src/vnet/fib/mpls_fib.c

   1 /*
   2  * mpls_fib.h: The Label/MPLS FIB
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Cisco and/or its affiliates.
   5  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6  * you may not use this file except in compliance with the License.
   7  * You may obtain a copy of the License at:
   8  *
   9  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10  *
  11  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14  * See the License for the specific language governing permissions and
  15  * limitations under the License.
  16  */
  17 /**
  18  * An MPLS_FIB table;
  19  *
  20  * The entries in the table are programmed wtih one or more MOIs. These MOIs
  21  * may result in different forwarding actions for end-of-stack (EOS) and non-EOS
  22  * packets. Whether the two actions are the same more often than they are
  23  * different, or vice versa, is a function of the deployment in which the router
  24  * is used and thus not predictable.
  25  * The desgin choice to make with an MPLS_FIB table is:
  26  *  1 - 20 bit key: label only.
  27  *      When the EOS and non-EOS actions differ the result is a 'EOS-choice' object.
  28  *  2 - 21 bit key: label and EOS-bit.
  29  *      The result is then the specific action based on EOS-bit.
  30  *
  31  * 20 bit key:
  32  *   Advantages:
  33  *    - lower memory overhead, since there are few DB entries.
  34  *   Disadvantages:
  35  *    - slower DP performance in the case the chains differ, as more objects are
  36  *      encounterd in the switch path
  37  *
  38  * 21 bit key:
  39  *   Advantages:
  40  *    - faster DP performance
  41  *   Disadvantages
  42  *    - increased memory footprint.
  43  *
  44  * Switching between schemes based on observed/measured action similarity is not
  45  * considered on the grounds of complexity and flip-flopping.
  46  *
  47  * VPP mantra - favour performance over memory. We choose a 21 bit key.
  48  */
  49
  50 #include <vnet/fib/fib_table.h>
  51 #include <vnet/fib/mpls_fib.h>
  52 #include <vnet/dpo/load_balance.h>
  53 #include <vnet/dpo/drop_dpo.h>
  54 #include <vnet/dpo/punt_dpo.h>
  55 #include <vnet/dpo/lookup_dpo.h>
  56 #include <vnet/mpls/mpls.h>
  57
  58 /**
  59  * All lookups in an MPLS_FIB table must result in a DPO of type load-balance.
  60  * This is the default result which links to drop
  61  */
  62 static index_t mpls_fib_drop_dpo_index = INDEX_INVALID;
  63
  64 static inline u32
  65 mpls_fib_entry_mk_key (mpls_label_t label,
  66                        mpls_eos_bit_t eos)
  67 {
  68     ASSERT(eos <= 1);
  69     return (label << 1 | eos);
  70 }
  71
  72 u32
  73 mpls_fib_index_from_table_id (u32 table_id)
  74 {
  75     mpls_main_t *mm = &mpls_main;
  76     uword * p;
  77
  78     p = hash_get (mm->fib_index_by_table_id, table_id);
  79     if (!p)
  80         return FIB_NODE_INDEX_INVALID;
  81
  82     return p[0];
  83 }
  84
  85 static u32
  86 mpls_fib_create_with_table_id (u32 table_id)
  87 {
  88     dpo_id_t dpo = DPO_INVALID;
  89     fib_table_t *fib_table;
  90     mpls_eos_bit_t eos;
  91     mpls_fib_t *mf;
  92     int i;
  93
  94     pool_get_aligned(mpls_main.fibs, fib_table, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
  95     pool_get_aligned(mpls_main.mpls_fibs, mf, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
  96
  97     ASSERT((fib_table - mpls_main.fibs) ==
  98            (mf - mpls_main.mpls_fibs));
  99
 100     memset(fib_table, 0, sizeof(*fib_table));
 101
 102     fib_table->ft_proto = FIB_PROTOCOL_MPLS;
 103     fib_table->ft_index = (fib_table - mpls_main.fibs);
 104
 105     hash_set (mpls_main.fib_index_by_table_id, table_id, fib_table->ft_index);
 106
 107     fib_table->ft_table_id = table_id;
 108     fib_table->ft_flow_hash_config = MPLS_FLOW_HASH_DEFAULT;
 109
 110     fib_table_lock(fib_table->ft_index, FIB_PROTOCOL_MPLS);
 111
 112     if (INDEX_INVALID == mpls_fib_drop_dpo_index)
 113     {
 114         mpls_fib_drop_dpo_index = load_balance_create(1, DPO_PROTO_MPLS, 0);
 115         load_balance_set_bucket(mpls_fib_drop_dpo_index,
 116                                 0,
 117                                 drop_dpo_get(DPO_PROTO_MPLS));
 118     }
 119
 120     mf->mf_entries = hash_create(0, sizeof(fib_node_index_t));
 121     for (i = 0; i < MPLS_FIB_DB_SIZE; i++)
 122     {
 123         /*
 124          * initialise each DPO in the data-path lookup table
 125          * to be the special MPLS drop
 126          */
 127         mf->mf_lbs[i] = mpls_fib_drop_dpo_index;
 128     }
 129
 130     /*
 131      * non-default forwarding for the special labels.
