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 ? VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_IP_CKSUM |
  97       VNET_BUFFER_F_IS_IP4 | VNET_BUFFER_F_OFFLOAD_UDP_CKSUM :
  98       VNET_BUFFER_F_IS_IP6 | 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           vnet_rewrite_two_headers(*t0, *t1, vlib_buffer_get_current(b0), vlib_buffer_get_current(b1), underlay_hdr_len);
 175
 176           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 177           vlib_buffer_advance (b1, -underlay_hdr_len);
 178
 179           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 180           u32 len1 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b1);
 181           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 182           u16 payload_l1 = clib_host_to_net_u16 (len1 - l3_len);
 183
 184           void * underlay0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 185           void * underlay1 = vlib_buffer_get_current(b1);
 186
 187           ip4_header_t * ip4_0, * ip4_1;
 188           qos_bits_t ip4_0_tos = 0, ip4_1_tos = 0;
 189           ip6_header_t * ip6_0, * ip6_1;
 190           udp_header_t * udp0, * udp1;
 191           u8 * l3_0, * l3_1;
 192           if (is_ip4)
 193             {
 194               ip4_vxlan_header_t * hdr0 = underlay0;
 195               ip4_vxlan_header_t * hdr1 = underlay1;
 196
 197               /* Fix the IP4 checksum and length */
 198               ip4_0 = &hdr0->ip4;
 199               ip4_1 = &hdr1->ip4;
 200               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 201               ip4_1->length = clib_host_to_net_u16 (len1);
 202
 203               if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 204                 {
 205                   ip4_0_tos = vnet_buffer2 (b0)->qos.bits;
 206                   ip4_0->tos = ip4_0_tos;
 207                 }
 208               if (PREDICT_FALSE (b1->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 209                 {
 210                   ip4_1_tos = vnet_buffer2 (b1)->qos.bits;
 211                   ip4_1->tos = ip4_1_tos;
 212                 }
 213
 214               l3_0 = (u8 *)ip4_0;
 215               l3_1 = (u8 *)ip4_1;
 216               udp0 = &hdr0->udp;
 217               udp1 = &hdr1->udp;
 218             }
 219           else /* ipv6 */
 220             {
 221               ip6_vxlan_header_t * hdr0 = underlay0;
 222               ip6_vxlan_header_t * hdr1 = underlay1;
 223
 224               /* Fix IP6 payload length */
 225               ip6_0 = &hdr0->ip6;
 226               ip6_1 = &hdr1->ip6;
 227               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 228               ip6_1->payload_length = payload_l1;
 229
 230               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 231               l3_1 = (u8 *)ip6_1;
 232               udp0 = &hdr0->udp;
 233               udp1 = &hdr1->udp;
 234             }
 235
 236           /* Fix UDP length  and set source port */
 237           udp0->length = payload_l0;
 238           udp0->src_port = flow_hash0;
 239           udp1->length = payload_l1;
 240           udp1->src_port = flow_hash1;
 241
 242           if (csum_offload)
 243             {
 244               b0->flags |= csum_flags;
 245               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 246               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 247               b1->flags |= csum_flags;
 248               vnet_buffer (b1)->l3_hdr_offset = l3_1 - b1->data;
 249               vnet_buffer (b1)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp1 - b1->data;
 250             }
 251           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 252           else if (is_ip4)
 253             {
 254               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 255               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 256                   length /* changed member */);
 257               if (PREDICT_FALSE (ip4_0_tos))
 258                 {
 259                   sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0_tos, ip4_header_t,
 260                       tos /* changed member */);
 261                 }
 262               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 263               ip_csum_t sum1 = ip4_1->checksum;
 264               sum1 = ip_csum_update (sum1, 0, ip4_1->length, ip4_header_t,
 265                   length /* changed member */);
 266               if (PREDICT_FALSE (ip4_1_tos))
 267                 {
 268                   sum1 = ip_csum_update (sum1, 0, ip4_1_tos, ip4_header_t,
 269                       tos /* changed member */);
 270                 }
 271               ip4_1->checksum = ip_csum_fold (sum1);
 272             }
 273           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 274           else
