src/vnet/dpo/dpo.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016 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  * @brief
  17  * A Data-Path Object is an object that represents actions that are
  18  * applied to packets are they are switched through VPP.
  19  *
  20  * The DPO is a base class that is specialised by other objects to provide
  21  * concreate actions
  22  *
  23  * The VLIB graph nodes are graph of types, the DPO graph is a graph of instances.
  24  */
  25
  26 #include <vnet/dpo/dpo.h>
  27 #include <vnet/ip/lookup.h>
  28 #include <vnet/ip/format.h>
  29 #include <vnet/adj/adj.h>
  30
  31 #include <vnet/dpo/load_balance.h>
  32 #include <vnet/dpo/mpls_label_dpo.h>
  33 #include <vnet/dpo/lookup_dpo.h>
  34 #include <vnet/dpo/drop_dpo.h>
  35 #include <vnet/dpo/receive_dpo.h>
  36 #include <vnet/dpo/punt_dpo.h>
  37 #include <vnet/dpo/classify_dpo.h>
  38 #include <vnet/dpo/ip_null_dpo.h>
  39 #include <vnet/dpo/replicate_dpo.h>
  40 #include <vnet/dpo/interface_dpo.h>
  41 #include <vnet/dpo/mpls_disposition.h>
  42
  43 /**
  44  * Array of char* names for the DPO types and protos
  45  */
  46 static const char* dpo_type_names[] = DPO_TYPES;
  47 static const char* dpo_proto_names[] = DPO_PROTOS;
  48
  49 /**
  50  * @brief Vector of virtual function tables for the DPO types
  51  *
  52  * This is a vector so we can dynamically register new DPO types in plugins.
  53  */
  54 static dpo_vft_t *dpo_vfts;
  55
  56 /**
  57  * @brief vector of graph node names associated with each DPO type and protocol.
  58  *
  59  *   dpo_nodes[child_type][child_proto][node_X] = node_name;
  60  * i.e.
  61  *   dpo_node[DPO_LOAD_BALANCE][DPO_PROTO_IP4][0] = "ip4-lookup"
  62  *   dpo_node[DPO_LOAD_BALANCE][DPO_PROTO_IP4][1] = "ip4-load-balance"
  63  *
  64  * This is a vector so we can dynamically register new DPO types in plugins.
  65  */
  66 static const char* const * const ** dpo_nodes;
  67
  68 /**
  69  * @brief Vector of edge indicies from parent DPO nodes to child
  70  *
  71  * dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type][parent_proto] = edge_index
  72  *
  73  * This array is derived at init time from the dpo_nodes above. Note that
  74  * the third dimension in dpo_nodes is lost, hence, the edge index from each
  75  * node MUST be the same.
  76  * Including both the child and parent protocol is required to support the
  77  * case where it changes as the grapth is traversed, most notablly when an
  78  * MPLS label is popped.
  79  *
  80  * Note that this array is child type specific, not child instance specific.
  81  */
  82 static u32 ****dpo_edges;
  83
  84 /**
  85  * @brief The DPO type value that can be assigend to the next dynamic
  86  *        type registration.
  87  */
  88 static dpo_type_t dpo_dynamic = DPO_LAST;
  89
  90 dpo_proto_t
  91 vnet_link_to_dpo_proto (vnet_link_t linkt)
  92 {
  93     switch (linkt)
  94     {
  95     case VNET_LINK_IP6:
  96         return (DPO_PROTO_IP6);
  97     case VNET_LINK_IP4:
  98         return (DPO_PROTO_IP4);
  99     case VNET_LINK_MPLS:
 100         return (DPO_PROTO_MPLS);
 101     case VNET_LINK_ETHERNET:
 102         return (DPO_PROTO_ETHERNET);
 103     case VNET_LINK_NSH:
 104         return (DPO_PROTO_NSH);
 105     case VNET_LINK_ARP:
 106         break;
 107     }
 108     ASSERT(0);
