src/vnet/vxlan-gpe/encap.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2015 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  *  @brief Functions for encapsulating VXLAN GPE tunnels
  18  *
  19 */
  20 #include <vppinfra/error.h>
  21 #include <vppinfra/hash.h>
  22 #include <vnet/vnet.h>
  23 #include <vnet/ip/ip.h>
  24 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  25 #include <vnet/vxlan-gpe/vxlan_gpe.h>
  26
  27 /** Statistics (not really errors) */
  28 #define foreach_vxlan_gpe_encap_error    \
  29 _(ENCAPSULATED, "good packets encapsulated")
  30
  31 /**
  32  * @brief VXLAN GPE encap error strings
  33  */
  34 static char *vxlan_gpe_encap_error_strings[] = {
  35 #define _(sym,string) string,
  36   foreach_vxlan_gpe_encap_error
  37 #undef _
  38 };
  39
  40 /**
  41  * @brief Struct for VXLAN GPE errors/counters
  42  */
  43 typedef enum
  44 {
  45 #define _(sym,str) VXLAN_GPE_ENCAP_ERROR_##sym,
  46   foreach_vxlan_gpe_encap_error
  47 #undef _
  48     VXLAN_GPE_ENCAP_N_ERROR,
  49 } vxlan_gpe_encap_error_t;
  50
  51 /**
  52  * @brief Struct for tracing VXLAN GPE encapsulated packets
  53  */
  54 typedef struct
  55 {
  56   u32 tunnel_index;
  57 } vxlan_gpe_encap_trace_t;
  58
  59 /**
  60  * @brief Trace of packets encapsulated in VXLAN GPE
  61  *
  62  * @param *s
  63  * @param *args
  64  *
  65  * @return *s
  66  *
  67  */
  68 u8 *
  69 format_vxlan_gpe_encap_trace (u8 * s, va_list * args)
  70 {
  71   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  72   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  73   vxlan_gpe_encap_trace_t *t = va_arg (*args, vxlan_gpe_encap_trace_t *);
  74
  75   s = format (s, "VXLAN-GPE-ENCAP: tunnel %d", t->tunnel_index);
  76   return s;
  77 }
  78
  79 /**
  80  * @brief Instantiates UDP + VXLAN-GPE header then set next node to IP4|6 lookup
  81  *
  82  * @param *ngm
  83  * @param *b0
  84  * @param *t0 contains rewrite header
  85  * @param *next0 relative index of next dispatch function (next node)
  86  * @param is_v4 Is this IPv4? (or IPv6)
  87  *
  88  */
  89 always_inline void
  90 vxlan_gpe_encap_one_inline (vxlan_gpe_main_t * ngm, vlib_buffer_t * b0,
  91                             vxlan_gpe_tunnel_t * t0, u32 * next0, u8 is_v4)
  92 {
  93   ASSERT (sizeof (ip4_vxlan_gpe_header_t) == 36);
  94   ASSERT (sizeof (ip6_vxlan_gpe_header_t) == 56);
  95
  96   ip_udp_encap_one (ngm->vlib_main, b0, t0->rewrite, t0->rewrite_size, is_v4);
  97   next0[0] = t0->encap_next_node;
  98 }
  99
 100 /**
 101  * @brief Instantiates UDP + VXLAN-GPE header then set next node to IP4|6 lookup for two packets
 102  *
 103  * @param *ngm
 104  * @param *b0 Packet0
 105  * @param *b1 Packet1
 106  * @param *t0 contains rewrite header for Packet0
 107  * @param *t1 contains rewrite header for Packet1
 108  * @param *next0 relative index of next dispatch function (next node) for Packet0
 109  * @param *next1 relative index of next dispatch function (next node) for Packet1
 110  * @param is_v4 Is this IPv4? (or IPv6)
 111  *
 112  */
 113 always_inline void
 114 vxlan_gpe_encap_two_inline (vxlan_gpe_main_t * ngm, vlib_buffer_t * b0,
 115                             vlib_buffer_t * b1, vxlan_gpe_tunnel_t * t0,
 116                             vxlan_gpe_tunnel_t * t1, u32 * next0,
 117                             u32 * next1, u8 is_v4)
 118 {
 119   ASSERT (sizeof (ip4_vxlan_gpe_header_t) == 36);
 120   ASSERT (sizeof (ip6_vxlan_gpe_header_t) == 56);
 121
 122   ip_udp_encap_one (ngm->vlib_main, b0, t0->rewrite, t0->rewrite_size, is_v4);
 123   ip_udp_encap_one (ngm->vlib_main, b1, t1->rewrite, t1->rewrite_size, is_v4);
 124   next0[0] = next1[0] = t0->encap_next_node;
 125 }
 126
 127 /**
 128  * @brief Common processing for IPv4 and IPv6 VXLAN GPE encap dispatch functions
 129  *
 130  * It is worth noting that other than trivial UDP forwarding (transit), VXLAN GPE
 131  * tunnels are "establish local". This means that we don't have a TX interface as yet
 132  * as we need to look up where the outer-header dest is. By setting the TX index in the
 133  * buffer metadata to the encap FIB, we can do a lookup to get the adjacency and real TX.
