vnet/vnet/vxlan/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 #include <vppinfra/error.h>
  16 #include <vppinfra/hash.h>
  17 #include <vnet/vnet.h>
  18 #include <vnet/ip/ip.h>
  19 #include <vnet/ethernet/ethernet.h>
  20 #include <vnet/vxlan/vxlan.h>
  21
  22 /* Statistics (not all errors) */
  23 #define foreach_vxlan_encap_error    \
  24 _(ENCAPSULATED, "good packets encapsulated") \
  25 _(DEL_TUNNEL, "deleted tunnel packets")
  26
  27 static char * vxlan_encap_error_strings[] = {
  28 #define _(sym,string) string,
  29   foreach_vxlan_encap_error
  30 #undef _
  31 };
  32
  33 typedef enum {
  34 #define _(sym,str) VXLAN_ENCAP_ERROR_##sym,
  35     foreach_vxlan_encap_error
  36 #undef _
  37     VXLAN_ENCAP_N_ERROR,
  38 } vxlan_encap_error_t;
  39
  40 typedef enum {
  41     VXLAN_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP,
  42     VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP,
  43     VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
  44 } vxlan_encap_next_t;
  45
  46 typedef struct {
  47   u32 tunnel_index;
  48   u32 vni;
  49 } vxlan_encap_trace_t;
  50
  51 u8 * format_vxlan_encap_trace (u8 * s, va_list * args)
  52 {
  53   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  54   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  55   vxlan_encap_trace_t * t
  56       = va_arg (*args, vxlan_encap_trace_t *);
  57
  58   s = format (s, "VXLAN-ENCAP: tunnel %d vni %d", t->tunnel_index, t->vni);
  59   return s;
  60 }
  61
  62 #define foreach_fixed_header_offset             \
  63     _(0) _(1) _(2) _(3)
  64
  65 static uword
  66 vxlan_encap (vlib_main_t * vm,
  67                vlib_node_runtime_t * node,
  68                vlib_frame_t * from_frame)
  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   u32 pkts_encapsulated = 0;
  75   u16 old_l0 = 0, old_l1 = 0;
  76   u32 cpu_index = os_get_cpu_number();
  77   u32 stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes;
  78
  79   from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
  80   n_left_from = from_frame->n_vectors;
  81
  82   next_index = node->cached_next_index;
  83   stats_sw_if_index = node->runtime_data[0];
  84   stats_n_packets = stats_n_bytes = 0;
  85
  86   while (n_left_from > 0)
  87     {
  88       u32 n_left_to_next;
  89
  90       vlib_get_next_frame (vm, node, next_index,
  91                            to_next, n_left_to_next);
  92
  93       while (n_left_from >= 4 && n_left_to_next >= 2)
  94         {
  95           u32 bi0, bi1;
  96           vlib_buffer_t * b0, * b1;
  97           u32 flow_hash0, flow_hash1;
  98           u32 next0 = VXLAN_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP;
  99           u32 next1 = VXLAN_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP;
 100           u32 sw_if_index0, sw_if_index1, len0, len1;
 101           vnet_hw_interface_t * hi0, * hi1;
 102           ip4_header_t * ip0, * ip1;
 103           udp_header_t * udp0, * udp1;
 104           u64 * copy_src0, * copy_dst0;
 105           u64 * copy_src1, * copy_dst1;
 106           u32 * copy_src_last0, * copy_dst_last0;
 107           u32 * copy_src_last1, * copy_dst_last1;
 108           vxlan_tunnel_t * t0, * t1;
 109           u16 new_l0, new_l1;
 110           ip_csum_t sum0, sum1;
 111
 112           /* Prefetch next iteration. */
 113           {
 114             vlib_buffer_t * p2, * p3;
 115
 116             p2 = vlib_get_buffer (vm, from[2]);
 117             p3 = vlib_get_buffer (vm, from[3]);
 118
 119             vlib_prefetch_buffer_header (p2, LOAD);
 120             vlib_prefetch_buffer_header (p3, LOAD);
 121
 122             CLIB_PREFETCH (p2->data, 2*CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 123             CLIB_PREFETCH (p3->data, 2*CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 124           }
 125
 126           bi0 = from[0];
 127           bi1 = from[1];
 128           to_next[0] = bi0;
 129           to_next[1] = bi1;
 130           from += 2;
 131           to_next += 2;
 132           n_left_to_next -= 2;
 133           n_left_from -= 2;
 134
