src/vnet/udp/udp.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2016-2019 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 /** @file
  17     udp state machine, etc.
  18 */
  19
  20 #include <vnet/udp/udp.h>
  21 #include <vnet/session/session.h>
  22 #include <vnet/dpo/load_balance.h>
  23 #include <vnet/fib/ip4_fib.h>
  24
  25 udp_main_t udp_main;
  26
  27 udp_connection_t *
  28 udp_connection_alloc (u32 thread_index)
  29 {
  30   udp_main_t *um = &udp_main;
  31   udp_connection_t *uc;
  32   u32 will_expand = 0;
  33   pool_get_aligned_will_expand (um->connections[thread_index], will_expand,
  34                                 CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
  35
  36   if (PREDICT_FALSE (will_expand))
  37     {
  38       clib_spinlock_lock_if_init (&udp_main.peekers_write_locks
  39                                   [thread_index]);
  40       pool_get_aligned (udp_main.connections[thread_index], uc,
  41                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
  42       clib_spinlock_unlock_if_init (&udp_main.peekers_write_locks
  43                                     [thread_index]);
  44     }
  45   else
  46     {
  47       pool_get_aligned (um->connections[thread_index], uc,
  48                         CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
  49     }
  50   clib_memset (uc, 0, sizeof (*uc));
  51   uc->c_c_index = uc - um->connections[thread_index];
  52   uc->c_thread_index = thread_index;
  53   uc->c_proto = TRANSPORT_PROTO_UDP;
  54   clib_spinlock_init (&uc->rx_lock);
  55   return uc;
  56 }
  57
  58 void
  59 udp_connection_free (udp_connection_t * uc)
  60 {
  61   pool_put (udp_main.connections[uc->c_thread_index], uc);
  62   if (CLIB_DEBUG)
  63     clib_memset (uc, 0xFA, sizeof (*uc));
  64 }
  65
  66 u32
  67 udp_session_bind (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
  68 {
  69   udp_main_t *um = vnet_get_udp_main ();
  70   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
  71   udp_connection_t *listener;
  72   u32 node_index;
  73   void *iface_ip;
  74   udp_dst_port_info_t *pi;
  75
  76   pi = udp_get_dst_port_info (um, lcl->port, lcl->is_ip4);
  77   if (pi)
  78     return -1;
  79
  80   pool_get (um->listener_pool, listener);
  81   clib_memset (listener, 0, sizeof (udp_connection_t));
  82
  83   listener->c_lcl_port = lcl->port;
  84   listener->c_c_index = listener - um->listener_pool;
  85
  86   /* If we are provided a sw_if_index, bind using one of its ips */
  87   if (ip_is_zero (&lcl->ip, 1) && lcl->sw_if_index != ENDPOINT_INVALID_INDEX)
  88     {
  89       if ((iface_ip = ip_interface_get_first_ip (lcl->sw_if_index,
  90                                                  lcl->is_ip4)))
  91         ip_set (&lcl->ip, iface_ip, lcl->is_ip4);
  92     }
  93   ip_copy (&listener->c_lcl_ip, &lcl->ip, lcl->is_ip4);
  94   listener->c_is_ip4 = lcl->is_ip4;
  95   listener->c_proto = TRANSPORT_PROTO_UDP;
  96   listener->c_s_index = session_index;
  97   listener->c_fib_index = lcl->fib_index;
  98   listener->owns_port = 1;
  99   clib_spinlock_init (&listener->rx_lock);
 100
 101   node_index = lcl->is_ip4 ? udp4_input_node.index : udp6_input_node.index;
 102   udp_register_dst_port (vm, clib_net_to_host_u16 (lcl->port), node_index,
 103                          1 /* is_ipv4 */ );
 104   return listener->c_c_index;
 105 }
 106
 107 u32
