1c1f5db71f790c7f161bb1968cd4ace23cea1446
[vpp.git] / src / vnet / mfib / ip6_mfib.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2016 Cisco and/or its affiliates.
3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4  * you may not use this file except in compliance with the License.
5  * You may obtain a copy of the License at:
6  *
7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8  *
9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12  * See the License for the specific language governing permissions and
13  * limitations under the License.
14  */
15
16 #include <vnet/mfib/ip6_mfib.h>
17
18 #include <vnet/mfib/mfib_table.h>
19 #include <vnet/mfib/mfib_entry.h>
20 #include <vnet/fib/ip6_fib.h>
21
22 /**
23  * The number of bytes in an address/ask key in the radix tree
24  * First byte is the length in bytes.
25  */
26 #define IP6_MFIB_KEY_LEN 33
27
28 /**
29  * Key and mask for radix
30  */
31 typedef struct ip6_mfib_key_t_
32 {
33     u8 key[IP6_MFIB_KEY_LEN];
34     u8 mask[IP6_MFIB_KEY_LEN];
35 } ip6_mfib_key_t;
36
37 /**
38  * An object that is inserted into the radix tree.
39  * Since it's in the tree and has pointers, it cannot realloc and so cannot
40  * come from a vlib pool.
41  */
42 typedef struct ip6_mfib_node_t_
43 {
44     struct radix_node i6mn_nodes[2];
45     ip6_mfib_key_t i6mn_key;
46     index_t i6mn_entry;
47 } ip6_mfib_node_t;
48
49 static const mfib_prefix_t all_zeros = {
50     /* (*,*) */
51     .fp_src_addr = {
52         .ip6.as_u64 = {0, 0},
53     },
54     .fp_grp_addr = {
55         .ip6.as_u64 = {0, 0},
56     },
57     .fp_len  = 0,
58     .fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6,
59 };
60
61 typedef enum ip6_mfib_special_type_t_ {
62     IP6_MFIB_SPECIAL_TYPE_NONE,
63     IP6_MFIB_SPECIAL_TYPE_SOLICITED,
64 } ip6_mfib_special_type_t;
65
66 typedef struct ip6_mfib_special_t_ {
67     /**
68      * @brief solicited or not
69      */
70     ip6_mfib_special_type_t ims_type;
71
72     /**
73      * @brief the Prefix length
74      */
75     u8 ims_len;
76
77     /**
78      * @brief The last byte of the mcast address
79      */
80     u8 ims_byte;
81     /**
82      * @brief The scope of the address
83      */
84     u8 ims_scope;
85 } ip6_mfib_special_t;
86
87 static const ip6_mfib_special_t ip6_mfib_specials[] =
88 {
89     {
90         /*
91          * Add ff02::1:ff00:0/104 via local route for all tables.
92          *  This is required for neighbor discovery to work.
93          */
94         .ims_type = IP6_MFIB_SPECIAL_TYPE_SOLICITED,
95         .ims_len = 104,
96     },
97     {
98         /*
99          * all-routers multicast address
100          */
101         .ims_type = IP6_MFIB_SPECIAL_TYPE_NONE,
102         .ims_scope = IP6_MULTICAST_SCOPE_link_local,
103         .ims_byte = IP6_MULTICAST_GROUP_ID_all_routers,
104         .ims_len = 128,
105     },
106     {
107         /*
108          * all-nodes multicast address
109          */
110         .ims_type = IP6_MFIB_SPECIAL_TYPE_NONE,
111         .ims_scope = IP6_MULTICAST_SCOPE_link_local,
112         .ims_byte = IP6_MULTICAST_GROUP_ID_all_hosts,
113         .ims_len = 128,
114     },
115     {
116         /*
117          *  Add all-mldv2  multicast address via local route for all tables
118          */
119         .ims_type = IP6_MFIB_SPECIAL_TYPE_NONE,
120         .ims_len = 128,
121         .ims_scope = IP6_MULTICAST_SCOPE_link_local,
122         .ims_byte = IP6_MULTICAST_GROUP_ID_mldv2_routers,
123     }
124 };
125
126 #define FOR_EACH_IP6_SPECIAL(_pfx, _body)                               \
127 {                                                                       \
128     const ip6_mfib_special_t *_spec;                                    \
129     u8 _ii;                                                             \
130     for (_ii = 0;                                                       \
131          _ii < ARRAY_LEN(ip6_mfib_specials);                            \
132          _ii++)                                                         \
133     {                                                                   \