 109     return (0);
 110 }
 111
 112 u8 *
 113 format_dpo_type (u8 * s, va_list * args)
 114 {
 115     dpo_type_t type = va_arg (*args, int);
 116
 117     s = format(s, "%s", dpo_type_names[type]);
 118
 119     return (s);
 120 }
 121
 122 u8 *
 123 format_dpo_id (u8 * s, va_list * args)
 124 {
 125     dpo_id_t *dpo = va_arg (*args, dpo_id_t*);
 126     u32 indent = va_arg (*args, u32);
 127
 128     s = format(s, "[@%d]: ", dpo->dpoi_next_node);
 129
 130     if (NULL != dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_format)
 131     {
 132         return (format(s, "%U",
 133                        dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_format,
 134                        dpo->dpoi_index,
 135                        indent));
 136     }
 137
 138     switch (dpo->dpoi_type)
 139     {
 140     case DPO_FIRST:
 141         s = format(s, "unset");
 142         break;
 143     default:
 144         s = format(s, "unknown");
 145         break;
 146     }
 147     return (s);
 148 }
 149
 150 u8 *
 151 format_dpo_proto (u8 * s, va_list * args)
 152 {
 153     dpo_proto_t proto = va_arg (*args, int);
 154
 155     return (format(s, "%s", dpo_proto_names[proto]));
 156 }
 157
 158 void
 159 dpo_set (dpo_id_t *dpo,
 160          dpo_type_t type,
 161          dpo_proto_t proto,
 162          index_t index)
 163 {
 164     dpo_id_t tmp = *dpo;
 165
 166     dpo->dpoi_type = type;
 167     dpo->dpoi_proto = proto,
 168     dpo->dpoi_index = index;
 169
 170     if (DPO_ADJACENCY == type)
 171     {
 172         /*
 173          * set the adj subtype
 174          */
 175         ip_adjacency_t *adj;
 176
 177         adj = adj_get(index);
 178
 179         switch (adj->lookup_next_index)
 180         {
 181         case IP_LOOKUP_NEXT_ARP:
 182             dpo->dpoi_type = DPO_ADJACENCY_INCOMPLETE;
 183             break;
 184         case IP_LOOKUP_NEXT_MIDCHAIN:
 185             dpo->dpoi_type = DPO_ADJACENCY_MIDCHAIN;
 186             break;
 187         case IP_LOOKUP_NEXT_MCAST_MIDCHAIN:
 188             dpo->dpoi_type = DPO_ADJACENCY_MCAST_MIDCHAIN;
 189             break;
 190         case IP_LOOKUP_NEXT_MCAST:
 191             dpo->dpoi_type = DPO_ADJACENCY_MCAST;
 192             break;
 193         case IP_LOOKUP_NEXT_GLEAN:
 194             dpo->dpoi_type = DPO_ADJACENCY_GLEAN;
 195             break;
 196         default:
 197             break;
 198         }
 199     }
 200     dpo_lock(dpo);
 201     dpo_unlock(&tmp);
 202 }
 203
 204 void
 205 dpo_reset (dpo_id_t *dpo)
 206 {
 207     dpo_id_t tmp = DPO_INVALID;
 208
 209     /*
 210      * use the atomic copy operation.
 211      */
 212     dpo_copy(dpo, &tmp);
 213 }
 214
 215 /**
 216  * \brief
 217  * Compare two Data-path objects
 218  *
 219  * like memcmp, return 0 is matching, !0 otherwise.
 220  */
 221 int
 222 dpo_cmp (const dpo_id_t *dpo1,
 223          const dpo_id_t *dpo2)
 224 {
 225     int res;
 226
 227     res = dpo1->dpoi_type - dpo2->dpoi_type;
 228
 229     if (0 != res) return (res);
 230
 231     return (dpo1->dpoi_index - dpo2->dpoi_index);
 232 }
 233
 234 void
 235 dpo_copy (dpo_id_t *dst,
 236           const dpo_id_t *src)
 237 {
 238     dpo_id_t tmp = *dst;
 239
 240     /*
 241      * the destination is written in a single u64 write - hence atomically w.r.t
 242      * any packets inflight.
