src/vnet/l2/l2_flood.c

   1 /*
   2  * l2_flood.c : layer 2 flooding
   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/pg/pg.h>
  21 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  22 #include <vlib/cli.h>
  23 #include <vnet/l2/l2_input.h>
  24 #include <vnet/l2/feat_bitmap.h>
  25 #include <vnet/l2/l2_bvi.h>
  26 #include <vnet/l2/l2_fib.h>
  27
  28 #include <vppinfra/error.h>
  29 #include <vppinfra/hash.h>
  30
  31
  32 /**
  33  * @file
  34  * @brief Ethernet Flooding.
  35  *
  36  * Flooding uses the packet replication infrastructure to send a copy of the
  37  * packet to each member interface. Logically the replication infrastructure
  38  * expects two graph nodes: a prep node that initiates replication and sends the
  39  * packet to the first destination, and a recycle node that is passed the packet
  40  * after it has been transmitted.
  41  *
  42  * To decrease the amount of code, l2 flooding implements both functions in
  43  * the same graph node. This node can tell if is it being called as the "prep"
  44  * or "recycle" using replication_is_recycled().
  45  */
  46
  47
  48 typedef struct
  49 {
  50
  51   /* Next nodes for each feature */
  52   u32 feat_next_node_index[32];
  53
  54   /* next node index for the L3 input node of each ethertype */
  55   next_by_ethertype_t l3_next;
  56
  57   /* convenience variables */
  58   vlib_main_t *vlib_main;
  59   vnet_main_t *vnet_main;
  60
  61   /* per-cpu vector of cloned packets */
  62   u32 **clones;
  63   l2_flood_member_t ***members;
  64 } l2flood_main_t;
  65
  66 typedef struct
  67 {
  68   u8 src[6];
  69   u8 dst[6];
  70   u32 sw_if_index;
  71   u16 bd_index;
  72 } l2flood_trace_t;
  73
  74
  75 /* packet trace format function */
  76 static u8 *
  77 format_l2flood_trace (u8 * s, va_list * args)
  78 {
  79   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  80   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  81   l2flood_trace_t *t = va_arg (*args, l2flood_trace_t *);
  82
  83   s = format (s, "l2-flood: sw_if_index %d dst %U src %U bd_index %d",
  84               t->sw_if_index,
  85               format_ethernet_address, t->dst,
  86               format_ethernet_address, t->src, t->bd_index);
  87   return s;
  88 }
  89
  90 extern l2flood_main_t l2flood_main;
  91
  92 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
  93 l2flood_main_t l2flood_main;
  94 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
  95
  96 #define foreach_l2flood_error                                   \
  97 _(L2FLOOD,           "L2 flood packets")                        \
  98 _(REPL_FAIL,         "L2 replication failures")                 \
  99 _(NO_MEMBERS,        "L2 replication complete")                 \
 100 _(BVI_BAD_MAC,       "BVI L3 mac mismatch")                     \
 101 _(BVI_ETHERTYPE,     "BVI packet with unhandled ethertype")
 102
 103 typedef enum
 104 {
 105 #define _(sym,str) L2FLOOD_ERROR_##sym,
 106   foreach_l2flood_error
 107 #undef _
 108     L2FLOOD_N_ERROR,
 109 } l2flood_error_t;
 110
 111 static char *l2flood_error_strings[] = {
 112 #define _(sym,string) string,
 113   foreach_l2flood_error
 114 #undef _
 115 };
 116
 117 typedef enum
 118 {
 119   L2FLOOD_NEXT_L2_OUTPUT,
 120   L2FLOOD_NEXT_DROP,
 121   L2FLOOD_N_NEXT,
 122 } l2flood_next_t;
 123
 124 /*
 125  * Perform flooding on one packet
 126  *
 127  * Due to the way BVI processing can modify the packet, the BVI interface
 128  * (if present) must be processed last in the replication. The member vector
 129  * is arranged so that the BVI interface is always the first element.
 130  * Flooding walks the vector in reverse.
