src/plugins/ioam/ip6/ioam_cache_node.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2017 Cisco 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 /*
  16  * This file implements caching of ioam header and reattaching
  17  * it in response message by performing request-response matching.
  18  *  Works for TCP SYN/SYN-ACK.
  19  * This feature is used for anycast server selection.
  20  * ioam data thus cached is used to measure and get complete round trip
  21  * network path to help in server selection.
  22  * There are 2 graph nodes defined to :
  23  * 1. process packets that contain iOAM header and cache it
  24  * 2. process TCP SYN-ACKs and reattach ioam header from the
  25  *    cache corresponding to TCP-SYN
  26  * These graph nodes are attached to the vnet graph based on
  27  * ioam cache and classifier configs.
  28  * e.g.
  29  * If db06::06 is the anycast service IP6 address:
  30  *
  31  * set ioam ip6 cache
  32  *
  33  * Apply this classifier on interface where requests for anycast service are received:
  34  * classify session acl-hit-next ip6-node ip6-lookup table-index 0 match l3 ip6 dst db06::06
  35  *    ioam-decap anycast <<< ioam-decap is hooked to cache when set ioam ip6 cache is enabled
  36  *
  37  * Apply this classifier on interface where responses from anycast service are received:
  38  * classify session acl-hit-next ip6-node ip6-add-from-cache-hop-by-hop table-index 0 match l3
  39  *    ip6 src db06::06 ioam-encap anycast-response
  40  *
  41  */
  42 #include <vlib/vlib.h>
  43 #include <vnet/vnet.h>
  44 #include <vppinfra/error.h>
  45 #include <vnet/ip/ip.h>
  46 #include <ioam/ip6/ioam_cache.h>
  47 #include <vnet/ip/ip6_hop_by_hop.h>
  48 #include <vnet/ip/ip6_hop_by_hop_packet.h>
  49 #include <vnet/ip/ip6_inlines.h>
  50
  51 typedef struct
  52 {
  53   u32 next_index;
  54   u32 flow_label;
  55 } cache_trace_t;
  56
  57 /* packet trace format function */
  58 static u8 *
  59 format_cache_trace (u8 * s, va_list * args)
  60 {
  61   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  62   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  63   cache_trace_t *t = va_arg (*args, cache_trace_t *);
  64
  65   s = format (s, "CACHE: flow_label %d, next index %d",
  66               t->flow_label, t->next_index);
  67   return s;
  68 }
  69
  70 #define foreach_cache_error \
  71 _(RECORDED, "ip6 iOAM headers cached")
  72
  73 typedef enum
  74 {
  75 #define _(sym,str) CACHE_ERROR_##sym,
  76   foreach_cache_error
  77 #undef _
  78     CACHE_N_ERROR,
  79 } cache_error_t;
  80
  81 static char *cache_error_strings[] = {
  82 #define _(sym,string) string,
  83   foreach_cache_error
  84 #undef _
  85 };
  86
  87 typedef enum
  88 {
  89   IOAM_CACHE_NEXT_POP_HBYH,
  90   IOAM_CACHE_N_NEXT,
  91 } cache_next_t;
  92
  93 static uword
  94 ip6_ioam_cache_node_fn (vlib_main_t * vm,
  95                         vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame)
  96 {
  97   u32 n_left_from, *from, *to_next;
  98   cache_next_t next_index;
  99   u32 recorded = 0;
 100
 101   from = vlib_frame_vector_args (frame);
 102   n_left_from = frame->n_vectors;
 103   next_index = node->cached_next_index;
 104
 105   while (n_left_from > 0)
 106     {
 107       u32 n_left_to_next;
 108
 109       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 110       // TODO: Dual loop
 111       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 112         {
 113           u32 bi0;
 114           vlib_buffer_t *p0;
 115           u32 next0 = IOAM_CACHE_NEXT_POP_HBYH;
 116           ip6_header_t *ip0;
 117           ip6_hop_by_hop_header_t *hbh0;
 118           tcp_header_t *tcp0;
 119           u32 tcp_offset0;
 120
 121           /* speculatively enqueue p0 to the current next frame */
 122           bi0 = from[0];
 123           to_next[0] = bi0;