134         _spec = &ip6_mfib_specials[_ii];                                \
135         if (IP6_MFIB_SPECIAL_TYPE_SOLICITED == _spec->ims_type)         \
136         {                                                               \
137             ip6_set_solicited_node_multicast_address(                   \
138                 &(_pfx)->fp_grp_addr.ip6, 0);                           \
139         }                                                               \
140         else                                                            \
141         {                                                               \
142             ip6_set_reserved_multicast_address (                        \
143                 &(_pfx)->fp_grp_addr.ip6,                               \
144                 _spec->ims_scope,                                       \
145                 _spec->ims_byte);                                       \
146         }                                                               \
147         (_pfx)->fp_len = _spec->ims_len;                                \
148         do { _body; } while (0);                                        \
149     }                                                                   \
150 }
151
152
153 static u32
154 ip6_create_mfib_with_table_id (u32 table_id,
155                                mfib_source_t src)
156 {
157     mfib_table_t *mfib_table;
158     mfib_prefix_t pfx = {
159         .fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6,
160     };
161     const fib_route_path_t path_for_us = {
162         .frp_proto = DPO_PROTO_IP6,
163         .frp_addr = zero_addr,
164         .frp_sw_if_index = 0xffffffff,
165         .frp_fib_index = ~0,
166         .frp_weight = 0,
167         .frp_flags = FIB_ROUTE_PATH_LOCAL,
168     };
169
170     pool_get_aligned(ip6_main.mfibs, mfib_table, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
171     memset(mfib_table, 0, sizeof(*mfib_table));
172
173     mfib_table->mft_proto = FIB_PROTOCOL_IP6;
174     mfib_table->mft_index =
175         mfib_table->v6.index =
176             (mfib_table - ip6_main.mfibs);
177
178     hash_set (ip6_main.mfib_index_by_table_id,
179               table_id,
180               mfib_table->mft_index);
181
182     mfib_table->mft_table_id =
183         mfib_table->v6.table_id =
184             table_id;
185
186     mfib_table_lock(mfib_table->mft_index, FIB_PROTOCOL_IP6, src);
187
188     mfib_table->v6.rhead =
189         clib_mem_alloc_aligned (sizeof(*mfib_table->v6.rhead),
190                                 CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
191     rn_inithead0(mfib_table->v6.rhead, 8);
192
193     /*
194      * add the special entries into the new FIB
195      */
196     mfib_table_entry_update(mfib_table->mft_index,
197                             &all_zeros,
198                             MFIB_SOURCE_DEFAULT_ROUTE,
199                             MFIB_RPF_ID_NONE,
200                             MFIB_ENTRY_FLAG_DROP);
201
202     /*
203      * Add each of the specials
204      */
205     FOR_EACH_IP6_SPECIAL(&pfx,
206     ({
207         mfib_table_entry_path_update(mfib_table->mft_index,
208                                      &pfx,
209                                      MFIB_SOURCE_SPECIAL,
210                                      &path_for_us,
211                                      MFIB_ITF_FLAG_FORWARD);
212     }));
213
214     return (mfib_table->mft_index);
215 }
216
217 void
218 ip6_mfib_table_destroy (ip6_mfib_t *mfib)
219 {
220     mfib_table_t *mfib_table = (mfib_table_t*)mfib;
221     fib_node_index_t mfei;
222     mfib_prefix_t pfx = {
223         .fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6,
224     };
225     const fib_route_path_t path_for_us = {
226         .frp_proto = DPO_PROTO_IP6,
227         .frp_addr = zero_addr,
228         .frp_sw_if_index = 0xffffffff,
229         .frp_fib_index = ~0,
230         .frp_weight = 0,
231         .frp_flags = FIB_ROUTE_PATH_LOCAL,
232     };
233
234     /*
235      * remove all the specials we added when the table was created.
