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 l2flood_main_t l2flood_main;
  91
  92 static vlib_node_registration_t l2flood_node;
  93
  94 #define foreach_l2flood_error                                   \
  95 _(L2FLOOD,           "L2 flood packets")                        \
  96 _(REPL_FAIL,         "L2 replication failures")                 \
  97 _(NO_MEMBERS,        "L2 replication complete")                 \
  98 _(BVI_BAD_MAC,       "BVI L3 mac mismatch")                     \
  99 _(BVI_ETHERTYPE,     "BVI packet with unhandled ethertype")
 100
 101 typedef enum
 102 {
 103 #define _(sym,str) L2FLOOD_ERROR_##sym,
 104   foreach_l2flood_error
 105 #undef _
 106     L2FLOOD_N_ERROR,
 107 } l2flood_error_t;
 108
 109 static char *l2flood_error_strings[] = {
 110 #define _(sym,string) string,
 111   foreach_l2flood_error
 112 #undef _
 113 };
 114
 115 typedef enum
 116 {
 117   L2FLOOD_NEXT_L2_OUTPUT,
 118   L2FLOOD_NEXT_DROP,
 119   L2FLOOD_N_NEXT,
 120 } l2flood_next_t;
 121
 122 /*
 123  * Perform flooding on one packet
 124  *
 125  * Due to the way BVI processing can modify the packet, the BVI interface
 126  * (if present) must be processed last in the replication. The member vector
 127  * is arranged so that the BVI interface is always the first element.
 128  * Flooding walks the vector in reverse.
 129  *
 130  * BVI processing causes the packet to go to L3 processing. This strips the
 131  * L2 header, which is fine because the replication infrastructure restores
 132  * it. However L3 processing can trigger larger changes to the packet. For
 133  * example, an ARP request could be turned into an ARP reply, an ICMP request
 134  * could be turned into an ICMP reply. If BVI processing is not performed
 135  * last, the modified packet would be replicated to the remaining members.
 136  */
 137 static uword
 138 l2flood_node_fn (vlib_main_t * vm,
 139                  vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * frame)
 140 {
 141   u32 n_left_from, *from, *to_next;
 142   l2flood_next_t next_index;
 143   l2flood_main_t *msm = &l2flood_main;
 144   u32 thread_index = vm->thread_index;
 145
 146   from = vlib_frame_vector_args (frame);
 147   n_left_from = frame->n_vectors;
 148   next_index = node->cached_next_index;
 149
 150   while (n_left_from > 0)
 151     {
 152       u32 n_left_to_next;
 153
 154       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 155
 156       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 157         {
 158           u16 n_clones, n_cloned, clone0;
 159           l2_bridge_domain_t *bd_config;
 160           u32 sw_if_index0, bi0, ci0;
 161           l2_flood_member_t *member;
 162           vlib_buffer_t *b0, *c0;
 163           u16 next0;
 164           u8 in_shg;
 165           i32 mi;
 166
 167           /* speculatively enqueue b0 to the current next frame */
 168           bi0 = from[0];
 169           from += 1;
 170           n_left_from -= 1;
 171           next0 = L2FLOOD_NEXT_L2_OUTPUT;
 172
 173           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 174
 175           /* Get config for the bridge domain interface */
 176           bd_config = vec_elt_at_index (l2input_main.bd_configs,
 177                                         vnet_buffer (b0)->l2.bd_index);
 178           in_shg = vnet_buffer (b0)->l2.shg;
 179           sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX];
 180
 181           vec_validate (msm->members[thread_index],
 182                         vec_len (bd_config->members));
 183
 184           vec_reset_length (msm->members[thread_index]);
 185
 186           /* Find first members that passes the reflection and SHG checks */
 187           for (mi = bd_config->flood_count - 1; mi >= 0; mi--)
 188             {
 189               member = &bd_config->members[mi];
 190               if ((member->sw_if_index != sw_if_index0) &&
 191                   (!in_shg || (member->shg != in_shg)))
 192                 {
 193                   vec_add1 (msm->members[thread_index], member);
 194                 }
 195             }
 196
 197           n_clones = vec_len (msm->members[thread_index]);
 198
 199           if (0 == n_clones)
 200             {
 201               /* No members to flood to */
 202               to_next[0] = bi0;
 203               to_next += 1;
 204               n_left_to_next -= 1;
 205
 206               b0->error = node->errors[L2FLOOD_ERROR_NO_MEMBERS];
 207               vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 208                                                to_next, n_left_to_next,