 243      */
 244     *((u64*)dst) = *(u64*)src;
 245
 246     dpo_lock(dst);
 247     dpo_unlock(&tmp);
 248 }
 249
 250 int
 251 dpo_is_adj (const dpo_id_t *dpo)
 252 {
 253     return ((dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY) ||
 254             (dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_INCOMPLETE) ||
 255             (dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_MIDCHAIN) ||
 256             (dpo->dpoi_type == DPO_ADJACENCY_GLEAN));
 257 }
 258
 259 void
 260 dpo_register (dpo_type_t type,
 261               const dpo_vft_t *vft,
 262               const char * const * const * nodes)
 263 {
 264     vec_validate(dpo_vfts, type);
 265     dpo_vfts[type] = *vft;
 266
 267     vec_validate(dpo_nodes, type);
 268     dpo_nodes[type] = nodes;
 269 }
 270
 271 dpo_type_t
 272 dpo_register_new_type (const dpo_vft_t *vft,
 273                        const char * const * const * nodes)
 274 {
 275     dpo_type_t type = dpo_dynamic++;
 276
 277     dpo_register(type, vft, nodes);
 278
 279     return (type);
 280 }
 281
 282 void
 283 dpo_lock (dpo_id_t *dpo)
 284 {
 285     if (!dpo_id_is_valid(dpo))
 286         return;
 287
 288     dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_lock(dpo);
 289 }
 290
 291 void
 292 dpo_unlock (dpo_id_t *dpo)
 293 {
 294     if (!dpo_id_is_valid(dpo))
 295         return;
 296
 297     dpo_vfts[dpo->dpoi_type].dv_unlock(dpo);
 298 }
 299
 300
 301 static u32
 302 dpo_get_next_node (dpo_type_t child_type,
 303                    dpo_proto_t child_proto,
 304                    const dpo_id_t *parent_dpo)
 305 {
 306     dpo_proto_t parent_proto;
 307     dpo_type_t parent_type;
 308
 309     parent_type = parent_dpo->dpoi_type;
 310     parent_proto = parent_dpo->dpoi_proto;
 311
 312     vec_validate(dpo_edges, child_type);
 313     vec_validate(dpo_edges[child_type], child_proto);
 314     vec_validate(dpo_edges[child_type][child_proto], parent_type);
 315     vec_validate_init_empty(
 316         dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type],
 317         parent_proto, ~0);
 318
 319     /*
 320      * if the edge index has not yet been created for this node to node transistion
 321      */
 322     if (~0 == dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type][parent_proto])
 323     {
 324         vlib_node_t *parent_node, *child_node;
 325         vlib_main_t *vm;
 326         u32 edge ,pp, cc;
 327
 328         vm = vlib_get_main();
 329
 330         vlib_worker_thread_barrier_sync(vm);
 331
 332         ASSERT(NULL != dpo_nodes[child_type]);
 333         ASSERT(NULL != dpo_nodes[child_type][child_proto]);
 334         ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type]);
 335         ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type][parent_proto]);
 336
 337         cc = 0;
 338
 339         /*
 340          * create a graph arc from each of the parent's registered node types,
 341          * to each of the childs.
 342          */
 343         while (NULL != dpo_nodes[child_type][child_proto][cc])
 344         {
 345             child_node =
 346                 vlib_get_node_by_name(vm,
 347                                       (u8*) dpo_nodes[child_type][child_proto][cc]);
 348
 349             pp = 0;
 350
 351             while (NULL != dpo_nodes[parent_type][parent_proto][pp])
 352             {
 353                 parent_node =
 354                     vlib_get_node_by_name(vm,
 355                                           (u8*) dpo_nodes[parent_type][parent_proto][pp]);
 356
 357                 edge = vlib_node_add_next(vm,
 358                                           child_node->index,
 359                                           parent_node->index);
 360
 361                 if (~0 == dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type][parent_proto])
 362                 {
 363                     dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type][parent_proto] = edge;
 364                 }
 365                 else
 366                 {
 367                     ASSERT(dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type][parent_proto] == edge);
 368                 }
 369                 pp++;
 370             }
 371             cc++;
 372         }
 373
 374         vlib_worker_thread_barrier_release(vm);
 375     }
 376
 377     return (dpo_edges[child_type][child_proto][parent_type][parent_proto]);
 378 }
 379
 380 /**
 381  * @brief Stack one DPO object on another, and thus establish a child parent
 382  * relationship. The VLIB graph arc used is taken from the parent and child types
 383  * passed.
 384  */
 385 static void
 386 dpo_stack_i (u32 edge,
 387              dpo_id_t *dpo,
 388              const dpo_id_t *parent)
 389 {
 390     /*
 391      * in order to get an atomic update of the parent we create a temporary,
 392      * from a copy of the child, and add the next_node. then we copy to the parent
 393      */
 394     dpo_id_t tmp = DPO_INVALID;
 395     dpo_copy(&tmp, parent);
 396
 397     /*
 398      * get the edge index for the parent to child VLIB graph transisition
 399      */
 400     tmp.dpoi_next_node = edge;
 401
 402     /*
 403      * this update is atomic.
