src/vnet/vxlan/encap.c

   1
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16 #include <vppinfra/error.h>
  17 #include <vppinfra/hash.h>
  18 #include <vnet/vnet.h>
  19 #include <vnet/ip/ip.h>
  20 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  21 #include <vnet/vxlan/vxlan.h>
  22 #include <vnet/qos/qos_types.h>
  23 #include <vnet/adj/rewrite.h>
  24
  25 /* Statistics (not all errors) */
  26 #define foreach_vxlan_encap_error    \
  27 _(ENCAPSULATED, "good packets encapsulated")
  28
  29 static char * vxlan_encap_error_strings[] = {
  30 #define _(sym,string) string,
  31   foreach_vxlan_encap_error
  32 #undef _
  33 };
  34
  35 typedef enum {
  36 #define _(sym,str) VXLAN_ENCAP_ERROR_##sym,
  37     foreach_vxlan_encap_error
  38 #undef _
  39     VXLAN_ENCAP_N_ERROR,
  40 } vxlan_encap_error_t;
  41
  42 typedef enum {
  43     VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP,
  44     VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
  45 } vxlan_encap_next_t;
  46
  47 typedef struct {
  48   u32 tunnel_index;
  49   u32 vni;
  50 } vxlan_encap_trace_t;
  51
  52 u8 * format_vxlan_encap_trace (u8 * s, va_list * args)
  53 {
  54   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  55   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  56   vxlan_encap_trace_t * t
  57       = va_arg (*args, vxlan_encap_trace_t *);
  58
  59   s = format (s, "VXLAN encap to vxlan_tunnel%d vni %d",
  60               t->tunnel_index, t->vni);
  61   return s;
  62 }
  63
  64 always_inline uword
  65 vxlan_encap_inline (vlib_main_t * vm,
  66                     vlib_node_runtime_t * node,
  67                     vlib_frame_t * from_frame,
  68                     u8 is_ip4, u8 csum_offload)
  69 {
  70   u32 n_left_from, next_index, * from, * to_next;
  71   vxlan_main_t * vxm = &vxlan_main;
  72   vnet_main_t * vnm = vxm->vnet_main;
  73   vnet_interface_main_t * im = &vnm->interface_main;
  74   vlib_combined_counter_main_t * tx_counter =
  75       im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX;
  76   u32 pkts_encapsulated = 0;
  77   u32 thread_index = vlib_get_thread_index();
  78   u32 sw_if_index0 = 0, sw_if_index1 = 0;
  79   u32 next0 = 0, next1 = 0;
  80   vxlan_tunnel_t * t0 = NULL, * t1 = NULL;
  81   index_t dpoi_idx0 = INDEX_INVALID, dpoi_idx1 = INDEX_INVALID;
  82
  83   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
  84   n_left_from = from_frame->n_vectors;
  85
  86   next_index = node->cached_next_index;
  87
  88   STATIC_ASSERT_SIZEOF(ip6_vxlan_header_t, 56);
  89   STATIC_ASSERT_SIZEOF(ip4_vxlan_header_t, 36);
  90
  91   u8 const underlay_hdr_len = is_ip4 ?
  92     sizeof(ip4_vxlan_header_t) : sizeof(ip6_vxlan_header_t);
  93   u8 const rw_hdr_offset = sizeof t0->rewrite_data - underlay_hdr_len;
  94   u16 const l3_len = is_ip4 ? sizeof(ip4_header_t) : sizeof(ip6_header_t);
  95   u32 const csum_flags = is_ip4 ?