 209                                                bi0, L2FLOOD_NEXT_DROP);
 210               continue;
 211             }
 212           else if (n_clones > 1)
 213             {
 214               vec_validate (msm->clones[thread_index], n_clones);
 215               vec_reset_length (msm->clones[thread_index]);
 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                                             (vnet_buffer (b0)->l2.l2_len +
 227                                              sizeof (udp_header_t) +
 228                                              2 * sizeof (ip6_header_t)));
 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                       if (c0 != b0)
 255                         vlib_buffer_copy_trace_flag (vm, b0, ci0);
 256
 257                       t = vlib_add_trace (vm, node, c0, sizeof (*t));
 258                       h0 = vlib_buffer_get_current (c0);
 259                       t->sw_if_index = sw_if_index0;
 260                       t->bd_index = vnet_buffer (c0)->l2.bd_index;
 261                       clib_memcpy (t->src, h0->src_address, 6);
 262                       clib_memcpy (t->dst, h0->dst_address, 6);
 263                     }
 264
 265                   /* Do normal L2 forwarding */
 266                   vnet_buffer (c0)->sw_if_index[VLIB_TX] =
 267                     member->sw_if_index;
 268
 269                   vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 270                                                    to_next, n_left_to_next,
 271                                                    ci0, next0);
 272                   if (PREDICT_FALSE (0 == n_left_to_next))
 273                     {
 274                       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index,
 275                                            n_left_to_next);
 276                       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next,
 277                                            n_left_to_next);
 278                     }
 279                 }
 280               member = msm->members[thread_index][clone0];
 281               ci0 = msm->clones[thread_index][clone0];
 282             }
 283           else
 284             {
 285               /* one clone */
 286               ci0 = bi0;
 287               member = msm->members[thread_index][0];
 288             }
 289
 290           /*
 291            * the last clone that might go to a BVI
 292            */
 293           c0 = vlib_get_buffer (vm, ci0);
 294
 295           to_next[0] = ci0;
 296           to_next += 1;
 297           n_left_to_next -= 1;
 298
 299           if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 300                              (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 301             {
 302               ethernet_header_t *h0;
 303               l2flood_trace_t *t;
 304
 305               if (c0 != b0)
 306                 vlib_buffer_copy_trace_flag (vm, b0, ci0);
 307
 308               t = vlib_add_trace (vm, node, c0, sizeof (*t));
 309               h0 = vlib_buffer_get_current (c0);
 310               t->sw_if_index = sw_if_index0;
 311               t->bd_index = vnet_buffer (c0)->l2.bd_index;
 312               clib_memcpy (t->src, h0->src_address, 6);
 313               clib_memcpy (t->dst, h0->dst_address, 6);
 314             }
 315
 316
 317           /* Forward packet to the current member */
 318           if (PREDICT_FALSE (member->flags & L2_FLOOD_MEMBER_BVI))
 319             {
 320               /* Do BVI processing */
 321               u32 rc;
 322               rc = l2_to_bvi (vm,
 323                               msm->vnet_main,
 324                               c0, member->sw_if_index, &msm->l3_next, &next0);
 325
 326               if (PREDICT_FALSE (rc != TO_BVI_ERR_OK))
 327                 {
 328                   if (rc == TO_BVI_ERR_BAD_MAC)
 329                     {
 330                       c0->error = node->errors[L2FLOOD_ERROR_BVI_BAD_MAC];
 331                     }
 332                   else if (rc == TO_BVI_ERR_ETHERTYPE)
 333                     {
 334                       c0->error = node->errors[L2FLOOD_ERROR_BVI_ETHERTYPE];
 335                     }
 336                   next0 = L2FLOOD_NEXT_DROP;
 337                 }
 338             }
 339           else
 340             {
 341               /* Do normal L2 forwarding */
 342               vnet_buffer (c0)->sw_if_index[VLIB_TX] = member->sw_if_index;