 108 udp_session_unbind (u32 listener_index)
 109 {
 110   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 111
 112   udp_connection_t *listener;
 113   listener = udp_listener_get (listener_index);
 114   udp_unregister_dst_port (vm, clib_net_to_host_u16 (listener->c_lcl_port),
 115                            listener->c_is_ip4);
 116   return 0;
 117 }
 118
 119 transport_connection_t *
 120 udp_session_get_listener (u32 listener_index)
 121 {
 122   udp_connection_t *us;
 123
 124   us = udp_listener_get (listener_index);
 125   return &us->connection;
 126 }
 127
 128 u32
 129 udp_push_header (transport_connection_t * tc, vlib_buffer_t * b)
 130 {
 131   udp_connection_t *uc;
 132   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 133
 134   uc = udp_get_connection_from_transport (tc);
 135
 136   vlib_buffer_push_udp (b, uc->c_lcl_port, uc->c_rmt_port, 1);
 137   if (tc->is_ip4)
 138     vlib_buffer_push_ip4 (vm, b, &uc->c_lcl_ip4, &uc->c_rmt_ip4,
 139                           IP_PROTOCOL_UDP, 1);
 140   else
 141     {
 142       ip6_header_t *ih;
 143       ih = vlib_buffer_push_ip6 (vm, b, &uc->c_lcl_ip6, &uc->c_rmt_ip6,
 144                                  IP_PROTOCOL_UDP);
 145       vnet_buffer (b)->l3_hdr_offset = (u8 *) ih - b->data;
 146     }
 147   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX] = 0;
 148   vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_TX] = uc->c_fib_index;
 149   b->flags |= VNET_BUFFER_F_LOCALLY_ORIGINATED;
 150
 151   return 0;
 152 }
 153
 154 transport_connection_t *
 155 udp_session_get (u32 connection_index, u32 thread_index)
 156 {
 157   udp_connection_t *uc;
 158   uc = udp_connection_get (connection_index, thread_index);
 159   if (uc)
 160     return &uc->connection;
 161   return 0;
 162 }
 163
 164 void
 165 udp_session_close (u32 connection_index, u32 thread_index)
 166 {
 167   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 168   udp_connection_t *uc;
 169   uc = udp_connection_get (connection_index, thread_index);
 170   if (uc)
 171     {
 172       if (uc->owns_port || !uc->is_connected)
 173         udp_unregister_dst_port (vm, clib_net_to_host_u16 (uc->c_lcl_port),
 174                                  uc->c_is_ip4);
 175       session_transport_delete_notify (&uc->connection);
 176       udp_connection_free (uc);
 177     }
 178 }
 179
 180 void
 181 udp_session_cleanup (u32 connection_index, u32 thread_index)
 182 {
 183   udp_connection_t *uc;
 184   uc = udp_connection_get (connection_index, thread_index);
 185   if (uc)
 186     udp_connection_free (uc);
 187 }
 188
 189 u8 *
 190 format_udp_connection_id (u8 * s, va_list * args)
 191 {
 192   udp_connection_t *uc = va_arg (*args, udp_connection_t *);
 193   if (!uc)
 194     return s;
 195   if (uc->c_is_ip4)
 196     s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", uc->c_thread_index, "U",
 197                 format_ip4_address, &uc->c_lcl_ip4,
 198                 clib_net_to_host_u16 (uc->c_lcl_port), format_ip4_address,
 199                 &uc->c_rmt_ip4, clib_net_to_host_u16 (uc->c_rmt_port));
 200   else
 201     s = format (s, "[#%d][%s] %U:%d->%U:%d", uc->c_thread_index, "U",
 202                 format_ip6_address, &uc->c_lcl_ip6,
 203                 clib_net_to_host_u16 (uc->c_lcl_port), format_ip6_address,
 204                 &uc->c_rmt_ip6, clib_net_to_host_u16 (uc->c_rmt_port));
 205   return s;
