src/plugins/dpdk/ipsec/ipsec.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2017 Intel and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15 #include <vnet/vnet.h>
  16 #include <vnet/ip/ip.h>
  17 #include <vnet/api_errno.h>
  18 #include <vnet/ipsec/ipsec.h>
  19 #include <vlib/node_funcs.h>
  20
  21 #include <dpdk/device/dpdk.h>
  22 #include <dpdk/buffer.h>
  23 #include <dpdk/ipsec/ipsec.h>
  24
  25 dpdk_crypto_main_t dpdk_crypto_main;
  26
  27 #define EMPTY_STRUCT {0}
  28 #define NUM_CRYPTO_MBUFS 16384
  29
  30 static void
  31 algos_init (u32 n_mains)
  32 {
  33   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
  34   crypto_alg_t *a;
  35
  36   vec_validate_aligned (dcm->cipher_algs, IPSEC_CRYPTO_N_ALG - 1, 8);
  37
  38   {
  39 #define _(v,f,str) \
  40   dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_##f].name = str; \
  41   dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_##f].disabled = n_mains;
  42     foreach_ipsec_crypto_alg
  43 #undef _
  44   }
  45
  46   /* Minimum boundary for ciphers is 4B, required by ESP */
  47   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_NONE];
  48   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
  49   a->alg = RTE_CRYPTO_CIPHER_NULL;
  50   a->boundary = 4;              /* 1 */
  51   a->key_len = 0;
  52   a->iv_len = 0;
  53
  54   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_128];
  55   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
  56   a->alg = RTE_CRYPTO_CIPHER_AES_CBC;
  57   a->boundary = 16;
  58   a->key_len = 16;
  59   a->iv_len = 16;
  60
  61   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_192];
  62   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
  63   a->alg = RTE_CRYPTO_CIPHER_AES_CBC;
  64   a->boundary = 16;
  65   a->key_len = 24;
  66   a->iv_len = 16;
  67
  68   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CBC_256];
  69   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
  70   a->alg = RTE_CRYPTO_CIPHER_AES_CBC;
  71   a->boundary = 16;
  72   a->key_len = 32;
  73   a->iv_len = 16;
  74
  75   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CTR_128];
  76   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
  77   a->alg = RTE_CRYPTO_CIPHER_AES_CTR;
  78   a->boundary = 4;              /* 1 */
  79   a->key_len = 16;
  80   a->iv_len = 8;
  81
  82   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CTR_192];
  83   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
  84   a->alg = RTE_CRYPTO_CIPHER_AES_CTR;
  85   a->boundary = 4;              /* 1 */
  86   a->key_len = 24;
  87   a->iv_len = 8;
  88
  89   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_CTR_256];
  90   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
  91   a->alg = RTE_CRYPTO_CIPHER_AES_CTR;
  92   a->boundary = 4;              /* 1 */
  93   a->key_len = 32;
  94   a->iv_len = 8;
  95
  96 #define AES_GCM_TYPE RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AEAD
  97 #define AES_GCM_ALG RTE_CRYPTO_AEAD_AES_GCM
  98
  99   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_128];
 100   a->type = AES_GCM_TYPE;
 101   a->alg = AES_GCM_ALG;
 102   a->boundary = 4;              /* 1 */
 103   a->key_len = 16;
 104   a->iv_len = 8;
 105   a->trunc_size = 16;
 106
 107   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_192];
 108   a->type = AES_GCM_TYPE;
 109   a->alg = AES_GCM_ALG;
 110   a->boundary = 4;              /* 1 */
 111   a->key_len = 24;
 112   a->iv_len = 8;
 113   a->trunc_size = 16;
 114
 115   a = &dcm->cipher_algs[IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_256];
 116   a->type = AES_GCM_TYPE;
 117   a->alg = AES_GCM_ALG;
 118   a->boundary = 4;              /* 1 */
 119   a->key_len = 32;
 120   a->iv_len = 8;
 121   a->trunc_size = 16;
 122
 123   vec_validate (dcm->auth_algs, IPSEC_INTEG_N_ALG - 1);
 124
 125   {
 126 #define _(v,f,str) \
 127   dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_##f].name = str; \
 128   dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_##f].disabled = n_mains;
 129     foreach_ipsec_integ_alg
 130 #undef _
 131   }
 132
 133   a = &dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_NONE];
 134   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 135   a->alg = RTE_CRYPTO_AUTH_NULL;
 136   a->key_len = 0;
 137   a->trunc_size = 0;
 138
 139   a = &dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_MD5_96];
 140   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 141   a->alg = RTE_CRYPTO_AUTH_MD5_HMAC;
 142   a->key_len = 16;
 143   a->trunc_size = 12;
 144