 343             }
 344
 345           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 346                                            to_next, n_left_to_next,
 347                                            ci0, next0);
 348           if (PREDICT_FALSE (0 == n_left_to_next))
 349             {
 350               vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 351               vlib_get_next_frame (vm, node, next_index,
 352                                    to_next, n_left_to_next);
 353             }
 354         }
 355
 356       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 357     }
 358
 359   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 360                                L2FLOOD_ERROR_L2FLOOD, frame->n_vectors);
 361
 362   return frame->n_vectors;
 363 }
 364
 365
 366 /* *INDENT-OFF* */
 367 VLIB_REGISTER_NODE (l2flood_node,static) = {
 368   .function = l2flood_node_fn,
 369   .name = "l2-flood",
 370   .vector_size = sizeof (u32),
 371   .format_trace = format_l2flood_trace,
 372   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 373
 374   .n_errors = ARRAY_LEN(l2flood_error_strings),
 375   .error_strings = l2flood_error_strings,
 376
 377   .n_next_nodes = L2FLOOD_N_NEXT,
 378
 379   /* edit / add dispositions here */
 380   .next_nodes = {
 381         [L2FLOOD_NEXT_L2_OUTPUT] = "l2-output",
 382         [L2FLOOD_NEXT_DROP] = "error-drop",
 383   },
 384 };
 385
 386 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (l2flood_node, l2flood_node_fn)
 387 /* *INDENT-ON* */
 388
 389 clib_error_t *
 390 l2flood_init (vlib_main_t * vm)
 391 {
 392   l2flood_main_t *mp = &l2flood_main;
 393
 394   mp->vlib_main = vm;
 395   mp->vnet_main = vnet_get_main ();
 396
 397   vec_validate (mp->clones, vlib_num_workers ());
 398   vec_validate (mp->members, vlib_num_workers ());
 399
 400   /* Initialize the feature next-node indexes */
 401   feat_bitmap_init_next_nodes (vm,
 402                                l2flood_node.index,
 403                                L2INPUT_N_FEAT,
 404                                l2input_get_feat_names (),
 405                                mp->feat_next_node_index);
 406
 407   return NULL;
 408 }
 409
 410 VLIB_INIT_FUNCTION (l2flood_init);
 411
 412
 413
 414 /** Add the L3 input node for this ethertype to the next nodes structure. */
 415 void
 416 l2flood_register_input_type (vlib_main_t * vm,
 417                              ethernet_type_t type, u32 node_index)
 418 {
 419   l2flood_main_t *mp = &l2flood_main;
 420   u32 next_index;
 421
 422   next_index = vlib_node_add_next (vm, l2flood_node.index, node_index);
 423
 424   next_by_ethertype_register (&mp->l3_next, type, next_index);
 425 }
 426
 427
 428 /**
 429  * Set subinterface flood enable/disable.
 430  * The CLI format is:
 431  * set interface l2 flood <interface> [disable]
 432  */
 433 static clib_error_t *
 434 int_flood (vlib_main_t * vm,
 435            unformat_input_t * input, vlib_cli_command_t * cmd)
 436 {
 437   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 438   clib_error_t *error = 0;
 439   u32 sw_if_index;
 440   u32 enable;
 441
 442   if (!unformat_user (input, unformat_vnet_sw_interface, vnm, &sw_if_index))
 443     {
 444       error = clib_error_return (0, "unknown interface `%U'",
 445                                  format_unformat_error, input);
 446       goto done;
 447     }
 448
 449   enable = 1;
 450   if (unformat (input, "disable"))
 451     {
 452       enable = 0;
 453     }
 454
 455   /* set the interface flag */
 456   l2input_intf_bitmap_enable (sw_if_index, L2INPUT_FEAT_FLOOD, enable);
 457
 458 done:
 459   return error;
 460 }
 461
 462 /*?
 463  * Layer 2 flooding can be enabled and disabled on each
 464  * interface and on each bridge-domain. Use this command to
 465  * manage interfaces. It is enabled by default.
 466  *
 467  * @cliexpar
 468  * Example of how to enable flooding:
 469  * @cliexcmd{set interface l2 flood GigabitEthernet0/8/0}
 470  * Example of how to disable flooding:
 471  * @cliexcmd{set interface l2 flood GigabitEthernet0/8/0 disable}
 472 ?*/
 473 /* *INDENT-OFF* */
 474 VLIB_CLI_COMMAND (int_flood_cli, static) = {
 475   .path = "set interface l2 flood",
 476   .short_help = "set interface l2 flood <interface> [disable]",
 477   .function = int_flood,
 478 };
 479 /* *INDENT-ON* */
 480
 481 /*
 482  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 483  *
 484  * Local Variables:
 485  * eval: (c-set-style "gnu")
 486  * End:
 487  */