 135           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 136           b1 = vlib_get_buffer (vm, bi1);
 137
 138           flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash (b0);
 139           flow_hash1 = vnet_l2_compute_flow_hash (b1);
 140
 141           /* 1-wide cache? */
 142           sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 143           sw_if_index1 = vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX];
 144           hi0 = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 145           hi1 = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index1);
 146
 147           t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 148           t1 = &vxm->tunnels[hi1->dev_instance];
 149
 150           /* Check rewrite string and drop packet if tunnel is deleted */
 151           if (PREDICT_FALSE(t0->rewrite == vxlan_dummy_rewrite))
 152             {
 153               next0 = VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP;
 154               b0->error = node->errors[VXLAN_ENCAP_ERROR_DEL_TUNNEL];
 155               pkts_encapsulated --;
 156             }  /* Still go through normal encap with dummy rewrite */
 157           if (PREDICT_FALSE(t1->rewrite == vxlan_dummy_rewrite))
 158             {
 159               next1 = VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP;
 160               b1->error = node->errors[VXLAN_ENCAP_ERROR_DEL_TUNNEL];
 161               pkts_encapsulated --;
 162             }  /* Still go through normal encap with dummy rewrite */
 163
 164           /* IP4 VXLAN header sizeof(ip4_vxlan_header_t) should be 36 octects */
 165           ASSERT(vec_len(t0->rewrite) == 36);
 166           ASSERT(vec_len(t1->rewrite) == 36);
 167
 168           /* Apply the rewrite string. $$$$ vnet_rewrite? */
 169           vlib_buffer_advance (b0, -(word)_vec_len(t0->rewrite));
 170           vlib_buffer_advance (b1, -(word)_vec_len(t1->rewrite));
 171
 172           ip0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 173           ip1 = vlib_buffer_get_current(b1);
 174           /* Copy the fixed header */
 175           copy_dst0 = (u64 *) ip0;
 176           copy_src0 = (u64 *) t0->rewrite;
 177           copy_dst1 = (u64 *) ip1;
 178           copy_src1 = (u64 *) t1->rewrite;
 179
 180           /* Copy first 32 octets 8-bytes at a time */
 181 #define _(offs) copy_dst0[offs] = copy_src0[offs];
 182           foreach_fixed_header_offset;
 183 #undef _
 184 #define _(offs) copy_dst1[offs] = copy_src1[offs];
 185           foreach_fixed_header_offset;
 186 #undef _
 187
 188           /* Last 4 octets. Hopefully gcc will be our friend */
 189           copy_dst_last0 = (u32 *)(&copy_dst0[4]);
 190           copy_src_last0 = (u32 *)(&copy_src0[4]);
 191           copy_dst_last1 = (u32 *)(&copy_dst1[4]);
 192           copy_src_last1 = (u32 *)(&copy_src1[4]);
 193
 194           copy_dst_last0[0] = copy_src_last0[0];
 195           copy_dst_last1[0] = copy_src_last1[0];
 196
 197          /* fix the <bleep>ing outer-IP checksum */
 198           sum0 = ip0->checksum;
 199           /* old_l0 always 0, see the rewrite setup */
 200           new_l0 =
 201             clib_host_to_net_u16 (vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0));
 202
 203           sum0 = ip_csum_update (sum0, old_l0, new_l0, ip4_header_t,
 204                                  length /* changed member */);
 205           ip0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 206           ip0->length = new_l0;
 207
 208           sum1 = ip1->checksum;
 209           /* old_l1 always 0, see the rewrite setup */
 210           new_l1 =
 211             clib_host_to_net_u16 (vlib_buffer_length_in_chain (vm, b1));
 212
 213           sum1 = ip_csum_update (sum1, old_l1, new_l1, ip4_header_t,
 214                                  length /* changed member */);
 215           ip1->checksum = ip_csum_fold (sum1);
 216           ip1->length = new_l1;
 217
 218           /* Fix UDP length */
 219           udp0 = (udp_header_t *)(ip0+1);
 220           new_l0 = clib_host_to_net_u16 (vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0)
 221                                          - sizeof (*ip0));