 145   a = &dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA1_96];
 146   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 147   a->alg = RTE_CRYPTO_AUTH_SHA1_HMAC;
 148   a->key_len = 20;
 149   a->trunc_size = 12;
 150
 151   a = &dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_256_96];
 152   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 153   a->alg = RTE_CRYPTO_AUTH_SHA256_HMAC;
 154   a->key_len = 32;
 155   a->trunc_size = 12;
 156
 157   a = &dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_256_128];
 158   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 159   a->alg = RTE_CRYPTO_AUTH_SHA256_HMAC;
 160   a->key_len = 32;
 161   a->trunc_size = 16;
 162
 163   a = &dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_384_192];
 164   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 165   a->alg = RTE_CRYPTO_AUTH_SHA384_HMAC;
 166   a->key_len = 48;
 167   a->trunc_size = 24;
 168
 169   a = &dcm->auth_algs[IPSEC_INTEG_ALG_SHA_512_256];
 170   a->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 171   a->alg = RTE_CRYPTO_AUTH_SHA512_HMAC;
 172   a->key_len = 64;
 173   a->trunc_size = 32;
 174 }
 175
 176 static u8
 177 cipher_alg_index (const crypto_alg_t * alg)
 178 {
 179   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 180
 181   return (alg - dcm->cipher_algs);
 182 }
 183
 184 static u8
 185 auth_alg_index (const crypto_alg_t * alg)
 186 {
 187   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 188
 189   return (alg - dcm->auth_algs);
 190 }
 191
 192 static crypto_alg_t *
 193 cipher_cap_to_alg (const struct rte_cryptodev_capabilities *cap, u8 key_len)
 194 {
 195   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 196   crypto_alg_t *alg;
 197
 198   if (cap->op != RTE_CRYPTO_OP_TYPE_SYMMETRIC)
 199     return NULL;
 200
 201   /* *INDENT-OFF* */
 202   vec_foreach (alg, dcm->cipher_algs)
 203     {
 204       if ((cap->sym.xform_type == RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER) &&
 205           (alg->type == RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER) &&
 206           (cap->sym.cipher.algo == alg->alg) &&
 207           (alg->key_len == key_len))
 208         return alg;
 209       if ((cap->sym.xform_type == RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AEAD) &&
 210           (alg->type == RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AEAD) &&
 211           (cap->sym.aead.algo == alg->alg) &&
 212           (alg->key_len == key_len))
 213         return alg;
 214     }
 215   /* *INDENT-ON* */
 216
 217   return NULL;
 218 }
 219
 220 static crypto_alg_t *
 221 auth_cap_to_alg (const struct rte_cryptodev_capabilities *cap, u8 trunc_size)
 222 {
 223   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 224   crypto_alg_t *alg;
 225
 226   if ((cap->op != RTE_CRYPTO_OP_TYPE_SYMMETRIC) ||
 227       (cap->sym.xform_type != RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH))
 228     return NULL;
 229
 230   /* *INDENT-OFF* */
 231   vec_foreach (alg, dcm->auth_algs)
 232     {
 233       if ((cap->sym.auth.algo == alg->alg) &&
 234           (alg->trunc_size == trunc_size))
 235         return alg;
 236     }
 237   /* *INDENT-ON* */
 238
 239   return NULL;
 240 }
 241
 242 static void
 243 crypto_set_aead_xform (struct rte_crypto_sym_xform *xform,
 244                        ipsec_sa_t * sa, u8 is_outbound)
 245 {
 246   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 247   crypto_alg_t *c;
 248
 249   c = vec_elt_at_index (dcm->cipher_algs, sa->crypto_alg);
 250
 251   ASSERT (c->type == RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AEAD);
 252
 253   xform->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AEAD;
 254   xform->aead.algo = c->alg;
 255   xform->aead.key.data = sa->crypto_key.data;
 256   xform->aead.key.length = c->key_len;
 257   xform->aead.iv.offset =
 258     crypto_op_get_priv_offset () + offsetof (dpdk_op_priv_t, cb);
 259   xform->aead.iv.length = 12;
 260   xform->aead.digest_length = c->trunc_size;
 261   xform->aead.aad_length = ipsec_sa_is_set_USE_EXTENDED_SEQ_NUM (sa) ? 12 : 8;
 262   xform->next = NULL;
 263
 264   if (is_outbound)
 265     xform->aead.op = RTE_CRYPTO_AEAD_OP_ENCRYPT;
 266   else
 267     xform->aead.op = RTE_CRYPTO_AEAD_OP_DECRYPT;
 268 }
 269
 270 static void
 271 crypto_set_cipher_xform (struct rte_crypto_sym_xform *xform,
 272                          ipsec_sa_t * sa, u8 is_outbound)
 273 {
 274   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 275   crypto_alg_t *c;
 276
 277   c = vec_elt_at_index (dcm->cipher_algs, sa->crypto_alg);
 278
 279   ASSERT (c->type == RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER);
