Add config option to use dlmalloc instead of mheap
[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
24 #include <vlib/vlib.h>
25 #include <vnet/vnet.h>
26 #include <vnet/pg/pg.h>
27 #include <vppinfra/error.h>
28 #include <vnet/plugin/plugin.h>
29 #include <acl/acl.h>
30 #include <vppinfra/bihash_48_8.h>
31
32 #include "hash_lookup.h"
33 #include "hash_lookup_private.h"
34
35
36 always_inline applied_hash_ace_entry_t **get_applied_hash_aces(acl_main_t *am, u32 lc_index)
37 {
38   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = vec_elt_at_index(am->hash_entry_vec_by_lc_index, lc_index);
39
40 /*is_input ? vec_elt_at_index(am->input_hash_entry_vec_by_sw_if_index, sw_if_index)
41                                                           : vec_elt_at_index(am->output_hash_entry_vec_by_sw_if_index, sw_if_index);
42 */
43   return applied_hash_aces;
44 }
45
46
47 static void
48 hashtable_add_del(acl_main_t *am, clib_bihash_kv_48_8_t *kv, int is_add)
49 {
50     DBG("HASH ADD/DEL: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx add %d",
51                         kv->key[0], kv->key[1], kv->key[2],
52                         kv->key[3], kv->key[4], kv->key[5], kv->value, is_add);
53     BV (clib_bihash_add_del) (&am->acl_lookup_hash, kv, is_add);
54 }
55
56 /*
57  * TupleMerge
58  *
59  * Initial adaptation by Valerio Bruschi (valerio.bruschi@telecom-paristech.fr)
60  * based on the TupleMerge [1] simulator kindly made available
61  * by  James Daly (dalyjamese@gmail.com) and  Eric Torng (torng@cse.msu.edu)
62  * ( http://www.cse.msu.edu/~dalyjame/ or http://www.cse.msu.edu/~torng/ ),
63  * refactoring by Andrew Yourtchenko.
64  *
65  * [1] James Daly, Eric Torng "TupleMerge: Building Online Packet Classifiers
66  * by Omitting Bits", In Proc. IEEE ICCCN 2017, pp. 1-10
67  *
68  */
69
70 static int
71 count_bits (u64 word)
72 {
73   int counter = 0;
74   while (word)
75     {
76       counter += word & 1;
77       word >>= 1;
78     }
79   return counter;
80 }
81
82 /* check if mask2 can be contained by mask1 */
83 static u8
84 first_mask_contains_second_mask(int is_ip6, fa_5tuple_t * mask1, fa_5tuple_t * mask2)
85 {
86   int i;
87   if (is_ip6)
88     {
89       for (i = 0; i < 2; i++)
90         {
91           if ((mask1->ip6_addr[0].as_u64[i] & mask2->ip6_addr[0].as_u64[i]) !=
92               mask1->ip6_addr[0].as_u64[i])
93             return 0;
94           if ((mask1->ip6_addr[1].as_u64[i] & mask2->ip6_addr[1].as_u64[i]) !=
95               mask1->ip6_addr[1].as_u64[i])
96             return 0;
97         }
98     }
99   else
100     {
101       /* check the pads, both masks must have it 0 */
102       u32 padcheck = 0;
103       int i;
104       for (i=0; i<6; i++) {
105         padcheck |= mask1->l3_zero_pad[i];
106         padcheck |= mask2->l3_zero_pad[i];
107       }
108       if (padcheck != 0)
109         return 0;
110       if ((mask1->ip4_addr[0].as_u32 & mask2->ip4_addr[0].as_u32) !=
111           mask1->ip4_addr[0].as_u32)
112         return 0;
113       if ((mask1->ip4_addr[1].as_u32 & mask2->ip4_addr[1].as_u32) !=
114           mask1->ip4_addr[1].as_u32)
115         return 0;
116     }
117
118   /* take care if port are not exact-match  */
119   if ((mask1->l4.as_u64 & mask2->l4.as_u64) != mask1->l4.as_u64)
120     return 0;
121
122   if ((mask1->pkt.as_u64 & mask2->pkt.as_u64) != mask1->pkt.as_u64)
123     return 0;
124
125   return 1;
126 }
127
128
129
130 /*
131  * TupleMerge:
132  *
133  * Consider the situation when we have to create a new table
134  * T for a given rule R. This occurs for the first rule inserted and
135  * for later rules if it is incompatible with all existing tables.
136  * In this event, we need to determine mT for a new table.
137  * Setting mT = mR is not a good strategy; if another similar,
138  * but slightly less specific, rule appears we will be unable to
139  * add it to T and will thus have to create another new table. We
140  * thus consider two factors: is the rule more strongly aligned
141  * with source or destination addresses (usually the two most
142  * important fields) and how much slack needs to be given to
143  * allow for other rules. If the source and destination addresses
144  * are close together (within 4 bits for our experiments), we use
145  * both of them. Otherwise, we drop the smaller (less specific)
146  * address and its associated port field from consideration; R is
147  * predominantly aligned with one of the two fields and should
148  * be grouped with other similar rules. This is similar to TSS
149  * dropping port fields, but since it is based on observable rule
150  * characteristics it is more likely to keep important fields and
151  * discard less useful ones.
152  * We then look at the absolute lengths of the addresses. If
153  * the address is long, we are more likely to try to add shorter
154  * lengths and likewise the reverse. We thus remove a few bits
155  * from both address fields with more bits removed from longer
156  * addresses. For 32 bit addresses, we remove 4 bits, 3 for more
157  * than 24, 2 for more than 16, and so on (so 8 and fewer bits
158  * don’t have any removed). We only do this for prefix fields like
159  * addresses; both range fields (like ports) and exact match fields
160  * (like protocol) should remain as they are.
161  */
162
163
164 static u32
165 shift_ip4_if(u32 mask, u32 thresh, int numshifts, u32 else_val)
166 {
167   if (mask > thresh)
168      return clib_host_to_net_u32((clib_net_to_host_u32(mask) << numshifts) & 0xFFFFFFFF);
169   else
170      return else_val;
171 }
172
173 static void
174 relax_ip4_addr(ip4_address_t *ip4_mask, int relax2) {
175   int shifts_per_relax[2][4] = { { 6, 5, 4, 2 }, { 3, 2, 1, 1 } };
176
177   int *shifts = shifts_per_relax[relax2];
178   if(ip4_mask->as_u32 == 0xffffffff)
179     ip4_mask->as_u32 = clib_host_to_net_u32((clib_net_to_host_u32(ip4_mask->as_u32) << shifts[0])&0xFFFFFFFF);
180   else
181     ip4_mask->as_u32 = shift_ip4_if(ip4_mask->as_u32, 0xffffff00, shifts[1],
182                         shift_ip4_if(ip4_mask->as_u32, 0xffff0000, shifts[2],
183                           shift_ip4_if(ip4_mask->as_u32, 0xff000000, shifts[3], ip4_mask->as_u32)));
184 }
185
186 static void
187 relax_ip6_addr(ip6_address_t *ip6_mask, int relax2) {
188   /*
189    * This "better than nothing" relax logic is based on heuristics
190    * from IPv6 knowledge, and may not be optimal.
191    * Some further tuning may be needed in the future.
192    */
193   if (ip6_mask->as_u64[0] == 0xffffffffffffffffULL) {
194     if (ip6_mask->as_u64[1] == 0xffffffffffffffffULL) {
195       /* relax a /128 down to /64  - likely to have more hosts */
196       ip6_mask->as_u64[1] = 0;
197     } else if (ip6_mask->as_u64[1] == 0) {
198       /* relax a /64 down to /56 - likely to have more subnets */
199       ip6_mask->as_u64[0] = clib_host_to_net_u64(0xffffffffffffff00ULL);
200     }
201   }
202 }
203
204 static void
205 relax_tuple(fa_5tuple_t *mask, int is_ip6, int relax2){
206         fa_5tuple_t save_mask = *mask;
207
208         int counter_s = 0, counter_d = 0;
209         if (is_ip6) {
210           int i;
211           for(i=0; i<2; i++){
212                 counter_s += count_bits(mask->ip6_addr[0].as_u64[i]);
213                 counter_d += count_bits(mask->ip6_addr[1].as_u64[i]);
214           }
215         } else {
216                 counter_s += count_bits(mask->ip4_addr[0].as_u32);
217                 counter_d += count_bits(mask->ip4_addr[1].as_u32);
218         }
219
220 /*
221  * is the rule more strongly aligned with source or destination addresses
222  * (usually the two most important fields) and how much slack needs to be
223  * given to allow for other rules. If the source and destination addresses
224  * are close together (within 4 bits for our experiments), we use both of them.