  96     VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM | VNET_BUFFER_F_IS_IP4 |
  97     VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM :
  98     VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM;
  99
 100   while (n_left_from > 0)
 101     {
 102       u32 n_left_to_next;
 103
 104       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index,
 105                            to_next, n_left_to_next);
 106
 107       while (n_left_from >= 4 && n_left_to_next >= 2)
 108         {
 109           /* Prefetch next iteration. */
 110           {
 111             vlib_buffer_t * p2, * p3;
 112
 113             p2 = vlib_get_buffer (vm, from[2]);
 114             p3 = vlib_get_buffer (vm, from[3]);
 115
 116             vlib_prefetch_buffer_header (p2, LOAD);
 117             vlib_prefetch_buffer_header (p3, LOAD);
 118
 119             CLIB_PREFETCH (p2->data - CLIB_CACHE_LINE_BYTES, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 120             CLIB_PREFETCH (p3->data - CLIB_CACHE_LINE_BYTES, 2 * CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 121           }
 122
 123           u32 bi0 = to_next[0] = from[0];
 124           u32 bi1 = to_next[1] = from[1];
 125           from += 2;
 126           to_next += 2;
 127           n_left_to_next -= 2;
 128           n_left_from -= 2;
 129
 130           vlib_buffer_t * b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 131           vlib_buffer_t * b1 = vlib_get_buffer (vm, bi1);
 132           u32 flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash (b0);
 133           u32 flow_hash1 = vnet_l2_compute_flow_hash (b1);
 134
 135           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 136           if (sw_if_index0 != vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX])
 137             {
 138               sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 139               vnet_hw_interface_t *hi0 =
 140                   vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 141               t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 142               /* Note: change to always set next0 if it may set to drop */
 143               next0 = t0->next_dpo.dpoi_next_node;
 144               dpoi_idx0 = t0->next_dpo.dpoi_index;
 145             }
 146
 147           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 148           if (sw_if_index1 != vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX])
 149             {
 150               if (sw_if_index0 == vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX])
 151                 {
 152                   sw_if_index1 = sw_if_index0;
 153                   t1 = t0;
 154                   next1 = next0;
 155                   dpoi_idx1 = dpoi_idx0;
 156                 }
 157               else
 158                 {
 159                   sw_if_index1 = vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX];
 160                   vnet_hw_interface_t *hi1 =
 161                       vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index1);
 162                   t1 = &vxm->tunnels[hi1->dev_instance];
 163                   /* Note: change to always set next1 if it may set to drop */
 164                   next1 = t1->next_dpo.dpoi_next_node;
 165                   dpoi_idx1 = t1->next_dpo.dpoi_index;
 166                 }
 167             }
 168
 169           vnet_buffer(b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = dpoi_idx0;
 170           vnet_buffer(b1)->ip.adj_index[VLIB_TX] = dpoi_idx1;
 171
 172           ASSERT(t0->rewrite_header.data_bytes == underlay_hdr_len);
 173           ASSERT(t1->rewrite_header.data_bytes == underlay_hdr_len);
 174
 175           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 176           vlib_buffer_advance (b1, -underlay_hdr_len);
 177
 178           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 179           u32 len1 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b1);
 180           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 181           u16 payload_l1 = clib_host_to_net_u16 (len1 - l3_len);
 182
 183           void * underlay0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 184           void * underlay1 = vlib_buffer_get_current(b1);
 185
 186           /* vnet_rewrite_two_header writes only in (uword) 8 bytes chunks
 187            * and discards the first 4 bytes of the (36 bytes ip4 underlay)  rewrite
 188            * use memcpy as a workaround */
 189           clib_memcpy_fast(underlay0, t0->rewrite_header.data + rw_hdr_offset, underlay_hdr_len);
 190           clib_memcpy_fast(underlay1, t1->rewrite_header.data + rw_hdr_offset, underlay_hdr_len);
 191
 192           ip4_header_t * ip4_0, * ip4_1;
 193           qos_bits_t ip4_0_tos = 0, ip4_1_tos = 0;
 194           ip6_header_t * ip6_0, * ip6_1;
 195           udp_header_t * udp0, * udp1;
 196           u8 * l3_0, * l3_1;
 197           if (is_ip4)
 198             {
 199               ip4_vxlan_header_t * hdr0 = underlay0;
 200               ip4_vxlan_header_t * hdr1 = underlay1;
 201
 202               /* Fix the IP4 checksum and length */
 203               ip4_0 = &hdr0->ip4;
 204               ip4_1 = &hdr1->ip4;
 205               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 206               ip4_1->length = clib_host_to_net_u16 (len1);
 207
 208               if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 209                 {
 210                   ip4_0_tos = vnet_buffer2 (b0)->qos.bits;
 211                   ip4_0->tos = ip4_0_tos;
 212                 }
 213               if (PREDICT_FALSE (b1->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 214                 {
 215                   ip4_1_tos = vnet_buffer2 (b1)->qos.bits;
 216                   ip4_1->tos = ip4_1_tos;
 217                 }
 218
 219               l3_0 = (u8 *)ip4_0;
 220               l3_1 = (u8 *)ip4_1;
 221               udp0 = &hdr0->udp;
 222               udp1 = &hdr1->udp;
 223             }
 224           else /* ipv6 */
 225             {
 226               ip6_vxlan_header_t * hdr0 = underlay0;