 124           from += 1;
 125           to_next += 1;
 126           n_left_from -= 1;
 127           n_left_to_next -= 1;
 128
 129           p0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 130           ip0 = vlib_buffer_get_current (p0);
 131           if (IP_PROTOCOL_TCP ==
 132               ip6_locate_header (p0, ip0, IP_PROTOCOL_TCP, &tcp_offset0))
 133             {
 134               tcp0 = (tcp_header_t *) ((u8 *) ip0 + tcp_offset0);
 135               if ((tcp0->flags & TCP_FLAG_SYN) == TCP_FLAG_SYN &&
 136                   (tcp0->flags & TCP_FLAG_ACK) == 0)
 137                 {
 138                   /* Cache the ioam hbh header */
 139                   hbh0 = (ip6_hop_by_hop_header_t *) (ip0 + 1);
 140                   if (0 == ioam_cache_add (p0,
 141                                            ip0,
 142                                            clib_net_to_host_u16
 143                                            (tcp0->src_port),
 144                                            clib_net_to_host_u16
 145                                            (tcp0->dst_port), hbh0,
 146                                            clib_net_to_host_u32
 147                                            (tcp0->seq_number) + 1))
 148                     {
 149                       recorded++;
 150                     }
 151                 }
 152             }
 153           if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)))
 154             {
 155               if (p0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 156                 {
 157                   cache_trace_t *t =
 158                     vlib_add_trace (vm, node, p0, sizeof (*t));
 159                   t->flow_label =
 160                     clib_net_to_host_u32
 161                     (ip0->ip_version_traffic_class_and_flow_label);
 162                   t->next_index = next0;
 163                 }
 164             }
 165           /* verify speculative enqueue, maybe switch current next frame */
 166           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 167                                            to_next, n_left_to_next,
 168                                            bi0, next0);
 169         }
 170
 171       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 172     }
 173
 174   vlib_node_increment_counter (vm, ioam_cache_node.index,
 175                                CACHE_ERROR_RECORDED, recorded);
 176   return frame->n_vectors;
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Node for IP6 iOAM header cache
 181  */
 182 VLIB_REGISTER_NODE (ioam_cache_node) =
 183 {
 184   .function = ip6_ioam_cache_node_fn,
 185   .name = "ip6-ioam-cache",
 186   .vector_size = sizeof (u32),
 187   .format_trace = format_cache_trace,
 188   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 189   .n_errors = ARRAY_LEN (cache_error_strings),
 190   .error_strings = cache_error_strings,
 191   .n_next_nodes = IOAM_CACHE_N_NEXT,
 192   /* edit / add dispositions here */
 193   .next_nodes =
 194   {
 195     [IOAM_CACHE_NEXT_POP_HBYH] = "ip6-pop-hop-by-hop"
 196   },
 197 };
 198
 199 typedef struct
 200 {
 201   u32 next_index;
 202 } ip6_add_from_cache_hbh_trace_t;
 203
 204 /* packet trace format function */
 205 static u8 *
 206 format_ip6_add_from_cache_hbh_trace (u8 * s, va_list * args)
 207 {
 208   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
 209   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
 210   ip6_add_from_cache_hbh_trace_t *t = va_arg (*args,
 211                                               ip6_add_from_cache_hbh_trace_t
 212                                               *);
 213
 214   s = format (s, "IP6_ADD_FROM_CACHE_HBH: next index %d", t->next_index);
 215   return s;
 216 }
 217
 218 #define foreach_ip6_add_from_cache_hbh_error \