225  * Otherwise, we drop the smaller (less specific) address and its associated
226  * port field from consideration
227  */
228         const int deltaThreshold = 4;
229         /* const int deltaThreshold = 8; if IPV6? */
230         int delta = counter_s - counter_d;
231         if (-delta > deltaThreshold) {
232                 if (is_ip6)
233                   mask->ip6_addr[0].as_u64[1] = mask->ip6_addr[0].as_u64[0] = 0;
234                 else
235                   mask->ip4_addr[0].as_u32 = 0;
236                 mask->l4.port[0] = 0;
237         } else if (delta > deltaThreshold) {
238                 if (is_ip6)
239                   mask->ip6_addr[1].as_u64[1] = mask->ip6_addr[1].as_u64[0] = 0;
240                 else
241                   mask->ip4_addr[1].as_u32 = 0;
242                 mask->l4.port[1] = 0;
243         }
244
245         if (is_ip6) {
246           relax_ip6_addr(&mask->ip6_addr[0], relax2);
247           relax_ip6_addr(&mask->ip6_addr[1], relax2);
248         } else {
249           relax_ip4_addr(&mask->ip4_addr[0], relax2);
250           relax_ip4_addr(&mask->ip4_addr[1], relax2);
251         }
252         mask->pkt.is_nonfirst_fragment = 0;
253         mask->pkt.l4_valid = 0;
254         if(!first_mask_contains_second_mask(is_ip6, mask, &save_mask)){
255                 DBG( "TM-relaxing-ERROR");
256                 *mask = save_mask;
257         }
258         DBG( "TM-relaxing-end");
259 }
260
261
262 static u32
263 tm_assign_mask_type_index(acl_main_t *am, fa_5tuple_t *mask, int is_ip6, u32 lc_index)
264 {
265         u32 mask_type_index = ~0;
266         u32 for_mask_type_index = ~0;
267         ace_mask_type_entry_t *mte;
268         int order_index;
269         /* look for existing mask comparable with the one in input */
270
271         hash_applied_mask_info_t **hash_applied_mask_info_vec = vec_elt_at_index(am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index, lc_index);
272         hash_applied_mask_info_t *minfo;
273
274         if (vec_len(*hash_applied_mask_info_vec) > 0) {
275             for(order_index = vec_len((*hash_applied_mask_info_vec)) -1; order_index >= 0; order_index--) {
276                 minfo = vec_elt_at_index((*hash_applied_mask_info_vec), order_index);
277                 for_mask_type_index = minfo->mask_type_index;
278                 mte = vec_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, for_mask_type_index);
279                 if(first_mask_contains_second_mask(is_ip6, &mte->mask, mask)){
280                         mask_type_index = (mte - am->ace_mask_type_pool);
281                         break;
282                 }
283             }
284         }
285
286         if(~0 == mask_type_index) {
287                 /* if no mask is found, then let's use a relaxed version of the original one, in order to be used by new ace_entries */
288                 DBG( "TM-assigning mask type index-new one");
289                 pool_get_aligned (am->ace_mask_type_pool, mte, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
290                 mask_type_index = mte - am->ace_mask_type_pool;
291
292                 hash_applied_mask_info_t **hash_applied_mask_info_vec = vec_elt_at_index(am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index, lc_index);
293
294                 int spot = vec_len((*hash_applied_mask_info_vec));
295                 vec_validate((*hash_applied_mask_info_vec), spot);
296                 minfo = vec_elt_at_index((*hash_applied_mask_info_vec), spot);
297                 minfo->mask_type_index = mask_type_index;
298                 minfo->num_entries = 0;
299                 minfo->max_collisions = 0;
300                 minfo->first_rule_index = ~0;
301
302                 clib_memcpy(&mte->mask, mask, sizeof(mte->mask));
303                 relax_tuple(&mte->mask, is_ip6, 0);
304
305                 mte->refcount = 0;
306                 /*
307                  * We can use only 16 bits, since in the match there is only u16 field.
308                  * Realistically, once you go to 64K of mask types, it is a huge
309                  * problem anyway, so we might as well stop half way.
310                  */
311                 ASSERT(mask_type_index < 32768);
312         }
313         mte = am->ace_mask_type_pool + mask_type_index;
314         mte->refcount++;
315         return mask_type_index;
316 }
317
318
319 static void
320 fill_applied_hash_ace_kv(acl_main_t *am,
321                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
322                             u32 lc_index,
323                             u32 new_index, clib_bihash_kv_48_8_t *kv)
324 {
325   fa_5tuple_t *kv_key = (fa_5tuple_t *)kv->key;
326   hash_acl_lookup_value_t *kv_val = (hash_acl_lookup_value_t *)&kv->value;
327   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index);
328   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, pae->acl_index);
329
330   /* apply the mask to ace key */
331   hash_ace_info_t *ace_info = vec_elt_at_index(ha->rules, pae->hash_ace_info_index);
332   ace_mask_type_entry_t *mte = vec_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, pae->mask_type_index);
333
334   u64 *pmatch = (u64 *) &ace_info->match;
335   u64 *pmask = (u64 *)&mte->mask;
336   u64 *pkey = (u64 *)kv->key;
337
338   *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
339   *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
340   *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
341   *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
342   *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
343   *pkey++ = *pmatch++ & *pmask++;
344
345   kv_key->pkt.mask_type_index_lsb = pae->mask_type_index;
346   kv_key->pkt.lc_index = lc_index;
347   kv_val->as_u64 = 0;
348   kv_val->applied_entry_index = new_index;
349 }
350
351 static void
352 add_del_hashtable_entry(acl_main_t *am,
353                             u32 lc_index,
354                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
355                             u32 index, int is_add)
356 {
357   clib_bihash_kv_48_8_t kv;
358
359   fill_applied_hash_ace_kv(am, applied_hash_aces, lc_index, index, &kv);
360   hashtable_add_del(am, &kv, is_add);
361 }
362
363
364 static u32
365 find_mask_type_index(acl_main_t *am, fa_5tuple_t *mask)
366 {
367   ace_mask_type_entry_t *mte;
368   /* *INDENT-OFF* */
369   pool_foreach(mte, am->ace_mask_type_pool,
370   ({
371     if(memcmp(&mte->mask, mask, sizeof(*mask)) == 0)
372       return (mte - am->ace_mask_type_pool);
373   }));
374   /* *INDENT-ON* */
375   return ~0;
376 }
377
378 static u32
379 assign_mask_type_index(acl_main_t *am, fa_5tuple_t *mask)
380 {
381   u32 mask_type_index = find_mask_type_index(am, mask);
382   ace_mask_type_entry_t *mte;
383   if(~0 == mask_type_index) {
384     pool_get_aligned (am->ace_mask_type_pool, mte, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
385     mask_type_index = mte - am->ace_mask_type_pool;
386     clib_memcpy(&mte->mask, mask, sizeof(mte->mask));
387     mte->refcount = 0;
388     /*
389      * We can use only 16 bits, since in the match there is only u16 field.
390      * Realistically, once you go to 64K of mask types, it is a huge
391      * problem anyway, so we might as well stop half way.
