src/vnet/l2/l2_efp_filter.c

   1 /*
   2  * l2_efp_filter.c : layer 2 egress EFP Filter processing
   3  *
   4  * Copyright (c) 2013 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 #include <vlib/vlib.h>
  19 #include <vnet/vnet.h>
  20 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  21 #include <vnet/ethernet/packet.h>
  22 #include <vnet/l2/feat_bitmap.h>
  23 #include <vnet/l2/l2_output.h>
  24 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  25 #include <vnet/l2/l2_efp_filter.h>
  26
  27 #include <vppinfra/error.h>
  28 #include <vppinfra/cache.h>
  29
  30 /**
  31  * @file
  32  * @brief EFP-filter - Ethernet Flow Point Filter.
  33  *
  34  * It is possible to transmit a packet out a subinterface with VLAN tags
  35  * that are not compatible with that subinterface. In other words, if that
  36  * packet arrived on the output port, it would not be classified as coming
  37  * from the output subinterface. This can happen in various ways: through
  38  * misconfiguration, by putting subinterfaces with different VLAN encaps in
  39  * the same bridge-domain, etc. The EFP Filter Check detects such packets
  40  * and drops them. It consists of two checks, one that verifies the packet
  41  * prior to output VLAN tag rewrite and one that verifies the packet after
  42  * VLAN tag rewrite.
  43  *
  44  */
  45 typedef struct
  46 {
  47   /* Next nodes for L2 output features */
  48   u32 l2_out_feat_next[32];
  49
  50   /* convenience variables */
  51   vlib_main_t *vlib_main;
  52   vnet_main_t *vnet_main;
  53 } l2_efp_filter_main_t;
  54
  55
  56 typedef struct
  57 {
  58   /* per-pkt trace data */
  59   u8 src[6];
  60   u8 dst[6];
  61   u8 raw[12];                   /* raw data (vlans) */
  62   u32 sw_if_index;
  63 } l2_efp_filter_trace_t;
  64
  65 /* packet trace format function */
  66 static u8 *
  67 format_l2_efp_filter_trace (u8 * s, va_list * args)
  68 {
  69   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  70   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  71   l2_efp_filter_trace_t *t = va_arg (*args, l2_efp_filter_trace_t *);
  72
  73   s = format (s, "l2-output-vtr: sw_if_index %d dst %U src %U data "
  74               "%02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x %02x",
  75               t->sw_if_index,
  76               format_ethernet_address, t->dst,
  77               format_ethernet_address, t->src,
  78               t->raw[0], t->raw[1], t->raw[2], t->raw[3], t->raw[4],
  79               t->raw[5], t->raw[6], t->raw[7], t->raw[8], t->raw[9],
  80               t->raw[10], t->raw[11]);
  81   return s;
  82 }
  83
  84 extern l2_efp_filter_main_t l2_efp_filter_main;
  85
  86 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  87 l2_efp_filter_main_t l2_efp_filter_main;
  88 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
  89
  90 #define foreach_l2_efp_filter_error                     \
  91 _(L2_EFP_FILTER, "L2 EFP filter packets")               \
  92 _(DROP,          "L2 EFP filter post-rewrite drops")
  93
  94 typedef enum
  95 {
  96 #define _(sym,str) L2_EFP_FILTER_ERROR_##sym,
  97   foreach_l2_efp_filter_error
  98 #undef _
  99     L2_EFP_FILTER_N_ERROR,
 100 } l2_efp_filter_error_t;
 101
 102 static char *l2_efp_filter_error_strings[] = {
 103 #define _(sym,string) string,
 104   foreach_l2_efp_filter_error
 105 #undef _
 106 };
 107
 108 typedef enum
 109 {
 110   L2_EFP_FILTER_NEXT_DROP,
 111   L2_EFP_FILTER_N_NEXT,
 112 } l2_efp_filter_next_t;
 113
 114
 115 /**
 116  *  Extract fields from the packet that will be used in interface
 117  *  classification.
