src/vnet/classify/vnet_classify.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 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 #ifndef __included_vnet_classify_h__
  16 #define __included_vnet_classify_h__
  17
  18 #include <vnet/vnet.h>
  19 #include <vnet/api_errno.h>     /* for API error numbers */
  20
  21 #include <vppinfra/error.h>
  22 #include <vppinfra/hash.h>
  23 #include <vppinfra/cache.h>
  24 #include <vppinfra/xxhash.h>
  25
  26 extern vlib_node_registration_t ip4_classify_node;
  27 extern vlib_node_registration_t ip6_classify_node;
  28
  29 #define CLASSIFY_TRACE 0
  30
  31 /*
  32  * Classify table option to process packets
  33  *  CLASSIFY_FLAG_USE_CURR_DATA:
  34  *   - classify packets starting from VPP node’s current data pointer
  35  */
  36 #define CLASSIFY_FLAG_USE_CURR_DATA              1
  37
  38 /*
  39  * Classify session action
  40  *  CLASSIFY_ACTION_SET_IP4_FIB_INDEX:
  41  *   - Classified IP packets will be looked up
  42  *     from the specified ipv4 fib table
  43  *  CLASSIFY_ACTION_SET_IP6_FIB_INDEX:
  44  *   - Classified IP packets will be looked up
  45  *     from the specified ipv6 fib table
  46  */
  47 typedef enum vnet_classify_action_t_
  48 {
  49   CLASSIFY_ACTION_SET_IP4_FIB_INDEX = 1,
  50   CLASSIFY_ACTION_SET_IP6_FIB_INDEX = 2,
  51   CLASSIFY_ACTION_SET_METADATA = 3,
  52 } __attribute__ ((packed)) vnet_classify_action_t;
  53
  54 struct _vnet_classify_main;
  55 typedef struct _vnet_classify_main vnet_classify_main_t;
  56
  57 #define foreach_size_in_u32x4                   \
  58 _(1)                                            \
  59 _(2)                                            \
  60 _(3)                                            \
  61 _(4)                                            \
  62 _(5)
  63
  64 /* *INDENT-OFF* */
  65 typedef CLIB_PACKED(struct _vnet_classify_entry {
  66   /* Graph node next index */
  67   u32 next_index;
  68
  69   /* put into vnet_buffer(b)->l2_classfy.opaque_index */
  70   union {
  71     struct {
  72       u32 opaque_index;
  73       /* advance on hit, note it's a signed quantity... */
  74       i32 advance;
  75     };
  76     u64 opaque_count;
  77   };
  78
  79   /* Really only need 1 bit */
  80   u8 flags;
  81 #define VNET_CLASSIFY_ENTRY_FREE        (1<<0)
  82
  83   vnet_classify_action_t action;
  84   u16 metadata;
  85
  86   /* Hit counter, last heard time */
  87   union {
  88     u64 hits;
  89     struct _vnet_classify_entry * next_free;
  90   };
  91
  92   f64 last_heard;
  93
  94   /* Must be aligned to a 16-octet boundary */
  95   u32x4 key[0];
  96 }) vnet_classify_entry_t;
  97 /* *INDENT-ON* */
  98
  99 static inline int
 100 vnet_classify_entry_is_free (vnet_classify_entry_t * e)
 101 {
 102   return e->flags & VNET_CLASSIFY_ENTRY_FREE;
 103 }
 104
 105 static inline int
 106 vnet_classify_entry_is_busy (vnet_classify_entry_t * e)
 107 {
 108   return ((e->flags & VNET_CLASSIFY_ENTRY_FREE) == 0);
 109 }
 110
 111 /* Need these to con the vector allocator */
 112 /* *INDENT-OFF* */
 113 #define _(size)                                 \
 114 typedef CLIB_PACKED(struct {                    \
 115   u32 pad0[4];                                  \
 116   u64 pad1[2];                                  \
 117   u32x4 key[size];                              \
 118 }) vnet_classify_entry_##size##_t;
 119 foreach_size_in_u32x4;
 120 /* *INDENT-ON* */
 121 #undef _
 122
 123 typedef struct
 124 {
 125   union
 126   {
 127     struct
 128     {
 129       u32 offset;