392      */
393     ASSERT(mask_type_index < 32768);
394   }
395   mte = am->ace_mask_type_pool + mask_type_index;
396   mte->refcount++;
397   return mask_type_index;
398 }
399
400 static void
401 release_mask_type_index(acl_main_t *am, u32 mask_type_index)
402 {
403   ace_mask_type_entry_t *mte = pool_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, mask_type_index);
404   mte->refcount--;
405   if (mte->refcount == 0) {
406     /* we are not using this entry anymore */
407     pool_put(am->ace_mask_type_pool, mte);
408   }
409 }
410
411 static void
412 remake_hash_applied_mask_info_vec (acl_main_t * am,
413                                    applied_hash_ace_entry_t **
414                                    applied_hash_aces, u32 lc_index)
415 {
416   hash_applied_mask_info_t *new_hash_applied_mask_info_vec =
417     vec_new (hash_applied_mask_info_t, 0);
418
419   hash_applied_mask_info_t *minfo;
420   int i;
421   for (i = 0; i < vec_len ((*applied_hash_aces)); i++)
422     {
423       applied_hash_ace_entry_t *pae =
424         vec_elt_at_index ((*applied_hash_aces), i);
425
426       /* check if mask_type_index is already there */
427       u32 new_pointer = vec_len (new_hash_applied_mask_info_vec);
428       int search;
429       for (search = 0; search < vec_len (new_hash_applied_mask_info_vec);
430            search++)
431         {
432           minfo = vec_elt_at_index (new_hash_applied_mask_info_vec, search);
433           if (minfo->mask_type_index == pae->mask_type_index)
434             break;
435         }
436        
437       vec_validate ((new_hash_applied_mask_info_vec), search);
438       minfo = vec_elt_at_index ((new_hash_applied_mask_info_vec), search);
439       if (search == new_pointer)
440         {
441           minfo->mask_type_index = pae->mask_type_index;
442           minfo->num_entries = 0;
443           minfo->max_collisions = 0;
444           minfo->first_rule_index = ~0;
445         }
446
447       minfo->num_entries = minfo->num_entries + 1;
448
449       if (vec_len (pae->colliding_rules) > minfo->max_collisions)
450         minfo->max_collisions = vec_len (pae->colliding_rules);
451
452       if (minfo->first_rule_index > i)
453         minfo->first_rule_index = i;
454     }
455
456   hash_applied_mask_info_t **hash_applied_mask_info_vec =
457     vec_elt_at_index (am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index, lc_index);
458
459   vec_free ((*hash_applied_mask_info_vec));
460   (*hash_applied_mask_info_vec) = new_hash_applied_mask_info_vec;
461 }
462
463 static void
464 vec_del_collision_rule (collision_match_rule_t ** pvec,
465                         u32 applied_entry_index)
466 {
467   u32 i;
468   for (i = 0; i < vec_len ((*pvec)); i++)
469     {
470       collision_match_rule_t *cr = vec_elt_at_index ((*pvec), i);
471       if (cr->applied_entry_index == applied_entry_index)
472         {
473           vec_del1 ((*pvec), i);
474         }
475     }
476 }
477
478 static void
479 del_colliding_rule (applied_hash_ace_entry_t ** applied_hash_aces,
480                     u32 head_index, u32 applied_entry_index)
481 {
482   applied_hash_ace_entry_t *head_pae =
483     vec_elt_at_index ((*applied_hash_aces), head_index);
484   vec_del_collision_rule (&head_pae->colliding_rules, applied_entry_index);
485 }
486
487 static void
488 add_colliding_rule (acl_main_t * am,
489                     applied_hash_ace_entry_t ** applied_hash_aces,
490                     u32 head_index, u32 applied_entry_index)
491 {
492   applied_hash_ace_entry_t *head_pae =
493     vec_elt_at_index ((*applied_hash_aces), head_index);
494   applied_hash_ace_entry_t *pae =
495     vec_elt_at_index ((*applied_hash_aces), applied_entry_index);
496
497   collision_match_rule_t cr;
498
499   cr.acl_index = pae->acl_index;
500   cr.ace_index = pae->ace_index;
501   cr.acl_position = pae->acl_position;
502   cr.applied_entry_index = applied_entry_index;
503   cr.rule = am->acls[pae->acl_index].rules[pae->ace_index];
504   vec_add1 (head_pae->colliding_rules, cr);
505 }
506
507 static u32
508 activate_applied_ace_hash_entry(acl_main_t *am,
509                             u32 lc_index,
510                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
511                             u32 new_index)
512 {
513   clib_bihash_kv_48_8_t kv;
514   ASSERT(new_index != ~0);
515   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index);
516   DBG("activate_applied_ace_hash_entry lc_index %d new_index %d", lc_index, new_index);
517
518   fill_applied_hash_ace_kv(am, applied_hash_aces, lc_index, new_index, &kv);
519
520   DBG("APPLY ADD KY: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx",
521                         kv.key[0], kv.key[1], kv.key[2],
522                         kv.key[3], kv.key[4], kv.key[5]);
523
524   clib_bihash_kv_48_8_t result;
525   hash_acl_lookup_value_t *result_val = (hash_acl_lookup_value_t *)&result.value;
526   int res = BV (clib_bihash_search) (&am->acl_lookup_hash, &kv, &result);
527   ASSERT(new_index != ~0);
528   ASSERT(new_index < vec_len((*applied_hash_aces)));
529   if (res == 0) {
530     /* There already exists an entry or more. Append at the end. */
531     u32 first_index = result_val->applied_entry_index;
532     ASSERT(first_index != ~0);
533     DBG("A key already exists, with applied entry index: %d", first_index);
534     applied_hash_ace_entry_t *first_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), first_index);
535     u32 last_index = first_pae->tail_applied_entry_index;
536     ASSERT(last_index != ~0);
537     applied_hash_ace_entry_t *last_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), last_index);
538     DBG("...advance to chained entry index: %d", last_index);
539     /* link ourseves in */
540     last_pae->next_applied_entry_index = new_index;
541     pae->prev_applied_entry_index = last_index;
542     /* adjust the pointer to the new tail */
543     first_pae->tail_applied_entry_index = new_index;
544     add_colliding_rule(am, applied_hash_aces, first_index, new_index);
545     return first_index;
546   } else {
547     /* It's the very first entry */
548     hashtable_add_del(am, &kv, 1);
549     ASSERT(new_index != ~0);
550     pae->tail_applied_entry_index = new_index;
551     add_colliding_rule(am, applied_hash_aces, new_index, new_index);
552     return new_index;
553   }
554 }
555
556
557 static void *
558 hash_acl_set_heap(acl_main_t *am)
559 {
560   if (0 == am->hash_lookup_mheap) {
561     am->hash_lookup_mheap = mheap_alloc_with_lock (0 /* use VM */ , 
562                                                    am->hash_lookup_mheap_size,
563                                                    1 /* locked */);
564     if (0 == am->hash_lookup_mheap) {
565         clib_error("ACL plugin failed to allocate lookup heap of %U bytes", 
566                    format_memory_size, am->hash_lookup_mheap_size);
567     }
568   }
569   void *oldheap = clib_mem_set_heap(am->hash_lookup_mheap);
570   return oldheap;
571 }
572
573 void
574 acl_plugin_hash_acl_set_validate_heap(int on)
575 {
576   acl_main_t *am = &acl_main;
577   clib_mem_set_heap(hash_acl_set_heap(am));
578 #if USE_DLMALLOC == 0
579   mheap_t *h = mheap_header (am->hash_lookup_mheap);
580   if (on) {
581     h->flags |= MHEAP_FLAG_VALIDATE;
582     h->flags &= ~MHEAP_FLAG_SMALL_OBJECT_CACHE;
583     mheap_validate(h);
584   } else {
585     h->flags &= ~MHEAP_FLAG_VALIDATE;
586     h->flags |= MHEAP_FLAG_SMALL_OBJECT_CACHE;
587   }
588 #endif
589 }
590
591 void
592 acl_plugin_hash_acl_set_trace_heap(int on)
593 {
594   acl_main_t *am = &acl_main;
595   clib_mem_set_heap(hash_acl_set_heap(am));
596 #if USE_DLMALLOC == 0
597   mheap_t *h = mheap_header (am->hash_lookup_mheap);
598   if (on) {
599     h->flags |= MHEAP_FLAG_TRACE;
600   } else {
601     h->flags &= ~MHEAP_FLAG_TRACE;
602   }
603 #endif
604 }
605
606 static void
607 assign_mask_type_index_to_pae(acl_main_t *am, u32 lc_index, int is_ip6, applied_hash_ace_entry_t *pae)
608 {
609   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, pae->acl_index);
610   hash_ace_info_t *ace_info = vec_elt_at_index(ha->rules, pae->hash_ace_info_index);
611
612   ace_mask_type_entry_t *mte;
613   fa_5tuple_t *mask;
614   /*
615    * Start taking base_mask associated to ace, and essentially copy it.
616    * With TupleMerge we will assign a relaxed mask here.
