ha->mask_type_index_bitmap);
516   }
517   uword *old_lookup_bitmap = pal->mask_type_index_bitmap;
518   pal->mask_type_index_bitmap = new_lookup_bitmap;
519   clib_bitmap_free(old_lookup_bitmap);
520 }
521
522 void
523 hash_acl_unapply(acl_main_t *am, u32 sw_if_index, u8 is_input, int acl_index)
524 {
525   int i;
526
527   DBG("HASH ACL unapply: sw_if_index %d is_input %d acl %d", sw_if_index, is_input, acl_index);
528   applied_hash_acl_info_t **applied_hash_acls = is_input ? &am->input_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index
529                                                          : &am->output_applied_hash_acl_info_by_sw_if_index;
530   applied_hash_acl_info_t *pal = vec_elt_at_index((*applied_hash_acls), sw_if_index);
531
532   /* remove this acl# from the list of applied hash acls */
533   u32 index = vec_search(pal->applied_acls, acl_index);
534   if (index == ~0) {
535     clib_warning("BUG: trying to unapply unapplied acl_index %d on sw_if_index %d is_input %d",
536                  acl_index, sw_if_index, is_input);
537     return;
538   }
539   vec_del1(pal->applied_acls, index);
540
541   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
542   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, is_input, sw_if_index);
543
544   for(i=0; i < vec_len((*applied_hash_aces)); i++) {
545     if (vec_elt_at_index(*applied_hash_aces,i)->acl_index == acl_index) {
546       DBG("Found applied ACL#%d at applied index %d", acl_index, i);
547       break;
548     }
549   }
550   if (vec_len((*applied_hash_aces)) <= i) {
551     DBG("Did not find applied ACL#%d at sw_if_index %d", acl_index, sw_if_index);
552     /* we went all the way without finding any entries. Probably a list was empty. */
553     return;
554   }
555
556   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
557   int base_offset = i;
558   int tail_offset = base_offset + vec_len(ha->rules);
559   int tail_len = vec_len((*applied_hash_aces)) - tail_offset;
560   DBG("base_offset: %d, tail_offset: %d, tail_len: %d", base_offset, tail_offset, tail_len);
561
562   for(i=0; i < vec_len(ha->rules); i ++) {
563     deactivate_applied_ace_hash_entry(am, sw_if_index, is_input,
564                                       applied_hash_aces, base_offset + i);
565   }
566   for(i=0; i < tail_len; i ++) {
567     /* move the entry at tail offset to base offset */
568     /* that is, from (tail_offset+i) -> (base_offset+i) */
569     DBG("UNAPPLY MOVE: sw_if_index %d is_input %d, applied index %d ->", sw_if_index, is_input, tail_offset+i, base_offset + i);
570     move_applied_ace_hash_entry(am, sw_if_index, is_input, applied_hash_aces, tail_offset + i, base_offset + i);
571   }
572   /* trim the end of the vector */
573   _vec_len((*applied_hash_aces)) -= vec_len(ha->rules);
574
575   applied_hash_entries_analyze(am, applied_hash_aces);
576
577   /* After deletion we might not need some of the mask-types anymore... */
578   hash_acl_build_applied_lookup_bitmap(am, sw_if_index, is_input);
579   clib_mem_set_heap (oldheap);
580 }
581
582 /*
583  * Create the applied ACEs and update the hash table,
584  * taking into account that the ACL may not be the last
585  * in the vector of applied ACLs.
586  *
587  * For now, walk from the end of the vector and unapply the ACLs,
588  * then apply the one in question and reapply the rest.
589  */
590
591 void
592 hash_acl_reapply(acl_main_t *am, u32 sw_if_index, u8 is_input, int acl_index)
593 {
594   u32 **applied_acls = is_input ? vec_elt_at_index(am->input_acl_vec_by_sw_if_index, sw_if_index)
595                                 : vec_elt_at_index(am->output_acl_vec_by_sw_if_index, sw_if_index);
596   int i;
597   int start_index = vec_search((*applied_acls), acl_index);
598   /*
599    * This function is called after we find out the sw_if_index where ACL is applied.
600    * If the by-sw_if_index vector does not have the ACL#, then it's a bug.