236      */
237     FOR_EACH_IP6_SPECIAL(&pfx,
238     {
239         mfib_table_entry_path_remove(mfib_table->mft_index,
240                                      &pfx,
241                                      MFIB_SOURCE_SPECIAL,
242                                      &path_for_us);
243     });
244
245     mfei = mfib_table_lookup_exact_match(mfib_table->mft_index, &all_zeros);
246     mfib_table_entry_delete_index(mfei, MFIB_SOURCE_DEFAULT_ROUTE);
247
248     /*
249      * validate no more routes.
250      */
251     ASSERT(0 == mfib_table->mft_total_route_counts);
252     ASSERT(~0 != mfib_table->mft_table_id);
253
254     hash_unset (ip6_main.mfib_index_by_table_id, mfib_table->mft_table_id);
255     clib_mem_free(mfib_table->v6.rhead);
256     pool_put(ip6_main.mfibs, mfib_table);
257 }
258
259 void
260 ip6_mfib_interface_enable_disable (u32 sw_if_index, int is_enable)
261 {
262     const fib_route_path_t path = {
263         .frp_proto = DPO_PROTO_IP6,
264         .frp_addr = zero_addr,
265         .frp_sw_if_index = sw_if_index,
266         .frp_fib_index = ~0,
267         .frp_weight = 0,
268     };
269     mfib_prefix_t pfx = {
270         .fp_proto = FIB_PROTOCOL_IP6,
271     };
272     u32 mfib_index;
273
274     vec_validate (ip6_main.mfib_index_by_sw_if_index, sw_if_index);
275     mfib_index = ip6_mfib_table_get_index_for_sw_if_index(sw_if_index);
276
277     if (is_enable)
278     {
279         FOR_EACH_IP6_SPECIAL(&pfx,
280         {
281             mfib_table_entry_path_update(mfib_index,
282                                          &pfx,
283                                          MFIB_SOURCE_SPECIAL,
284                                          &path,
285                                          MFIB_ITF_FLAG_ACCEPT);
286         });
287     }
288     else
289     {
290         FOR_EACH_IP6_SPECIAL(&pfx,
291         {
292             mfib_table_entry_path_remove(mfib_index,
293                                          &pfx,
294                                          MFIB_SOURCE_SPECIAL,
295                                          &path);
296         });
297     }
298 }
299
300 u32
301 ip6_mfib_table_find_or_create_and_lock (u32 table_id,
302                                         mfib_source_t src)
303 {
304     u32 index;
305
306     index = ip6_mfib_index_from_table_id(table_id);
307     if (~0 == index)
308         return ip6_create_mfib_with_table_id(table_id, src);
309     mfib_table_lock(index, FIB_PROTOCOL_IP6, src);
310
311     return (index);
312 }
313
314 u32
315 ip6_mfib_table_get_index_for_sw_if_index (u32 sw_if_index)
316 {
317     if (sw_if_index >= vec_len(ip6_main.mfib_index_by_sw_if_index))
318     {
319         /*
320          * This is the case for interfaces that are not yet mapped to
321          * a IP table
322          */
323         return (~0);
324     }
325     return (ip6_main.mfib_index_by_sw_if_index[sw_if_index]);
326 }
327
328 #define IP6_MFIB_MK_KEY(_grp, _src, _key)                           \
329 {                                                                   \
330     (_key)->key[0] = 33;                                            \
331     memcpy((_key)->key+1, _grp, 16);                                \
332     memcpy((_key)->key+17, _src, 16);                               \
333 }
334
335 #define IP6_MFIB_MK_KEY_MASK(_grp, _src, _len, _key)                \
336 {                                                                   \
337     IP6_MFIB_MK_KEY(_grp, _src, _key);                              \
338                                                                     \
339     (_key)->mask[0] = 33;                                           \
340     if (_len <= 128)                                                \
341     {                                                               \