 134  *
 135  *      vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = t0->encap_fib_index;
 136  *
 137  * @node vxlan-gpe-input
 138  * @param *vm
 139  * @param *node
 140  * @param *from_frame
 141  *
 142  * @return from_frame->n_vectors
 143  *
 144  */
 145 static uword
 146 vxlan_gpe_encap (vlib_main_t * vm,
 147                  vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * from_frame)
 148 {
 149   u32 n_left_from, next_index, *from, *to_next;
 150   vxlan_gpe_main_t *ngm = &vxlan_gpe_main;
 151   vnet_main_t *vnm = ngm->vnet_main;
 152   vnet_interface_main_t *im = &vnm->interface_main;
 153   u32 pkts_encapsulated = 0;
 154   u32 thread_index = vlib_get_thread_index ();
 155   u32 stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes;
 156
 157   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
 158   n_left_from = from_frame->n_vectors;
 159
 160   next_index = node->cached_next_index;
 161   stats_sw_if_index = node->runtime_data[0];
 162   stats_n_packets = stats_n_bytes = 0;
 163
 164   while (n_left_from > 0)
 165     {
 166       u32 n_left_to_next;
 167
 168       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index, to_next, n_left_to_next);
 169
 170       while (n_left_from >= 4 && n_left_to_next >= 2)
 171         {
 172           u32 bi0, bi1;
 173           vlib_buffer_t *b0, *b1;
 174           u32 next0, next1;
 175           u32 sw_if_index0, sw_if_index1, len0, len1;
 176           vnet_hw_interface_t *hi0, *hi1;
 177           vxlan_gpe_tunnel_t *t0, *t1;
 178           u8 is_ip4_0, is_ip4_1;
 179
 180           next0 = next1 = VXLAN_GPE_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP;
 181
 182           /* Prefetch next iteration. */
 183           {
 184             vlib_buffer_t *p2, *p3;
 185
 186             p2 = vlib_get_buffer (vm, from[2]);
 187             p3 = vlib_get_buffer (vm, from[3]);
 188
 189             vlib_prefetch_buffer_header (p2, LOAD);
 190             vlib_prefetch_buffer_header (p3, LOAD);
 191
 192             CLIB_PREFETCH (p2->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 193             CLIB_PREFETCH (p3->data, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 194           }
 195
 196           bi0 = from[0];
 197           bi1 = from[1];
 198           to_next[0] = bi0;
 199           to_next[1] = bi1;
 200           from += 2;
 201           to_next += 2;
 202           n_left_to_next -= 2;
 203           n_left_from -= 2;
 204
 205           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 206           b1 = vlib_get_buffer (vm, bi1);
 207
 208           /* 1-wide cache? */
 209           sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 210           sw_if_index1 = vnet_buffer (b1)->sw_if_index[VLIB_TX];
 211           hi0 =
 212             vnet_get_sup_hw_interface (vnm,
 213                                        vnet_buffer (b0)->sw_if_index
 214                                        [VLIB_TX]);
 215           hi1 =
 216             vnet_get_sup_hw_interface (vnm,
 217                                        vnet_buffer (b1)->sw_if_index
 218                                        [VLIB_TX]);
 219
 220           t0 = pool_elt_at_index (ngm->tunnels, hi0->dev_instance);
 221           t1 = pool_elt_at_index (ngm->tunnels, hi1->dev_instance);
 222
 223           is_ip4_0 = (t0->flags & VXLAN_GPE_TUNNEL_IS_IPV4);
 224           is_ip4_1 = (t1->flags & VXLAN_GPE_TUNNEL_IS_IPV4);
 225
 226           if (PREDICT_TRUE (is_ip4_0 == is_ip4_1))
 227             {
 228               vxlan_gpe_encap_two_inline (ngm, b0, b1, t0, t1, &next0, &next1,
 229                                           is_ip4_0);
 230             }
 231           else
 232             {
 233               vxlan_gpe_encap_one_inline (ngm, b0, t0, &next0, is_ip4_0);
 234               vxlan_gpe_encap_one_inline (ngm, b1, t1, &next1, is_ip4_1);
 235             }
 236
 237           /* Reset to look up tunnel partner in the configured FIB */
 238           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = t0->encap_fib_index;
 239           vnet_buffer (b1)->sw_if_index[VLIB_TX] = t1->encap_fib_index;
 240           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index0;