 222           udp1 = (udp_header_t *)(ip1+1);
 223           new_l1 = clib_host_to_net_u16 (vlib_buffer_length_in_chain (vm, b1)
 224                                          - sizeof (*ip1));
 225
 226           udp0->length = new_l0;
 227           udp0->src_port = flow_hash0;
 228
 229           udp1->length = new_l1;
 230           udp1->src_port = flow_hash1;
 231
 232           /* Reset to look up tunnel partner in the configured FIB */
 233           vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = t0->encap_fib_index;
 234           vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_TX] = t1->encap_fib_index;
 235           vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index0;
 236           vnet_buffer(b1)->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index1;
 237           pkts_encapsulated += 2;
 238
 239           len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 240           len1 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 241           stats_n_packets += 2;
 242           stats_n_bytes += len0 + len1;
 243
 244           /* Batch stats increment on the same vxlan tunnel so counter is not
 245              incremented per packet. Note stats are still incremented for deleted
 246              and admin-down tunnel where packets are dropped. It is not worthwhile
 247              to check for this rare case and affect normal path performance. */
 248           if (PREDICT_FALSE ((sw_if_index0 != stats_sw_if_index) ||
 249                              (sw_if_index0 != stats_sw_if_index)))
 250             {
 251               stats_n_packets -= 2;
 252               stats_n_bytes -= len0 + len1;
 253               if (sw_if_index0 == sw_if_index1)
 254                 {
 255                   if (stats_n_packets)
 256                     vlib_increment_combined_counter
 257                       (im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 258                        cpu_index, stats_sw_if_index,
 259                        stats_n_packets, stats_n_bytes);
 260                   stats_sw_if_index = sw_if_index0;
 261                   stats_n_packets = 2;
 262                   stats_n_bytes = len0 + len1;
 263                 }
 264               else
 265                 {
 266                   vlib_increment_combined_counter
 267                       (im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 268                        cpu_index, sw_if_index0, 1, len0);
 269                   vlib_increment_combined_counter
 270                       (im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 271                        cpu_index, sw_if_index1, 1, len1);
 272                 }
 273             }
 274
 275           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 276             {
 277               vxlan_encap_trace_t *tr =
 278                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 279               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 280               tr->vni = t0->vni;
 281            }
 282
 283           if (PREDICT_FALSE(b1->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 284             {
 285               vxlan_encap_trace_t *tr =
 286                 vlib_add_trace (vm, node, b1, sizeof (*tr));
 287               tr->tunnel_index = t1 - vxm->tunnels;
 288               tr->vni = t1->vni;
 289             }
 290
 291           vlib_validate_buffer_enqueue_x2 (vm, node, next_index,
 292                                            to_next, n_left_to_next,
 293                                            bi0, bi1, next0, next1);
 294         }
 295
 296       while (n_left_from > 0 && n_left_to_next > 0)
 297         {
 298           u32 bi0;
 299           vlib_buffer_t * b0;
 300           u32 flow_hash0;
 301           u32 next0 = VXLAN_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP;
 302           u32 sw_if_index0, len0;
 303           vnet_hw_interface_t * hi0;
 304           ip4_header_t * ip0;
 305           udp_header_t * udp0;
 306           u64 * copy_src0, * copy_dst0;
 307           u32 * copy_src_last0, * copy_dst_last0;