342         memcpy((_key)->mask+1, &ip6_main.fib_masks[_len], 16);      \
343         memset((_key)->mask+17, 0, 16);                             \
344     }                                                               \
345     else                                                            \
346     {                                                               \
347         ASSERT(_len == 256);                                        \
348         memcpy((_key)->mask+1, &ip6_main.fib_masks[128], 16);       \
349         memcpy((_key)->mask+17, &ip6_main.fib_masks[128], 16);      \
350     }                                                               \
351 }
352
353 /*
354  * ip6_fib_table_lookup_exact_match
355  *
356  * Exact match prefix lookup
357  */
358 fib_node_index_t
359 ip6_mfib_table_lookup_exact_match (const ip6_mfib_t *mfib,
360                                    const ip6_address_t *grp,
361                                    const ip6_address_t *src,
362                                    u32 len)
363 {
364     ip6_mfib_node_t *i6mn;
365     ip6_mfib_key_t key;
366
367     IP6_MFIB_MK_KEY_MASK(grp, src, len, &key);
368
369     i6mn = (ip6_mfib_node_t*) rn_lookup(key.key, key.mask,
370                                         (struct radix_node_head *)mfib->rhead);
371
372     if (NULL == i6mn)
373     {
374         return (INDEX_INVALID);
375     }
376
377     return (i6mn->i6mn_entry);
378 }
379
380 /*
381  * ip6_fib_table_lookup
382  *
383  * Longest prefix match
384  */
385 fib_node_index_t
386 ip6_mfib_table_lookup (const ip6_mfib_t *mfib,
387                        const ip6_address_t *src,
388                        const ip6_address_t *grp,
389                        u32 len)
390 {
391     ip6_mfib_node_t *i6mn;
392     ip6_mfib_key_t key;
393
394     IP6_MFIB_MK_KEY_MASK(grp, src, len, &key);
395
396     i6mn = (ip6_mfib_node_t*) rn_search_m(key.key,
397                                           mfib->rhead->rnh_treetop,
398                                           key.mask);
399
400     ASSERT(NULL != i6mn);
401
402     return (i6mn->i6mn_entry);
403 }
404
405 /*
406  * ip6_fib_table_lookup
407  *
408  * Longest prefix match no mask
409  */
410 fib_node_index_t
411 ip6_mfib_table_lookup2 (const ip6_mfib_t *mfib,
412                         const ip6_address_t *src,
413                         const ip6_address_t *grp)
414 {
415     ip6_mfib_node_t *i6mn;
416     ip6_mfib_key_t key;
417
418     IP6_MFIB_MK_KEY(grp, src, &key);
419
420     i6mn = (ip6_mfib_node_t*) rn_match(key.key,
421                                        (struct radix_node_head *)mfib->rhead); // const cast
422
423     ASSERT(NULL != i6mn);
424
425     return (i6mn->i6mn_entry);
426 }
427
428 void
429 ip6_mfib_table_entry_insert (ip6_mfib_t *mfib,
430                              const ip6_address_t *grp,
431                              const ip6_address_t *src,
432                              u32 len,
433                              fib_node_index_t mfib_entry_index)
434 {
435     ip6_mfib_node_t *i6mn = clib_mem_alloc(sizeof(*i6mn));
436
437     memset(i6mn->i6mn_nodes, 0, sizeof(i6mn->i6mn_nodes));
438
439     IP6_MFIB_MK_KEY_MASK(grp, src, len, &i6mn->i6mn_key);
440     i6mn->i6mn_entry = mfib_entry_index;
441
442     if (NULL == rn_addroute(i6mn->i6mn_key.key,
443                             i6mn->i6mn_key.mask,
444                             mfib->rhead,
445                             i6mn->i6mn_nodes))
446     {
447         ASSERT(0);
448     }
449 }
450
451 void
452 ip6_mfib_table_entry_remove (ip6_mfib_t *mfib,
453                              const ip6_address_t *grp,
454                              const ip6_address_t *src,
455                              u32 len)
456 {
457     ip6_mfib_node_t *i6mn;
458     ip6_mfib_key_t key;
459
460     IP6_MFIB_MK_KEY_MASK(grp, src, len, &key);
461