617    */
618   mte = vec_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, ace_info->base_mask_type_index);
619   mask = &mte->mask;
620   if (am->use_tuple_merge)
621     pae->mask_type_index = tm_assign_mask_type_index(am, mask, is_ip6, lc_index);
622   else
623     pae->mask_type_index = assign_mask_type_index(am, mask);
624 }
625
626 static void
627 split_partition(acl_main_t *am, u32 first_index,
628                             u32 lc_index, int is_ip6);
629
630
631 static void
632 check_collision_count_and_maybe_split(acl_main_t *am, u32 lc_index, int is_ip6, u32 first_index)
633 {
634   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, lc_index);
635   applied_hash_ace_entry_t *first_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), first_index);
636   if (vec_len(first_pae->colliding_rules) > am->tuple_merge_split_threshold) {
637     split_partition(am, first_index, lc_index, is_ip6);
638   }
639 }
640
641 void
642 hash_acl_apply(acl_main_t *am, u32 lc_index, int acl_index, u32 acl_position)
643 {
644   int i;
645
646   DBG0("HASH ACL apply: lc_index %d acl %d", lc_index, acl_index);
647   if (!am->acl_lookup_hash_initialized) {
648     BV (clib_bihash_init) (&am->acl_lookup_hash, "ACL plugin rule lookup bihash",
649                            am->hash_lookup_hash_buckets, am->hash_lookup_hash_memory);
650     am->acl_lookup_hash_initialized = 1;
651   }
652
653   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
654   vec_validate(am->hash_entry_vec_by_lc_index, lc_index);
655   vec_validate(am->hash_acl_infos, acl_index);
656   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, lc_index);
657
658   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
659   u32 **hash_acl_applied_lc_index = &ha->lc_index_list;
660
661   int base_offset = vec_len(*applied_hash_aces);
662
663   /* Update the bitmap of the mask types with which the lookup
664      needs to happen for the ACLs applied to this lc_index */
665   applied_hash_acl_info_t **applied_hash_acls = &am->applied_hash_acl_info_by_lc_index;
666   vec_validate((*applied_hash_acls), lc_index);
667   applied_hash_acl_info_t *pal = vec_elt_at_index((*applied_hash_acls), lc_index);
668
669   /* ensure the list of applied hash acls is initialized and add this acl# to it */
670   u32 index = vec_search(pal->applied_acls, acl_index);
671   if (index != ~0) {
672     clib_warning("BUG: trying to apply twice acl_index %d on lc_index %d, according to lc",
673                  acl_index, lc_index);
674     goto done;
675   }
676   vec_add1(pal->applied_acls, acl_index);
677   u32 index2 = vec_search((*hash_acl_applied_lc_index), lc_index);
678   if (index2 != ~0) {
679     clib_warning("BUG: trying to apply twice acl_index %d on lc_index %d, according to hash h-acl info",
680                  acl_index, lc_index);
681     goto done;
682   }
683   vec_add1((*hash_acl_applied_lc_index), lc_index);
684
685   /*
686    * if the applied ACL is empty, the current code will cause a
687    * different behavior compared to current linear search: an empty ACL will
688    * simply fallthrough to the next ACL, or the default deny in the end.
689    *
690    * This is not a problem, because after vpp-dev discussion,
691    * the consensus was it should not be possible to apply the non-existent
692    * ACL, so the change adding this code also takes care of that.
693    */
694
695   /* expand the applied aces vector by the necessary amount */
696   vec_resize((*applied_hash_aces), vec_len(ha->rules));
697
698   vec_validate(am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index, lc_index);
699   /* add the rules from the ACL to the hash table for lookup and append to the vector*/
700   for(i=0; i < vec_len(ha->rules); i++) {
701     int is_ip6 = ha->rules[i].match.pkt.is_ip6;
702     u32 new_index = base_offset + i;
703     applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index);
704     pae->acl_index = acl_index;
705     pae->ace_index = ha->rules[i].ace_index;
706     pae->acl_position = acl_position;
707     pae->action = ha->rules[i].action;
708     pae->hitcount = 0;
709     pae->hash_ace_info_index = i;
710     /* we might link it in later */
711     pae->next_applied_entry_index = ~0;
712     pae->prev_applied_entry_index = ~0;
713     pae->tail_applied_entry_index = ~0;
714     pae->colliding_rules = NULL;
715     pae->mask_type_index = ~0;
716     assign_mask_type_index_to_pae(am, lc_index, is_ip6, pae);
717     u32 first_index = activate_applied_ace_hash_entry(am, lc_index, applied_hash_aces, new_index);
718     if (am->use_tuple_merge)
719       check_collision_count_and_maybe_split(am, lc_index, is_ip6, first_index);
720   }
721   remake_hash_applied_mask_info_vec(am, applied_hash_aces, lc_index);
722 done:
723   clib_mem_set_heap (oldheap);
724 }
725
726 static u32
727 find_head_applied_ace_index(applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces, u32 curr_index)
728 {
729   /*
730    * find back the first entry. Inefficient so might need to be a bit cleverer
731    * if this proves to be a problem..
732    */
733   u32 an_index = curr_index;
734   ASSERT(an_index != ~0);
735   applied_hash_ace_entry_t *head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), an_index);
736   while(head_pae->prev_applied_entry_index != ~0) {
737     an_index = head_pae->prev_applied_entry_index;
738     ASSERT(an_index != ~0);
739     head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), an_index);
740   }
741   return an_index;
742 }
743
744 static void
745 move_applied_ace_hash_entry(acl_main_t *am,
746                             u32 lc_index,
747                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
748                             u32 old_index, u32 new_index)
749 {
750   ASSERT(old_index != ~0);
751   ASSERT(new_index != ~0);
752   /* move the entry */
753   *vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), new_index) = *vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), old_index);
754
755   /* update the linkage and hash table if necessary */
756   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), old_index);
757
758   if (pae->prev_applied_entry_index != ~0) {
759     applied_hash_ace_entry_t *prev_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->prev_applied_entry_index);
760     ASSERT(prev_pae->next_applied_entry_index == old_index);
761     prev_pae->next_applied_entry_index = new_index;
762   } else {
763     /* first entry - so the hash points to it, update */
764     add_del_hashtable_entry(am, lc_index,
765                             applied_hash_aces, new_index, 1);
766     ASSERT(pae->tail_applied_entry_index != ~0);
767   }
768   if (pae->next_applied_entry_index != ~0) {
769     applied_hash_ace_entry_t *next_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->next_applied_entry_index);
770     ASSERT(next_pae->prev_applied_entry_index == old_index);
771     next_pae->prev_applied_entry_index = new_index;
772   } else {
773     /*
774      * Moving the very last entry, so we need to update the tail pointer in the first one.
775      */
776     u32 head_index = find_head_applied_ace_index(applied_hash_aces, old_index);
777     ASSERT(head_index != ~0);
778     applied_hash_ace_entry_t *head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), head_index);
779
780     ASSERT(head_pae->tail_applied_entry_index == old_index);
781     head_pae->tail_applied_entry_index = new_index;
782   }
783   /* invalidate the old entry */
784   pae->prev_applied_entry_index = ~0;
785   pae->next_applied_entry_index = ~0;
786   pae->tail_applied_entry_index = ~0;
787 }
788
789 static void
790 deactivate_applied_ace_hash_entry(acl_main_t *am,
791                             u32 lc_index,
792                             applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces,
793                             u32 old_index)
794 {
795   applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), old_index);
796   DBG("UNAPPLY DEACTIVATE: lc_index %d applied index %d", lc_index, old_index);
797
798   if (pae->prev_applied_entry_index != ~0) {
799     DBG("UNAPPLY = index %d has prev_applied_entry_index %d", old_index, pae->prev_applied_entry_index);
800     applied_hash_ace_entry_t *prev_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->prev_applied_entry_index);
801     ASSERT(prev_pae->next_applied_entry_index == old_index);
802     prev_pae->next_applied_entry_index = pae->next_applied_entry_index;
803
804     u32 head_index = find_head_applied_ace_index(applied_hash_aces, old_index);
805     ASSERT(head_index != ~0);
806     applied_hash_ace_entry_t *head_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), head_index);
807     del_colliding_rule(applied_hash_aces, head_index, old_index);
808
809     if (pae->next_applied_entry_index == ~0) {
810       /* it was a last entry we removed, update the pointer on the first one */
811       ASSERT(head_pae->tail_applied_entry_index == old_index);
812       head_pae->tail_applied_entry_index = pae->prev_applied_entry_index;
813     } else {
814       applied_hash_ace_entry_t *next_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->next_applied_entry_index);
815       next_pae->prev_applied_entry_index = pae->prev_applied_entry_index;
816     }
817   } else {
818     /* It was the first entry. We need either to reset the hash entry or delete it */
819     if (pae->next_applied_entry_index != ~0) {
820       /* the next element becomes the new first one, so needs the tail pointer to be set */
821       applied_hash_ace_entry_t *next_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->next_applied_entry_index);
822       ASSERT(pae->tail_applied_entry_index != ~0);
823       next_pae->tail_applied_entry_index = pae->tail_applied_entry_index;
824       /* Remove ourselves and transfer the ownership of the colliding rules vector */
825       del_colliding_rule(applied_hash_aces, old_index, old_index);
826       next_pae->colliding_rules = pae->colliding_rules;
827       /* unlink from the next element */
828       next_pae->prev_applied_entry_index = ~0;
829       add_del_hashtable_entry(am, lc_index,