 118  */
 119 static_always_inline void
 120 extract_keys (vnet_main_t * vnet_main,
 121               u32 sw_if_index0,
 122               vlib_buffer_t * b0,
 123               u32 * port_sw_if_index0,
 124               u16 * first_ethertype0,
 125               u16 * outer_id0, u16 * inner_id0, u32 * match_flags0)
 126 {
 127   ethernet_header_t *e0;
 128   ethernet_vlan_header_t *h0;
 129   u32 tag_len;
 130   u32 tag_num;
 131
 132   *port_sw_if_index0 =
 133     vnet_get_sup_sw_interface (vnet_main, sw_if_index0)->sw_if_index;
 134
 135   e0 = vlib_buffer_get_current (b0);
 136   h0 = (ethernet_vlan_header_t *) (e0 + 1);
 137
 138   *first_ethertype0 = clib_net_to_host_u16 (e0->type);
 139   *outer_id0 = clib_net_to_host_u16 (h0[0].priority_cfi_and_id);
 140   *inner_id0 = clib_net_to_host_u16 (h0[1].priority_cfi_and_id);
 141
 142   tag_len = vnet_buffer (b0)->l2.l2_len - sizeof (ethernet_header_t);
 143   tag_num = tag_len / sizeof (ethernet_vlan_header_t);
 144   *match_flags0 = eth_create_valid_subint_match_flags (tag_num);
 145 }
 146
 147 /*
 148  * EFP filtering is a basic switch feature which prevents an interface from
 149  * transmitting a packet that doesn't match the interface's ingress match
 150  * criteria. The check has two parts, one performed before egress vlan tag
 151  * rewrite and one after.
 152  *
 153  * The pre-rewrite check insures the packet matches what an ingress packet looks
 154  * like after going through the interface's ingress tag rewrite operation. Only
 155  * pushed tags are compared. So:
 156  * - if the ingress vlan tag rewrite pushes no tags (or is not enabled),
 157  *   any packet passes the filter
 158  * - if the ingress vlan tag rewrite pushes one tag,
 159  *   the packet must have at least one tag, and the outer tag must match the pushed tag
 160  * - if the ingress vlan tag rewrite pushes two tags,
 161  *   the packet must have at least two tags, and the outer two tags must match the pushed tags
 162  *
 163  * The pre-rewrite check is performed in the l2-output node.
 164  *
 165  * The post-rewrite check insures the packet matches what an ingress packet looks
 166  * like before going through the interface's ingress tag rewrite operation. It verifies
 167  * that such a packet arriving on the wire at this port would be classified as arriving
 168  * an input interface equal to the packet's output interface. This can be done by running
 169  * the output packet's vlan tags and output port through the interface classification,
 170  * and checking if the resulting interface matches the output interface.
 171  *
 172  * The post-rewrite check is performed here.
 173  */
 174
 175 VLIB_NODE_FN (l2_efp_filter_node) (vlib_main_t * vm,
 176                                    vlib_node_runtime_t * node,
 177                                    vlib_frame_t * frame)
 178 {
 179   u32 n_left_from, *from, *to_next;
 180   l2_efp_filter_next_t next_index;
 181   l2_efp_filter_main_t *msm = &l2_efp_filter_main;
 182   vlib_node_t *n = vlib_get_node (vm, l2_efp_filter_node.index);
 183   u32 node_counter_base_index = n->error_heap_index;
 184   vlib_error_main_t *em = &vm->error_main;
 185
 186   from = vlib_frame_vector_args (frame);
 187   n_left_from = frame->n_vectors;       /* number of packets to process */
 188   next_index = node->cached_next_index;
 189
 190   while (n_left_from > 0)
 191     {
 192       u32 n_left_to_next;
 193
 194       /* get space to enqueue frame to graph node "next_index" */
 195       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 196
 197       while (n_left_from >= 6 && n_left_to_next >= 2)
 198         {
 199           u32 bi0, bi1;
 200           vlib_buffer_t *b0, *b1;
 201           u32 next0, next1;
 202           u32 sw_if_index0, sw_if_index1;
 203           u16 first_ethertype0, first_ethertype1;
 204           u16 outer_id0, inner_id0, outer_id1, inner_id1;
 205           u32 match_flags0, match_flags1;
 206           u32 port_sw_if_index0, subint_sw_if_index0, port_sw_if_index1,
 207             subint_sw_if_index1;
 208           vnet_hw_interface_t *hi0, *hi1;
 209           main_intf_t *main_intf0, *main_intf1;
 210           vlan_intf_t *vlan_intf0, *vlan_intf1;
 211           qinq_intf_t *qinq_intf0, *qinq_intf1;
 212           u32 is_l20, is_l21;
 213           __attribute__ ((unused)) u32 matched0, matched1;
 214           u8 error0, error1;
 215
 216           /* Prefetch next iteration. */
 217           {
 218             vlib_buffer_t *p2, *p3, *p4, *p5;
 219             __attribute__ ((unused)) u32 sw_if_index2, sw_if_index3;
 220
 221             p2 = vlib_get_buffer (vm, from[2]);
 222             p3 = vlib_get_buffer (vm, from[3]);
 223             p4 = vlib_get_buffer (vm, from[4]);
 224             p5 = vlib_get_buffer (vm, from[5]);
 225
 226             /* Prefetch the buffer header and packet for the N+2 loop iteration */