601    */
602   ASSERT(start_index < vec_len(*applied_acls));
603
604   /* unapply all the ACLs till the current one */
605   for(i = vec_len(*applied_acls) - 1; i >= start_index; i--) {
606     hash_acl_unapply(am, sw_if_index, is_input, *vec_elt_at_index(*applied_acls, i));
607   }
608   for(i = start_index; i < vec_len(*applied_acls); i++) {
609     hash_acl_apply(am, sw_if_index, is_input, *vec_elt_at_index(*applied_acls, i));
610   }
611 }
612
613 static void
614 make_address_mask(ip46_address_t *addr, u8 is_ipv6, u8 prefix_len)
615 {
616   if (is_ipv6) {
617     ip6_address_mask_from_width(&addr->ip6, prefix_len);
618   } else {
619     /* FIXME: this may not be correct way */
620     ip6_address_mask_from_width(&addr->ip6, prefix_len + 3*32);
621     ip46_address_mask_ip4(addr);
622   }
623 }
624
625 static u8
626 make_port_mask(u16 *portmask, u16 port_first, u16 port_last)
627 {
628   if (port_first == port_last) {
629     *portmask = 0xffff;
630     /* single port is representable by masked value */
631     return 0;
632   }
633   if ((port_first == 0) && (port_last == 65535)) {
634     *portmask = 0;
635     /* wildcard port is representable by a masked value */
636     return 0;
637   }
638
639   /*
640    * For now match all the ports, later
641    * here might be a better optimization which would
642    * pick out bitmaskable portranges.
643    *
644    * However, adding a new mask type potentially
645    * adds a per-packet extra lookup, so the benefit is not clear.
646    */
647   *portmask = 0;
648   /* This port range can't be represented via bitmask exactly. */
649   return 1;
650 }
651
652 static void
653 make_mask_and_match_from_rule(fa_5tuple_t *mask, acl_rule_t *r, hash_ace_info_t *hi, int match_nonfirst_fragment)
654 {
655   memset(mask, 0, sizeof(*mask));
656   memset(&hi->match, 0, sizeof(hi->match));
657   hi->action = r->is_permit;
658
659   /* we will need to be matching based on sw_if_index, direction, and mask_type_index when applied */
660   mask->pkt.sw_if_index = ~0;
661   mask->pkt.is_input = 1;
662   /* we will assign the match of mask_type_index later when we find it*/
663   mask->pkt.mask_type_index_lsb = ~0;
664
665   mask->pkt.is_ip6 = 1;
666   hi->match.pkt.is_ip6 = r->is_ipv6;
667
668   make_address_mask(&mask->addr[0], r->is_ipv6, r->src_prefixlen);
669   hi->match.addr[0] = r->src;
670   make_address_mask(&mask->addr[1], r->is_ipv6, r->dst_prefixlen);
671   hi->match.addr[1] = r->dst;
672
673   if (r->proto != 0) {
674     mask->l4.proto = ~0; /* L4 proto needs to be matched */
675     hi->match.l4.proto = r->proto;
676     if (match_nonfirst_fragment) {
677       /* match the non-first fragments only */
678       mask->pkt.is_nonfirst_fragment = 1;
679       hi->match.pkt.is_nonfirst_fragment = 1;
680     } else {
681       /* Calculate the src/dst port masks and make the src/dst port matches accordingly */
682       hi->src_portrange_not_powerof2 = make_port_mask(&mask->l4.port[0], r->src_port_or_type_first, r->src_port_or_type_last);
683       hi->match.l4.port[0] = r->src_port_or_type_first & mask->l4.port[0];
684       hi->dst_portrange_not_powerof2 = make_port_mask(&mask->l4.port[1], r->dst_port_or_code_first, r->dst_port_or_code_last);
685       hi->match.l4.port[1] = r->dst_port_or_code_first & mask->l4.port[1];
686       /* L4 info must be valid in order to match */
687       mask->pkt.l4_valid = 1;
688       hi->match.pkt.l4_valid = 1;
689       /* And we must set the mask to check that it is an initial fragment */
690       mask->pkt.is_nonfirst_fragment = 1;
691       hi->match.pkt.is_nonfirst_fragment = 0;
692       if ((r->proto == IPPROTO_TCP) && (r->tcp_flags_mask != 0)) {
693         /* if we want to match on TCP flags, they must be masked off as well */
694         mask->pkt.tcp_flags = r->tcp_flags_mask;
695         hi->match.pkt.tcp_flags = r->tcp_flags_value;
696         /* and the flags need to be present within the packet being matched */
697         mask->pkt.tcp_flags_valid = 1;
