src/vnet/l2/l2_fib.h

   1 /*
   2  * l2_fib.h : layer 2 forwarding table (aka mac table)
   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 #ifndef included_l2fib_h
  19 #define included_l2fib_h
  20
  21 #include <vlib/vlib.h>
  22 #include <vppinfra/bihash_8_8.h>
  23
  24 /*
  25  * The size of the hash table
  26  */
  27 #define L2FIB_NUM_BUCKETS (64 * 1024)
  28 #define L2FIB_MEMORY_SIZE (512<<20)
  29
  30 /* Ager scan interval is 1 minute for aging */
  31 #define L2FIB_AGE_SCAN_INTERVAL         (60.0)
  32
  33 /* MAC event scan delay is 100 msec unless specified by MAC event client */
  34 #define L2FIB_EVENT_SCAN_DELAY_DEFAULT  (0.1)
  35
  36 /* Max MACs in a event message is 100 unless specified by MAC event client */
  37 #define L2FIB_EVENT_MAX_MACS_DEFAULT    (100)
  38
  39 /* MAC event learn limit is 1000 unless specified by MAC event client */
  40 #define L2FIB_EVENT_LEARN_LIMIT_DEFAULT (1000)
  41
  42 typedef struct
  43 {
  44
  45   /* hash table */
  46   BVT (clib_bihash) mac_table;
  47
  48   /* per swif vector of sequence number for interface based flush of MACs */
  49   u8 *swif_seq_num;
  50
  51   /* last event or ager scan duration */
  52   f64 evt_scan_duration;
  53   f64 age_scan_duration;
  54
  55   /* delay between event scans, default to 100 msec */
  56   f64 event_scan_delay;
  57
  58   /* max macs in evet message, default to 100 entries */
  59   u32 max_macs_in_event;
  60
  61   /* convenience variables */
  62   vlib_main_t *vlib_main;
  63   vnet_main_t *vnet_main;
  64 } l2fib_main_t;
  65
  66 extern l2fib_main_t l2fib_main;
  67
  68 /*
  69  * The L2fib key is the mac address and bridge domain ID
  70  */
  71 typedef struct
  72 {
  73   union
  74   {
  75     struct
  76     {
  77       u16 bd_index;
  78       u8 mac[6];
  79     } fields;
  80     struct
  81     {
  82       u32 w0;
  83       u32 w1;
  84     } words;
  85     u64 raw;
  86   };
  87 } l2fib_entry_key_t;
  88
  89 STATIC_ASSERT_SIZEOF (l2fib_entry_key_t, 8);
  90
  91
  92 typedef struct
  93 {
  94   union
  95   {
  96     struct
  97     {
  98       u8 swif;
  99       u8 bd;
 100     };
 101     u16 as_u16;
 102   };
 103 } l2fib_seq_num_t;
 104
 105 /*
 106  * The l2fib entry results
 107  */
 108 typedef struct
 109 {
 110   union
 111   {
 112     struct
 113     {
 114       u32 sw_if_index;          /* output sw_if_index (L3 intf if bvi==1) */
 115
 116       u8 static_mac:1;          /* static mac, no MAC move */
 117       u8 age_not:1;             /* not subject to age */
 118       u8 bvi:1;                 /* mac is for a bridged virtual interface */
 119       u8 filter:1;              /* drop packets to/from this mac */
 120       u8 lrn_evt:1;             /* MAC learned to be sent in L2 MAC event */
 121       u8 unused:3;
 122
 123       u8 timestamp;             /* timestamp for aging */
 124       l2fib_seq_num_t sn;       /* bd/int seq num */
 125     } fields;
 126     u64 raw;
 127   };
 128 } l2fib_entry_result_t;
 129
 130 STATIC_ASSERT_SIZEOF (l2fib_entry_result_t, 8);
 131
 132 /**
 133  * Compute the hash for the given key and return
 134  * the corresponding bucket index
 135  */
 136 always_inline u32
 137 l2fib_compute_hash_bucket (l2fib_entry_key_t * key)
 138 {
 139   u32 result;
 140   u32 temp_a;
 141   u32 temp_b;
 142
 143   result = 0xa5a5a5a5;          /* some seed */
 144   temp_a = key->words.w0;
 145   temp_b = key->words.w1;
 146   hash_mix32 (temp_a, temp_b, result);
 147
 148   return result % L2FIB_NUM_BUCKETS;
 149 }
 150
 151 always_inline u64
 152 l2fib_make_key (u8 * mac_address, u16 bd_index)
 153 {
 154   u64 temp;
 155
 156   /*
 157    * The mac address in memory is A:B:C:D:E:F
 158    * The bd id in register is H:L
 159    */
 160 #if CLIB_ARCH_IS_LITTLE_ENDIAN
 161   /*
 162    * Create the in-register key as F:E:D:C:B:A:H:L
 163    * In memory the key is L:H:A:B:C:D:E:F
 164    */
 165   temp = *((u64 *) (mac_address)) << 16;
 166   temp = (temp & ~0xffff) | (u64) (bd_index);
 167 #else
 168   /*
 169    * Create the in-register key as H:L:A:B:C:D:E:F
 170    * In memory the key is H:L:A:B:C:D:E:F
 171    */
 172   temp = *((u64 *) (mac_address)) >> 16;
 173   temp = temp | (((u64) bd_index) << 48);
 174 #endif
 175
 176   return temp;
 177 }
 178
 179
 180
 181 /**
 182  * Lookup the entry for mac and bd_index in the mac table for 1 packet.