 280
 281   xform->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER;
 282   xform->cipher.algo = c->alg;
 283   xform->cipher.key.data = sa->crypto_key.data;
 284   xform->cipher.key.length = c->key_len;
 285   xform->cipher.iv.offset =
 286     crypto_op_get_priv_offset () + offsetof (dpdk_op_priv_t, cb);
 287   xform->cipher.iv.length = c->iv_len;
 288   xform->next = NULL;
 289
 290   if (is_outbound)
 291     xform->cipher.op = RTE_CRYPTO_CIPHER_OP_ENCRYPT;
 292   else
 293     xform->cipher.op = RTE_CRYPTO_CIPHER_OP_DECRYPT;
 294 }
 295
 296 static void
 297 crypto_set_auth_xform (struct rte_crypto_sym_xform *xform,
 298                        ipsec_sa_t * sa, u8 is_outbound)
 299 {
 300   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 301   crypto_alg_t *a;
 302
 303   a = vec_elt_at_index (dcm->auth_algs, sa->integ_alg);
 304
 305   ASSERT (a->type == RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH);
 306
 307   xform->type = RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH;
 308   xform->auth.algo = a->alg;
 309   xform->auth.key.data = sa->integ_key.data;
 310   xform->auth.key.length = a->key_len;
 311   xform->auth.digest_length = a->trunc_size;
 312   xform->next = NULL;
 313
 314   if (is_outbound)
 315     xform->auth.op = RTE_CRYPTO_AUTH_OP_GENERATE;
 316   else
 317     xform->auth.op = RTE_CRYPTO_AUTH_OP_VERIFY;
 318 }
 319
 320 clib_error_t *
 321 create_sym_session (struct rte_cryptodev_sym_session **session,
 322                     u32 sa_idx,
 323                     crypto_resource_t * res,
 324                     crypto_worker_main_t * cwm, u8 is_outbound)
 325 {
 326   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 327   ipsec_main_t *im = &ipsec_main;
 328   crypto_data_t *data;
 329   ipsec_sa_t *sa;
 330   struct rte_crypto_sym_xform cipher_xform = { 0 };
 331   struct rte_crypto_sym_xform auth_xform = { 0 };
 332   struct rte_crypto_sym_xform *xfs;
 333   struct rte_cryptodev_sym_session **s;
 334   clib_error_t *error = 0;
 335
 336
 337   sa = pool_elt_at_index (im->sad, sa_idx);
 338
 339   if ((sa->crypto_alg == IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_128) |
 340       (sa->crypto_alg == IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_192) |
 341       (sa->crypto_alg == IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_256))
 342     {
 343       crypto_set_aead_xform (&cipher_xform, sa, is_outbound);
 344       xfs = &cipher_xform;
 345     }
 346   else
 347     {
 348       crypto_set_cipher_xform (&cipher_xform, sa, is_outbound);
 349       crypto_set_auth_xform (&auth_xform, sa, is_outbound);
 350
 351       if (is_outbound)
 352         {
 353           cipher_xform.next = &auth_xform;
 354           xfs = &cipher_xform;
 355         }
 356       else
 357         {
 358           auth_xform.next = &cipher_xform;
 359           xfs = &auth_xform;
 360         }
 361     }
 362
 363   data = vec_elt_at_index (dcm->data, res->numa);
 364   clib_spinlock_lock_if_init (&data->lockp);
 365
 366   /*
 367    * DPDK_VER >= 1708:
 368    *   Multiple worker/threads share the session for an SA
 369    *   Single session per SA, initialized for each device driver
 370    */
 371   s = (void *) hash_get (data->session_by_sa_index, sa_idx);
 372
 373   if (!s)
 374     {
 375       session[0] = rte_cryptodev_sym_session_create (data->session_h);
 376       if (!session[0])
 377         {
 378           data->session_h_failed += 1;
 379           error = clib_error_return (0, "failed to create session header");
 380           goto done;
 381         }
 382       hash_set (data->session_by_sa_index, sa_idx, session[0]);
 383     }
 384   else
 385     session[0] = s[0];
 386
 387   struct rte_mempool **mp;
 388   mp = vec_elt_at_index (data->session_drv, res->drv_id);
 389   ASSERT (mp[0] != NULL);
 390
 391   i32 ret =
 392     rte_cryptodev_sym_session_init (res->dev_id, session[0], xfs, mp[0]);
 393   if (ret)
 394     {
 395       data->session_drv_failed[res->drv_id] += 1;
 396       error = clib_error_return (0, "failed to init session for drv %u",
 397                                  res->drv_id);
 398       goto done;
 399     }
 400
 401   add_session_by_drv_and_sa_idx (session[0], data, res->drv_id, sa_idx);
 402
 403 done:
 404   clib_spinlock_unlock_if_init (&data->lockp);
 405   return error;
 406 }
 407
 408 static void __attribute__ ((unused)) clear_and_free_obj (void *obj)
 409 {
 410   struct rte_mempool *mp = rte_mempool_from_obj (obj);
 411
 412   clib_memset (obj, 0, mp->elt_size);
 413
 414   rte_mempool_put (mp, obj);