 227             vlib_prefetch_buffer_header (p4, LOAD);
 228             vlib_prefetch_buffer_header (p5, LOAD);
 229
 230             CLIB_PREFETCH (p4->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 231             CLIB_PREFETCH (p5->data, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, STORE);
 232
 233             /*
 234              * Prefetch the input config for the N+1 loop iteration
 235              * This depends on the buffer header above
 236              */
 237             sw_if_index2 = vnet_buffer (p2)->sw_if_index[VLIB_TX];
 238             sw_if_index3 = vnet_buffer (p3)->sw_if_index[VLIB_TX];
 239             /*
 240              * $$$ TODO
 241              * CLIB_PREFETCH (vec_elt_at_index(l2output_main.configs, sw_if_index2), CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 242              * CLIB_PREFETCH (vec_elt_at_index(l2output_main.configs, sw_if_index3), CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 243              */
 244           }
 245
 246           /* speculatively enqueue b0 and b1 to the current next frame */
 247           /* bi is "buffer index", b is pointer to the buffer */
 248           to_next[0] = bi0 = from[0];
 249           to_next[1] = bi1 = from[1];
 250           from += 2;
 251           to_next += 2;
 252           n_left_from -= 2;
 253           n_left_to_next -= 2;
 254
 255           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 256           b1 = vlib_get_buffer (vm, bi1);
 257
 258           /* TX interface handles */
 259           sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 260           sw_if_index1 = vnet_buffer (b1)->sw_if_index[VLIB_TX];
 261
 262           /* process 2 packets */
 263           em->counters[node_counter_base_index +
 264                        L2_EFP_FILTER_ERROR_L2_EFP_FILTER] += 2;
 265
 266           /* Determine next node */
 267           next0 = vnet_l2_feature_next (b0, msm->l2_out_feat_next,
 268                                         L2OUTPUT_FEAT_EFP_FILTER);
 269           next1 = vnet_l2_feature_next (b1, msm->l2_out_feat_next,
 270                                         L2OUTPUT_FEAT_EFP_FILTER);
 271
 272           /* perform the efp filter check on two packets */
 273
 274           extract_keys (msm->vnet_main,
 275                         sw_if_index0,
 276                         b0,
 277                         &port_sw_if_index0,
 278                         &first_ethertype0,
 279                         &outer_id0, &inner_id0, &match_flags0);
 280
 281           extract_keys (msm->vnet_main,
 282                         sw_if_index1,
 283                         b1,
 284                         &port_sw_if_index1,
 285                         &first_ethertype1,
 286                         &outer_id1, &inner_id1, &match_flags1);
 287
 288           eth_vlan_table_lookups (&ethernet_main,
 289                                   msm->vnet_main,
 290                                   port_sw_if_index0,
 291                                   first_ethertype0,
 292                                   outer_id0,
 293                                   inner_id0,
 294                                   &hi0,
 295                                   &main_intf0, &vlan_intf0, &qinq_intf0);
 296
 297           eth_vlan_table_lookups (&ethernet_main,
 298                                   msm->vnet_main,
 299                                   port_sw_if_index1,
 300                                   first_ethertype1,
 301                                   outer_id1,
 302                                   inner_id1,
 303                                   &hi1,
 304                                   &main_intf1, &vlan_intf1, &qinq_intf1);
 305
 306           matched0 = eth_identify_subint (hi0,
 307                                           match_flags0,
 308                                           main_intf0,
 309                                           vlan_intf0,
 310                                           qinq_intf0,
 311                                           &subint_sw_if_index0,
 312                                           &error0, &is_l20);
 313
 314           matched1 = eth_identify_subint (hi1,
 315                                           match_flags1,
 316                                           main_intf1,
 317                                           vlan_intf1,
 318                                           qinq_intf1,
 319                                           &subint_sw_if_index1,
 320                                           &error1, &is_l21);
 321
 322           if (PREDICT_FALSE (sw_if_index0 != subint_sw_if_index0))
 323             {
 324               /* Drop packet */
 325               next0 = L2_EFP_FILTER_NEXT_DROP;
 326               b0->error = node->errors[L2_EFP_FILTER_ERROR_DROP];