830                               applied_hash_aces, pae->next_applied_entry_index, 1);
831     } else {
832       /* no next entry, so just delete the entry in the hash table */
833       add_del_hashtable_entry(am, lc_index,
834                               applied_hash_aces, old_index, 0);
835     }
836   }
837
838   release_mask_type_index(am, pae->mask_type_index);
839   /* invalidate the old entry */
840   pae->mask_type_index = ~0;
841   pae->prev_applied_entry_index = ~0;
842   pae->next_applied_entry_index = ~0;
843   pae->tail_applied_entry_index = ~0;
844   /* always has to be 0 */
845   pae->colliding_rules = NULL;
846 }
847
848
849 void
850 hash_acl_unapply(acl_main_t *am, u32 lc_index, int acl_index)
851 {
852   int i;
853
854   DBG0("HASH ACL unapply: lc_index %d acl %d", lc_index, acl_index);
855   applied_hash_acl_info_t **applied_hash_acls = &am->applied_hash_acl_info_by_lc_index;
856   applied_hash_acl_info_t *pal = vec_elt_at_index((*applied_hash_acls), lc_index);
857
858   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
859   u32 **hash_acl_applied_lc_index = &ha->lc_index_list;
860
861   /* remove this acl# from the list of applied hash acls */
862   u32 index = vec_search(pal->applied_acls, acl_index);
863   if (index == ~0) {
864     clib_warning("BUG: trying to unapply unapplied acl_index %d on lc_index %d, according to lc",
865                  acl_index, lc_index);
866     return;
867   }
868   vec_del1(pal->applied_acls, index);
869
870   u32 index2 = vec_search((*hash_acl_applied_lc_index), lc_index);
871   if (index2 == ~0) {
872     clib_warning("BUG: trying to unapply twice acl_index %d on lc_index %d, according to h-acl info",
873                  acl_index, lc_index);
874     return;
875   }
876   vec_del1((*hash_acl_applied_lc_index), index2);
877
878   applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, lc_index);
879
880   for(i=0; i < vec_len((*applied_hash_aces)); i++) {
881     if (vec_elt_at_index(*applied_hash_aces,i)->acl_index == acl_index) {
882       DBG("Found applied ACL#%d at applied index %d", acl_index, i);
883       break;
884     }
885   }
886   if (vec_len((*applied_hash_aces)) <= i) {
887     DBG("Did not find applied ACL#%d at lc_index %d", acl_index, lc_index);
888     /* we went all the way without finding any entries. Probably a list was empty. */
889     return;
890   }
891
892   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
893   int base_offset = i;
894   int tail_offset = base_offset + vec_len(ha->rules);
895   int tail_len = vec_len((*applied_hash_aces)) - tail_offset;
896   DBG("base_offset: %d, tail_offset: %d, tail_len: %d", base_offset, tail_offset, tail_len);
897
898   for(i=0; i < vec_len(ha->rules); i ++) {
899     deactivate_applied_ace_hash_entry(am, lc_index,
900                                       applied_hash_aces, base_offset + i);
901   }
902   for(i=0; i < tail_len; i ++) {
903     /* move the entry at tail offset to base offset */
904     /* that is, from (tail_offset+i) -> (base_offset+i) */
905     DBG("UNAPPLY MOVE: lc_index %d, applied index %d -> %d", lc_index, tail_offset+i, base_offset + i);
906     move_applied_ace_hash_entry(am, lc_index, applied_hash_aces, tail_offset + i, base_offset + i);
907   }
908   /* trim the end of the vector */
909   _vec_len((*applied_hash_aces)) -= vec_len(ha->rules);
910
911   remake_hash_applied_mask_info_vec(am, applied_hash_aces, lc_index);
912
913   clib_mem_set_heap (oldheap);
914 }
915
916 /*
917  * Create the applied ACEs and update the hash table,
918  * taking into account that the ACL may not be the last
919  * in the vector of applied ACLs.
920  *
921  * For now, walk from the end of the vector and unapply the ACLs,
922  * then apply the one in question and reapply the rest.
923  */
924
925 void
926 hash_acl_reapply(acl_main_t *am, u32 lc_index, int acl_index)
927 {
928   acl_lookup_context_t *acontext = pool_elt_at_index(am->acl_lookup_contexts, lc_index);
929   u32 **applied_acls = &acontext->acl_indices;
930   int i;
931   int start_index = vec_search((*applied_acls), acl_index);
932
933   DBG0("Start index for acl %d in lc_index %d is %d", acl_index, lc_index, start_index);
934   /*
935    * This function is called after we find out the lc_index where ACL is applied.
936    * If the by-lc_index vector does not have the ACL#, then it's a bug.
937    */
938   ASSERT(start_index < vec_len(*applied_acls));
939
940   /* unapply all the ACLs at the tail side, up to the current one */
941   for(i = vec_len(*applied_acls) - 1; i > start_index; i--) {
942     hash_acl_unapply(am, lc_index, *vec_elt_at_index(*applied_acls, i));
943   }
944   for(i = start_index; i < vec_len(*applied_acls); i++) {
945     hash_acl_apply(am, lc_index, *vec_elt_at_index(*applied_acls, i), i);
946   }
947 }
948
949 static void
950 make_ip6_address_mask(ip6_address_t *addr, u8 prefix_len)
951 {
952   ip6_address_mask_from_width(addr, prefix_len);
953 }
954
955
956 /* Maybe should be moved into the core somewhere */
957 always_inline void
958 ip4_address_mask_from_width (ip4_address_t * a, u32 width)
959 {
960   int i, byte, bit, bitnum;
961   ASSERT (width <= 32);
962   memset (a, 0, sizeof (a[0]));
963   for (i = 0; i < width; i++)
964     {
965       bitnum = (7 - (i & 7));
966       byte = i / 8;
967       bit = 1 << bitnum;
968       a->as_u8[byte] |= bit;
969     }
970 }
971
972
973 static void
974 make_ip4_address_mask(ip4_address_t *addr, u8 prefix_len)
975 {
976   ip4_address_mask_from_width(addr, prefix_len);
977 }
978
979 static void
980 make_port_mask(u16 *portmask, u16 port_first, u16 port_last)
981 {
982   if (port_first == port_last) {
983     *portmask = 0xffff;
984     /* single port is representable by masked value */
985     return;
986   }
987
988   *portmask = 0;
989   return;
990 }
991
992 static void
993 make_mask_and_match_from_rule(fa_5tuple_t *mask, acl_rule_t *r, hash_ace_info_t *hi)
994 {
995   memset(mask, 0, sizeof(*mask));
996   memset(&hi->match, 0, sizeof(hi->match));
997   hi->action = r->is_permit;
998
999   /* we will need to be matching based on lc_index and mask_type_index when applied */
1000   mask->pkt.lc_index = ~0;
1001   /* we will assign the match of mask_type_index later when we find it*/
1002   mask->pkt.mask_type_index_lsb = ~0;
1003
1004   mask->pkt.is_ip6 = 1;
1005   hi->match.pkt.is_ip6 = r->is_ipv6;
1006   if (r->is_ipv6) {
1007     make_ip6_address_mask(&mask->ip6_addr[0], r->src_prefixlen);
1008     hi->match.ip6_addr[0] = r->src.ip6;
1009     make_ip6_address_mask(&mask->ip6_addr[1], r->dst_prefixlen);
1010     hi->match.ip6_addr[1] = r->dst.ip6;
1011   } else {
1012     memset(hi->match.l3_zero_pad, 0, sizeof(hi->match.l3_zero_pad));
1013     make_ip4_address_mask(&mask->ip4_addr[0], r->src_prefixlen);
1014     hi->match.ip4_addr[0] = r->src.ip4;
1015     make_ip4_address_mask(&mask->ip4_addr[1], r->dst_prefixlen);
1016     hi->match.ip4_addr[1] = r->dst.ip4;
1017   }
1018
1019   if (r->proto != 0) {
1020     mask->l4.proto = ~0; /* L4 proto needs to be matched */
1021     hi->match.l4.proto = r->proto;
1022
1023     /* Calculate the src/dst port masks and make the src/dst port matches accordingly */
1024     make_port_mask(&mask->l4.port[0], r->src_port_or_type_first, r->src_port_or_type_last);
1025     hi->match.l4.port[0] = r->src_port_or_type_first & mask->l4.port[0];
1026
1027     make_port_mask(&mask->l4.port[1], r->dst_port_or_code_first, r->dst_port_or_code_last);
1028     hi->match.l4.port[1] = r->dst_port_or_code_first & mask->l4.port[1];
1029     /* L4 info must be valid in order to match */
1030     mask->pkt.l4_valid = 1;
1031     hi->match.pkt.l4_valid = 1;
1032     /* And we must set the mask to check that it is an initial fragment */
1033     mask->pkt.is_nonfirst_fragment = 1;
1034     hi->match.pkt.is_nonfirst_fragment = 0;
1035     if ((r->proto == IPPROTO_TCP) && (r->tcp_flags_mask != 0)) {
1036       /* if we want to match on TCP flags, they must be masked off as well */
1037       mask->pkt.tcp_flags = r->tcp_flags_mask;
1038       hi->match.pkt.tcp_flags = r->tcp_flags_value;
1039       /* and the flags need to be present within the packet being matched */
1040       mask->pkt.tcp_flags_valid = 1;
1041       hi->match.pkt.tcp_flags_valid = 1;
1042     }
1043   }
1044   /* Sanitize the mask and the match */
1045   u64 *pmask = (u64 *)mask;
1046   u64 *pmatch = (u64 *)&hi->match;
1047   int j;
1048   for(j=0; j<6; j++) {
1049     pmatch[j] = pmatch[j] & pmask[j];
1050   }
1051 }
1052
1053
1054 int hash_acl_exists(acl_main_t *am, int acl_index)
1055 {
1056   if (acl_index >= vec_len(am->hash_acl_infos))
1057     return 0;
1058
1059   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
1060   return ha->hash_acl_exists;
1061 }
1062
1063 void hash_acl_add(acl_main_t *am, int acl_index)
1064 {
1065   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
1066   DBG("HASH ACL add : %d", acl_index);
1067   int i;
1068   acl_list_t *a = &am->acls[acl_index];
1069   vec_validate(am->hash_acl_infos, acl_index);
1070   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
1071   memset(ha, 0, sizeof(*ha));
1072   ha->hash_acl_exists = 1;
1073
1074   /* walk the newly added ACL entries and ensure that for each of them there
1075      is a mask type, increment a reference count for that mask type */
1076   for(i=0; i < a->count; i++) {
1077     hash_ace_info_t ace_info;
1078     fa_5tuple_t mask;
1079     memset(&ace_info, 0, sizeof(ace_info));
1080     ace_info.acl_index = acl_index;
1081     ace_info.ace_index = i;
1082
1083     make_mask_and_match_from_rule(&mask, &a->rules[i], &ace_info);
1084     mask.pkt.flags_reserved = 0b000;
1085     ace_info.base_mask_type_index = assign_mask_type_index(am, &mask);
1086     /* assign the mask type index for matching itself */
1087     ace_info.match.pkt.mask_type_index_lsb = ace_info.base_mask_type_index;
1088     DBG("ACE: %d mask_type_index: %d", i, ace_info.base_mask_type_index);
1089     vec_add1(ha->rules, ace_info);
1090   }
1091   /*
1092    * if an ACL is applied somewhere, fill the corresponding lookup data structures.