 206 }
 207
 208 u8 *
 209 format_udp_connection (u8 * s, va_list * args)
 210 {
 211   udp_connection_t *uc = va_arg (*args, udp_connection_t *);
 212   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
 213   if (!uc)
 214     return s;
 215   s = format (s, "%-50U", format_udp_connection_id, uc);
 216   if (verbose)
 217     {
 218       if (verbose == 1)
 219         s = format (s, "%-15s\n", "-");
 220       else
 221         s = format (s, "\n");
 222     }
 223   return s;
 224 }
 225
 226 u8 *
 227 format_udp_session (u8 * s, va_list * args)
 228 {
 229   u32 uci = va_arg (*args, u32);
 230   u32 thread_index = va_arg (*args, u32);
 231   u32 verbose = va_arg (*args, u32);
 232   udp_connection_t *uc;
 233
 234   uc = udp_connection_get (uci, thread_index);
 235   return format (s, "%U", format_udp_connection, uc, verbose);
 236 }
 237
 238 u8 *
 239 format_udp_half_open_session (u8 * s, va_list * args)
 240 {
 241   u32 __clib_unused tci = va_arg (*args, u32);
 242   clib_warning ("BUG");
 243   return 0;
 244 }
 245
 246 u8 *
 247 format_udp_listener_session (u8 * s, va_list * args)
 248 {
 249   u32 tci = va_arg (*args, u32);
 250   u32 __clib_unused verbose = va_arg (*args, u32);
 251   udp_connection_t *uc = udp_listener_get (tci);
 252   return format (s, "%U", format_udp_connection, uc);
 253 }
 254
 255 u16
 256 udp_send_mss (transport_connection_t * t)
 257 {
 258   /* TODO figure out MTU of output interface */
 259   return 1460;
 260 }
 261
 262 u32
 263 udp_send_space (transport_connection_t * t)
 264 {
 265   /* No constraint on TX window */
 266   return ~0;
 267 }
 268
 269 int
 270 udp_open_connection (transport_endpoint_cfg_t * rmt)
 271 {
 272   udp_main_t *um = vnet_get_udp_main ();
 273   vlib_main_t *vm = vlib_get_main ();
 274   u32 thread_index = vm->thread_index;
 275   udp_connection_t *uc;
 276   ip46_address_t lcl_addr;
 277   u32 node_index;
 278   u16 lcl_port;
 279
 280   if (transport_alloc_local_endpoint (TRANSPORT_PROTO_UDP, rmt, &lcl_addr,
 281                                       &lcl_port))
 282     return -1;
 283
 284   while (udp_get_dst_port_info (um, lcl_port, rmt->is_ip4))
 285     {
 286       lcl_port = transport_alloc_local_port (TRANSPORT_PROTO_UDP, &lcl_addr);
 287       if (lcl_port < 1)
 288         {
 289           clib_warning ("Failed to allocate src port");
 290           return -1;
 291         }
 292     }
 293
 294   node_index = rmt->is_ip4 ? udp4_input_node.index : udp6_input_node.index;
 295   udp_register_dst_port (vm, lcl_port, node_index, 1 /* is_ipv4 */ );
 296
 297   /* We don't poll main thread if we have workers */
 298   if (vlib_num_workers ())
 299     thread_index = 1;
 300
 301   uc = udp_connection_alloc (thread_index);
 302   ip_copy (&uc->c_rmt_ip, &rmt->ip, rmt->is_ip4);
 303   ip_copy (&uc->c_lcl_ip, &lcl_addr, rmt->is_ip4);
 304   uc->c_rmt_port = rmt->port;
 305   uc->c_lcl_port = clib_host_to_net_u16 (lcl_port);
 306   uc->c_is_ip4 = rmt->is_ip4;
 307   uc->c_proto = TRANSPORT_PROTO_UDP;
 308   uc->c_fib_index = rmt->fib_index;
 309   uc->owns_port = 1;
 310
 311   return uc->c_c_index;
 312 }
 313
 314 transport_connection_t *
 315 udp_session_get_half_open (u32 conn_index)
 316 {
 317   udp_connection_t *uc;
 318   u32 thread_index;
 319
 320   /* We don't poll main thread if we have workers */
 321   thread_index = vlib_num_workers ()? 1 : 0;