 132      */
 133     fib_prefix_t prefix = {
 134         .fp_proto = FIB_PROTOCOL_MPLS,
 135         .fp_payload_proto = DPO_PROTO_MPLS,
 136     };
 137
 138     /*
 139      * PUNT the router alert, both EOS and non-eos
 140      */
 141     prefix.fp_label = MPLS_IETF_ROUTER_ALERT_LABEL;
 142     FOR_EACH_MPLS_EOS_BIT(eos)
 143     {
 144         prefix.fp_eos = eos;
 145         fib_table_entry_special_dpo_add(fib_table->ft_index,
 146                                         &prefix,
 147                                         FIB_SOURCE_SPECIAL,
 148                                         FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE,
 149                                         punt_dpo_get(DPO_PROTO_MPLS));
 150     }
 151
 152     /*
 153      * IPv4 explicit NULL EOS lookup in the interface's IPv4 table
 154      */
 155     prefix.fp_label = MPLS_IETF_IPV4_EXPLICIT_NULL_LABEL;
 156     prefix.fp_payload_proto = DPO_PROTO_IP4;
 157     prefix.fp_eos = MPLS_EOS;
 158
 159     lookup_dpo_add_or_lock_w_fib_index(0, // unused
 160                                        DPO_PROTO_IP4,
 161                                        LOOKUP_UNICAST,
 162                                        LOOKUP_INPUT_DST_ADDR,
 163                                        LOOKUP_TABLE_FROM_INPUT_INTERFACE,
 164                                        &dpo);
 165     fib_table_entry_special_dpo_add(fib_table->ft_index,
 166                                     &prefix,
 167                                     FIB_SOURCE_SPECIAL,
 168                                     FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE,
 169                                     &dpo);
 170
 171     prefix.fp_payload_proto = DPO_PROTO_MPLS;
 172     prefix.fp_eos = MPLS_NON_EOS;
 173
 174     lookup_dpo_add_or_lock_w_fib_index(0, //unsued
 175                                        DPO_PROTO_MPLS,
 176                                        LOOKUP_UNICAST,
 177                                        LOOKUP_INPUT_DST_ADDR,
 178                                        LOOKUP_TABLE_FROM_INPUT_INTERFACE,
 179                                        &dpo);
 180     fib_table_entry_special_dpo_add(fib_table->ft_index,
 181                                     &prefix,
 182                                     FIB_SOURCE_SPECIAL,
 183                                     FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE,
 184                                     &dpo);
 185
 186     /*
 187      * IPv6 explicit NULL EOS lookup in the interface's IPv6 table
 188      */
 189     prefix.fp_label = MPLS_IETF_IPV6_EXPLICIT_NULL_LABEL;
 190     prefix.fp_payload_proto = DPO_PROTO_IP6;
 191     prefix.fp_eos = MPLS_EOS;
 192
 193     lookup_dpo_add_or_lock_w_fib_index(0, //unused
 194                                        DPO_PROTO_IP6,
 195                                        LOOKUP_UNICAST,
 196                                        LOOKUP_INPUT_DST_ADDR,
 197                                        LOOKUP_TABLE_FROM_INPUT_INTERFACE,
 198                                        &dpo);
 199     fib_table_entry_special_dpo_add(fib_table->ft_index,
 200                                     &prefix,
 201                                     FIB_SOURCE_SPECIAL,
 202                                     FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE,
 203                                     &dpo);
 204
 205     prefix.fp_payload_proto = DPO_PROTO_MPLS;
 206     prefix.fp_eos = MPLS_NON_EOS;
 207     lookup_dpo_add_or_lock_w_fib_index(0, // unsued
 208                                        DPO_PROTO_MPLS,
 209                                        LOOKUP_UNICAST,
 210                                        LOOKUP_INPUT_DST_ADDR,