 131  *
 132  * BVI processing causes the packet to go to L3 processing. This strips the
 133  * L2 header, which is fine because the replication infrastructure restores
 134  * it. However L3 processing can trigger larger changes to the packet. For
 135  * example, an ARP request could be turned into an ARP reply, an ICMP request
 136  * could be turned into an ICMP reply. If BVI processing is not performed
 137  * last, the modified packet would be replicated to the remaining members.
 138  */
 139 VLIB_NODE_FN (l2flood_node) (vlib_main_t * vm,
 140                              vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame)
 141 {
 142   u32 n_left_from, *from, *to_next;
 143   l2flood_next_t next_index;
 144   l2flood_main_t *msm = &l2flood_main;
 145   u32 thread_index = vm->thread_index;
 146
 147   from = vlib_frame_vector_args (frame);
 148   n_left_from = frame->n_vectors;
 149   next_index = node->cached_next_index;
 150
 151   while (n_left_from > 0)
 152     {
 153       u32 n_left_to_next;
 154
 155       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 156
 157       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 158         {
 159           u16 n_clones, n_cloned, clone0;
 160           l2_bridge_domain_t *bd_config;
 161           u32 sw_if_index0, bi0, ci0;
 162           l2_flood_member_t *member;
 163           vlib_buffer_t *b0, *c0;
 164           u16 next0;
 165           u8 in_shg;
 166           i32 mi;
 167
 168           /* speculatively enqueue b0 to the current next frame */
 169           bi0 = from[0];
 170           from += 1;
 171           n_left_from -= 1;
 172           next0 = L2FLOOD_NEXT_L2_OUTPUT;
 173
 174           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 175
 176           /* Get config for the bridge domain interface */
 177           bd_config = vec_elt_at_index (l2input_main.bd_configs,
 178                                         vnet_buffer (b0)->l2.bd_index);
 179           in_shg = vnet_buffer (b0)->l2.shg;
 180           sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX];
 181
 182           vec_validate (msm->members[thread_index],
 183                         vec_len (bd_config->members));
 184
 185           vec_reset_length (msm->members[thread_index]);
 186
 187           /* Find first members that passes the reflection and SHG checks */
 188           for (mi = bd_config->flood_count - 1; mi >= 0; mi--)
 189             {
 190               member = &bd_config->members[mi];
 191               if ((member->sw_if_index != sw_if_index0) &&
 192                   (!in_shg || (member->shg != in_shg)))
 193                 {
 194                   vec_add1 (msm->members[thread_index], member);
 195                 }
 196             }
 197
 198           n_clones = vec_len (msm->members[thread_index]);
 199
 200           if (0 == n_clones)
 201             {
 202               /* No members to flood to */
 203               to_next[0] = bi0;
 204               to_next += 1;
 205               n_left_to_next -= 1;
 206
 207               b0->error = node->errors[L2FLOOD_ERROR_NO_MEMBERS];
 208               vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 209                                                to_next, n_left_to_next,
 210                                                bi0, L2FLOOD_NEXT_DROP);
 211               continue;
 212             }
 213           else if (n_clones > 1)
 214             {
 215               vec_validate (msm->clones[thread_index], n_clones);
 216
 217               /*
 218                * the header offset needs to be large enough to incorporate
 219                * all the L3 headers that could be touched when doing BVI
 220                * processing. So take the current l2 length plus 2 * IPv6
 221                * headers (for tunnel encap)
 222                */
 223               n_cloned = vlib_buffer_clone (vm, bi0,
 224                                             msm->clones[thread_index],
 225                                             n_clones,
 226                                             VLIB_BUFFER_CLONE_HEAD_SIZE);
 227
 228               vec_set_len (msm->clones[thread_index], n_cloned);
 229
 230               if (PREDICT_FALSE (n_cloned != n_clones))
 231                 {
 232                   b0->error = node->errors[L2FLOOD_ERROR_REPL_FAIL];
 233                 }
 234
 235               /*
