src/vnet/fib/fib_types.h

   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 #ifndef __FIB_TYPES_H__
  17 #define __FIB_TYPES_H__
  18
  19 #include <stdbool.h>
  20 #include <vlib/vlib.h>
  21 #include <vnet/ip/ip46_address.h>
  22 #include <vnet/mpls/packet.h>
  23 #include <vnet/dpo/dpo.h>
  24 #include <vnet/bier/bier_types.h>
  25
  26 /**
  27  * A typedef of a node index.
  28  * we make this typedef so the code becomes easier for a human to parse.
  29  */
  30 typedef u32 fib_node_index_t;
  31 #define FIB_NODE_INDEX_INVALID ((fib_node_index_t)(~0))
  32
  33 /**
  34  * Protocol Type. packed so it consumes a u8 only
  35  */
  36 typedef enum fib_protocol_t_ {
  37     FIB_PROTOCOL_IP4 = DPO_PROTO_IP4,
  38     FIB_PROTOCOL_IP6 = DPO_PROTO_IP6,
  39     FIB_PROTOCOL_MPLS = DPO_PROTO_MPLS,
  40 }  __attribute__ ((packed)) fib_protocol_t;
  41
  42 #define FIB_PROTOCOLS {                 \
  43     [FIB_PROTOCOL_IP4] = "ipv4",        \
  44     [FIB_PROTOCOL_IP6] = "ipv6",        \
  45     [FIB_PROTOCOL_MPLS] = "MPLS",       \
  46 }
  47
  48 /**
  49  * Definition outside of enum so it does not need to be included in non-defaulted
  50  * switch statements
  51  */
  52 #define FIB_PROTOCOL_MAX (FIB_PROTOCOL_MPLS + 1)
  53
  54 /**
  55  * Definition outside of enum so it does not need to be included in non-defaulted
  56  * switch statements
  57  */
  58 #define FIB_PROTOCOL_IP_MAX (FIB_PROTOCOL_IP6 + 1)
  59
  60 /**
  61  * Not part of the enum so it does not have to be handled in switch statements
  62  */
  63 #define FIB_PROTOCOL_NONE (FIB_PROTOCOL_MAX+1)
  64
  65 #define FOR_EACH_FIB_PROTOCOL(_item)    \
  66     for (_item = FIB_PROTOCOL_IP4;      \
  67          _item <= FIB_PROTOCOL_MPLS;    \
  68          _item++)
  69
  70 #define FOR_EACH_FIB_IP_PROTOCOL(_item)    \
  71     for (_item = FIB_PROTOCOL_IP4;         \
  72          _item <= FIB_PROTOCOL_IP6;        \
  73          _item++)
  74
  75 /**
  76  * @brief Convert from boolean is_ip6 to FIB protocol.
  77  * Drop MPLS on the floor in favor of IPv4.
  78  */
  79 static inline fib_protocol_t
  80 fib_ip_proto(bool is_ip6)
  81 {
  82   return (is_ip6) ? FIB_PROTOCOL_IP6 : FIB_PROTOCOL_IP4;
  83 }
  84
  85 /**
  86  * @brief Convert from fib_protocol to ip46_type
  87  */
  88 extern ip46_type_t fib_proto_to_ip46(fib_protocol_t fproto);
  89
  90 /**
  91  * @brief Convert from ip46_type to fib_protocol
  92  */
  93 extern fib_protocol_t fib_proto_from_ip46(ip46_type_t iproto);
  94
  95 /**
  96  * @brief Convert from a protocol to a link type
  97  */
  98 vnet_link_t fib_proto_to_link (fib_protocol_t proto);
  99
 100 /**
 101  * FIB output chain type. When a child object requests a forwarding contribution
 102  * from a parent, it does so for a particular scenario. This enumererates those
 103  * sceanrios
 104  */
 105 typedef enum fib_forward_chain_type_t_ {
 106     /**
 107      * Contribute an object that is to be used to forward IP4 packets
 108      */
 109     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_UNICAST_IP4,
 110     /**
 111      * Contribute an object that is to be used to forward IP6 packets
 112      */
 113     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_UNICAST_IP6,
 114     /**
 115      * Contribute an object that is to be used to forward non-end-of-stack
 116      * MPLS packets
 117      */
 118     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MPLS_NON_EOS,
 119     /**
 120      * Contribute an object that is to be used to forward BIER packets.