 415 }
 416
 417 /* This is from rte_cryptodev_pmd.h */
 418 static inline void *
 419 get_session_private_data (const struct rte_cryptodev_sym_session *sess,
 420                           uint8_t driver_id)
 421 {
 422 #if RTE_VERSION < RTE_VERSION_NUM(19, 2, 0, 0)
 423   return sess->sess_private_data[driver_id];
 424 #else
 425   if (unlikely (sess->nb_drivers <= driver_id))
 426     return 0;
 427
 428   return sess->sess_data[driver_id].data;
 429 #endif
 430 }
 431
 432 /* This is from rte_cryptodev_pmd.h */
 433 static inline void
 434 set_session_private_data (struct rte_cryptodev_sym_session *sess,
 435                           uint8_t driver_id, void *private_data)
 436 {
 437 #if RTE_VERSION < RTE_VERSION_NUM(19, 2, 0, 0)
 438   sess->sess_private_data[driver_id] = private_data;
 439 #else
 440   if (unlikely (sess->nb_drivers <= driver_id))
 441     return;
 442   sess->sess_data[driver_id].data = private_data;
 443 #endif
 444 }
 445
 446 static clib_error_t *
 447 dpdk_crypto_session_disposal (crypto_session_disposal_t * v, u64 ts)
 448 {
 449   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 450   crypto_session_disposal_t *s;
 451   void *drv_session;
 452   u32 drv_id;
 453   i32 ret;
 454
 455   /* *INDENT-OFF* */
 456   vec_foreach (s, v)
 457     {
 458       /* ordered vector by timestamp */
 459       if (!(s->ts + dcm->session_timeout < ts))
 460         break;
 461
 462       vec_foreach_index (drv_id, dcm->drv)
 463         {
 464           drv_session = get_session_private_data (s->session, drv_id);
 465           if (!drv_session)
 466             continue;
 467
 468           /*
 469            * Custom clear to avoid finding a dev_id for drv_id:
 470            *  ret = rte_cryptodev_sym_session_clear (dev_id, drv_session);
 471            *  ASSERT (!ret);
 472            */
 473           clear_and_free_obj (drv_session);
 474
 475           set_session_private_data (s->session, drv_id, NULL);
 476         }
 477
 478       if (rte_mempool_from_obj(s->session))
 479         {
 480           ret = rte_cryptodev_sym_session_free (s->session);
 481           ASSERT (!ret);
 482         }
 483     }
 484   /* *INDENT-ON* */
 485
 486   if (s < vec_end (v))
 487     vec_delete (v, s - v, 0);
 488   else
 489     vec_reset_length (v);
 490
 491   return 0;
 492 }
 493
 494 static clib_error_t *
 495 add_del_sa_session (u32 sa_index, u8 is_add)
 496 {
 497   ipsec_main_t *im = &ipsec_main;
 498   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 499   crypto_data_t *data;
 500   struct rte_cryptodev_sym_session *s;
 501   uword *val;
 502   u32 drv_id;
 503
 504   if (is_add)
 505     {
 506 #if 1
 507       ipsec_sa_t *sa = pool_elt_at_index (im->sad, sa_index);
 508       u32 seed;
 509       switch (sa->crypto_alg)
 510         {
 511         case IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_128:
 512         case IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_192:
 513         case IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_256:
 514           clib_memcpy (&sa->salt,
 515                        &sa->crypto_key.data[sa->crypto_key.len - 4], 4);
 516           break;
 517         default:
 518           seed = (u32) clib_cpu_time_now ();
 519           sa->salt = random_u32 (&seed);
 520         }
 521 #endif
 522       return 0;
 523     }
 524
 525   /* *INDENT-OFF* */
 526   vec_foreach (data, dcm->data)
 527     {
 528       clib_spinlock_lock_if_init (&data->lockp);
 529       val = hash_get (data->session_by_sa_index, sa_index);
 530       if (val)
 531         {
 532           s = (struct rte_cryptodev_sym_session *) val[0];
 533           vec_foreach_index (drv_id, dcm->drv)
 534             {
 535               val = (uword*) get_session_by_drv_and_sa_idx (data, drv_id, sa_index);
 536               if (val)
 537                 add_session_by_drv_and_sa_idx(NULL, data, drv_id, sa_index);
 538             }
 539
 540           hash_unset (data->session_by_sa_index, sa_index);
 541
 542           u64 ts = unix_time_now_nsec ();
 543           dpdk_crypto_session_disposal (data->session_disposal, ts);
 544
 545           crypto_session_disposal_t sd;
 546           sd.ts = ts;
 547           sd.session = s;
 548
 549           vec_add1 (data->session_disposal, sd);
 550         }
 551       clib_spinlock_unlock_if_init (&data->lockp);
 552     }
 553   /* *INDENT-ON* */
 554
 555   return 0;
 556 }
 557
 558 static clib_error_t *
 559 dpdk_ipsec_check_support (ipsec_sa_t * sa)
 560 {
 561   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 562
 563   if (sa->integ_alg == IPSEC_INTEG_ALG_NONE)
