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