 183  * Cached_key and cached_result are used as a one-entry cache.
 184  * The function reads and updates them as needed.
 185  *
 186  * mac0 and bd_index0 are the keys. The entry is written to result0.
 187  * If the entry was not found, result0 is set to ~0.
 188  *
 189  * key0 and bucket0 return with the computed key and hash bucket,
 190  * convenient if the entry needs to be updated afterward.
 191  * If the cached_result was used, bucket0 is set to ~0.
 192  */
 193
 194 static_always_inline void
 195 l2fib_lookup_1 (BVT (clib_bihash) * mac_table,
 196                 l2fib_entry_key_t * cached_key,
 197                 l2fib_entry_result_t * cached_result,
 198                 u8 * mac0,
 199                 u16 bd_index0,
 200                 l2fib_entry_key_t * key0,
 201                 u32 * bucket0, l2fib_entry_result_t * result0)
 202 {
 203   /* set up key */
 204   key0->raw = l2fib_make_key (mac0, bd_index0);
 205   *bucket0 = ~0;
 206
 207   if (key0->raw == cached_key->raw)
 208     {
 209       /* Hit in the one-entry cache */
 210       result0->raw = cached_result->raw;
 211     }
 212   else
 213     {
 214       /* Do a regular mac table lookup */
 215       BVT (clib_bihash_kv) kv;
 216
 217       kv.key = key0->raw;
 218       kv.value = ~0ULL;
 219       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv);
 220       result0->raw = kv.value;
 221
 222       /* Update one-entry cache */
 223       cached_key->raw = key0->raw;
 224       cached_result->raw = result0->raw;
 225     }
 226 }
 227
 228
 229 /**
 230  * Lookup the entry for mac and bd_index in the mac table for 2 packets.
 231  * The lookups for the two packets are interleaved.
 232  *
 233  * Cached_key and cached_result are used as a one-entry cache.
 234  * The function reads and updates them as needed.
 235  *
 236  * mac0 and bd_index0 are the keys. The entry is written to result0.
 237  * If the entry was not found, result0 is set to ~0. The same
 238  * holds for mac1/bd_index1/result1.
 239  */
 240 static_always_inline void
 241 l2fib_lookup_2 (BVT (clib_bihash) * mac_table,
 242                 l2fib_entry_key_t * cached_key,
 243                 l2fib_entry_result_t * cached_result,
 244                 u8 * mac0,
 245                 u8 * mac1,
 246                 u16 bd_index0,
 247                 u16 bd_index1,
 248                 l2fib_entry_key_t * key0,
 249                 l2fib_entry_key_t * key1,
 250                 u32 * bucket0,
 251                 u32 * bucket1,
 252                 l2fib_entry_result_t * result0,
 253                 l2fib_entry_result_t * result1)
 254 {
 255   /* set up key */
 256   key0->raw = l2fib_make_key (mac0, bd_index0);
 257   key1->raw = l2fib_make_key (mac1, bd_index1);
 258
 259   if ((key0->raw == cached_key->raw) && (key1->raw == cached_key->raw))
 260     {
 261       /* Both hit in the one-entry cache */
 262       result0->raw = cached_result->raw;
 263       result1->raw = cached_result->raw;
 264       *bucket0 = ~0;
 265       *bucket1 = ~0;
 266
 267     }
 268   else
 269     {
 270       BVT (clib_bihash_kv) kv0, kv1;
 271
 272       /*
 273        * Do a regular mac table lookup
 274        * Interleave lookups for packet 0 and packet 1
 275        */
 276       kv0.key = key0->raw;
 277       kv1.key = key1->raw;
 278       kv0.value = ~0ULL;
 279       kv1.value = ~0ULL;
 280
 281       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv0);
 282       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv1);
 283
 284       result0->raw = kv0.value;
 285       result1->raw = kv1.value;
 286
 287       /* Update one-entry cache */
 288       cached_key->raw = key1->raw;
 289       cached_result->raw = result1->raw;
 290     }
 291 }
 292
 293 static_always_inline void
 294 l2fib_lookup_4 (BVT (clib_bihash) * mac_table,
 295                 l2fib_entry_key_t * cached_key,
 296                 l2fib_entry_result_t * cached_result,
 297                 u8 * mac0,
 298                 u8 * mac1,
 299                 u8 * mac2,
 300                 u8 * mac3,
 301                 u16 bd_index0,
 302                 u16 bd_index1,