 219 _(PROCESSED, "Pkts w/ added ip6 hop-by-hop options")
 220
 221 typedef enum
 222 {
 223 #define _(sym,str) IP6_ADD_FROM_CACHE_HBH_ERROR_##sym,
 224   foreach_ip6_add_from_cache_hbh_error
 225 #undef _
 226     IP6_ADD_FROM_CACHE_HBH_N_ERROR,
 227 } ip6_add_from_cache_hbh_error_t;
 228
 229 static char *ip6_add_from_cache_hbh_error_strings[] = {
 230 #define _(sym,string) string,
 231   foreach_ip6_add_from_cache_hbh_error
 232 #undef _
 233 };
 234
 235 #define foreach_ip6_ioam_cache_input_next        \
 236   _(IP6_LOOKUP, "ip6-lookup")                   \
 237   _(DROP, "error-drop")
 238
 239 typedef enum
 240 {
 241 #define _(s,n) IP6_IOAM_CACHE_INPUT_NEXT_##s,
 242   foreach_ip6_ioam_cache_input_next
 243 #undef _
 244     IP6_IOAM_CACHE_INPUT_N_NEXT,
 245 } ip6_ioam_cache_input_next_t;
 246
 247
 248 VLIB_NODE_FN (ip6_add_from_cache_hbh_node) (vlib_main_t * vm,
 249                                             vlib_node_runtime_t * node,
 250                                             vlib_frame_t * frame)
 251 {
 252   ioam_cache_main_t *cm = &ioam_cache_main;
 253   u32 n_left_from, *from, *to_next;
 254   ip_lookup_next_t next_index;
 255   u32 processed = 0;
 256   u8 *rewrite = 0;
 257   u32 rewrite_len = 0;
 258   u32 sr_rewrite_len = vec_len (cm->sr_rewrite_template);
 259
 260   from = vlib_frame_vector_args (frame);
 261   n_left_from = frame->n_vectors;
 262   next_index = node->cached_next_index;
 263
 264   while (n_left_from > 0)
 265     {
 266       u32 n_left_to_next;
 267
 268       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 269       // TODO: Dual loop
 270       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 271         {
 272           u32 bi0;
 273           vlib_buffer_t *b0;
 274           u32 next0;
 275           ip6_header_t *ip0;
 276           ip6_hop_by_hop_header_t *hbh0;
 277           ip6_sr_header_t *srh0 = 0;
 278           u64 *copy_src0, *copy_dst0;
 279           u16 new_l0;
 280           tcp_header_t *tcp0;
 281           u32 tcp_offset0;
 282           ioam_cache_entry_t *entry = 0;
 283
 284           next0 = IP6_IOAM_CACHE_INPUT_NEXT_IP6_LOOKUP;
 285           /* speculatively enqueue b0 to the current next frame */
 286           bi0 = from[0];
 287           to_next[0] = bi0;
 288           from += 1;
 289           to_next += 1;
 290           n_left_from -= 1;
 291           n_left_to_next -= 1;
 292
 293           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 294
 295           ip0 = vlib_buffer_get_current (b0);
 296           if (IP_PROTOCOL_TCP !=
 297               ip6_locate_header (b0, ip0, IP_PROTOCOL_TCP, &tcp_offset0))
 298             {
 299               goto TRACE0;
 300             }
 301           tcp0 = (tcp_header_t *) ((u8 *) ip0 + tcp_offset0);
 302           if (((tcp0->flags & TCP_FLAG_SYN) == TCP_FLAG_SYN &&
 303                (tcp0->flags & TCP_FLAG_ACK) == TCP_FLAG_ACK) ||
 304               (tcp0->flags & TCP_FLAG_RST) == TCP_FLAG_RST)
 305             {
 306               if (0 != (entry = ioam_cache_lookup (ip0,
 307                                                    clib_net_to_host_u16
 308                                                    (tcp0->src_port),
 309                                                    clib_net_to_host_u16
 310                                                    (tcp0->dst_port),
 311                                                    clib_net_to_host_u32
 312                                                    (tcp0->ack_number))))
 313                 {
 314                   rewrite = entry->ioam_rewrite_string;
 315                   rewrite_len = vec_len (rewrite);
 316                 }
 317               else
 318                 {
 319                   next0 = IP6_IOAM_CACHE_INPUT_NEXT_DROP;
 320                   goto TRACE0;
 321                 }
 322             }