 211                                        LOOKUP_TABLE_FROM_INPUT_INTERFACE,
 212                                        &dpo);
 213     fib_table_entry_special_dpo_add(fib_table->ft_index,
 214                                     &prefix,
 215                                     FIB_SOURCE_SPECIAL,
 216                                     FIB_ENTRY_FLAG_EXCLUSIVE,
 217                                     &dpo);
 218
 219     return (fib_table->ft_index);
 220 }
 221
 222 u32
 223 mpls_fib_table_find_or_create_and_lock (u32 table_id)
 224 {
 225     u32 index;
 226
 227     index = mpls_fib_index_from_table_id(table_id);
 228     if (~0 == index)
 229         return mpls_fib_create_with_table_id(table_id);
 230
 231     fib_table_lock(index, FIB_PROTOCOL_MPLS);
 232
 233     return (index);
 234 }
 235 u32
 236 mpls_fib_table_create_and_lock (void)
 237 {
 238     return (mpls_fib_create_with_table_id(~0));
 239 }
 240
 241 void
 242 mpls_fib_table_destroy (u32 fib_index)
 243 {
 244     fib_table_t *fib_table = pool_elt_at_index(mpls_main.fibs, fib_index);
 245     mpls_fib_t *mf = pool_elt_at_index(mpls_main.mpls_fibs, fib_index);
 246     fib_prefix_t prefix = {
 247         .fp_proto = FIB_PROTOCOL_MPLS,
 248     };
 249     mpls_label_t special_labels[] = {
 250         MPLS_IETF_ROUTER_ALERT_LABEL,
 251         MPLS_IETF_IPV6_EXPLICIT_NULL_LABEL,
 252         MPLS_IETF_IPV4_EXPLICIT_NULL_LABEL,
 253     };
 254     mpls_eos_bit_t eos;
 255     u32 ii;
 256
 257     for (ii = 0; ii < ARRAY_LEN(special_labels); ii++)
 258     {
 259         FOR_EACH_MPLS_EOS_BIT(eos)
 260         {
 261             prefix.fp_label = special_labels[ii];
 262             prefix.fp_eos   = eos;
 263
 264             fib_table_entry_delete(fib_table->ft_index,
 265                                    &prefix,
 266                                    FIB_SOURCE_SPECIAL);
 267         }
 268     }
 269     if (~0 != fib_table->ft_table_id)
 270     {
 271         hash_unset(mpls_main.fib_index_by_table_id,
 272                    fib_table->ft_table_id);
 273     }
 274     hash_free(mf->mf_entries);
 275
 276     pool_put(mpls_main.mpls_fibs, mf);
 277     pool_put(mpls_main.fibs, fib_table);
 278 }
 279
 280 fib_node_index_t
 281 mpls_fib_table_lookup (const mpls_fib_t *mf,
 282                        mpls_label_t label,
 283                        mpls_eos_bit_t eos)
 284 {
 285     uword *p;
 286
 287     p = hash_get(mf->mf_entries, mpls_fib_entry_mk_key(label, eos));
 288
 289     if (NULL == p)
 290         return FIB_NODE_INDEX_INVALID;
 291
 292     return p[0];
 293 }
 294
 295 void
 296 mpls_fib_table_entry_insert (mpls_fib_t *mf,
 297                              mpls_label_t label,
 298                              mpls_eos_bit_t eos,
 299                              fib_node_index_t lfei)
 300 {
 301     hash_set(mf->mf_entries, mpls_fib_entry_mk_key(label, eos), lfei);
 302 }
 303
 304 void
 305 mpls_fib_table_entry_remove (mpls_fib_t *mf,
 306                              mpls_label_t label,
 307                              mpls_eos_bit_t eos)
 308 {
 309     hash_unset(mf->mf_entries, mpls_fib_entry_mk_key(label, eos));
 310 }
 311
 312 void
 313 mpls_fib_forwarding_table_update (mpls_fib_t *mf,
 314                                   mpls_label_t label,
 315                                   mpls_eos_bit_t eos,
 316                                   const dpo_id_t *dpo)
 317 {
 318     mpls_label_t key;
 319
 320     ASSERT((DPO_LOAD_BALANCE == dpo->dpoi_type) ||
 321            (DPO_REPLICATE == dpo->dpoi_type));
 322     if (CLIB_DEBUG > 0)
 323     {
 324         if (DPO_REPLICATE == dpo->dpoi_type)
 325             ASSERT(dpo->dpoi_index & MPLS_IS_REPLICATE);
 326         if (DPO_LOAD_BALANCE == dpo->dpoi_type)