1093    * We need to take care if the ACL is not the last one in the vector of ACLs applied to the interface.
1094    */
1095   if (acl_index < vec_len(am->lc_index_vec_by_acl)) {
1096     u32 *lc_index;
1097     vec_foreach(lc_index, am->lc_index_vec_by_acl[acl_index]) {
1098       hash_acl_reapply(am, *lc_index, acl_index);
1099     }
1100   }
1101   clib_mem_set_heap (oldheap);
1102 }
1103
1104 void hash_acl_delete(acl_main_t *am, int acl_index)
1105 {
1106   void *oldheap = hash_acl_set_heap(am);
1107   DBG0("HASH ACL delete : %d", acl_index);
1108   /*
1109    * If the ACL is applied somewhere, remove the references of it (call hash_acl_unapply)
1110    * this is a different behavior from the linear lookup where an empty ACL is "deny all",
1111    *
1112    * However, following vpp-dev discussion the ACL that is referenced elsewhere
1113    * should not be possible to delete, and the change adding this also adds
1114    * the safeguards to that respect, so this is not a problem.
1115    *
1116    * The part to rememeber is that this routine is called in process of reapplication
1117    * during the acl_add_replace() API call - the old acl ruleset is deleted, then
1118    * the new one is added, without the change in the applied ACLs - so this case
1119    * has to be handled.
1120    */
1121   hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, acl_index);
1122   u32 *lc_list_copy = 0;
1123   {
1124     u32 *lc_index;
1125     lc_list_copy = vec_dup(ha->lc_index_list);
1126     vec_foreach(lc_index, lc_list_copy) {
1127       hash_acl_unapply(am, *lc_index, acl_index);
1128     }
1129     vec_free(lc_list_copy);
1130   }
1131
1132   /* walk the mask types for the ACL about-to-be-deleted, and decrease
1133    * the reference count, possibly freeing up some of them */
1134   int i;
1135   for(i=0; i < vec_len(ha->rules); i++) {
1136     release_mask_type_index(am, ha->rules[i].base_mask_type_index);
1137   }
1138   ha->hash_acl_exists = 0;
1139   vec_free(ha->rules);
1140   clib_mem_set_heap (oldheap);
1141 }
1142
1143
1144 void
1145 show_hash_acl_hash (vlib_main_t * vm, acl_main_t *am, u32 verbose)
1146 {
1147   vlib_cli_output(vm, "\nACL lookup hash table:\n%U\n",
1148                   BV (format_bihash), &am->acl_lookup_hash, verbose);
1149 }
1150
1151 void
1152 acl_plugin_show_tables_mask_type (void)
1153 {
1154   acl_main_t *am = &acl_main;
1155   vlib_main_t *vm = am->vlib_main;
1156   ace_mask_type_entry_t *mte;
1157
1158   vlib_cli_output (vm, "Mask-type entries:");
1159     /* *INDENT-OFF* */
1160     pool_foreach(mte, am->ace_mask_type_pool,
1161     ({
1162       vlib_cli_output(vm, "     %3d: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx  refcount %d",
1163                     mte - am->ace_mask_type_pool,
1164                     mte->mask.kv_40_8.key[0], mte->mask.kv_40_8.key[1], mte->mask.kv_40_8.key[2],
1165                     mte->mask.kv_40_8.key[3], mte->mask.kv_40_8.key[4], mte->mask.kv_40_8.value, mte->refcount);
1166     }));
1167     /* *INDENT-ON* */
1168 }
1169
1170 void
1171 acl_plugin_show_tables_acl_hash_info (u32 acl_index)
1172 {
1173   acl_main_t *am = &acl_main;
1174   vlib_main_t *vm = am->vlib_main;
1175   u32 i, j;
1176   u64 *m;
1177   vlib_cli_output (vm, "Mask-ready ACL representations\n");
1178   for (i = 0; i < vec_len (am->hash_acl_infos); i++)
1179     {
1180       if ((acl_index != ~0) && (acl_index != i))
1181         {
1182           continue;
1183         }
1184       hash_acl_info_t *ha = &am->hash_acl_infos[i];
1185       vlib_cli_output (vm, "acl-index %u bitmask-ready layout\n", i);
1186       vlib_cli_output (vm, "  applied lc_index list: %U\n",
1187                        format_vec32, ha->lc_index_list, "%d");
1188       for (j = 0; j < vec_len (ha->rules); j++)
1189         {
1190           hash_ace_info_t *pa = &ha->rules[j];
1191           m = (u64 *) & pa->match;
1192           vlib_cli_output (vm,
1193                            "    %4d: %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx %016llx base mask index %d acl %d rule %d action %d\n",
1194                            j, m[0], m[1], m[2], m[3], m[4], m[5],
1195                            pa->base_mask_type_index, pa->acl_index, pa->ace_index,
1196                            pa->action);
1197         }
1198     }
1199 }
1200
1201 static void
1202 acl_plugin_print_colliding_rule (vlib_main_t * vm, int j, collision_match_rule_t *cr) {
1203   vlib_cli_output(vm,
1204                   "        %4d: acl %d ace %d acl pos %d pae index: %d",
1205                   j, cr->acl_index, cr->ace_index, cr->acl_position, cr->applied_entry_index);
1206 }
1207
1208 static void
1209 acl_plugin_print_pae (vlib_main_t * vm, int j, applied_hash_ace_entry_t * pae)
1210 {
1211   vlib_cli_output (vm,
1212                    "    %4d: acl %d rule %d action %d bitmask-ready rule %d colliding_rules: %d next %d prev %d tail %d hitcount %lld acl_pos: %d",
1213                    j, pae->acl_index, pae->ace_index, pae->action,
1214                    pae->hash_ace_info_index, vec_len(pae->colliding_rules), pae->next_applied_entry_index,
1215                    pae->prev_applied_entry_index,
1216                    pae->tail_applied_entry_index, pae->hitcount, pae->acl_position);
1217   int jj;
1218   for(jj=0; jj<vec_len(pae->colliding_rules); jj++)
1219     acl_plugin_print_colliding_rule(vm, jj, vec_elt_at_index(pae->colliding_rules, jj));
1220 }
1221
1222 static void
1223 acl_plugin_print_applied_mask_info (vlib_main_t * vm, int j, hash_applied_mask_info_t *mi)
1224 {
1225   vlib_cli_output (vm,
1226                    "    %4d: mask type index %d first rule index %d num_entries %d max_collisions %d",
1227                    j, mi->mask_type_index, mi->first_rule_index, mi->num_entries, mi->max_collisions);
1228 }
1229
1230 void
1231 acl_plugin_show_tables_applied_info (u32 lc_index)
1232 {
1233   acl_main_t *am = &acl_main;
1234   vlib_main_t *vm = am->vlib_main;
1235   u32 lci, j;
1236   vlib_cli_output (vm, "Applied lookup entries for lookup contexts");
1237
1238   for (lci = 0;
1239        (lci < vec_len(am->applied_hash_acl_info_by_lc_index)); lci++)
1240     {
1241       if ((lc_index != ~0) && (lc_index != lci))
1242         {
1243           continue;
1244         }
1245       vlib_cli_output (vm, "lc_index %d:", lci);
1246       if (lci < vec_len (am->applied_hash_acl_info_by_lc_index))
1247         {
1248           applied_hash_acl_info_t *pal =
1249             &am->applied_hash_acl_info_by_lc_index[lci];
1250           vlib_cli_output (vm, "  applied acls: %U", format_vec32,
1251                            pal->applied_acls, "%d");
1252         }
1253       if (lci < vec_len (am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index))
1254         {
1255           vlib_cli_output (vm, "  applied mask info entries:");
1256           for (j = 0;
1257                j < vec_len (am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index[lci]);
1258                j++)
1259             {
1260               acl_plugin_print_applied_mask_info (vm, j,
1261                                     &am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index
1262                                     [lci][j]);
1263             }
1264         }
1265       if (lci < vec_len (am->hash_entry_vec_by_lc_index))
1266         {
1267           vlib_cli_output (vm, "  lookup applied entries:");
1268           for (j = 0;
1269                j < vec_len (am->hash_entry_vec_by_lc_index[lci]);
1270                j++)
1271             {
1272               acl_plugin_print_pae (vm, j,
1273                                     &am->hash_entry_vec_by_lc_index
1274                                     [lci][j]);
1275             }
1276         }
1277     }
1278 }
1279
1280 void
1281 acl_plugin_show_tables_bihash (u32 show_bihash_verbose)
1282 {
1283   acl_main_t *am = &acl_main;
1284   vlib_main_t *vm = am->vlib_main;
1285   show_hash_acl_hash (vm, am, show_bihash_verbose);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Split of the partition needs to happen when the collision count
1290  * goes over a specified threshold.