 236                * for all but the last clone, these are not BVI bound
 237                */
 238               for (clone0 = 0; clone0 < n_cloned - 1; clone0++)
 239                 {
 240                   member = msm->members[thread_index][clone0];
 241                   ci0 = msm->clones[thread_index][clone0];
 242                   c0 = vlib_get_buffer (vm, ci0);
 243
 244                   to_next[0] = ci0;
 245                   to_next += 1;
 246                   n_left_to_next -= 1;
 247
 248                   if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 249                                      (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 250                     {
 251                       ethernet_header_t *h0;
 252                       l2flood_trace_t *t;
 253
 254                       t = vlib_add_trace (vm, node, c0, sizeof (*t));
 255                       h0 = vlib_buffer_get_current (c0);
 256                       t->sw_if_index = sw_if_index0;
 257                       t->bd_index = vnet_buffer (c0)->l2.bd_index;
 258                       clib_memcpy_fast (t->src, h0->src_address, 6);
 259                       clib_memcpy_fast (t->dst, h0->dst_address, 6);
 260                     }
 261
 262                   /* Do normal L2 forwarding */
 263                   vnet_buffer (c0)->sw_if_index[VLIB_TX] =
 264                     member->sw_if_index;
 265
 266                   vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 267                                                    to_next, n_left_to_next,
 268                                                    ci0, next0);
 269                   if (PREDICT_FALSE (0 == n_left_to_next))
 270                     {
 271                       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index,
 272                                            n_left_to_next);
 273                       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next,
 274                                            n_left_to_next);
 275                     }
 276                 }
 277               member = msm->members[thread_index][clone0];
 278               ci0 = msm->clones[thread_index][clone0];
 279             }
 280           else
 281             {
 282               /* one clone */
 283               ci0 = bi0;
 284               member = msm->members[thread_index][0];
 285             }
 286
 287           /*
 288            * the last clone that might go to a BVI
 289            */
 290           c0 = vlib_get_buffer (vm, ci0);
 291
 292           to_next[0] = ci0;
 293           to_next += 1;
 294           n_left_to_next -= 1;
 295
 296           if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 297                              (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 298             {
 299               ethernet_header_t *h0;
 300               l2flood_trace_t *t;
 301
 302               t = vlib_add_trace (vm, node, c0, sizeof (*t));
 303               h0 = vlib_buffer_get_current (c0);
 304               t->sw_if_index = sw_if_index0;
 305               t->bd_index = vnet_buffer (c0)->l2.bd_index;
 306               clib_memcpy_fast (t->src, h0->src_address, 6);
 307               clib_memcpy_fast (t->dst, h0->dst_address, 6);
 308             }
 309
 310
 311           /* Forward packet to the current member */
 312           if (PREDICT_FALSE (member->flags & L2_FLOOD_MEMBER_BVI))
 313             {
 314               /* Do BVI processing */
 315               u32 rc;
 316               rc = l2_to_bvi (vm,
 317                               msm->vnet_main,
 318                               c0, member->sw_if_index, &msm->l3_next, &next0);
 319
 320               if (PREDICT_FALSE (rc != TO_BVI_ERR_OK))
 321                 {
 322                   if (rc == TO_BVI_ERR_BAD_MAC)
 323                     {
 324                       c0->error = node->errors[L2FLOOD_ERROR_BVI_BAD_MAC];
 325                     }
 326                   else if (rc == TO_BVI_ERR_ETHERTYPE)
 327                     {
 328                       c0->error = node->errors[L2FLOOD_ERROR_BVI_ETHERTYPE];
 329                     }
 330                   next0 = L2FLOOD_NEXT_DROP;
 331                 }
 332             }
 333           else
 334             {
 335               /* Do normal L2 forwarding */
 336               vnet_buffer (c0)->sw_if_index[VLIB_TX] = member->sw_if_index;
 337             }