698         hi->match.pkt.tcp_flags_valid = 1;
699       }
700     }
701   }
702   /* Sanitize the mask and the match */
703   u64 *pmask = (u64 *)mask;
704   u64 *pmatch = (u64 *)&hi->match;
705   int j;
706   for(j=0; j<6; j++) {
707     pmatch[j] = pmatch[j] & pmask[j];
708   }
709 }
710
711 static u32
712 find_mask_type_index(acl_main_t *am, fa_5tuple_t *mask)
713 {
714   ace_mask_type_entry_t *mte;
715   /* *INDENT-OFF* */
716   pool_foreach(mte, am->ace_mask_type_pool,
717   ({
718     if(memcmp(&mte->mask, mask, sizeof(*mask)) == 0)
719       return (mte - am->ace_mask_type_pool);
720   }));
721   /* *INDENT-ON* */
722   return ~0;
723 }
724
725 static u32
726 assign_mask_type_index(acl_main_t *am, fa_5tuple_t *mask)
727 {
728   u32 mask_type_index = find_mask_type_index(am, mask);
729   ace_mask_type_entry_t *mte;
730   if(~0 == mask_type_index) {
731     pool_get_aligned (am->ace_mask_type_pool, mte, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
732     mask_type_index = mte - am->ace_mask_type_pool;
733     clib_memcpy(&mte->mask, mask, sizeof(mte->mask));
734     mte->refcount = 0;
735     /*
736      * We can use only 16 bits, since in the match there is only u16 field.
737      * Realistically, once you go to 64K of mask types, it is a huge
738      * problem anyway, so we might as well stop half way.
739      */
740     ASSERT(mask_type_index < 32768);
741   }
742   mte = am->ace_mask_type_pool + mask_type_index;
743   mte->refcount++;
744   return mask_type_index;
745 }
746
747 static void
748 release_mask_type_index(acl_main_t *am, u32 mask_type_index)
749 {
750   ace_mask_type_entry_t *mte = pool_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, mask_type_index);
751   mte->refcount--;
752   if (mte->refcount == 0) {
753     /* we are not using this entry anymore */
754     pool_put(am->ace_mask_type_pool, mte);
755   }
756 }
757
758 void hash_acl_add(acl_main_t *am, int acl_index)
759 {
760   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
761   DBG("HASH ACL add : %d", acl_index);
762   int i;
763   acl_list_t *a = &am->acls[acl_index];
764   vec_validate(am->hash_acl_infos, acl_index);
765   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
766   memset(ha, 0, sizeof(*ha));
767
768   /* walk the newly added ACL entries and ensure that for each of them there
769      is a mask type, increment a reference count for that mask type */
770   for(i=0; i < a->count; i++) {
771     hash_ace_info_t ace_info;
772     fa_5tuple_t mask;
773     memset(&ace_info, 0, sizeof(ace_info));
774     ace_info.acl_index = acl_index;
775     ace_info.ace_index = i;
776
777     make_mask_and_match_from_rule(&mask, &a->rules[i], &ace_info, 0);
778     ace_info.mask_type_index = assign_mask_type_index(am, &mask);
779     /* assign the mask type index for matching itself */
780     ace_info.match.pkt.mask_type_index_lsb = ace_info.mask_type_index;
781     DBG("ACE: %d mask_type_index: %d", i, ace_info.mask_type_index);
782     /* Ensure a given index is set in the mask type index bitmap for this ACL */
783     ha->mask_type_index_bitmap = clib_bitmap_set(ha->mask_type_index_bitmap, ace_info.mask_type_index, 1);
784     vec_add1(ha->rules, ace_info);
785     if (am->l4_match_nonfirst_fragment) {
786       /* add the second rule which matches the noninitial fragments with the respective mask */
787       make_mask_and_match_from_rule(&mask, &a->rules[i], &ace_info, 1);
788       ace_info.mask_type_index = assign_mask_type_index(am, &mask);
789       ace_info.match.pkt.mask_type_index_lsb = ace_info.mask_type_index;
790       DBG("ACE: %d (non-initial frags) mask_type_index: %d", i, ace_info.mask_type_index);
791       /* Ensure a given index is set in the mask type index bitmap for this ACL */
792       ha->mask_type_index_bitmap = clib_bitmap_set(ha->mask_type_index_bitmap, ace_info.mask_type_index, 1);
793       vec_add1(ha->rules, ace_info);
794     }
795   }
796   /*
797    * if an ACL is applied somewhere, fill the corresponding lookup data structures.