1291  *
1292  * This is a signal that we ignored too many bits in
1293  * mT and we need to split the table into two tables. We select
1294  * all of the colliding rules L and find their maximum common
1295  * tuple mL. Normally mL is specific enough to hash L with few
1296  * or no collisions. We then create a new table T2 with tuple mL
1297  * and transfer all compatible rules from T to T2. If mL is not
1298  * specific enough, we find the field with the biggest difference
1299  * between the minimum and maximum tuple lengths for all of
1300  * the rules in L and set that field to be the average of those two
1301  * values. We then transfer all compatible rules as before. This
1302  * guarantees that some rules from L will move and that T2 will
1303  * have a smaller number of collisions than T did.
1304  */
1305
1306
1307 static void
1308 ensure_ip6_min_addr (ip6_address_t * min_addr, ip6_address_t * mask_addr)
1309 {
1310   int update =
1311     (clib_net_to_host_u64 (mask_addr->as_u64[0]) <
1312      clib_net_to_host_u64 (min_addr->as_u64[0]))
1313     ||
1314     ((clib_net_to_host_u64 (mask_addr->as_u64[0]) ==
1315       clib_net_to_host_u64 (min_addr->as_u64[0]))
1316      && (clib_net_to_host_u64 (mask_addr->as_u64[1]) <
1317          clib_net_to_host_u64 (min_addr->as_u64[1])));
1318   if (update)
1319     {
1320       min_addr->as_u64[0] = mask_addr->as_u64[0];
1321       min_addr->as_u64[1] = mask_addr->as_u64[1];
1322     }
1323 }
1324
1325 static void
1326 ensure_ip6_max_addr (ip6_address_t * max_addr, ip6_address_t * mask_addr)
1327 {
1328   int update =
1329     (clib_net_to_host_u64 (mask_addr->as_u64[0]) >
1330      clib_net_to_host_u64 (max_addr->as_u64[0]))
1331     ||
1332     ((clib_net_to_host_u64 (mask_addr->as_u64[0]) ==
1333       clib_net_to_host_u64 (max_addr->as_u64[0]))
1334      && (clib_net_to_host_u64 (mask_addr->as_u64[1]) >
1335          clib_net_to_host_u64 (max_addr->as_u64[1])));
1336   if (update)
1337     {
1338       max_addr->as_u64[0] = mask_addr->as_u64[0];
1339       max_addr->as_u64[1] = mask_addr->as_u64[1];
1340     }
1341 }
1342
1343 static void
1344 ensure_ip4_min_addr (ip4_address_t * min_addr, ip4_address_t * mask_addr)
1345 {
1346   int update =
1347     (clib_net_to_host_u32 (mask_addr->as_u32) <
1348      clib_net_to_host_u32 (min_addr->as_u32));
1349   if (update)
1350     min_addr->as_u32 = mask_addr->as_u32;
1351 }
1352
1353 static void
1354 ensure_ip4_max_addr (ip4_address_t * max_addr, ip4_address_t * mask_addr)
1355 {
1356   int update =
1357     (clib_net_to_host_u32 (mask_addr->as_u32) >
1358      clib_net_to_host_u32 (max_addr->as_u32));
1359   if (update)
1360     max_addr->as_u32 = mask_addr->as_u32;
1361 }
1362
1363 enum {
1364   DIM_SRC_ADDR = 0,
1365   DIM_DST_ADDR,
1366   DIM_SRC_PORT,
1367   DIM_DST_PORT,
1368   DIM_PROTO,
1369 };
1370
1371
1372
1373 static void
1374 split_partition(acl_main_t *am, u32 first_index,
1375                             u32 lc_index, int is_ip6){
1376         DBG( "TM-split_partition - first_entry:%d", first_index);
1377         applied_hash_ace_entry_t **applied_hash_aces = get_applied_hash_aces(am, lc_index);
1378         ace_mask_type_entry_t *mte;
1379         fa_5tuple_t the_min_tuple, *min_tuple = &the_min_tuple;
1380         fa_5tuple_t the_max_tuple, *max_tuple = &the_max_tuple;
1381         applied_hash_ace_entry_t *pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), first_index);
1382         hash_acl_info_t *ha = vec_elt_at_index(am->hash_acl_infos, pae->acl_index);
1383         hash_ace_info_t *ace_info;
1384         u32 coll_mask_type_index = pae->mask_type_index;
1385         memset(&the_min_tuple, 0, sizeof(the_min_tuple));
1386         memset(&the_max_tuple, 0, sizeof(the_max_tuple));
1387
1388         int i=0;
1389         u64 collisions = vec_len(pae->colliding_rules);
1390 //      while(pae->next_applied_entry_index == ~0){
1391         for(i=0; i<collisions; i++){
1392
1393                 DBG( "TM-collision: base_ace:%d (ace_mask:%d, first_collision_mask:%d)",
1394                                 pae->ace_index, pae->mask_type_index, coll_mask_type_index);
1395
1396                 ace_info = vec_elt_at_index(ha->rules, pae->hash_ace_info_index);
1397                 mte = vec_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, ace_info->base_mask_type_index);
1398                 fa_5tuple_t *mask = &mte->mask;
1399
1400                 if(pae->mask_type_index != coll_mask_type_index) continue;
1401                 /* Computing min_mask and max_mask for colliding rules */
1402                 if(i==0){
1403                         clib_memcpy(min_tuple, mask, sizeof(fa_5tuple_t));
1404                         clib_memcpy(max_tuple, mask, sizeof(fa_5tuple_t));
1405                 }else{
1406                         int j;
1407                         for(j=0; j<2; j++){
1408                                 if (is_ip6)
1409                                   ensure_ip6_min_addr(&min_tuple->ip6_addr[j], &mask->ip6_addr[j]);
1410                                 else
1411                                   ensure_ip4_min_addr(&min_tuple->ip4_addr[j], &mask->ip4_addr[j]);
1412
1413                                 if ((mask->l4.port[j] < min_tuple->l4.port[j]))
1414                                         min_tuple->l4.port[j] = mask->l4.port[j];
1415                         }
1416
1417                         if ((mask->l4.proto < min_tuple->l4.proto))
1418                                 min_tuple->l4.proto = mask->l4.proto;
1419
1420                         if(mask->pkt.as_u64 < min_tuple->pkt.as_u64)
1421                                 min_tuple->pkt.as_u64 = mask->pkt.as_u64;
1422
1423
1424                         for(j=0; j<2; j++){
1425                                 if (is_ip6)
1426                                   ensure_ip6_max_addr(&max_tuple->ip6_addr[j], &mask->ip6_addr[j]);
1427                                 else
1428                                   ensure_ip4_max_addr(&max_tuple->ip4_addr[j], &mask->ip4_addr[j]);
1429
1430                                 if ((mask->l4.port[j] > max_tuple->l4.port[j]))
1431                                         max_tuple->l4.port[j] = mask->l4.port[j];
1432                         }
1433
1434                         if ((mask->l4.proto < max_tuple->l4.proto))
1435                                 max_tuple->l4.proto = mask->l4.proto;
1436
1437                         if(mask->pkt.as_u64 > max_tuple->pkt.as_u64)
1438                                 max_tuple->pkt.as_u64 = mask->pkt.as_u64;
1439                 }
1440
1441                 pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), pae->next_applied_entry_index);
1442         }
1443
1444         /* Computing field with max difference between (min/max)_mask */
1445         int best_dim=-1, best_delta=0, delta=0;
1446
1447         /* SRC_addr dimension */
1448         if (is_ip6) {
1449           int i;
1450           for(i=0; i<2; i++){
1451                 delta += count_bits(max_tuple->ip6_addr[0].as_u64[i]) - count_bits(min_tuple->ip6_addr[0].as_u64[i]);
1452           }
1453         } else {