 564     switch (sa->crypto_alg)
 565       {
 566       case IPSEC_CRYPTO_ALG_NONE:
 567       case IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_128:
 568       case IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_192:
 569       case IPSEC_CRYPTO_ALG_AES_GCM_256:
 570         break;
 571       default:
 572         return clib_error_return (0, "unsupported integ-alg %U crypto-alg %U",
 573                                   format_ipsec_integ_alg, sa->integ_alg,
 574                                   format_ipsec_crypto_alg, sa->crypto_alg);
 575       }
 576
 577   /* XXX do we need the NONE check? */
 578   if (sa->crypto_alg != IPSEC_CRYPTO_ALG_NONE &&
 579       dcm->cipher_algs[sa->crypto_alg].disabled)
 580     return clib_error_return (0, "disabled crypto-alg %U",
 581                               format_ipsec_crypto_alg, sa->crypto_alg);
 582
 583   /* XXX do we need the NONE check? */
 584   if (sa->integ_alg != IPSEC_INTEG_ALG_NONE &&
 585       dcm->auth_algs[sa->integ_alg].disabled)
 586     return clib_error_return (0, "disabled integ-alg %U",
 587                               format_ipsec_integ_alg, sa->integ_alg);
 588   return NULL;
 589 }
 590
 591 static void
 592 crypto_parse_capabilities (crypto_dev_t * dev,
 593                            const struct rte_cryptodev_capabilities *cap,
 594                            u32 n_mains)
 595 {
 596   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 597   crypto_alg_t *alg;
 598   u8 len, inc;
 599
 600   for (; cap->op != RTE_CRYPTO_OP_TYPE_UNDEFINED; cap++)
 601     {
 602       /* A single capability maps to multiple cipher/auth algorithms */
 603       switch (cap->sym.xform_type)
 604         {
 605         case RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AEAD:
 606         case RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_CIPHER:
 607           inc = cap->sym.cipher.key_size.increment;
 608           inc = inc ? inc : 1;
 609           for (len = cap->sym.cipher.key_size.min;
 610                len <= cap->sym.cipher.key_size.max; len += inc)
 611             {
 612               alg = cipher_cap_to_alg (cap, len);
 613               if (!alg)
 614                 continue;
 615               dev->cipher_support[cipher_alg_index (alg)] = 1;
 616               alg->resources += vec_len (dev->free_resources);
 617               /* At least enough resources to support one algo */
 618               dcm->enabled |= (alg->resources >= n_mains);
 619             }
 620           break;
 621         case RTE_CRYPTO_SYM_XFORM_AUTH:
 622           inc = cap->sym.auth.digest_size.increment;
 623           inc = inc ? inc : 1;
 624           for (len = cap->sym.auth.digest_size.min;
 625                len <= cap->sym.auth.digest_size.max; len += inc)
 626             {
 627               alg = auth_cap_to_alg (cap, len);
 628               if (!alg)
 629                 continue;
 630               dev->auth_support[auth_alg_index (alg)] = 1;
 631               alg->resources += vec_len (dev->free_resources);
 632               /* At least enough resources to support one algo */
 633               dcm->enabled |= (alg->resources >= n_mains);
 634             }
 635           break;
 636         default:
 637           ;
 638         }
 639     }
 640 }
 641
 642 #define DPDK_CRYPTO_N_QUEUE_DESC  2048
 643 #define DPDK_CRYPTO_NB_SESS_OBJS  20000
 644
 645 static clib_error_t *
 646 crypto_dev_conf (u8 dev, u16 n_qp, u8 numa)
 647 {
 648   struct rte_cryptodev_config dev_conf = { 0 };
 649   struct rte_cryptodev_qp_conf qp_conf = { 0 };
 650   i32 ret;
 651   u16 qp;
 652   char *error_str;
 653
 654   dev_conf.socket_id = numa;
 655   dev_conf.nb_queue_pairs = n_qp;
 656
 657   error_str = "failed to configure crypto device %u";
 658   ret = rte_cryptodev_configure (dev, &dev_conf);
 659   if (ret < 0)
 660     return clib_error_return (0, error_str, dev);
 661
 662   error_str = "failed to setup crypto device %u queue pair %u";
 663   qp_conf.nb_descriptors = DPDK_CRYPTO_N_QUEUE_DESC;
 664   for (qp = 0; qp < n_qp; qp++)
 665     {
 666 #if RTE_VERSION < RTE_VERSION_NUM(19, 2, 0, 0)
 667       ret = rte_cryptodev_queue_pair_setup (dev, qp, &qp_conf, numa, NULL);
 668 #else
 669       ret = rte_cryptodev_queue_pair_setup (dev, qp, &qp_conf, numa);
 670 #endif
 671       if (ret < 0)
 672         return clib_error_return (0, error_str, dev, qp);
 673     }
 674
 675   error_str = "failed to start crypto device %u";
 676   if (rte_cryptodev_start (dev))
 677     return clib_error_return (0, error_str, dev);
 678
 679   return 0;
 680 }
 681