 275             {
 276               int bogus = 0;
 277
 278               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 279                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 280               ASSERT(bogus == 0);
 281               if (udp0->checksum == 0)
 282                 udp0->checksum = 0xffff;
 283               udp1->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 284                 (vm, b1, ip6_1, &bogus);
 285               ASSERT(bogus == 0);
 286               if (udp1->checksum == 0)
 287                 udp1->checksum = 0xffff;
 288             }
 289
 290         /* save inner packet flow_hash for load-balance node */
 291         vnet_buffer (b0)->ip.flow_hash = flow_hash0;
 292         vnet_buffer (b1)->ip.flow_hash = flow_hash1;
 293
 294         if (sw_if_index0 == sw_if_index1)
 295         {
 296           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 297               sw_if_index0, 2, len0 + len1);
 298         }
 299         else
 300         {
 301           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 302               sw_if_index0, 1, len0);
 303           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 304               sw_if_index1, 1, len1);
 305         }
 306           pkts_encapsulated += 2;
 307
 308           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 309             {
 310               vxlan_encap_trace_t *tr =
 311                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 312               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 313               tr->vni = t0->vni;
 314            }
 315
 316           if (PREDICT_FALSE(b1->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 317             {
 318               vxlan_encap_trace_t *tr =
 319                 vlib_add_trace (vm, node, b1, sizeof (*tr));
 320               tr->tunnel_index = t1 - vxm->tunnels;
 321               tr->vni = t1->vni;
 322             }
 323
 324           vlib_validate_buffer_enqueue_x2 (vm, node, next_index,
 325                                            to_next, n_left_to_next,
 326                                            bi0, bi1, next0, next1);
 327         }
 328
 329       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 330         {
 331           u32 bi0 = to_next[0] = from[0];
 332           from += 1;
 333           to_next += 1;
 334           n_left_from -= 1;
 335           n_left_to_next -= 1;
 336
 337           vlib_buffer_t * b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 338           u32 flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash(b0);
 339
 340           /* Get next node index and adj index from tunnel next_dpo */
 341           if (sw_if_index0 != vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX])
 342             {
 343               sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 344               vnet_hw_interface_t *hi0 =
 345                   vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 346               t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 347               /* Note: change to always set next0 if it may be set to drop */
 348               next0 = t0->next_dpo.dpoi_next_node;
 349               dpoi_idx0 = t0->next_dpo.dpoi_index;
 350             }
 351           vnet_buffer(b0)->ip.adj_index[VLIB_TX] = dpoi_idx0;
 352
 353           ASSERT(t0->rewrite_header.data_bytes == underlay_hdr_len);
 354           vnet_rewrite_one_header(*t0, vlib_buffer_get_current(b0), underlay_hdr_len);
 355
 356           vlib_buffer_advance (b0, -underlay_hdr_len);
 357           void * underlay0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 358
 359           u32 len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 360           u16 payload_l0 = clib_host_to_net_u16 (len0 - l3_len);
 361
 362           udp_header_t * udp0;
 363           ip4_header_t * ip4_0;
 364           qos_bits_t ip4_0_tos = 0;
 365           ip6_header_t * ip6_0;
 366           u8 * l3_0;
 367           if (is_ip4)
 368             {
 369               ip4_vxlan_header_t * hdr = underlay0;
 370
 371               /* Fix the IP4 checksum and length */
 372               ip4_0 = &hdr->ip4;
 373               ip4_0->length = clib_host_to_net_u16 (len0);
 374
 375               if (PREDICT_FALSE (b0->flags & VNET_BUFFER_F_QOS_DATA_VALID))
 376                 {
 377                   ip4_0_tos = vnet_buffer2 (b0)->qos.bits;
 378                   ip4_0->tos = ip4_0_tos;
 379                 }
 380
 381               l3_0 = (u8*)ip4_0;
 382               udp0 = &hdr->udp;
 383             }
 384           else /* ip6 path */
 385             {
 386               ip6_vxlan_header_t * hdr = underlay0;
 387
 388               /* Fix IP6 payload length */