462     i6mn = (ip6_mfib_node_t*) rn_delete(key.key, key.mask, mfib->rhead);
463
464     clib_mem_free(i6mn);
465 }
466
467 static clib_error_t *
468 ip6_mfib_module_init (vlib_main_t * vm)
469 {
470     return (NULL);
471 }
472
473 VLIB_INIT_FUNCTION(ip6_mfib_module_init);
474
475 u8 *
476 format_ip6_mfib_table_memory (u8 * s, va_list * args)
477 {
478     s = format(s, "%=30s %=6d %=8s\n",
479                "IPv6 multicast",
480                pool_elts(ip6_main.mfibs), "???");
481
482     return (s);
483 }
484
485 static void
486 ip6_mfib_table_show_one (ip6_mfib_t *mfib,
487                          vlib_main_t * vm,
488                          ip6_address_t *src,
489                          ip6_address_t *grp,
490                          u32 mask_len)
491 {
492     vlib_cli_output(vm, "%U",
493                     format_mfib_entry,
494                     ip6_mfib_table_lookup(mfib, src, grp, mask_len),
495                     MFIB_ENTRY_FORMAT_DETAIL);
496 }
497
498 typedef struct ip6_mfib_show_ctx_t_ {
499     fib_node_index_t *entries;
500 } ip6_mfib_show_ctx_t;
501
502
503 static int
504 ip6_mfib_table_collect_entries (fib_node_index_t mfei, void *arg)
505 {
506     ip6_mfib_show_ctx_t *ctx = arg;
507
508     vec_add1(ctx->entries, mfei);
509
510     return (0);
511 }
512
513 static void
514 ip6_mfib_table_show_all (ip6_mfib_t *mfib,
515                          vlib_main_t * vm)
516 {
517     fib_node_index_t *mfib_entry_index;
518     ip6_mfib_show_ctx_t ctx = {
519         .entries = NULL,
520     };
521
522     ip6_mfib_table_walk(mfib,
523                         ip6_mfib_table_collect_entries,
524                         &ctx);
525
526     vec_sort_with_function(ctx.entries, mfib_entry_cmp_for_sort);
527
528     vec_foreach(mfib_entry_index, ctx.entries)
529     {
530         vlib_cli_output(vm, "%U",
531                         format_mfib_entry,
532                         *mfib_entry_index,
533                         MFIB_ENTRY_FORMAT_BRIEF);
534     }
535
536     vec_free(ctx.entries);
537 }
538
539 typedef struct ip6_mfib_radix_walk_ctx_t_
540 {
541     mfib_table_walk_fn_t user_fn;
542     void *user_ctx;
543 } ip6_mfib_radix_walk_ctx_t;
544
545 static int
546 ip6_mfib_table_radix_walk (struct radix_node *rn,
547                            void *arg)
548 {
549     ip6_mfib_radix_walk_ctx_t *ctx = arg;
550     ip6_mfib_node_t *i6mn;
551
552     i6mn = (ip6_mfib_node_t*) rn;
553
554     ctx->user_fn(i6mn->i6mn_entry, ctx->user_ctx);
555
556     return (0);
557 }
558
559 void
560 ip6_mfib_table_walk (ip6_mfib_t *mfib,
561                      mfib_table_walk_fn_t fn,
562                      void *ctx)
563 {
564     ip6_mfib_radix_walk_ctx_t rn_ctx = {
565         .user_fn = fn,
566         .user_ctx = ctx,
567     };
568
569     rn_walktree(mfib->rhead,
570                 ip6_mfib_table_radix_walk,
571                 &rn_ctx);
572 }
573
574 static clib_error_t *
575 ip6_show_mfib (vlib_main_t * vm,
576                unformat_input_t * input,
577                vlib_cli_command_t * cmd)
578 {
579     ip6_main_t * im6 = &ip6_main;
580     mfib_table_t *mfib_table;
581     int verbose, matching;
582     ip6_address_t grp, src = {{0}};
583     u32 mask = 32;
584     int table_id = -1, fib_index = ~0;
585
586     verbose = 1;
587     matching = 0;
588
589     while (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
590     {
591         if (unformat (input, "brief") || unformat (input, "summary")
592             || unformat (input, "sum"))
593             verbose = 0;
594
595         else if (unformat (input, "%U %U",
596                            unformat_ip6_address, &src,
597                            unformat_ip6_address, &grp))
598         {
599             matching = 1;
600             mask = 256;
601         }
602         else if (unformat (input, "%U/%d", unformat_ip6_address, &grp, &mask))