 322   uc = udp_connection_get (conn_index, thread_index);
 323   if (!uc)
 324     return 0;
 325   return &uc->connection;
 326 }
 327
 328 /* *INDENT-OFF* */
 329 static const transport_proto_vft_t udp_proto = {
 330   .start_listen = udp_session_bind,
 331   .connect = udp_open_connection,
 332   .stop_listen = udp_session_unbind,
 333   .push_header = udp_push_header,
 334   .get_connection = udp_session_get,
 335   .get_listener = udp_session_get_listener,
 336   .get_half_open = udp_session_get_half_open,
 337   .close = udp_session_close,
 338   .cleanup = udp_session_cleanup,
 339   .send_mss = udp_send_mss,
 340   .send_space = udp_send_space,
 341   .format_connection = format_udp_session,
 342   .format_half_open = format_udp_half_open_session,
 343   .format_listener = format_udp_listener_session,
 344   .transport_options = {
 345     .tx_type = TRANSPORT_TX_DGRAM,
 346     .service_type = TRANSPORT_SERVICE_CL,
 347   },
 348 };
 349 /* *INDENT-ON* */
 350
 351
 352 int
 353 udpc_connection_open (transport_endpoint_cfg_t * rmt)
 354 {
 355   udp_connection_t *uc;
 356   /* Reproduce the logic of udp_open_connection to find the correct thread */
 357   u32 thread_index = vlib_num_workers ()? 1 : vlib_get_main ()->thread_index;
 358   u32 uc_index;
 359   uc_index = udp_open_connection (rmt);
 360   if (uc_index == (u32) ~ 0)
 361     return -1;
 362   uc = udp_connection_get (uc_index, thread_index);
 363   uc->is_connected = 1;
 364   return uc_index;
 365 }
 366
 367 u32
 368 udpc_connection_listen (u32 session_index, transport_endpoint_t * lcl)
 369 {
 370   udp_connection_t *listener;
 371   u32 li_index;
 372   li_index = udp_session_bind (session_index, lcl);
 373   if (li_index == (u32) ~ 0)
 374     return -1;
 375   listener = udp_listener_get (li_index);
 376   listener->is_connected = 1;
 377   return li_index;
 378 }
 379
 380 /* *INDENT-OFF* */
 381 static const transport_proto_vft_t udpc_proto = {
 382   .start_listen = udpc_connection_listen,
 383   .stop_listen = udp_session_unbind,
 384   .connect = udpc_connection_open,
 385   .push_header = udp_push_header,
 386   .get_connection = udp_session_get,
 387   .get_listener = udp_session_get_listener,
 388   .get_half_open = udp_session_get_half_open,
 389   .close = udp_session_close,
 390   .cleanup = udp_session_cleanup,
 391   .send_mss = udp_send_mss,
 392   .send_space = udp_send_space,
 393   .format_connection = format_udp_session,
 394   .format_half_open = format_udp_half_open_session,
 395   .format_listener = format_udp_listener_session,
 396   .transport_options = {
 397     .tx_type = TRANSPORT_TX_DGRAM,
 398     .service_type = TRANSPORT_SERVICE_VC,
 399     .half_open_has_fifos = 1
 400   },
 401 };
 402 /* *INDENT-ON* */
 403
 404 static clib_error_t *
 405 udp_init (vlib_main_t * vm)
 406 {
 407   udp_main_t *um = vnet_get_udp_main ();
 408   ip_main_t *im = &ip_main;
 409   vlib_thread_main_t *tm = vlib_get_thread_main ();
 410   u32 num_threads;
 411   ip_protocol_info_t *pi;
 412   int i;
 413
 414   /*
 415    * Registrations
 416    */
 417
 418   /* IP registration */
 419   pi = ip_get_protocol_info (im, IP_PROTOCOL_UDP);
 420   if (pi == 0)
 421     return clib_error_return (0, "UDP protocol info AWOL");
 422   pi->format_header = format_udp_header;
 423   pi->unformat_pg_edit = unformat_pg_udp_header;
 424
 425   /* Register as transport with URI */
 426   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_UDP, &udp_proto,