 682 static void
 683 crypto_scan_devs (u32 n_mains)
 684 {
 685   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 686   struct rte_cryptodev *cryptodev;
 687   struct rte_cryptodev_info info = { 0 };
 688   crypto_dev_t *dev;
 689   crypto_resource_t *res;
 690   clib_error_t *error;
 691   u32 i;
 692   u16 max_res_idx, res_idx, j;
 693   u8 drv_id;
 694
 695   vec_validate_init_empty (dcm->dev, rte_cryptodev_count () - 1,
 696                            (crypto_dev_t) EMPTY_STRUCT);
 697
 698   for (i = 0; i < rte_cryptodev_count (); i++)
 699     {
 700       dev = vec_elt_at_index (dcm->dev, i);
 701
 702       cryptodev = &rte_cryptodevs[i];
 703       rte_cryptodev_info_get (i, &info);
 704
 705       dev->id = i;
 706       dev->name = cryptodev->data->name;
 707       dev->numa = rte_cryptodev_socket_id (i);
 708       dev->features = info.feature_flags;
 709       dev->max_qp = info.max_nb_queue_pairs;
 710       drv_id = info.driver_id;
 711       if (drv_id >= vec_len (dcm->drv))
 712         vec_validate_init_empty (dcm->drv, drv_id,
 713                                  (crypto_drv_t) EMPTY_STRUCT);
 714       vec_elt_at_index (dcm->drv, drv_id)->name = info.driver_name;
 715       dev->drv_id = drv_id;
 716       vec_add1 (vec_elt_at_index (dcm->drv, drv_id)->devs, i);
 717
 718       if (!(info.feature_flags & RTE_CRYPTODEV_FF_SYM_OPERATION_CHAINING))
 719         continue;
 720
 721       if ((error = crypto_dev_conf (i, dev->max_qp, dev->numa)))
 722         {
 723           clib_error_report (error);
 724           continue;
 725         }
 726
 727       max_res_idx = dev->max_qp - 1;
 728
 729       vec_validate (dev->free_resources, max_res_idx);
 730
 731       res_idx = vec_len (dcm->resource);
 732       vec_validate_init_empty_aligned (dcm->resource, res_idx + max_res_idx,
 733                                        (crypto_resource_t) EMPTY_STRUCT,
 734                                        CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 735
 736       for (j = 0; j <= max_res_idx; j++)
 737         {
 738           vec_elt (dev->free_resources, max_res_idx - j) = res_idx + j;
 739           res = &dcm->resource[res_idx + j];
 740           res->dev_id = i;
 741           res->drv_id = drv_id;
 742           res->qp_id = j;
 743           res->numa = dev->numa;
 744           res->thread_idx = (u16) ~ 0;
 745         }
 746
 747       crypto_parse_capabilities (dev, info.capabilities, n_mains);
 748     }
 749 }
 750
 751 void
 752 crypto_auto_placement (void)
 753 {
 754   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 755   crypto_resource_t *res;
 756   crypto_worker_main_t *cwm;
 757   crypto_dev_t *dev;
 758   u32 thread_idx, skip_master;
 759   u16 res_idx, *idx;
 760   u8 used;
 761   u16 i;
 762
 763   skip_master = vlib_num_workers () > 0;
 764
 765   /* *INDENT-OFF* */
 766   vec_foreach (dev, dcm->dev)
 767     {
 768       vec_foreach_index (thread_idx, dcm->workers_main)
 769         {
 770           if (vec_len (dev->free_resources) == 0)
 771             break;
 772
 773           if (thread_idx < skip_master)
 774             continue;
 775
 776           /* Check thread is not already using the device */
 777           vec_foreach (idx, dev->used_resources)
 778             if (dcm->resource[idx[0]].thread_idx == thread_idx)
 779               continue;
 780
 781           cwm = vec_elt_at_index (dcm->workers_main, thread_idx);
 782
 783           used = 0;
 784           res_idx = vec_pop (dev->free_resources);
 785
 786           /* Set device only for supported algos */
 787           for (i = 0; i < IPSEC_CRYPTO_N_ALG; i++)
 788             if (dev->cipher_support[i] &&
 789                 cwm->cipher_resource_idx[i] == (u16) ~0)
 790               {
 791                 dcm->cipher_algs[i].disabled--;
 792                 cwm->cipher_resource_idx[i] = res_idx;
 793                 used = 1;
 794               }
 795
 796           for (i = 0; i < IPSEC_INTEG_N_ALG; i++)
 797             if (dev->auth_support[i] &&
 798                 cwm->auth_resource_idx[i] == (u16) ~0)
 799               {
 800                 dcm->auth_algs[i].disabled--;
 801                 cwm->auth_resource_idx[i] = res_idx;
 802                 used = 1;
 803               }
 804
 805           if (!used)
 806             {
 807               vec_add1 (dev->free_resources, res_idx);
 808               continue;
 809             }
 810
 811           vec_add1 (dev->used_resources, res_idx);
 812
 813           res = vec_elt_at_index (dcm->resource, res_idx);
 814
 815           ASSERT (res->thread_idx == (u16) ~0);