603         {
604             memset(&src, 0, sizeof(src));
605             matching = 1;
606         }
607         else if (unformat (input, "%U", unformat_ip6_address, &grp))
608         {
609             memset(&src, 0, sizeof(src));
610             matching = 1;
611             mask = 128;
612         }
613         else if (unformat (input, "table %d", &table_id))
614             ;
615         else if (unformat (input, "index %d", &fib_index))
616             ;
617         else
618             break;
619     }
620
621     pool_foreach (mfib_table, im6->mfibs,
622     ({
623         ip6_mfib_t *mfib = &mfib_table->v6;
624
625         if (table_id >= 0 && table_id != (int)mfib->table_id)
626             continue;
627         if (fib_index != ~0 && fib_index != (int)mfib->index)
628             continue;
629
630         vlib_cli_output (vm, "%U, fib_index %d",
631                          format_mfib_table_name, mfib->index, FIB_PROTOCOL_IP6,
632                          mfib->index);
633
634         /* Show summary? */
635         if (! verbose)
636         {
637             /* vlib_cli_output (vm, "%=20s%=16s", "Prefix length", "Count"); */
638             /* for (i = 0; i < ARRAY_LEN (mfib->fib_entry_by_dst_address); i++) */
639             /* { */
640             /*     uword * hash = mfib->fib_entry_by_dst_address[i]; */
641             /*     uword n_elts = hash_elts (hash); */
642             /*     if (n_elts > 0) */
643             /*         vlib_cli_output (vm, "%20d%16d", i, n_elts); */
644             /* } */
645             continue;
646         }
647
648         if (!matching)
649         {
650             ip6_mfib_table_show_all(mfib, vm);
651         }
652         else
653         {
654             ip6_mfib_table_show_one(mfib, vm, &src, &grp, mask);
655         }
656     }));
657
658     return 0;
659 }
660
661 /*
662  * This command displays the IPv6 MulticasrFIB Tables (VRF Tables) and
663  * the route entries for each table.
664  *
665  * @note This command will run for a long time when the FIB tables are
666  * comprised of millions of entries. For those senarios, consider displaying
667  * a single table or summary mode.
668  *
669  * @cliexpar
670  * Example of how to display all the IPv6 Multicast FIB tables:
671  * @cliexstart{show ip fib}
672  * ipv6-VRF:0, fib_index 0
673  * (*, 0.0.0.0/0):  flags:D,
674  *  Interfaces:
675  *  multicast-ip6-chain
676  *   [@1]: dpo-drop ip6
677  * (*, 232.1.1.1/32):
678  * Interfaces:
679  *  test-eth1: Forward,
680  *  test-eth2: Forward,
681  *  test-eth0: Accept,
682  * multicast-ip6-chain
683  * [@2]: dpo-replicate: [index:1 buckets:2 to:[0:0]]
684  *   [0] [@1]: ipv6-mcast: test-eth1: IP6: d0:d1:d2:d3:d4:01 -> 01:00:05:00:00:00
685  *   [1] [@1]: ipv6-mcast: test-eth2: IP6: d0:d1:d2:d3:d4:02 -> 01:00:05:00:00:00
686  *
687  * @cliexend
688  * Example of how to display a summary of all IPv6 FIB tables:
689  * @cliexstart{show ip fib summary}
690  * ipv6-VRF:0, fib_index 0, flow hash: src dst sport dport proto
691  *     Prefix length         Count
692  *                    0               1
693  *                    8               2
694  *                   32               4
695  * ipv6-VRF:7, fib_index 1, flow hash: src dst sport dport proto
696  *     Prefix length         Count
697  *                    0               1
698  *                    8               2
699  *                   24               2
700  *                   32               4
701  * @cliexend
702  */
703 /* *INDENT-OFF* */
704 VLIB_CLI_COMMAND (ip6_show_fib_command, static) = {
705     .path = "show ip6 mfib",
706     .short_help = "show ip mfib [summary] [table <table-id>] [index <fib-id>] [<grp-addr>[/<mask>]] [<grp-addr>] [<src-addr> <grp-addr>]",
707     .function = ip6_show_mfib,
708 };
709 /* *INDENT-ON* */