 121      */
 122     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_BIER,
 123     /**
 124      * Contribute an object that is to be used to forward end-of-stack
 125      * MPLS packets. This is a convenient ID for clients. A real EOS chain
 126      * must be pay-load protocol specific. This
 127      * option is converted into one of the other three internally.
 128      */
 129     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MPLS_EOS,
 130     /**
 131      * Contribute an object that is to be used to forward IP4 packets
 132      */
 133     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MCAST_IP4,
 134     /**
 135      * Contribute an object that is to be used to forward IP6 packets
 136      */
 137     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MCAST_IP6,
 138     /**
 139      * Contribute an object that is to be used to forward Ethernet packets.
 140      */
 141     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_ETHERNET,
 142     /**
 143      * Contribute an object that is to be used to forward NSH packets.
 144      * This is last in the list since it is not valid for many FIB objects,
 145      * and thus their array of per-chain-type DPOs can be sized smaller.
 146      */
 147     FIB_FORW_CHAIN_TYPE_NSH,
 148 }  __attribute__ ((packed)) fib_forward_chain_type_t;
 149
 150 #define FIB_FORW_CHAINS {                                       \
 151     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_ETHERNET]      = "ethernet",           \
 152     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_BIER]          = "bier",               \
 153     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_UNICAST_IP4]   = "unicast-ip4",        \
 154     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_UNICAST_IP6]   = "unicast-ip6",        \
 155     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MCAST_IP4]     = "multicast-ip4",      \
 156     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MCAST_IP6]     = "multicast-ip6",      \
 157     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MPLS_NON_EOS]  = "mpls-neos",          \
 158     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MPLS_EOS]      = "mpls-eos",           \
 159     [FIB_FORW_CHAIN_TYPE_NSH]           = "nsh",                \
 160 }
 161
 162 #define FIB_FORW_CHAIN_NUM (FIB_FORW_CHAIN_TYPE_NSH+1)
 163 #define FIB_FORW_CHAIN_MPLS_NUM (FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MPLS_EOS+1)
 164
 165 #define FOR_EACH_FIB_FORW_CHAIN(_item)                    \
 166     for (_item = FIB_FORW_CHAIN_TYPE_UNICAST_IP4;         \
 167          _item <= FIB_FORW_CHAIN_TYPE_NSH;                \
 168          _item++)
 169
 170 #define FOR_EACH_FIB_FORW_MPLS_CHAIN(_item)               \
 171     for (_item = FIB_FORW_CHAIN_TYPE_UNICAST_IP4;         \
 172          _item <= FIB_FORW_CHAIN_TYPE_MPLS_EOS;           \
 173          _item++)
 174
 175 /**
 176  * @brief Convert from a chain type to the adjacency's link type
 177  */
 178 extern vnet_link_t fib_forw_chain_type_to_link_type(fib_forward_chain_type_t fct);
 179
 180 /**
 181  * @brief Convert from a adjacency's link type to chain type
 182  */
 183 extern fib_forward_chain_type_t fib_forw_chain_type_from_link_type(vnet_link_t lt);
 184
 185 /**
 186  * @brief Convert from a payload-protocol to a chain type.
 187  */
 188 extern fib_forward_chain_type_t fib_forw_chain_type_from_dpo_proto(dpo_proto_t proto);
 189
 190 /**
 191  * @brief Convert from a fib-protocol to a chain type.