 327             ASSERT(!(dpo->dpoi_index & MPLS_IS_REPLICATE));
 328     }
 329     key = mpls_fib_entry_mk_key(label, eos);
 330
 331     mf->mf_lbs[key] = dpo->dpoi_index;
 332 }
 333
 334 void
 335 mpls_fib_forwarding_table_reset (mpls_fib_t *mf,
 336                                  mpls_label_t label,
 337                                  mpls_eos_bit_t eos)
 338 {
 339     mpls_label_t key;
 340
 341     key = mpls_fib_entry_mk_key(label, eos);
 342
 343     mf->mf_lbs[key] = mpls_fib_drop_dpo_index;
 344 }
 345
 346 void
 347 mpls_fib_table_walk (mpls_fib_t *mpls_fib,
 348                      fib_table_walk_fn_t fn,
 349                      void *ctx)
 350 {
 351     fib_node_index_t lfei;
 352     mpls_label_t key;
 353
 354     hash_foreach(key, lfei, mpls_fib->mf_entries,
 355     ({
 356         fn(lfei, ctx);
 357     }));
 358 }
 359
 360 static void
 361 mpls_fib_table_show_all (const mpls_fib_t *mpls_fib,
 362                          vlib_main_t * vm)
 363 {
 364     fib_node_index_t lfei, *lfeip, *lfeis = NULL;
 365     mpls_label_t key;
 366
 367     hash_foreach(key, lfei, mpls_fib->mf_entries,
 368     ({
 369         vec_add1(lfeis, lfei);
 370     }));
 371
 372     vec_sort_with_function(lfeis, fib_entry_cmp_for_sort);
 373
 374     vec_foreach(lfeip, lfeis)
 375     {
 376         vlib_cli_output (vm, "%U",
 377                          format_fib_entry, *lfeip,
 378                          FIB_ENTRY_FORMAT_DETAIL);
 379     }
 380     vec_free(lfeis);
 381 }
 382
 383 static void
 384 mpls_fib_table_show_one (const mpls_fib_t *mpls_fib,
 385                          mpls_label_t label,
 386                          vlib_main_t * vm)
 387 {
 388     fib_node_index_t lfei;
 389     mpls_eos_bit_t eos;
 390
 391     FOR_EACH_MPLS_EOS_BIT(eos)
 392     {
 393         lfei = mpls_fib_table_lookup(mpls_fib, label, eos);
 394
 395         if (FIB_NODE_INDEX_INVALID != lfei)
 396         {
 397             vlib_cli_output (vm, "%U",
 398                              format_fib_entry, lfei, FIB_ENTRY_FORMAT_DETAIL);
 399         }
 400     }
 401 }
 402
 403 static clib_error_t *
 404 mpls_fib_show (vlib_main_t * vm,
 405                unformat_input_t * input,
 406                vlib_cli_command_t * cmd)
 407 {
 408     fib_table_t * fib_table;
 409     mpls_label_t label;
 410     int table_id;
 411
 412     table_id = -1;
 413     label = MPLS_LABEL_INVALID;
 414
 415     while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
 416     {
 417         /* if (unformat (input, "brief") || unformat (input, "summary") */
 418         /*     || unformat (input, "sum")) */
 419         /*     verbose = 0; */
 420
 421         if (unformat (input, "%d", &label))
 422             continue;
 423         else if (unformat (input, "table %d", &table_id))
 424             ;
 425         else
 426             break;
 427     }
 428
 429     pool_foreach (fib_table, mpls_main.fibs,
 430     ({
 431         if (table_id >= 0 && table_id != fib_table->ft_table_id)
 432             continue;
 433
 434         vlib_cli_output (vm, "%v, fib_index %d",
 435                          fib_table->ft_desc, mpls_main.fibs - fib_table);
 436
 437         if (MPLS_LABEL_INVALID == label)
 438         {
 439             mpls_fib_table_show_all(mpls_fib_get(fib_table->ft_index), vm);
 440         }
 441         else
 442         {
 443             mpls_fib_table_show_one(mpls_fib_get(fib_table->ft_index), label, vm);
 444         }
 445     }));
 446
 447     return 0;
 448 }
 449
 450 VLIB_CLI_COMMAND (mpls_fib_show_command, static) = {
 451     .path = "show mpls fib",
 452     .short_help = "show mpls fib [summary] [table <n>]",
 453     .function = mpls_fib_show,
 454 };