1454                 delta += count_bits(max_tuple->ip4_addr[0].as_u32) - count_bits(min_tuple->ip4_addr[0].as_u32);
1455         }
1456         if(delta > best_delta){
1457                 best_delta = delta;
1458                 best_dim = DIM_SRC_ADDR;
1459         }
1460
1461         /* DST_addr dimension */
1462         delta = 0;
1463         if (is_ip6) {
1464           int i;
1465           for(i=0; i<2; i++){
1466                 delta += count_bits(max_tuple->ip6_addr[1].as_u64[i]) - count_bits(min_tuple->ip6_addr[1].as_u64[i]);
1467           }
1468         } else {
1469                 delta += count_bits(max_tuple->ip4_addr[1].as_u32) - count_bits(min_tuple->ip4_addr[1].as_u32);
1470         }
1471         if(delta > best_delta){
1472                 best_delta = delta;
1473                 best_dim = DIM_DST_ADDR;
1474         }
1475
1476         /* SRC_port dimension */
1477         delta = count_bits(max_tuple->l4.port[0]) - count_bits(min_tuple->l4.port[0]);
1478         if(delta > best_delta){
1479                 best_delta = delta;
1480                 best_dim = DIM_SRC_PORT;
1481         }
1482
1483         /* DST_port dimension */
1484         delta = count_bits(max_tuple->l4.port[1]) - count_bits(min_tuple->l4.port[1]);
1485         if(delta > best_delta){
1486                 best_delta = delta;
1487                 best_dim = DIM_DST_PORT;
1488         }
1489
1490         /* Proto dimension */
1491         delta = count_bits(max_tuple->l4.proto) - count_bits(min_tuple->l4.proto);
1492         if(delta > best_delta){
1493                 best_delta = delta;
1494                 best_dim = DIM_PROTO;
1495         }
1496
1497         int shifting = 0; //, ipv4_block = 0;
1498         switch(best_dim){
1499                 case DIM_SRC_ADDR:
1500                         shifting = (best_delta)/2; // FIXME IPV4-only
1501                         // ipv4_block = count_bits(max_tuple->ip4_addr[0].as_u32);
1502                         min_tuple->ip4_addr[0].as_u32 =
1503                                         clib_host_to_net_u32((clib_net_to_host_u32(max_tuple->ip4_addr[0].as_u32) << (shifting))&0xFFFFFFFF);
1504
1505                         break;
1506                 case DIM_DST_ADDR:
1507                         shifting = (best_delta)/2;
1508 /*
1509                         ipv4_block = count_bits(max_tuple->addr[1].as_u64[1]);
1510                         if(ipv4_block > shifting)
1511                                 min_tuple->addr[1].as_u64[1] =
1512                                         clib_host_to_net_u64((clib_net_to_host_u64(max_tuple->addr[1].as_u64[1]) << (shifting))&0xFFFFFFFF);
1513                         else{
1514                                 shifting = shifting - ipv4_block;
1515                                 min_tuple->addr[1].as_u64[1] = 0;
1516                                 min_tuple->addr[1].as_u64[0] =
1517                                         clib_host_to_net_u64((clib_net_to_host_u64(max_tuple->addr[1].as_u64[0]) << (shifting))&0xFFFFFFFF);
1518                         }
1519 */
1520                         min_tuple->ip4_addr[1].as_u32 =
1521                                         clib_host_to_net_u32((clib_net_to_host_u32(max_tuple->ip4_addr[1].as_u32) << (shifting))&0xFFFFFFFF);
1522
1523                         break;
1524                 case DIM_SRC_PORT: min_tuple->l4.port[0] = max_tuple->l4.port[0]  << (best_delta)/2;
1525                         break;
1526                 case DIM_DST_PORT: min_tuple->l4.port[1] = max_tuple->l4.port[1] << (best_delta)/2;
1527                         break;
1528                 case DIM_PROTO: min_tuple->l4.proto = max_tuple->l4.proto << (best_delta)/2;
1529                         break;
1530                 default: relax_tuple(min_tuple, is_ip6, 1);
1531                         break;
1532         }
1533
1534         min_tuple->pkt.is_nonfirst_fragment = 0;
1535         u32 new_mask_type_index = assign_mask_type_index(am, min_tuple);
1536
1537         hash_applied_mask_info_t **hash_applied_mask_info_vec = vec_elt_at_index(am->hash_applied_mask_info_vec_by_lc_index, lc_index);
1538
1539         hash_applied_mask_info_t *minfo;
1540         //search in order pool if mask_type_index is already there
1541         int search;
1542         for (search=0; search < vec_len((*hash_applied_mask_info_vec)); search++){
1543                 minfo = vec_elt_at_index((*hash_applied_mask_info_vec), search);
1544                 if(minfo->mask_type_index == new_mask_type_index)
1545                         break;
1546         }
1547
1548         vec_validate((*hash_applied_mask_info_vec), search);
1549         minfo = vec_elt_at_index((*hash_applied_mask_info_vec), search);
1550         minfo->mask_type_index = new_mask_type_index;
1551         minfo->num_entries = 0;
1552         minfo->max_collisions = 0;
1553         minfo->first_rule_index = ~0;
1554
1555         DBG( "TM-split_partition - mask type index-assigned!! -> %d", new_mask_type_index);
1556
1557         if(coll_mask_type_index == new_mask_type_index){
1558                 //vlib_cli_output(vm, "TM-There are collisions over threshold, but i'm not able to split! %d %d", coll_mask_type_index, new_mask_type_index);
1559                 return;
1560         }
1561
1562
1563         /* populate new partition */
1564         DBG( "TM-Populate new partition");
1565         u32 r_ace_index = first_index;
1566
1567 //      for(i=0; i<collisions; i++){
1568         for(r_ace_index=0; r_ace_index < vec_len((*applied_hash_aces)); r_ace_index++) {
1569
1570                 applied_hash_ace_entry_t *pop_pae = vec_elt_at_index((*applied_hash_aces), r_ace_index);
1571                 DBG( "TM-Population-collision: base_ace:%d (ace_mask:%d, first_collision_mask:%d)",
1572                                 pop_pae->ace_index, pop_pae->mask_type_index, coll_mask_type_index);
1573
1574                 if(pop_pae->mask_type_index != coll_mask_type_index) continue;
1575                 u32 next_index = pop_pae->next_applied_entry_index;
1576
1577                 ace_info = vec_elt_at_index(ha->rules, pop_pae->hash_ace_info_index);
1578                 mte = vec_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, ace_info->base_mask_type_index);
1579                 //can insert rule?
1580                 //mte = vec_elt_at_index(am->ace_mask_type_pool, pop_pae->mask_type_index);
1581                 fa_5tuple_t *pop_mask = &mte->mask;
1582
1583                 if(!first_mask_contains_second_mask(is_ip6, min_tuple, pop_mask)) continue;
1584                 DBG( "TM-new partition can insert -> applied_ace:%d", r_ace_index);
1585
1586                 //delete and insert in new format
1587                 deactivate_applied_ace_hash_entry(am, lc_index, applied_hash_aces, r_ace_index);
1588
1589                 /* insert the new entry */
1590                 pop_pae->mask_type_index = new_mask_type_index;
1591
1592                 activate_applied_ace_hash_entry(am, lc_index, applied_hash_aces, r_ace_index);
1593
1594                 r_ace_index = next_index;
1595         }
1596
1597         DBG( "TM-Populate new partition-END");
1598         DBG( "TM-split_partition - END");
1599
1600 }
1601