 192  */
 193 extern fib_forward_chain_type_t fib_forw_chain_type_from_fib_proto(fib_protocol_t proto);
 194
 195 /**
 196  * @brief Convert from a chain type to the DPO proto it will install
 197  */
 198 extern dpo_proto_t fib_forw_chain_type_to_dpo_proto(fib_forward_chain_type_t fct);
 199
 200 /**
 201  * Aggregate type for a prefix
 202  */
 203 typedef struct fib_prefix_t_ {
 204     /**
 205      * The mask length
 206      */
 207     u16 fp_len;
 208
 209     /**
 210      * protocol type
 211      */
 212     fib_protocol_t fp_proto;
 213
 214     /**
 215      * Pad to keep the address 4 byte aligned
 216      */
 217     u8 ___fp___pad;
 218
 219     union {
 220         /**
 221          * The address type is not deriveable from the fp_addr member.
 222          * If it's v4, then the first 3 u32s of the address will be 0.
 223          * v6 addresses (even v4 mapped ones) have at least 2 u32s assigned
 224          * to non-zero values. true. but when it's all zero, one cannot decide.
 225          */
 226         ip46_address_t fp_addr;
 227
 228         struct {
 229             mpls_label_t fp_label;
 230             mpls_eos_bit_t fp_eos;
 231             /**
 232              * This protocol determines the payload protocol of packets
 233              * that will be forwarded by this entry once the label is popped.
 234              * For a non-eos entry it will be MPLS.
 235              */
 236             dpo_proto_t fp_payload_proto;
 237         };
 238     };
 239 } fib_prefix_t;
 240
 241 STATIC_ASSERT(STRUCT_OFFSET_OF(fib_prefix_t, fp_addr) == 4,
 242               "FIB Prefix's address is 4 byte aligned.");
 243
 244 /**
 245  * \brief Compare two prefixes for equality
 246  */
 247 extern int fib_prefix_cmp(const fib_prefix_t *p1,
 248                           const fib_prefix_t *p2);
 249
 250 /**
 251  * \brief Copy a prefix
 252  */
 253 extern void fib_prefix_copy(fib_prefix_t *dst,
 254                             const fib_prefix_t *src);
 255
 256 /**
 257  * \brief Compare two prefixes for covering relationship
 258  *
 259  * \return non-zero if the first prefix is a cover for the second
 260  */
 261 extern int fib_prefix_is_cover(const fib_prefix_t *p1,
 262                                const fib_prefix_t *p2);
 263
 264 /**
 265  * \brief Return true is the prefix is a host prefix
 266  */
 267 extern int fib_prefix_is_host(const fib_prefix_t *p);
 268 extern u8 fib_prefix_get_host_length (fib_protocol_t proto);
 269
 270 /**
 271  * \brief Host prefix from ip
 272  */
 273 extern void fib_prefix_from_ip46_addr (const ip46_address_t *addr,
 274                            fib_prefix_t *pfx);
 275
 276 extern u8 * format_fib_prefix(u8 * s, va_list * args);
 277 extern u8 * format_fib_forw_chain_type(u8 * s, va_list * args);
 278
 279 extern dpo_proto_t fib_proto_to_dpo(fib_protocol_t fib_proto);
 280 extern fib_protocol_t dpo_proto_to_fib(dpo_proto_t dpo_proto);
 281
 282 /**
 283  * Convert from BIER next-hop proto to FIB proto
 284  */
 285 extern fib_protocol_t bier_hdr_proto_to_fib(bier_hdr_proto_id_t bproto);
 286
 287 /**
 288  * Enurmeration of special path/entry types
 289  */
 290 typedef enum fib_special_type_t_ {
 291     /**
 292      * Marker. Add new types after this one.
 293      */
 294     FIB_SPECIAL_TYPE_FIRST = 0,
 295     /**
 296      * Local/for-us paths
 297      */
 298     FIB_SPECIAL_TYPE_LOCAL = FIB_SPECIAL_TYPE_FIRST,
 299     /**
 300      * drop paths
 301      */
 302     FIB_SPECIAL_TYPE_DROP,
 303     /**
 304      * Marker. Add new types before this one, then update it.