 241           vnet_buffer (b1)->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index1;
 242           pkts_encapsulated += 2;
 243
 244           len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 245           len1 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 246           stats_n_packets += 2;
 247           stats_n_bytes += len0 + len1;
 248
 249           /* Batch stats increment on the same vxlan tunnel so counter is not
 250              incremented per packet. Note stats are still incremented for deleted
 251              and admin-down tunnel where packets are dropped. It is not worthwhile
 252              to check for this rare case and affect normal path performance. */
 253           if (PREDICT_FALSE ((sw_if_index0 != stats_sw_if_index)
 254                              || (sw_if_index1 != stats_sw_if_index)))
 255             {
 256               stats_n_packets -= 2;
 257               stats_n_bytes -= len0 + len1;
 258               if (sw_if_index0 == sw_if_index1)
 259                 {
 260                   if (stats_n_packets)
 261                     vlib_increment_combined_counter
 262                       (im->combined_sw_if_counters +
 263                        VNET_INTERFACE_COUNTER_TX, thread_index,
 264                        stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes);
 265                   stats_sw_if_index = sw_if_index0;
 266                   stats_n_packets = 2;
 267                   stats_n_bytes = len0 + len1;
 268                 }
 269               else
 270                 {
 271                   vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters
 272                                                    +
 273                                                    VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 274                                                    thread_index, sw_if_index0,
 275                                                    1, len0);
 276                   vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters
 277                                                    +
 278                                                    VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 279                                                    thread_index, sw_if_index1,
 280                                                    1, len1);
 281                 }
 282             }
 283
 284           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 285             {
 286               vxlan_gpe_encap_trace_t *tr =
 287                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 288               tr->tunnel_index = t0 - ngm->tunnels;
 289             }
 290
 291           if (PREDICT_FALSE (b1->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 292             {
 293               vxlan_gpe_encap_trace_t *tr = vlib_add_trace (vm, node, b1,
 294                                                             sizeof (*tr));
 295               tr->tunnel_index = t1 - ngm->tunnels;
 296             }
 297
 298           vlib_validate_buffer_enqueue_x2 (vm, node, next_index, to_next,
 299                                            n_left_to_next, bi0, bi1, next0,
 300                                            next1);
 301         }
 302
 303       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 304         {
 305           u32 bi0;
 306           vlib_buffer_t *b0;
 307           u32 next0 = VXLAN_GPE_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP;
 308           u32 sw_if_index0, len0;
 309           vnet_hw_interface_t *hi0;
 310           vxlan_gpe_tunnel_t *t0;
 311           u8 is_ip4_0;
 312
 313           bi0 = from[0];
 314           to_next[0] = bi0;
 315           from += 1;
 316           to_next += 1;
 317           n_left_from -= 1;
 318           n_left_to_next -= 1;
 319
 320           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 321
 322           /* 1-wide cache? */
 323           sw_if_index0 = vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 324           hi0 =
 325             vnet_get_sup_hw_interface (vnm,
 326                                        vnet_buffer (b0)->sw_if_index