 389               ip6_0 = &hdr->ip6;
 390               ip6_0->payload_length = payload_l0;
 391
 392               l3_0 = (u8 *)ip6_0;
 393               udp0 = &hdr->udp;
 394             }
 395
 396           /* Fix UDP length  and set source port */
 397           udp0->length = payload_l0;
 398           udp0->src_port = flow_hash0;
 399
 400           if (csum_offload)
 401             {
 402               b0->flags |= csum_flags;
 403               vnet_buffer (b0)->l3_hdr_offset = l3_0 - b0->data;
 404               vnet_buffer (b0)->l4_hdr_offset = (u8 *) udp0 - b0->data;
 405             }
 406           /* IPv4 UDP checksum only if checksum offload is used */
 407           else if (is_ip4)
 408             {
 409               ip_csum_t sum0 = ip4_0->checksum;
 410               sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0->length, ip4_header_t,
 411                   length /* changed member */);
 412               if (PREDICT_FALSE (ip4_0_tos))
 413                 {
 414                   sum0 = ip_csum_update (sum0, 0, ip4_0_tos, ip4_header_t,
 415                       tos /* changed member */);
 416                 }
 417               ip4_0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 418             }
 419           /* IPv6 UDP checksum is mandatory */
 420           else
 421             {
 422               int bogus = 0;
 423
 424               udp0->checksum = ip6_tcp_udp_icmp_compute_checksum
 425                 (vm, b0, ip6_0, &bogus);
 426               ASSERT(bogus == 0);
 427               if (udp0->checksum == 0)
 428                 udp0->checksum = 0xffff;
 429             }
 430
 431           /* reuse inner packet flow_hash for load-balance node */
 432           vnet_buffer (b0)->ip.flow_hash = flow_hash0;
 433
 434           vlib_increment_combined_counter (tx_counter, thread_index,
 435               sw_if_index0, 1, len0);
 436           pkts_encapsulated ++;
 437
 438           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 439             {
 440               vxlan_encap_trace_t *tr =
 441                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 442               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 443               tr->vni = t0->vni;
 444             }
 445           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 446                                            to_next, n_left_to_next,
 447                                            bi0, next0);
 448         }
 449
 450       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 451     }
 452
 453   /* Do we still need this now that tunnel tx stats is kept? */
 454   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 455                                VXLAN_ENCAP_ERROR_ENCAPSULATED,
 456                                pkts_encapsulated);
 457
 458   return from_frame->n_vectors;
 459 }
 460
 461 VLIB_NODE_FN (vxlan4_encap_node) (vlib_main_t * vm,
 462               vlib_node_runtime_t * node,
 463               vlib_frame_t * from_frame)
 464 {
 465   /* Disable chksum offload as setup overhead in tx node is not worthwhile
 466      for ip4 header checksum only, unless udp checksum is also required */
 467   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 1,
 468                              /* csum_offload */ 0);
 469 }
 470
 471 VLIB_NODE_FN (vxlan6_encap_node) (vlib_main_t * vm,
 472               vlib_node_runtime_t * node,
 473               vlib_frame_t * from_frame)
 474 {
 475   /* Enable checksum offload for ip6 as udp checksum is mandatory, */
 476   return vxlan_encap_inline (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 0,
 477                              /* csum_offload */ 1);
 478 }
 479
 480 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan4_encap_node) = {
 481   .name = "vxlan4-encap",
 482   .vector_size = sizeof (u32),
 483   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 484   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 485   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 486   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 487   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 488   .next_nodes = {
 489         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 490   },
 491 };
 492
 493 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan6_encap_node) = {
 494   .name = "vxlan6-encap",
 495   .vector_size = sizeof (u32),
 496   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 497   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 498   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 499   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 500   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 501   .next_nodes = {
 502         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 503   },
 504 };
 505