 305      */
 306     FIB_SPECIAL_TYPE_LAST = FIB_SPECIAL_TYPE_DROP,
 307 } __attribute__ ((packed)) fib_special_type_t;
 308
 309 /**
 310  * The maximum number of types
 311  */
 312 #define FIB_SPEICAL_TYPE_MAX (FIB_SPEICAL_TYPE_LAST + 1)
 313
 314 #define FOR_EACH_FIB_SPEICAL_TYPE(_item)                \
 315     for (_item = FIB_TYPE_SPEICAL_FIRST;                \
 316          _item <= FIB_SPEICAL_TYPE_LAST; _item++)
 317
 318 extern u8 * format_fib_protocol(u8 * s, va_list *ap);
 319 extern u8 * format_vnet_link(u8 *s, va_list *ap);
 320
 321 /**
 322  * Path flags from the control plane
 323  */
 324 typedef enum fib_route_path_flags_t_
 325 {
 326     FIB_ROUTE_PATH_FLAG_NONE = 0,
 327     /**
 328      * Recursion constraint of via a host prefix
 329      */
 330     FIB_ROUTE_PATH_RESOLVE_VIA_HOST = (1 << 0),
 331     /**
 332      * Recursion constraint of via an attahced prefix
 333      */
 334     FIB_ROUTE_PATH_RESOLVE_VIA_ATTACHED = (1 << 1),
 335     /**
 336      * A for-us/local path
 337      */
 338     FIB_ROUTE_PATH_LOCAL = (1 << 2),
 339     /**
 340      * Attached path
 341      */
 342     FIB_ROUTE_PATH_ATTACHED = (1 << 3),
 343     /**
 344      * A Drop path - resolve the path on the drop DPO
 345      */
 346     FIB_ROUTE_PATH_DROP = (1 << 4),
 347     /**
 348      * Don't resolve the path, use the DPO the client provides
 349      */
 350     FIB_ROUTE_PATH_EXCLUSIVE = (1 << 5),
 351     /**
 352      * A path that result in received traffic being recieved/recirculated
 353      * so that it appears to have arrived on the new interface
 354      */
 355     FIB_ROUTE_PATH_INTF_RX = (1 << 6),
 356     /**
 357      * A local path with a RPF-ID => multicast traffic
 358      */
 359     FIB_ROUTE_PATH_RPF_ID = (1 << 7),
 360     /**
 361      * A deag path using the packet's source not destination address.
 362      */
 363     FIB_ROUTE_PATH_SOURCE_LOOKUP = (1 << 8),
 364     /**
 365      * A path via a UDP encap object.
 366      */
 367     FIB_ROUTE_PATH_UDP_ENCAP = (1 << 9),
 368     /**
 369      * A path that resolves via a BIER F-Mask
 370      */
 371     FIB_ROUTE_PATH_BIER_FMASK = (1 << 10),
 372     /**
 373      * A path that resolves via a BIER [ECMP] Table
 374      */
 375     FIB_ROUTE_PATH_BIER_TABLE = (1 << 11),
 376     /**
 377      * A path that resolves via a BIER impostion object
 378      */
 379     FIB_ROUTE_PATH_BIER_IMP = (1 << 12),
 380     /**
 381      * A path that resolves via another table
 382      */
 383     FIB_ROUTE_PATH_DEAG = (1 << 13),
 384     /**
 385      * A path that resolves via a DVR DPO
 386      */
 387     FIB_ROUTE_PATH_DVR = (1 << 14),
 388
 389     FIB_ROUTE_PATH_ICMP_UNREACH = (1 << 15),
 390     FIB_ROUTE_PATH_ICMP_PROHIBIT = (1 << 16),
 391     FIB_ROUTE_PATH_CLASSIFY = (1 << 17),
 392
 393     /**
 394      * Pop a Psuedo Wire Control Word
 395      */
 396     FIB_ROUTE_PATH_POP_PW_CW = (1 << 18),
 397 } fib_route_path_flags_t;
 398
 399 /**
 400  * An RPF-ID is numerical value that is used RPF validate. An entry
 401  * has-a RPF-ID, when a packet egress from (e.g. an LSP) it gains an
 402  * RPF-ID, these two are compared for the RPF check.