 227               ip6_vxlan_header_t * hdr1 = underlay1;
 228
 229               /* Fix IP6 payload length */
 230               ip6_0 = &hdr0->ip6;
 231               ip6_1 = &hdr1->ip6;
 232               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 233               ip6_1->payload_length = payload_l1;
 234
 235               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 236               l3_1 = (u8 *)ip6_1;
 237               udp0 = &hdr0->udp;
 238               udp1 = &hdr1->udp;
 239             }
 240
 241           /* Fix UDP length  and set source port */
 242           udp0->length = payload_l0;
 243           udp0->src_port = flow_hash0;
 244           udp1->length = payload_l1;
 245           udp1->src_port = flow_hash1;
 246
 247           if (csum_offload)
 248             {
 249               b0->flags |= csum_flags;
 250               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 251               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 252               b1->flags |= csum_flags;
 253               vnet_buffer (b1)->l3_hdr_offset = l3_1 - b1->data;
 254               vnet_buffer (b1)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp1 - b1->data;
 255             }
 256           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 257           else if (is_ip4)
 258             {
 259               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 260               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 261                   length /* changed member */);
 262               if (PREDICT_FALSE (ip4_0_tos))
 263                 {
 264                   sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0_tos, ip4_header_t,
 265                       tos /* changed member */);
 266                 }
 267               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 268               ip_csum_t sum1 = ip4_1->checksum;
 269               sum1 = ip_csum_update (sum1, 0, ip4_1->length, ip4_header_t,
 270                   length /* changed member */);
 271               if (PREDICT_FALSE (ip4_1_tos))
 272                 {
 273                   sum1 = ip_csum_update (sum1, 0, ip4_1_tos, ip4_header_t,
 274                       tos /* changed member */);
 275                 }
 276               ip4_1->checksum = ip_csum_fold (sum1);
 277             }
 278           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 279           else
 280             {
 281               int bogus = 0;
 282
 283               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 284                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 285               ASSERT(bogus == 0);
 286               if (udp0->checksum == 0)
 287                 udp0->checksum = 0xffff;
 288               udp1->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 289                 (vm, b1, ip6_1, &bogus);
 290               ASSERT(bogus == 0);
 291               if (udp1->checksum == 0)
 292                 udp1->checksum = 0xffff;
 293             }
 294
 295         if (sw_if_index0 == sw_if_index1)
 296         {
 297           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 298               sw_if_index0, 2, len0 + len1);
 299         }
 300         else
 301         {
 302           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 303               sw_if_index0, 1, len0);
 304           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 305               sw_if_index1, 1, len1);
 306         }
 307           pkts_encapsulated += 2;
 308
 309           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 310             {
 311               vxlan_encap_trace_t *tr =
 312                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 313               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 314               tr->vni = t0->vni;
 315            }
 316
 317           if (PREDICT_FALSE(b1->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 318             {
 319               vxlan_encap_trace_t *tr =
 320                 vlib_add_trace (vm, node, b1, sizeof (*tr));
 321               tr->tunnel_index = t1 - vxm->tunnels;
 322               tr->vni = t1->vni;
 323             }
 324
 325           vlib_validate_buffer_enqueue_x2 (vm, node, next_index,
 326                                            to_next, n_left_to_next,
 327                                            bi0, bi1, next0, next1);
 328         }
 329
 330       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 331         {
 332           u32 bi0 = to_next[0] = from[0];
 333           from += 1;
 334           to_next += 1;
 335           n_left_from -= 1;
 336           n_left_to_next -= 1;
 337
 338           vlib_buffer_t * b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 339           u32 flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash(b0);
 340
 341           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 342           if (sw_if_index0 != vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX])
 343             {
 344               sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 345               vnet_hw_interface_t *hi0 =
 346                   vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 347               t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 348               /* Note: change to always set next0 if it may be set to drop */
 349               next0 = t0->next_dpo.dpoi_next_node;
 350               dpoi_idx0 = t0->next_dpo.dpoi_index;
 351             }
 352           vnet_buffer(b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = dpoi_idx0;
 353
 354           ASSERT(t0->rewrite_header.data_bytes == underlay_hdr_len);
 355
 356           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 357           void * underlay0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 358
 359           /* vnet_rewrite_one_header writes only in (uword) 8 bytes chunks
 360            * and discards the first 4 bytes of the (36 bytes ip4 underlay)  rewrite
 361            * use memcpy as a workaround */