 816           res->thread_idx = thread_idx;
 817
 818           /* Add device to vector of polling resources */
 819           vec_add1 (cwm->resource_idx, res_idx);
 820         }
 821     }
 822   /* *INDENT-ON* */
 823 }
 824
 825 static void
 826 crypto_op_init (struct rte_mempool *mempool,
 827                 void *_arg __attribute__ ((unused)),
 828                 void *_obj, unsigned i __attribute__ ((unused)))
 829 {
 830   struct rte_crypto_op *op = _obj;
 831
 832   op->sess_type = RTE_CRYPTO_OP_WITH_SESSION;
 833   op->type = RTE_CRYPTO_OP_TYPE_SYMMETRIC;
 834   op->status = RTE_CRYPTO_OP_STATUS_NOT_PROCESSED;
 835   op->phys_addr = rte_mempool_virt2iova (_obj);
 836   op->mempool = mempool;
 837 }
 838
 839 static clib_error_t *
 840 crypto_create_crypto_op_pool (vlib_main_t * vm, u8 numa)
 841 {
 842   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 843   dpdk_config_main_t *conf = &dpdk_config_main;
 844   crypto_data_t *data;
 845   u8 *pool_name;
 846   u32 pool_priv_size = sizeof (struct rte_crypto_op_pool_private);
 847   struct rte_crypto_op_pool_private *priv;
 848   struct rte_mempool *mp;
 849
 850   data = vec_elt_at_index (dcm->data, numa);
 851
 852   /* Already allocated */
 853   if (data->crypto_op)
 854     return NULL;
 855
 856   pool_name = format (0, "crypto_pool_numa%u%c", numa, 0);
 857
 858   if (conf->num_crypto_mbufs == 0)
 859     conf->num_crypto_mbufs = NUM_CRYPTO_MBUFS;
 860
 861   mp = rte_mempool_create ((char *) pool_name, conf->num_crypto_mbufs,
 862                            crypto_op_len (), 512, pool_priv_size, NULL, NULL,
 863                            crypto_op_init, NULL, numa, 0);
 864
 865   vec_free (pool_name);
 866
 867   if (!mp)
 868     return clib_error_return (0, "failed to create crypto op mempool");
 869
 870   /* Initialize mempool private data */
 871   priv = rte_mempool_get_priv (mp);
 872   priv->priv_size = pool_priv_size;
 873   priv->type = RTE_CRYPTO_OP_TYPE_SYMMETRIC;
 874
 875   data->crypto_op = mp;
 876
 877   return NULL;
 878 }
 879
 880 static clib_error_t *
 881 crypto_create_session_h_pool (vlib_main_t * vm, u8 numa)
 882 {
 883   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 884   crypto_data_t *data;
 885   u8 *pool_name;
 886   struct rte_mempool *mp;
 887   u32 elt_size;
 888
 889   data = vec_elt_at_index (dcm->data, numa);
 890
 891   if (data->session_h)
 892     return NULL;
 893
 894   pool_name = format (0, "session_h_pool_numa%u%c", numa, 0);
 895
 896
 897   elt_size = rte_cryptodev_sym_get_header_session_size ();
 898
 899 #if RTE_VERSION < RTE_VERSION_NUM(19, 2, 0, 0)
 900   mp = rte_mempool_create ((char *) pool_name, DPDK_CRYPTO_NB_SESS_OBJS,
 901                            elt_size, 512, 0, NULL, NULL, NULL, NULL, numa, 0);
 902 #else
 903   /* XXX Experimental tag in DPDK 19.02 */
 904   mp = rte_cryptodev_sym_session_pool_create ((char *) pool_name,
 905                                               DPDK_CRYPTO_NB_SESS_OBJS,
 906                                               elt_size, 512, 0, numa);
 907 #endif
 908   vec_free (pool_name);
 909
 910   if (!mp)
 911     return clib_error_return (0, "failed to create crypto session mempool");
 912
 913   data->session_h = mp;
 914
 915   return NULL;
 916 }
 917
 918 static clib_error_t *
 919 crypto_create_session_drv_pool (vlib_main_t * vm, crypto_dev_t * dev)
 920 {
 921   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 922   crypto_data_t *data;
 923   u8 *pool_name;
 924   struct rte_mempool *mp;
 925   u32 elt_size;
 926   u8 numa = dev->numa;
 927
 928   data = vec_elt_at_index (dcm->data, numa);
 929
 930   vec_validate (data->session_drv, dev->drv_id);
 931   vec_validate (data->session_drv_failed, dev->drv_id);
 932   vec_validate_aligned (data->session_by_drv_id_and_sa_index, 32,
 933                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 934
 935   if (data->session_drv[dev->drv_id])
 936     return NULL;
 937
 938   pool_name = format (0, "session_drv%u_pool_numa%u%c", dev->drv_id, numa, 0);
 939
 940   elt_size = rte_cryptodev_sym_get_private_session_size (dev->id);
 941   mp =
 942     rte_mempool_create ((char *) pool_name, DPDK_CRYPTO_NB_SESS_OBJS,
 943                         elt_size, 512, 0, NULL, NULL, NULL, NULL, numa, 0);
 944
 945   vec_free (pool_name);
 946
 947   if (!mp)
 948     return clib_error_return (0, "failed to create session drv mempool");
 949
 950   data->session_drv[dev->drv_id] = mp;
 951   clib_spinlock_init (&data->lockp);
 952
 953   return NULL;
 954 }
 955
 956 static clib_error_t *
 957 crypto_create_pools (vlib_main_t * vm)
 958 {