 403  * This replaces the interfce based chack (since the LSP has no associated
 404  * interface.
 405  */
 406 typedef u32 fib_rpf_id_t;
 407
 408 #define MFIB_RPF_ID_NONE (0)
 409
 410 /**
 411  * MPLS LSP mode - only valid at the head and tail
 412  */
 413 typedef enum fib_mpls_lsp_mode_t_
 414 {
 415     /**
 416      * Pipe Mode - the default.
 417      *  TTL and DSCP markings are not carried between the layers
 418      */
 419     FIB_MPLS_LSP_MODE_PIPE,
 420     /**
 421      * Uniform mode.
 422      *  TTL and DSCP are copied between the layers
 423      */
 424     FIB_MPLS_LSP_MODE_UNIFORM,
 425 } __attribute__((packed)) fib_mpls_lsp_mode_t;
 426
 427 #define FIB_MPLS_LSP_MODES {                    \
 428     [FIB_MPLS_LSP_MODE_PIPE]     = "pipe",      \
 429     [FIB_MPLS_LSP_MODE_UNIFORM]  = "uniform",   \
 430 }
 431
 432 /**
 433  * Format an LSP mode type
 434  */
 435 extern u8 * format_fib_mpls_lsp_mode(u8 *s, va_list *ap);
 436
 437 /**
 438  * Configuration for each label value in the output-stack
 439  */
 440 typedef struct fib_mpls_label_t_
 441 {
 442     /**
 443      * The label value
 444      */
 445     mpls_label_t fml_value;
 446
 447     /**
 448      * The LSP mode
 449      */
 450     fib_mpls_lsp_mode_t fml_mode;
 451
 452     /**
 453      * TTL. valid only at imposition.
 454      */
 455     u8 fml_ttl;
 456
 457     /**
 458      * EXP bits; valid only at imposition.
 459      */
 460     u8 fml_exp;
 461 } fib_mpls_label_t;
 462
 463 /**
 464  * Format an MPLS label
 465  */
 466 extern u8 * format_fib_mpls_label(u8 *s, va_list *ap);
 467
 468 /**
 469  * @brief
 470  * A representation of a path as described by a route producer.
 471  * These paramenters will determine the path 'type', of which there are:
 472  * 1) Attached-next-hop:
 473  *   a single peer on a link.
 474  *   It is 'attached' because it is in the same sub-net as the router, on a link
 475  *   directly connected to the route.
 476  *   It is 'next=hop' since the next-hop address of the peer is known.
 477  * 2) Attached:
 478  *  the next-hop is not known. but we can ARP for it.
 479  * 3) Recursive.
 480  *  The next-hop is known but the interface is not. So to find the adj to use
 481  *  we must recursively resolve the next-hop.
 482  * 3) deaggregate (deag)
 483  *  A further lookup is required.
 484  */
 485 typedef struct fib_route_path_t_ {
 486     /**
 487      * The protocol of the address below. We need this since the all
 488      * zeros address is ambiguous.
 489      */
 490     dpo_proto_t frp_proto;
 491
 492     union {
 493         struct {
 494             union {
 495                 /**
 496                  * The next-hop address.
 497                  * Will be NULL for attached paths.
 498                  * Will be all zeros for attached-next-hop paths on a p2p interface
 499                  * Will be all zeros for a deag path.