 404      */
 405     dpo_copy(dpo, &tmp);
 406
 407     dpo_reset(&tmp);
 408 }
 409
 410 /**
 411  * @brief Stack one DPO object on another, and thus establish a child-parent
 412  * relationship. The VLIB graph arc used is taken from the parent and child types
 413  * passed.
 414  */
 415 void
 416 dpo_stack (dpo_type_t child_type,
 417            dpo_proto_t child_proto,
 418            dpo_id_t *dpo,
 419            const dpo_id_t *parent)
 420 {
 421     dpo_stack_i(dpo_get_next_node(child_type, child_proto, parent), dpo, parent);
 422 }
 423
 424 /**
 425  * @brief Stack one DPO object on another, and thus establish a child parent
 426  * relationship. A new VLIB graph arc is created from the child node passed
 427  * to the nodes registered by the parent. The VLIB infra will ensure this arc
 428  * is added only once.
 429  */
 430 void
 431 dpo_stack_from_node (u32 child_node_index,
 432                      dpo_id_t *dpo,
 433                      const dpo_id_t *parent)
 434 {
 435     dpo_proto_t parent_proto;
 436     vlib_node_t *parent_node;
 437     dpo_type_t parent_type;
 438     vlib_main_t *vm;
 439     u32 edge;
 440
 441     parent_type = parent->dpoi_type;
 442     parent_proto = parent->dpoi_proto;
 443
 444     vm = vlib_get_main();
 445
 446     ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type]);
 447     ASSERT(NULL != dpo_nodes[parent_type][parent_proto]);
 448
 449     parent_node =
 450         vlib_get_node_by_name(vm, (u8*) dpo_nodes[parent_type][parent_proto][0]);
 451
 452     edge = vlib_node_get_next(vm,
 453                               child_node_index,
 454                               parent_node->index);
 455
 456     if (~0 == edge)
 457     {
 458         vlib_worker_thread_barrier_sync(vm);
 459
 460         edge = vlib_node_add_next(vm,
 461                                   child_node_index,
 462                                   parent_node->index);
 463
 464         vlib_worker_thread_barrier_release(vm);
 465     }
 466
 467     dpo_stack_i(edge, dpo, parent);
 468 }
 469
 470 static clib_error_t *
 471 dpo_module_init (vlib_main_t * vm)
 472 {
 473     drop_dpo_module_init();
 474     punt_dpo_module_init();
 475     receive_dpo_module_init();
 476     load_balance_module_init();
 477     mpls_label_dpo_module_init();
 478     classify_dpo_module_init();
 479     lookup_dpo_module_init();
 480     ip_null_dpo_module_init();
 481     replicate_module_init();
 482     interface_dpo_module_init();
 483     mpls_disp_dpo_module_init();
 484
 485     return (NULL);
 486 }
 487
 488 VLIB_INIT_FUNCTION(dpo_module_init);
 489
 490 static clib_error_t *
 491 dpo_memory_show (vlib_main_t * vm,
 492                  unformat_input_t * input,
 493                  vlib_cli_command_t * cmd)
 494 {
 495     dpo_vft_t *vft;
 496
 497     vlib_cli_output (vm, "DPO memory");
 498     vlib_cli_output (vm, "%=30s %=5s %=8s/%=9s   totals",
 499                      "Name","Size", "in-use", "allocated");
 500
 501     vec_foreach(vft, dpo_vfts)
 502     {
 503         if (NULL != vft->dv_mem_show)
 504             vft->dv_mem_show();
 505     }
 506
 507     return (NULL);
 508 }
 509
 510 /* *INDENT-OFF* */
 511 /*?
 512  * The '<em>sh dpo memory </em>' command displays the memory usage for each
 513  * data-plane object type.
 514  *
 515  * @cliexpar
 516  * @cliexstart{show dpo memory}
 517  * DPO memory
 518  *             Name               Size  in-use /allocated   totals
 519  *         load-balance            64     12   /    12      768/768
 520  *           Adjacency            256      1   /    1       256/256
 521  *            Receive              24      5   /    5       120/120
 522  *            Lookup               12      0   /    0       0/0
 523  *           Classify              12      0   /    0       0/0
 524  *          MPLS label             24      0   /    0       0/0
 525  * @cliexend
 526 ?*/
 527 VLIB_CLI_COMMAND (show_fib_memory, static) = {
 528     .path = "show dpo memory",
 529     .function = dpo_memory_show,
 530     .short_help = "show dpo memory",
 531 };
 532 /* *INDENT-ON* */