 959   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 960   clib_error_t *error = NULL;
 961   crypto_dev_t *dev;
 962
 963   /* *INDENT-OFF* */
 964   vec_foreach (dev, dcm->dev)
 965     {
 966       vec_validate_aligned (dcm->data, dev->numa, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 967
 968       error = crypto_create_crypto_op_pool (vm, dev->numa);
 969       if (error)
 970         return error;
 971
 972       error = crypto_create_session_h_pool (vm, dev->numa);
 973       if (error)
 974         return error;
 975
 976       error = crypto_create_session_drv_pool (vm, dev);
 977       if (error)
 978         return error;
 979     }
 980   /* *INDENT-ON* */
 981
 982   return NULL;
 983 }
 984
 985 static void
 986 crypto_disable (void)
 987 {
 988   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
 989   crypto_data_t *data;
 990   u8 i;
 991
 992   dcm->enabled = 0;
 993
 994   /* *INDENT-OFF* */
 995   vec_foreach (data, dcm->data)
 996     {
 997       rte_mempool_free (data->crypto_op);
 998       rte_mempool_free (data->session_h);
 999
1000       vec_foreach_index (i, data->session_drv)
1001         rte_mempool_free (data->session_drv[i]);
1002
1003       vec_free (data->session_drv);
1004       clib_spinlock_free (&data->lockp);
1005     }
1006   /* *INDENT-ON* */
1007
1008   vec_free (dcm->data);
1009   vec_free (dcm->workers_main);
1010   vec_free (dcm->dev);
1011   vec_free (dcm->resource);
1012   vec_free (dcm->cipher_algs);
1013   vec_free (dcm->auth_algs);
1014 }
1015
1016 static uword
1017 dpdk_ipsec_process (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * rt,
1018                     vlib_frame_t * f)
1019 {
1020   ipsec_main_t *im = &ipsec_main;
1021   dpdk_crypto_main_t *dcm = &dpdk_crypto_main;
1022   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
1023   crypto_worker_main_t *cwm;
1024   clib_error_t *error = NULL;
1025   u32 i, skip_master, n_mains;
1026
1027   n_mains = tm->n_vlib_mains;
1028   skip_master = vlib_num_workers () > 0;
1029
1030   algos_init (n_mains - skip_master);
1031
1032   crypto_scan_devs (n_mains - skip_master);
1033
1034   if (!(dcm->enabled))
1035     {
1036       clib_warning ("not enough DPDK crypto resources, default to OpenSSL");
1037       crypto_disable ();
1038       return 0;
1039     }
1040
1041   dcm->session_timeout = 10e9;
1042
1043   vec_validate_init_empty_aligned (dcm->workers_main, n_mains - 1,
1044                                    (crypto_worker_main_t) EMPTY_STRUCT,
1045                                    CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1046
1047   /* *INDENT-OFF* */
1048   vec_foreach (cwm, dcm->workers_main)
1049     {
1050       vec_validate_init_empty_aligned (cwm->ops, VLIB_FRAME_SIZE - 1, 0,
1051                                        CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
1052       clib_memset (cwm->cipher_resource_idx, ~0,
1053               IPSEC_CRYPTO_N_ALG * sizeof(*cwm->cipher_resource_idx));
1054       clib_memset (cwm->auth_resource_idx, ~0,
1055               IPSEC_INTEG_N_ALG * sizeof(*cwm->auth_resource_idx));
1056     }
1057   /* *INDENT-ON* */
1058
1059   crypto_auto_placement ();
1060
1061   error = crypto_create_pools (vm);
1062   if (error)
1063     {
1064       clib_error_report (error);
1065       crypto_disable ();
1066       return 0;
1067     }
1068
1069
1070   u32 idx = ipsec_register_esp_backend (vm, im, "dpdk backend",
1071                                         "dpdk-esp4-encrypt",
1072                                         "dpdk-esp4-decrypt",
1073                                         "dpdk-esp6-encrypt",
1074                                         "dpdk-esp6-decrypt",
1075                                         dpdk_ipsec_check_support,
1076                                         add_del_sa_session);
1077   int rv = ipsec_select_esp_backend (im, idx);
1078   ASSERT (rv == 0);
1079
1080   vlib_node_t *node = vlib_get_node_by_name (vm, (u8 *) "dpdk-crypto-input");
1081   ASSERT (node);
1082   for (i = skip_master; i < n_mains; i++)
1083     vlib_node_set_state (vlib_mains[i], node->index, VLIB_NODE_STATE_POLLING);
1084   return 0;
1085 }
1086
1087 /* *INDENT-OFF* */
1088 VLIB_REGISTER_NODE (dpdk_ipsec_process_node,static) = {
1089     .function = dpdk_ipsec_process,
1090     .type = VLIB_NODE_TYPE_PROCESS,
1091     .name = "dpdk-ipsec-process",
1092     .process_log2_n_stack_bytes = 17,
1093 };
1094 /* *INDENT-ON* */
1095
1096 /*
1097  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1098  *
1099  * Local Variables:
1100  * eval: (c-set-style "gnu")
1101  * End:
1102  */