 500                  */
 501                 ip46_address_t frp_addr;
 502
 503                 struct {
 504                     /**
 505                      * The MPLS local Label to reursively resolve through.
 506                      * This is valid when the path type is MPLS.
 507                      */
 508                     mpls_label_t frp_local_label;
 509                     /**
 510                      * EOS bit for the resolving label
 511                      */
 512                     mpls_eos_bit_t frp_eos;
 513                 };
 514                 /**
 515                  * A path via a BIER imposition object.
 516                  * Present in an mfib path list
 517                  */
 518                 index_t frp_bier_imp;
 519             };
 520
 521             /**
 522              * The interface.
 523              * Will be invalid for recursive paths.
 524              */
 525             u32 frp_sw_if_index;
 526
 527             /**
 528              * The RPF-ID
 529              */
 530             fib_rpf_id_t frp_rpf_id;
 531
 532             union {
 533                 /**
 534                  * The FIB index to lookup the nexthop
 535                  * Only valid for recursive paths.
 536                  */
 537                 u32 frp_fib_index;
 538                 /**
 539                  * The BIER table to resolve the fmask in
 540                  */
 541                 u32 frp_bier_fib_index;
 542             };
 543             /**
 544              * The outgoing MPLS label Stack. NULL implies no label.
 545              */
 546             fib_mpls_label_t *frp_label_stack;
 547             /**
 548              * Exclusive DPO
 549              */
 550             dpo_id_t dpo;
 551             /**
 552              * MFIB interface flags
 553              */
 554             u32 frp_mitf_flags;
 555         };
 556         /**
 557          * A path that resolves via a BIER Table.
 558          * This would be for a MPLS label at a BIER midpoint or tail
 559          */
 560         bier_table_id_t frp_bier_tbl;
 561
 562         /**
 563          * UDP encap ID
 564          */
 565         u32 frp_udp_encap_id;
 566
 567         /**
 568          * Classify table ID
 569          */
 570         u32 frp_classify_table_id;
 571
 572         /**
 573          * Resolving via a BIER Fmask
 574          */
 575         index_t frp_bier_fmask;
 576
 577         /**
 578          * The DPO for use with exclusive paths
 579          */
 580         dpo_id_t frp_dpo;
 581     };
 582     /**
 583      * [un]equal cost path weight
 584      */
 585     u8 frp_weight;
 586     /**
 587      * A path preference. 0 is the best.
 588      * Only paths of the best preference, that are 'up', are considered
 589      * for forwarding.
 590      */
 591     u8 frp_preference;
 592     /**
 593      * flags on the path
 594      */
 595     fib_route_path_flags_t frp_flags;
 596 } fib_route_path_t;
 597
 598 /**
 599  * Unformat a fib_route_path_t from CLI input
 600  */
 601 extern uword unformat_fib_route_path(unformat_input_t * input, va_list * args);
 602
 603 /**
 604  * A help string to list the FIB path options
 605  */
 606 #define FIB_ROUTE_PATH_HELP "[next-hop-address] [next-hop-interface] [next-hop-table <value>] [weight <value>] [preference <value>] [udp-encap-id <value>] [ip4-lookup-in-table <value>] [ip6-lookup-in-table <value>] [mpls-lookup-in-table <value>] [resolve-via-host] [resolve-via-connected] [rx-ip4 <interface>] [out-labels <value value value>]"
 607
 608 /**
 609  * return code to control pat-hlist walk
 610  */
 611 typedef enum fib_path_list_walk_rc_t_
 612 {
 613     FIB_PATH_LIST_WALK_STOP,
 614     FIB_PATH_LIST_WALK_CONTINUE,
 615 } fib_path_list_walk_rc_t;
 616
 617 /**
 618  * A list of path-extensions
 619  */
 620 typedef struct fib_path_ext_list_t_
 621 {
 622     struct fib_path_ext_t_ *fpel_exts;
 623 } fib_path_ext_list_t;
 624
 625 #endif