 327             }
 328
 329           if (PREDICT_FALSE (sw_if_index1 != subint_sw_if_index1))
 330             {
 331               /* Drop packet */
 332               next1 = L2_EFP_FILTER_NEXT_DROP;
 333               b1->error = node->errors[L2_EFP_FILTER_ERROR_DROP];
 334             }
 335
 336           if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)))
 337             {
 338               if (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 339                 {
 340                   ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b0);
 341                   l2_efp_filter_trace_t *t =
 342                     vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t));
 343                   t->sw_if_index = sw_if_index0;
 344                   clib_memcpy_fast (t->src, h0->src_address, 6);
 345                   clib_memcpy_fast (t->dst, h0->dst_address, 6);
 346                   clib_memcpy_fast (t->raw, &h0->type, sizeof (t->raw));
 347                 }
 348               if (b1->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)
 349                 {
 350                   ethernet_header_t *h1 = vlib_buffer_get_current (b1);
 351                   l2_efp_filter_trace_t *t =
 352                     vlib_add_trace (vm, node, b1, sizeof (*t));
 353                   t->sw_if_index = sw_if_index1;
 354                   clib_memcpy_fast (t->src, h1->src_address, 6);
 355                   clib_memcpy_fast (t->dst, h1->dst_address, 6);
 356                   clib_memcpy_fast (t->raw, &h1->type, sizeof (t->raw));
 357                 }
 358             }
 359
 360           /* verify speculative enqueues, maybe switch current next frame */
 361           /* if next0==next1==next_index then nothing special needs to be done */
 362           vlib_validate_buffer_enqueue_x2 (vm, node, next_index,
 363                                            to_next, n_left_to_next,
 364                                            bi0, bi1, next0, next1);
 365         }
 366
 367       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 368         {
 369           u32 bi0;
 370           vlib_buffer_t *b0;
 371           u32 next0;
 372           u32 sw_if_index0;
 373           u16 first_ethertype0;
 374           u16 outer_id0, inner_id0;
 375           u32 match_flags0;
 376           u32 port_sw_if_index0, subint_sw_if_index0;
 377           vnet_hw_interface_t *hi0;
 378           main_intf_t *main_intf0;
 379           vlan_intf_t *vlan_intf0;
 380           qinq_intf_t *qinq_intf0;
 381           u32 is_l20;
 382           __attribute__ ((unused)) u32 matched0;
 383           u8 error0;
 384
 385           /* speculatively enqueue b0 to the current next frame */
 386           bi0 = from[0];
 387           to_next[0] = bi0;
 388           from += 1;
 389           to_next += 1;
 390           n_left_from -= 1;
 391           n_left_to_next -= 1;
 392
 393           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 394           sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 395
 396           /* process 1 packet */
 397           em->counters[node_counter_base_index +
 398                        L2_EFP_FILTER_ERROR_L2_EFP_FILTER] += 1;
 399
 400           /* Determine next node */
 401           next0 = vnet_l2_feature_next (b0, msm->l2_out_feat_next,
 402                                         L2OUTPUT_FEAT_EFP_FILTER);
 403
 404           /* perform the efp filter check on one packet */
 405
 406           extract_keys (msm->vnet_main,
 407                         sw_if_index0,
 408                         b0,
 409                         &port_sw_if_index0,
 410                         &first_ethertype0,
 411                         &outer_id0, &inner_id0, &match_flags0);
 412
 413           eth_vlan_table_lookups (&ethernet_main,
 414                                   msm->vnet_main,
 415                                   port_sw_if_index0,
 416                                   first_ethertype0,
 417                                   outer_id0,
 418                                   inner_id0,
 419                                   &hi0,
 420                                   &main_intf0, &vlan_intf0, &qinq_intf0);
 421
 422           matched0 = eth_identify_subint (hi0,
 423                                           match_flags0,
 424                                           main_intf0,
 425                                           vlan_intf0,
 426                                           qinq_intf0,
 427                                           &subint_sw_if_index0,
 428                                           &error0, &is_l20);
 429
 430           if (PREDICT_FALSE (sw_if_index0 != subint_sw_if_index0))
 431             {
 432               /* Drop packet */
 433               next0 = L2_EFP_FILTER_NEXT_DROP;
 434               b0->error = node->errors[L2_EFP_FILTER_ERROR_DROP];