 362           clib_memcpy_fast(underlay0, t0->rewrite_header.data + rw_hdr_offset, underlay_hdr_len);
 363
 364           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 365           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 366
 367           udp_header_t * udp0;
 368           ip4_header_t * ip4_0;
 369           qos_bits_t ip4_0_tos = 0;
 370           ip6_header_t * ip6_0;
 371           u8 * l3_0;
 372           if (is_ip4)
 373             {
 374               ip4_vxlan_header_t * hdr = underlay0;
 375
 376               /* Fix the IP4 checksum and length */
 377               ip4_0 = &hdr->ip4;
 378               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 379
 380               if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 381                 {
 382                   ip4_0_tos = vnet_buffer2 (b0)->qos.bits;
 383                   ip4_0->tos = ip4_0_tos;
 384                 }
 385
 386               l3_0 = (u8*)ip4_0;
 387               udp0 = &hdr->udp;
 388             }
 389           else /* ip6 path */
 390             {
 391               ip6_vxlan_header_t * hdr = underlay0;
 392
 393               /* Fix IP6 payload length */
 394               ip6_0 = &hdr->ip6;
 395               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 396
 397               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 398               udp0 = &hdr->udp;
 399             }
 400
 401           /* Fix UDP length  and set source port */
 402           udp0->length = payload_l0;
 403           udp0->src_port = flow_hash0;
 404
 405           if (csum_offload)
 406             {
 407               b0->flags |= csum_flags;
 408               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 409               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 410             }
 411           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 412           else if (is_ip4)
 413             {
 414               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 415               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 416                   length /* changed member */);
 417               if (PREDICT_FALSE (ip4_0_tos))
 418                 {
 419                   sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0_tos, ip4_header_t,
 420                       tos /* changed member */);
 421                 }
 422               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 423             }
 424           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 425           else
 426             {
 427               int bogus = 0;
 428
 429               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 430                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 431               ASSERT(bogus == 0);
 432               if (udp0->checksum == 0)
 433                 udp0->checksum = 0xffff;
 434             }
 435
 436           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 437               sw_if_index0, 1, len0);
 438           pkts_encapsulated ++;
 439
 440           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 441             {
 442               vxlan_encap_trace_t *tr =
 443                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 444               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 445               tr->vni = t0->vni;
 446             }
 447           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 448                                            to_next, n_left_to_next,
 449                                            bi0, next0);
 450         }
 451
 452       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 453     }
 454
 455   /* Do we still need this now that tunnel tx stats is kept? */
 456   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 457                                VXLAN_ENCAP_ERROR_ENCAPSULATED,
 458                                pkts_encapsulated);
 459
 460   return from_frame->n_vectors;
 461 }
 462
 463 static uword
 464 vxlan4_encap (vlib_main_t * vm,
 465               vlib_node_runtime_t * node,
 466               vlib_frame_t * from_frame)
 467 {
 468   /* Disable chksum offload as setup overhead in tx node is not worthwhile
 469      for ip4 header checksum only, unless udp checksum is also required */
 470   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 1,
 471                              /* csum_offload */ 0);
 472 }
 473
 474 static uword
 475 vxlan6_encap (vlib_main_t * vm,
 476               vlib_node_runtime_t * node,
 477               vlib_frame_t * from_frame)
 478 {
 479   /* Enable checksum offload for ip6 as udp checksum is mandatory, */
 480   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 0,
 481                              /* csum_offload */ 1);
 482 }
 483
 484 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan4_encap_node) = {
 485   .function = vxlan4_encap,
 486   .name = "vxlan4-encap",
 487   .vector_size = sizeof (u32),
 488   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 489   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 490   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 491   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 492   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 493   .next_nodes = {
 494         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 495   },
 496 };
 497
 498 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (vxlan4_encap_node, vxlan4_encap)
 499
 500 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan6_encap_node) = {
 501   .function = vxlan6_encap,
 502   .name = "vxlan6-encap",
 503   .vector_size = sizeof (u32),
 504   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 505   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 506   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 507   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 508   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 509   .next_nodes = {
 510         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 511   },
 512 };
 513
 514 VLIB_NODE_FUNCTION_MULTIARCH (vxlan6_encap_node, vxlan6_encap)
 515