 130       u8 linear_search;
 131       u8 pad[2];
 132       u8 log2_pages;
 133     };
 134     u64 as_u64;
 135   };
 136 } vnet_classify_bucket_t;
 137
 138 typedef struct
 139 {
 140   CLIB_CACHE_LINE_ALIGN_MARK (cacheline0);
 141   /* Mask to apply after skipping N vectors */
 142   u32x4 *mask;
 143   /* Buckets and entries */
 144   vnet_classify_bucket_t *buckets;
 145   vnet_classify_entry_t *entries;
 146
 147   /* Config parameters */
 148   u32 match_n_vectors;
 149   u32 skip_n_vectors;
 150   u32 nbuckets;
 151   u32 log2_nbuckets;
 152   u32 linear_buckets;
 153   int entries_per_page;
 154   u32 active_elements;
 155   u32 current_data_flag;
 156   int current_data_offset;
 157   u32 data_offset;
 158   /* Index of next table to try */
 159   u32 next_table_index;
 160
 161   /* Miss next index, return if next_table_index = 0 */
 162   u32 miss_next_index;
 163
 164   /* Per-bucket working copies, one per thread */
 165   vnet_classify_entry_t **working_copies;
 166   int *working_copy_lengths;
 167   vnet_classify_bucket_t saved_bucket;
 168
 169   /* Free entry freelists */
 170   vnet_classify_entry_t **freelists;
 171
 172   u8 *name;
 173
 174   /* Private allocation arena, protected by the writer lock */
 175   void *mheap;
 176
 177   /* Writer (only) lock for this table */
 178   clib_spinlock_t writer_lock;
 179
 180 } vnet_classify_table_t;
 181
 182 struct _vnet_classify_main
 183 {
 184   /* Table pool */
 185   vnet_classify_table_t *tables;
 186
 187   /* Registered next-index, opaque unformat fcns */
 188   unformat_function_t **unformat_l2_next_index_fns;
 189   unformat_function_t **unformat_ip_next_index_fns;
 190   unformat_function_t **unformat_acl_next_index_fns;
 191   unformat_function_t **unformat_policer_next_index_fns;
 192   unformat_function_t **unformat_opaque_index_fns;
 193
 194   /* convenience variables */
 195   vlib_main_t *vlib_main;
 196   vnet_main_t *vnet_main;
 197 };
 198
 199 extern vnet_classify_main_t vnet_classify_main;
 200
 201 u8 *format_classify_table (u8 * s, va_list * args);
 202
 203 u64 vnet_classify_hash_packet (vnet_classify_table_t * t, u8 * h);
 204
 205 static inline u64
 206 vnet_classify_hash_packet_inline (vnet_classify_table_t * t, u8 * h)
 207 {
 208   u32x4 *mask;
 209
 210   union
 211   {
 212     u32x4 as_u32x4;
 213     u64 as_u64[2];
 214   } xor_sum __attribute__ ((aligned (sizeof (u32x4))));
 215
 216   ASSERT (t);
 217   mask = t->mask;
 218 #ifdef CLIB_HAVE_VEC128
 219   u32x4u *data = (u32x4u *) h;
 220   xor_sum.as_u32x4 = data[0 + t->skip_n_vectors] & mask[0];
 221   switch (t->match_n_vectors)
 222     {
 223     case 5:
 224       xor_sum.as_u32x4 ^= data[4 + t->skip_n_vectors] & mask[4];
 225       /* FALLTHROUGH */
 226     case 4:
 227       xor_sum.as_u32x4 ^= data[3 + t->skip_n_vectors] & mask[3];
 228       /* FALLTHROUGH */
 229     case 3:
 230       xor_sum.as_u32x4 ^= data[2 + t->skip_n_vectors] & mask[2];
 231       /* FALLTHROUGH */
 232     case 2:
 233       xor_sum.as_u32x4 ^= data[1 + t->skip_n_vectors] & mask[1];
 234       /* FALLTHROUGH */
 235     case 1:
 236       break;
 237     default:
 238       abort ();
 239     }
 240 #else
 241   u32 skip_u64 = t->skip_n_vectors * 2;
 242   u64 *data64 = (u64 *) h;
 243   xor_sum.as_u64[0] = data64[0 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[0];
 244   xor_sum.as_u64[1] = data64[1 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[1];
 245   switch (t->match_n_vectors)
 246     {
 247     case 5:
 248       xor_sum.as_u64[0] ^= data64[8 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[8];