 435             }
 436
 437           if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE)
 438                              && (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 439             {
 440               ethernet_header_t *h0 = vlib_buffer_get_current (b0);
 441               l2_efp_filter_trace_t *t =
 442                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*t));
 443               t->sw_if_index = sw_if_index0;
 444               clib_memcpy_fast (t->src, h0->src_address, 6);
 445               clib_memcpy_fast (t->dst, h0->dst_address, 6);
 446               clib_memcpy_fast (t->raw, &h0->type, sizeof (t->raw));
 447             }
 448
 449           /* verify speculative enqueue, maybe switch current next frame */
 450           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 451                                            to_next, n_left_to_next,
 452                                            bi0, next0);
 453         }
 454
 455       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 456     }
 457
 458   return frame->n_vectors;
 459 }
 460
 461
 462 /* *INDENT-OFF* */
 463 VLIB_REGISTER_NODE (l2_efp_filter_node) = {
 464   .name = "l2-efp-filter",
 465   .vector_size = sizeof (u32),
 466   .format_trace = format_l2_efp_filter_trace,
 467   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 468
 469   .n_errors = ARRAY_LEN(l2_efp_filter_error_strings),
 470   .error_strings = l2_efp_filter_error_strings,
 471
 472   .n_next_nodes = L2_EFP_FILTER_N_NEXT,
 473
 474   /* edit / add dispositions here */
 475   .next_nodes = {
 476        [L2_EFP_FILTER_NEXT_DROP]  = "error-drop",
 477   },
 478 };
 479 /* *INDENT-ON* */
 480
 481 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
 482 clib_error_t *
 483 l2_efp_filter_init (vlib_main_t * vm)
 484 {
 485   l2_efp_filter_main_t *mp = &l2_efp_filter_main;
 486
 487   mp->vlib_main = vm;
 488   mp->vnet_main = vnet_get_main ();
 489
 490   /* Initialize the feature next-node indexes */
 491   feat_bitmap_init_next_nodes (vm,
 492                                l2_efp_filter_node.index,
 493                                L2OUTPUT_N_FEAT,
 494                                l2output_get_feat_names (),
 495                                mp->l2_out_feat_next);
 496
 497   return 0;
 498 }
 499
 500 VLIB_INIT_FUNCTION (l2_efp_filter_init);
 501
 502
 503 /** Enable/disable the EFP Filter check on the subinterface. */
 504 void
 505 l2_efp_filter_configure (vnet_main_t * vnet_main, u32 sw_if_index, u8 enable)
 506 {
 507   /* set the interface flag */
 508   l2output_intf_bitmap_enable (sw_if_index, L2OUTPUT_FEAT_EFP_FILTER, enable);
 509 }
 510
 511
 512 /**
 513  * Set subinterface egress efp filter enable/disable.
 514  * The CLI format is:
 515  *    set interface l2 efp-filter <interface> [disable]]
 516  */
 517 static clib_error_t *
 518 int_l2_efp_filter (vlib_main_t * vm,
 519                    unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 520 {
 521   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 522   clib_error_t *error = 0;
 523   u32 sw_if_index;
 524   u32 enable;
 525
 526   if (!unformat_user (input, unformat_vnet_sw_interface, vnm, &sw_if_index))
 527     {
 528       error = clib_error_return (0, "unknown interface `%U'",
 529                                  format_unformat_error, input);
 530       goto done;
 531     }
 532
 533   enable = 1;
 534   if (unformat (input, "disable"))
 535     {
 536       enable = 0;
 537     }
 538
 539   /* enable/disable the feature */
 540   l2_efp_filter_configure (vnm, sw_if_index, enable);
 541
 542 done:
 543   return error;
 544 }
 545
 546
 547 /*?
 548  * EFP filtering is a basic switch feature which prevents an interface from
 549  * transmitting a packet that doesn't match the interface's ingress match
 550  * criteria. The check has two parts, one performed before egress vlan tag
 551  * rewrite and one after. This command enables or disables the EFP filtering
 552  * for a given sub-interface.
 553  *
 554  * @cliexpar
 555  * Example of how to enable a Layer 2 efp-filter on a sub-interface:
 556  * @cliexcmd{set interface l2 efp-filter GigabitEthernet0/8/0.200}
 557  * Example of how to disable a Layer 2 efp-filter on a sub-interface:
 558  * @cliexcmd{set interface l2 efp-filter GigabitEthernet0/8/0.200 disable}
 559 ?*/
 560 /* *INDENT-OFF* */
 561 VLIB_CLI_COMMAND (int_l2_efp_filter_cli, static) = {
 562   .path = "set interface l2 efp-filter",
 563   .short_help = "set interface l2 efp-filter <interface> [disable]",
 564   .function = int_l2_efp_filter,
 565 };
 566 /* *INDENT-ON* */
 567
 568 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
 569
 570 /*
 571  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 572  *
 573  * Local Variables:
 574  * eval: (c-set-style "gnu")
 575  * End:
 576  */