798    * We need to take care if the ACL is not the last one in the vector of ACLs applied to the interface.
799    */
800   if (acl_index < vec_len(am->input_sw_if_index_vec_by_acl)) {
801     u32 *sw_if_index;
802     vec_foreach(sw_if_index, am->input_sw_if_index_vec_by_acl[acl_index]) {
803       hash_acl_reapply(am, *sw_if_index, 1, acl_index);
804     }
805   }
806   if (acl_index < vec_len(am->output_sw_if_index_vec_by_acl)) {
807     u32 *sw_if_index;
808     vec_foreach(sw_if_index, am->output_sw_if_index_vec_by_acl[acl_index]) {
809       hash_acl_reapply(am, *sw_if_index, 0, acl_index);
810     }
811   }
812   clib_mem_set_heap (oldheap);
813 }
814
815 void hash_acl_delete(acl_main_t *am, int acl_index)
816 {
817   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
818   DBG("HASH ACL delete : %d", acl_index);
819   /*
820    * If the ACL is applied somewhere, remove the references of it (call hash_acl_unapply)
821    * this is a different behavior from the linear lookup where an empty ACL is "deny all",
822    *
823    * However, following vpp-dev discussion the ACL that is referenced elsewhere
824    * should not be possible to delete, and the change adding this also adds
825    * the safeguards to that respect, so this is not a problem.
826    */
827   if (acl_index < vec_len(am->input_sw_if_index_vec_by_acl)) {
828     u32 *sw_if_index;
829     vec_foreach(sw_if_index, am->input_sw_if_index_vec_by_acl[acl_index]) {
830       hash_acl_unapply(am, *sw_if_index, 1, acl_index);
831     }
832   }
833   if (acl_index < vec_len(am->output_sw_if_index_vec_by_acl)) {
834     u32 *sw_if_index;
835     vec_foreach(sw_if_index, am->output_sw_if_index_vec_by_acl[acl_index]) {
836       hash_acl_unapply(am, *sw_if_index, 0, acl_index);
837     }
838   }
839
840   /* walk the mask types for the ACL about-to-be-deleted, and decrease
841    * the reference count, possibly freeing up some of them */
842   int i;
843   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
844   for(i=0; i < vec_len(ha->rules); i++) {
845     release_mask_type_index(am, ha->rules[i].mask_type_index);
846   }
847   clib_bitmap_free(ha->mask_type_index_bitmap);
848   vec_free(ha->rules);
849   clib_mem_set_heap (oldheap);
850 }
851
852 u8
853 hash_multi_acl_match_5tuple (u32 sw_if_index, fa_5tuple_t * pkt_5tuple, int is_l2,
854                        int is_ip6, int is_input, u32 * acl_match_p,
855                        u32 * rule_match_p, u32 * trace_bitmap)
856 {
857   acl_main_t *am = &acl_main;
858   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, is_input, sw_if_index);
859   u32 match_index = multi_acl_match_get_applied_ace_index(am, pkt_5tuple);
860   if (match_index < vec_len((*applied_hash_aces))) {
861     applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), match_index);
862     *acl_match_p = pae->acl_index;
863     *rule_match_p = pae->ace_index;
864     return pae->action;
865   }
866   return 0;
867 }
868
869
870 void
871 show_hash_acl_hash (vlib_main_t * vm, acl_main_t *am, u32 verbose)
872 {
873   vlib_cli_output(vm, "\nACL lookup hash table:\n%U\n",
874                   BV (format_bihash), &am->acl_lookup_hash, verbose);
875 }