 249       xor_sum.as_u64[1] ^= data64[9 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[9];
 250       /* FALLTHROUGH */
 251     case 4:
 252       xor_sum.as_u64[0] ^= data64[6 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[6];
 253       xor_sum.as_u64[1] ^= data64[7 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[7];
 254       /* FALLTHROUGH */
 255     case 3:
 256       xor_sum.as_u64[0] ^= data64[4 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[4];
 257       xor_sum.as_u64[1] ^= data64[5 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[5];
 258       /* FALLTHROUGH */
 259     case 2:
 260       xor_sum.as_u64[0] ^= data64[2 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[2];
 261       xor_sum.as_u64[1] ^= data64[3 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[3];
 262       /* FALLTHROUGH */
 263     case 1:
 264       break;
 265
 266     default:
 267       abort ();
 268     }
 269 #endif /* CLIB_HAVE_VEC128 */
 270
 271   return clib_xxhash (xor_sum.as_u64[0] ^ xor_sum.as_u64[1]);
 272 }
 273
 274 static inline void
 275 vnet_classify_prefetch_bucket (vnet_classify_table_t * t, u64 hash)
 276 {
 277   u32 bucket_index;
 278
 279   ASSERT (is_pow2 (t->nbuckets));
 280
 281   bucket_index = hash & (t->nbuckets - 1);
 282
 283   CLIB_PREFETCH (&t->buckets[bucket_index], CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 284 }
 285
 286 static inline vnet_classify_entry_t *
 287 vnet_classify_get_entry (vnet_classify_table_t * t, uword offset)
 288 {
 289   u8 *hp = t->mheap;
 290   u8 *vp = hp + offset;
 291
 292   return (void *) vp;
 293 }
 294
 295 static inline uword
 296 vnet_classify_get_offset (vnet_classify_table_t * t,
 297                           vnet_classify_entry_t * v)
 298 {
 299   u8 *hp, *vp;
 300
 301   hp = (u8 *) t->mheap;
 302   vp = (u8 *) v;
 303
 304   ASSERT ((vp - hp) < 0x100000000ULL);
 305   return vp - hp;
 306 }
 307
 308 static inline vnet_classify_entry_t *
 309 vnet_classify_entry_at_index (vnet_classify_table_t * t,
 310                               vnet_classify_entry_t * e, u32 index)
 311 {
 312   u8 *eu8;
 313
 314   eu8 = (u8 *) e;
 315
 316   eu8 += index * (sizeof (vnet_classify_entry_t) +
 317                   (t->match_n_vectors * sizeof (u32x4)));
 318
 319   return (vnet_classify_entry_t *) eu8;
 320 }
 321
 322 static inline void
 323 vnet_classify_prefetch_entry (vnet_classify_table_t * t, u64 hash)
 324 {
 325   u32 bucket_index;
 326   u32 value_index;
 327   vnet_classify_bucket_t *b;
 328   vnet_classify_entry_t *e;
 329
 330   bucket_index = hash & (t->nbuckets - 1);
 331
 332   b = &t->buckets[bucket_index];
 333
 334   if (b->offset == 0)
 335     return;
 336
 337   hash >>= t->log2_nbuckets;
 338
 339   e = vnet_classify_get_entry (t, b->offset);
 340   value_index = hash & ((1 << b->log2_pages) - 1);
 341
 342   e = vnet_classify_entry_at_index (t, e, value_index);
 343
 344   CLIB_PREFETCH (e, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 345 }
 346
 347 vnet_classify_entry_t *vnet_classify_find_entry (vnet_classify_table_t * t,
 348                                                  u8 * h, u64 hash, f64 now);
 349
 350 static inline vnet_classify_entry_t *
 351 vnet_classify_find_entry_inline (vnet_classify_table_t * t,
 352                                  u8 * h, u64 hash, f64 now)
 353 {
 354   vnet_classify_entry_t *v;
 355   u32x4 *mask, *key;
 356   union
 357   {
 358     u32x4 as_u32x4;
 359     u64 as_u64[2];
 360   } result __attribute__ ((aligned (sizeof (u32x4))));