 323           else
 324             goto TRACE0;
 325
 326
 327           /* Copy the ip header left by the required amount */
 328           copy_dst0 = (u64 *) (((u8 *) ip0) - (rewrite_len + sr_rewrite_len));
 329           copy_src0 = (u64 *) ip0;
 330
 331           copy_dst0[0] = copy_src0[0];
 332           copy_dst0[1] = copy_src0[1];
 333           copy_dst0[2] = copy_src0[2];
 334           copy_dst0[3] = copy_src0[3];
 335           copy_dst0[4] = copy_src0[4];
 336           vlib_buffer_advance (b0, -(word) (rewrite_len + sr_rewrite_len));
 337           ip0 = vlib_buffer_get_current (b0);
 338
 339           hbh0 = (ip6_hop_by_hop_header_t *) (ip0 + 1);
 340           srh0 = (ip6_sr_header_t *) ((u8 *) hbh0 + rewrite_len);
 341           /* $$$ tune, rewrite_len is a multiple of 8 */
 342           clib_memcpy_fast (hbh0, rewrite, rewrite_len);
 343           clib_memcpy_fast (srh0, cm->sr_rewrite_template, sr_rewrite_len);
 344           /* Copy dst address into the DA slot in the segment list */
 345           clib_memcpy_fast (srh0->segments, ip0->dst_address.as_u64,
 346                             sizeof (ip6_address_t));
 347           /* Rewrite the ip6 dst address with the first hop */
 348           clib_memcpy_fast (ip0->dst_address.as_u64, entry->next_hop.as_u64,
 349                             sizeof (ip6_address_t));
 350           clib_memcpy_fast (&srh0->segments[1],
 351                             (u8 *) hbh0 + entry->my_address_offset,
 352                             sizeof (ip6_address_t));
 353           ioam_cache_entry_free (entry);
 354
 355           /* Patch the protocol chain, insert the h-b-h (type 0) header */
 356           srh0->protocol = ip0->protocol;
 357           hbh0->protocol = IPPROTO_IPV6_ROUTE;
 358           ip0->protocol = 0;
 359           new_l0 =
 360             clib_net_to_host_u16 (ip0->payload_length) + rewrite_len +
 361             sr_rewrite_len;
 362           ip0->payload_length = clib_host_to_net_u16 (new_l0);
 363           processed++;
 364         TRACE0:
 365           if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)
 366                              && (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 367             {
 368               ip6_add_from_cache_hbh_trace_t *t =
 369                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t));
 370               t->next_index = next0;
 371             }
 372
 373           /* verify speculative enqueue, maybe switch current next frame */
 374           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 375                                            to_next, n_left_to_next,
 376                                            bi0, next0);
 377         }
 378
 379       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 380     }
 381
 382   vlib_node_increment_counter (vm, cm->ip6_add_from_cache_hbh_node_index,
 383                                IP6_ADD_FROM_CACHE_HBH_ERROR_PROCESSED,
 384                                processed);
 385   return frame->n_vectors;
 386 }
 387 VLIB_REGISTER_NODE (ip6_add_from_cache_hbh_node) =
 388 {
 389   .name = "ip6-add-from-cache-hop-by-hop",
 390   .vector_size = sizeof (u32),
 391   .format_trace = format_ip6_add_from_cache_hbh_trace,
 392   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 393   .n_errors = ARRAY_LEN (ip6_add_from_cache_hbh_error_strings),
 394   .error_strings =  ip6_add_from_cache_hbh_error_strings,
 395   /* See ip/lookup.h */
 396   .n_next_nodes = IP6_IOAM_CACHE_INPUT_N_NEXT,
 397   .next_nodes =
 398   {
 399 #define _(s,n) [IP6_IOAM_CACHE_INPUT_NEXT_##s] = n,
 400     foreach_ip6_ioam_cache_input_next
 401 #undef _
 402   },
 403 };
 404
 405 /*
 406  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 407  *
 408  * Local Variables:
 409  * eval: (c-set-style "gnu")
 410  * End:
 411  */