 427                                FIB_PROTOCOL_IP4, ip4_lookup_node.index);
 428   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_UDP, &udp_proto,
 429                                FIB_PROTOCOL_IP6, ip6_lookup_node.index);
 430   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_UDPC, &udpc_proto,
 431                                FIB_PROTOCOL_IP4, ip4_lookup_node.index);
 432   transport_register_protocol (TRANSPORT_PROTO_UDPC, &udpc_proto,
 433                                FIB_PROTOCOL_IP6, ip6_lookup_node.index);
 434
 435   /*
 436    * Initialize data structures
 437    */
 438
 439   num_threads = 1 /* main thread */  + tm->n_threads;
 440   vec_validate (um->connections, num_threads - 1);
 441   vec_validate (um->connection_peekers, num_threads - 1);
 442   vec_validate (um->peekers_readers_locks, num_threads - 1);
 443   vec_validate (um->peekers_write_locks, num_threads - 1);
 444
 445   if (num_threads > 1)
 446     for (i = 0; i < num_threads; i++)
 447       {
 448         clib_spinlock_init (&um->peekers_readers_locks[i]);
 449         clib_spinlock_init (&um->peekers_write_locks[i]);
 450       }
 451   return 0;
 452 }
 453
 454 /* *INDENT-OFF* */
 455 VLIB_INIT_FUNCTION (udp_init) =
 456 {
 457   .runs_after = VLIB_INITS("ip_main_init", "ip4_lookup_init",
 458                            "ip6_lookup_init"),
 459 };
 460 /* *INDENT-ON* */
 461
 462
 463 static clib_error_t *
 464 show_udp_punt_fn (vlib_main_t * vm, unformat_input_t * input,
 465                   vlib_cli_command_t * cmd_arg)
 466 {
 467   udp_main_t *um = vnet_get_udp_main ();
 468
 469   clib_error_t *error = NULL;
 470
 471   if (unformat_check_input (input) != UNFORMAT_END_OF_INPUT)
 472     return clib_error_return (0, "unknown input `%U'", format_unformat_error,
 473                               input);
 474
 475   udp_dst_port_info_t *port_info;
 476   if (um->punt_unknown4)
 477     {
 478       vlib_cli_output (vm, "IPv4 UDP punt: enabled");
 479     }
 480   else
 481     {
 482       u8 *s = NULL;
 483       vec_foreach (port_info, um->dst_port_infos[UDP_IP4])
 484       {
 485         if (udp_is_valid_dst_port (port_info->dst_port, 1))
 486           {
 487             s = format (s, (!s) ? "%d" : ", %d", port_info->dst_port);
 488           }
 489       }
 490       s = format (s, "%c", 0);
 491       vlib_cli_output (vm, "IPV4 UDP ports punt : %s", s);
 492     }
 493
 494   if (um->punt_unknown6)
 495     {
 496       vlib_cli_output (vm, "IPv6 UDP punt: enabled");
 497     }
 498   else
 499     {
 500       u8 *s = NULL;
 501       vec_foreach (port_info, um->dst_port_infos[UDP_IP6])
 502       {
 503         if (udp_is_valid_dst_port (port_info->dst_port, 01))
 504           {
 505             s = format (s, (!s) ? "%d" : ", %d", port_info->dst_port);
 506           }
 507       }
 508       s = format (s, "%c", 0);
 509       vlib_cli_output (vm, "IPV6 UDP ports punt : %s", s);
 510     }
 511
 512   return (error);
 513 }
 514 /* *INDENT-OFF* */
 515 VLIB_CLI_COMMAND (show_tcp_punt_command, static) =
 516 {
 517   .path = "show udp punt",
 518   .short_help = "show udp punt [ipv4|ipv6]",
 519   .function = show_udp_punt_fn,
 520 };
 521 /* *INDENT-ON* */
 522
 523 /*
 524  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 525  *
 526  * Local Variables:
 527  * eval: (c-set-style "gnu")
 528  * End:
 529  */