 338
 339           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 340                                            to_next, n_left_to_next,
 341                                            ci0, next0);
 342           if (PREDICT_FALSE (0 == n_left_to_next))
 343             {
 344               vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 345               vlib_get_next_frame (vm, node, next_index,
 346                                    to_next, n_left_to_next);
 347             }
 348         }
 349
 350       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 351     }
 352
 353   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 354                                L2FLOOD_ERROR_L2FLOOD, frame->n_vectors);
 355
 356   return frame->n_vectors;
 357 }
 358
 359
 360 /* *INDENT-OFF* */
 361 VLIB_REGISTER_NODE (l2flood_node) = {
 362   .name = "l2-flood",
 363   .vector_size = sizeof (u32),
 364   .format_trace = format_l2flood_trace,
 365   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 366
 367   .n_errors = ARRAY_LEN(l2flood_error_strings),
 368   .error_strings = l2flood_error_strings,
 369
 370   .n_next_nodes = L2FLOOD_N_NEXT,
 371
 372   /* edit / add dispositions here */
 373   .next_nodes = {
 374         [L2FLOOD_NEXT_L2_OUTPUT] = "l2-output",
 375         [L2FLOOD_NEXT_DROP] = "error-drop",
 376   },
 377 };
 378 /* *INDENT-ON* */
 379
 380 #ifndef CLIB_MARCH_VARIANT
 381 clib_error_t *
 382 l2flood_init (vlib_main_t * vm)
 383 {
 384   l2flood_main_t *mp = &l2flood_main;
 385
 386   mp->vlib_main = vm;
 387   mp->vnet_main = vnet_get_main ();
 388
 389   vec_validate (mp->clones, vlib_num_workers ());
 390   vec_validate (mp->members, vlib_num_workers ());
 391
 392   /* Initialize the feature next-node indexes */
 393   feat_bitmap_init_next_nodes (vm,
 394                                l2flood_node.index,
 395                                L2INPUT_N_FEAT,
 396                                l2input_get_feat_names (),
 397                                mp->feat_next_node_index);
 398
 399   return NULL;
 400 }
 401
 402 VLIB_INIT_FUNCTION (l2flood_init);
 403
 404
 405
 406 /** Add the L3 input node for this ethertype to the next nodes structure. */
 407 void
 408 l2flood_register_input_type (vlib_main_t * vm,
 409                              ethernet_type_t type, u32 node_index)
 410 {
 411   l2flood_main_t *mp = &l2flood_main;
 412   u32 next_index;
 413
 414   next_index = vlib_node_add_next (vm, l2flood_node.index, node_index);
 415
 416   next_by_ethertype_register (&mp->l3_next, type, next_index);
 417 }
 418 #endif /* CLIB_MARCH_VARIANT */
 419
 420
 421 /**
 422  * Set subinterface flood enable/disable.
 423  * The CLI format is:
 424  * set interface l2 flood <interface> [disable]
 425  */
 426 static clib_error_t *
 427 int_flood (vlib_main_t * vm,
 428            unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 429 {
 430   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 431   clib_error_t *error = 0;
 432   u32 sw_if_index;
 433   u32 enable;
 434
 435   if (!unformat_user (input, unformat_vnet_sw_interface, vnm, &sw_if_index))
 436     {
 437       error = clib_error_return (0, "unknown interface `%U'",
 438                                  format_unformat_error, input);
 439       goto done;
 440     }
 441
 442   enable = 1;
 443   if (unformat (input, "disable"))
 444     {
 445       enable = 0;
 446     }
 447
 448   /* set the interface flag */
 449   l2input_intf_bitmap_enable (sw_if_index, L2INPUT_FEAT_FLOOD, enable);
 450
 451 done:
 452   return error;
 453 }
 454
 455 /*?
 456  * Layer 2 flooding can be enabled and disabled on each
 457  * interface and on each bridge-domain. Use this command to
 458  * manage interfaces. It is enabled by default.
 459  *
 460  * @cliexpar
 461  * Example of how to enable flooding:
 462  * @cliexcmd{set interface l2 flood GigabitEthernet0/8/0}
 463  * Example of how to disable flooding:
 464  * @cliexcmd{set interface l2 flood GigabitEthernet0/8/0 disable}
 465 ?*/
 466 /* *INDENT-OFF* */
 467 VLIB_CLI_COMMAND (int_flood_cli, static) = {
 468   .path = "set interface l2 flood",
 469   .short_help = "set interface l2 flood <interface> [disable]",
 470   .function = int_flood,
 471 };
 472 /* *INDENT-ON* */
 473
 474 /*
 475  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 476  *
 477  * Local Variables:
 478  * eval: (c-set-style "gnu")
 479  * End:
 480  */