 327                                        [VLIB_TX]);
 328
 329           t0 = pool_elt_at_index (ngm->tunnels, hi0->dev_instance);
 330
 331           is_ip4_0 = (t0->flags & VXLAN_GPE_TUNNEL_IS_IPV4);
 332
 333           vxlan_gpe_encap_one_inline (ngm, b0, t0, &next0, is_ip4_0);
 334
 335           /* Reset to look up tunnel partner in the configured FIB */
 336           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = t0->encap_fib_index;
 337           vnet_buffer (b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index0;
 338           pkts_encapsulated++;
 339
 340           len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 341           stats_n_packets += 1;
 342           stats_n_bytes += len0;
 343
 344           /* Batch stats increment on the same vxlan tunnel so counter is not
 345            *  incremented per packet. Note stats are still incremented for deleted
 346            *  and admin-down tunnel where packets are dropped. It is not worthwhile
 347            *  to check for this rare case and affect normal path performance. */
 348           if (PREDICT_FALSE (sw_if_index0 != stats_sw_if_index))
 349             {
 350               stats_n_packets -= 1;
 351               stats_n_bytes -= len0;
 352               if (stats_n_packets)
 353                 vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters +
 354                                                  VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 355                                                  thread_index,
 356                                                  stats_sw_if_index,
 357                                                  stats_n_packets,
 358                                                  stats_n_bytes);
 359               stats_n_packets = 1;
 360               stats_n_bytes = len0;
 361               stats_sw_if_index = sw_if_index0;
 362             }
 363           if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 364             {
 365               vxlan_gpe_encap_trace_t *tr = vlib_add_trace (vm, node, b0,
 366                                                             sizeof (*tr));
 367               tr->tunnel_index = t0 - ngm->tunnels;
 368             }
 369           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index, to_next,
 370                                            n_left_to_next, bi0, next0);
 371         }
 372
 373       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 374     }
 375   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 376                                VXLAN_GPE_ENCAP_ERROR_ENCAPSULATED,
 377                                pkts_encapsulated);
 378   /* Increment any remaining batch stats */
 379   if (stats_n_packets)
 380     {
 381       vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters +
 382                                        VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 383                                        thread_index, stats_sw_if_index,
 384                                        stats_n_packets, stats_n_bytes);
 385       node->runtime_data[0] = stats_sw_if_index;
 386     }
 387
 388   return from_frame->n_vectors;
 389 }
 390
 391 /* *INDENT-OFF* */
 392 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan_gpe_encap_node) = {
 393   .function = vxlan_gpe_encap,
 394   .name = "vxlan-gpe-encap",
 395   .vector_size = sizeof (u32),
 396   .format_trace = format_vxlan_gpe_encap_trace,
 397   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 398
 399   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_gpe_encap_error_strings),
 400   .error_strings = vxlan_gpe_encap_error_strings,
 401
 402   .n_next_nodes = VXLAN_GPE_ENCAP_N_NEXT,
 403
 404   .next_nodes = {
 405     [VXLAN_GPE_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP] = "ip4-lookup",
 406     [VXLAN_GPE_ENCAP_NEXT_IP6_LOOKUP] = "ip6-lookup",
 407     [VXLAN_GPE_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 408   },
 409 };
 410 /* *INDENT-ON* */
 411
 412
 413 /*
 414  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 415  *
 416  * Local Variables:
 417  * eval: (c-set-style "gnu")
 418  * End:
 419  */