 361   vnet_classify_bucket_t *b;
 362   u32 value_index;
 363   u32 bucket_index;
 364   u32 limit;
 365   int i;
 366
 367   bucket_index = hash & (t->nbuckets - 1);
 368   b = &t->buckets[bucket_index];
 369   mask = t->mask;
 370
 371   if (b->offset == 0)
 372     return 0;
 373
 374   hash >>= t->log2_nbuckets;
 375
 376   v = vnet_classify_get_entry (t, b->offset);
 377   value_index = hash & ((1 << b->log2_pages) - 1);
 378   limit = t->entries_per_page;
 379   if (PREDICT_FALSE (b->linear_search))
 380     {
 381       value_index = 0;
 382       limit *= (1 << b->log2_pages);
 383     }
 384
 385   v = vnet_classify_entry_at_index (t, v, value_index);
 386
 387 #ifdef CLIB_HAVE_VEC128
 388   u32x4u *data = (u32x4u *) h;
 389   for (i = 0; i < limit; i++)
 390     {
 391       key = v->key;
 392       result.as_u32x4 = (data[0 + t->skip_n_vectors] & mask[0]) ^ key[0];
 393       switch (t->match_n_vectors)
 394         {
 395         case 5:
 396           result.as_u32x4 |= (data[4 + t->skip_n_vectors] & mask[4]) ^ key[4];
 397           /* FALLTHROUGH */
 398         case 4:
 399           result.as_u32x4 |= (data[3 + t->skip_n_vectors] & mask[3]) ^ key[3];
 400           /* FALLTHROUGH */
 401         case 3:
 402           result.as_u32x4 |= (data[2 + t->skip_n_vectors] & mask[2]) ^ key[2];
 403           /* FALLTHROUGH */
 404         case 2:
 405           result.as_u32x4 |= (data[1 + t->skip_n_vectors] & mask[1]) ^ key[1];
 406           /* FALLTHROUGH */
 407         case 1:
 408           break;
 409         default:
 410           abort ();
 411         }
 412
 413       if (u32x4_zero_byte_mask (result.as_u32x4) == 0xffff)
 414         {
 415           if (PREDICT_TRUE (now))
 416             {
 417               v->hits++;
 418               v->last_heard = now;
 419             }
 420           return (v);
 421         }
 422       v = vnet_classify_entry_at_index (t, v, 1);
 423     }
 424 #else
 425   u32 skip_u64 = t->skip_n_vectors * 2;
 426   u64 *data64 = (u64 *) h;
 427   for (i = 0; i < limit; i++)
 428     {
 429       key = v->key;
 430
 431       result.as_u64[0] =
 432         (data64[0 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[0]) ^ ((u64 *) key)[0];
 433       result.as_u64[1] =
 434         (data64[1 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[1]) ^ ((u64 *) key)[1];
 435       switch (t->match_n_vectors)
 436         {
 437         case 5:
 438           result.as_u64[0] |=
 439             (data64[8 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[8]) ^ ((u64 *) key)[8];
 440           result.as_u64[1] |=
 441             (data64[9 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[9]) ^ ((u64 *) key)[9];
 442           /* FALLTHROUGH */
 443         case 4:
 444           result.as_u64[0] |=
 445             (data64[6 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[6]) ^ ((u64 *) key)[6];
 446           result.as_u64[1] |=
 447             (data64[7 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[7]) ^ ((u64 *) key)[7];
 448           /* FALLTHROUGH */
 449         case 3:
 450           result.as_u64[0] |=
 451             (data64[4 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[4]) ^ ((u64 *) key)[4];
 452           result.as_u64[1] |=
 453             (data64[5 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[5]) ^ ((u64 *) key)[5];
 454           /* FALLTHROUGH */
 455         case 2:
 456           result.as_u64[0] |=
 457             (data64[2 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[2]) ^ ((u64 *) key)[2];