 303                 u16 bd_index2,
 304                 u16 bd_index3,
 305                 l2fib_entry_key_t * key0,
 306                 l2fib_entry_key_t * key1,
 307                 l2fib_entry_key_t * key2,
 308                 l2fib_entry_key_t * key3,
 309                 u32 * bucket0,
 310                 u32 * bucket1,
 311                 u32 * bucket2,
 312                 u32 * bucket3,
 313                 l2fib_entry_result_t * result0,
 314                 l2fib_entry_result_t * result1,
 315                 l2fib_entry_result_t * result2,
 316                 l2fib_entry_result_t * result3)
 317 {
 318   /* set up key */
 319   key0->raw = l2fib_make_key (mac0, bd_index0);
 320   key1->raw = l2fib_make_key (mac1, bd_index1);
 321   key2->raw = l2fib_make_key (mac2, bd_index2);
 322   key3->raw = l2fib_make_key (mac3, bd_index3);
 323
 324   if ((key0->raw == cached_key->raw) && (key1->raw == cached_key->raw) &&
 325       (key2->raw == cached_key->raw) && (key3->raw == cached_key->raw))
 326     {
 327       /* Both hit in the one-entry cache */
 328       result0->raw = cached_result->raw;
 329       result1->raw = cached_result->raw;
 330       result2->raw = cached_result->raw;
 331       result3->raw = cached_result->raw;
 332       *bucket0 = ~0;
 333       *bucket1 = ~0;
 334       *bucket2 = ~0;
 335       *bucket3 = ~0;
 336
 337     }
 338   else
 339     {
 340       BVT (clib_bihash_kv) kv0, kv1, kv2, kv3;
 341
 342       /*
 343        * Do a regular mac table lookup
 344        * Interleave lookups for packet 0 and packet 1
 345        */
 346       kv0.key = key0->raw;
 347       kv1.key = key1->raw;
 348       kv2.key = key2->raw;
 349       kv3.key = key3->raw;
 350       kv0.value = ~0ULL;
 351       kv1.value = ~0ULL;
 352       kv2.value = ~0ULL;
 353       kv3.value = ~0ULL;
 354
 355       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv0);
 356       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv1);
 357       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv2);
 358       BV (clib_bihash_search_inline) (mac_table, &kv3);
 359
 360       result0->raw = kv0.value;
 361       result1->raw = kv1.value;
 362       result2->raw = kv2.value;
 363       result3->raw = kv3.value;
 364
 365       /* Update one-entry cache */
 366       cached_key->raw = key1->raw;
 367       cached_result->raw = result1->raw;
 368     }
 369 }
 370
 371 void l2fib_clear_table (void);
 372
 373 void
 374 l2fib_add_entry (u8 * mac,
 375                  u32 bd_index,
 376                  u32 sw_if_index, u8 static_mac, u8 drop_mac, u8 bvi_mac);
 377
 378 static inline void
 379 l2fib_add_fwd_entry (u8 * mac, u32 bd_index, u32 sw_if_index, u8 static_mac,
 380                      u8 bvi_mac)
 381 {
 382   l2fib_add_entry (mac, bd_index, sw_if_index, static_mac, 0, bvi_mac);
 383 }
 384
 385 static inline void
 386 l2fib_add_filter_entry (u8 * mac, u32 bd_index)
 387 {
 388   l2fib_add_entry (mac, bd_index, ~0, 1, 1, 0);
 389 }
 390
 391 u32 l2fib_del_entry (u8 * mac, u32 bd_index);
 392
 393 void l2fib_start_ager_scan (vlib_main_t * vm);
 394
 395 void l2fib_flush_int_mac (vlib_main_t * vm, u32 sw_if_index);
 396
 397 void l2fib_flush_bd_mac (vlib_main_t * vm, u32 bd_index);
 398
 399 void l2fib_flush_all_mac (vlib_main_t * vm);
 400
 401 void
 402 l2fib_table_dump (u32 bd_index, l2fib_entry_key_t ** l2fe_key,
 403                   l2fib_entry_result_t ** l2fe_res);
 404
 405 u8 *format_vnet_sw_if_index_name_with_NA (u8 * s, va_list * args);
 406
 407 static_always_inline u8 *
 408 l2fib_swif_seq_num (u32 sw_if_index)
 409 {
 410   l2fib_main_t *mp = &l2fib_main;
 411   return vec_elt_at_index (mp->swif_seq_num, sw_if_index);
 412 }
 413
 414 static_always_inline u8 *
 415 l2fib_valid_swif_seq_num (u32 sw_if_index)
 416 {
 417   l2fib_main_t *mp = &l2fib_main;
 418   vec_validate (mp->swif_seq_num, sw_if_index);
 419   return l2fib_swif_seq_num (sw_if_index);
 420 }
 421
 422 BVT (clib_bihash) * get_mac_table (void);
 423
 424 #endif
 425
 426 /*
 427  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 428  *
 429  * Local Variables:
 430  * eval: (c-set-style "gnu")
 431  * End:
 432  */