 458           result.as_u64[1] |=
 459             (data64[3 + skip_u64] & ((u64 *) mask)[3]) ^ ((u64 *) key)[3];
 460           /* FALLTHROUGH */
 461         case 1:
 462           break;
 463         default:
 464           abort ();
 465         }
 466
 467       if (result.as_u64[0] == 0 && result.as_u64[1] == 0)
 468         {
 469           if (PREDICT_TRUE (now))
 470             {
 471               v->hits++;
 472               v->last_heard = now;
 473             }
 474           return (v);
 475         }
 476
 477       v = vnet_classify_entry_at_index (t, v, 1);
 478     }
 479 #endif /* CLIB_HAVE_VEC128 */
 480   return 0;
 481 }
 482
 483 vnet_classify_table_t *vnet_classify_new_table (vnet_classify_main_t * cm,
 484                                                 u8 * mask, u32 nbuckets,
 485                                                 u32 memory_size,
 486                                                 u32 skip_n_vectors,
 487                                                 u32 match_n_vectors);
 488
 489 int vnet_classify_add_del_session (vnet_classify_main_t * cm,
 490                                    u32 table_index,
 491                                    u8 * match,
 492                                    u32 hit_next_index,
 493                                    u32 opaque_index,
 494                                    i32 advance,
 495                                    u8 action, u32 metadata, int is_add);
 496
 497 int vnet_classify_add_del_table (vnet_classify_main_t * cm,
 498                                  u8 * mask,
 499                                  u32 nbuckets,
 500                                  u32 memory_size,
 501                                  u32 skip,
 502                                  u32 match,
 503                                  u32 next_table_index,
 504                                  u32 miss_next_index,
 505                                  u32 * table_index,
 506                                  u8 current_data_flag,
 507                                  i16 current_data_offset,
 508                                  int is_add, int del_chain);
 509
 510 unformat_function_t unformat_ip4_mask;
 511 unformat_function_t unformat_ip6_mask;
 512 unformat_function_t unformat_l3_mask;
 513 unformat_function_t unformat_l2_mask;
 514 unformat_function_t unformat_classify_mask;
 515 unformat_function_t unformat_l2_next_index;
 516 unformat_function_t unformat_ip_next_index;
 517 unformat_function_t unformat_ip4_match;
 518 unformat_function_t unformat_ip6_match;
 519 unformat_function_t unformat_l3_match;
 520 unformat_function_t unformat_l4_match;
 521 unformat_function_t unformat_vlan_tag;
 522 unformat_function_t unformat_l2_match;
 523 unformat_function_t unformat_classify_match;
 524
 525 void vnet_classify_register_unformat_ip_next_index_fn
 526   (unformat_function_t * fn);
 527
 528 void vnet_classify_register_unformat_l2_next_index_fn
 529   (unformat_function_t * fn);
 530
 531 void vnet_classify_register_unformat_acl_next_index_fn
 532   (unformat_function_t * fn);
 533
 534 void vnet_classify_register_unformat_policer_next_index_fn
 535   (unformat_function_t * fn);
 536
 537 void vnet_classify_register_unformat_opaque_index_fn (unformat_function_t *
 538                                                       fn);
 539
 540 #endif /* __included_vnet_classify_h__ */
 541
 542 /*
 543  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 544  *
 545  * Local Variables:
 546  * eval: (c-set-style "gnu")
 547  * End:
 548  */