 308           vxlan_tunnel_t * t0;
 309           u16 new_l0;
 310           ip_csum_t sum0;
 311
 312           bi0 = from[0];
 313           to_next[0] = bi0;
 314           from += 1;
 315           to_next += 1;
 316           n_left_from -= 1;
 317           n_left_to_next -= 1;
 318
 319           b0 = vlib_get_buffer (vm, bi0);
 320
 321           flow_hash0 = vnet_l2_compute_flow_hash(b0);
 322
 323           /* 1-wide cache? */
 324           sw_if_index0 = vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX];
 325           hi0 = vnet_get_sup_hw_interface (vnm, sw_if_index0);
 326
 327           t0 = &vxm->tunnels[hi0->dev_instance];
 328
 329           /* Check rewrite string and drop packet if tunnel is deleted */
 330           if (PREDICT_FALSE(t0->rewrite == vxlan_dummy_rewrite))
 331             {
 332               next0 = VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP;
 333               b0->error = node->errors[VXLAN_ENCAP_ERROR_DEL_TUNNEL];
 334               pkts_encapsulated --;
 335             }  /* Still go through normal encap with dummy rewrite */
 336
 337           /* IP4 VXLAN header sizeof(ip4_vxlan_header_t) should be 36 octects */
 338           ASSERT(vec_len(t0->rewrite) == 36);
 339
 340           /* Apply the rewrite string. $$$$ vnet_rewrite? */
 341           vlib_buffer_advance (b0, -(word)_vec_len(t0->rewrite));
 342
 343           ip0 = vlib_buffer_get_current(b0);
 344           /* Copy the fixed header */
 345           copy_dst0 = (u64 *) ip0;
 346           copy_src0 = (u64 *) t0->rewrite;
 347
 348           /* Copy first 32 octets 8-bytes at a time */
 349 #define _(offs) copy_dst0[offs] = copy_src0[offs];
 350           foreach_fixed_header_offset;
 351 #undef _
 352           /* Last 4 octets. Hopefully gcc will be our friend */
 353           copy_dst_last0 = (u32 *)(&copy_dst0[4]);
 354           copy_src_last0 = (u32 *)(&copy_src0[4]);
 355
 356           copy_dst_last0[0] = copy_src_last0[0];
 357
 358           /* fix the <bleep>ing outer-IP checksum */
 359           sum0 = ip0->checksum;
 360           /* old_l0 always 0, see the rewrite setup */
 361           new_l0 =
 362             clib_host_to_net_u16 (vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0));
 363
 364           sum0 = ip_csum_update (sum0, old_l0, new_l0, ip4_header_t,
 365                                  length /* changed member */);
 366           ip0->checksum = ip_csum_fold (sum0);
 367           ip0->length = new_l0;
 368
 369           /* Fix UDP length */
 370           udp0 = (udp_header_t *)(ip0+1);
 371           new_l0 = clib_host_to_net_u16 (vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0)
 372                                          - sizeof (*ip0));
 373
 374           udp0->length = new_l0;
 375           udp0->src_port = flow_hash0;
 376
 377           /* Reset to look up tunnel partner in the configured FIB */
 378           vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_TX] = t0->encap_fib_index;
 379           vnet_buffer(b0)->sw_if_index[VLIB_RX] = sw_if_index0;
 380           pkts_encapsulated ++;
 381
 382           len0 = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b0);
 383           stats_n_packets += 1;
 384           stats_n_bytes += len0;
 385
 386           /* Batch stats increment on the same vxlan tunnel so counter is not
 387              incremented per packet. Note stats are still incremented for deleted
 388              and admin-down tunnel where packets are dropped. It is not worthwhile
 389              to check for this rare case and affect normal path performance. */
 390           if (PREDICT_FALSE (sw_if_index0 != stats_sw_if_index))
 391             {
 392               stats_n_packets -= 1;
 393               stats_n_bytes -= len0;
 394               if (stats_n_packets)
 395                 vlib_increment_combined_counter
 396                   (im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 397                    cpu_index, stats_sw_if_index,
 398                    stats_n_packets, stats_n_bytes);
 399               stats_n_packets = 1;
 400               stats_n_bytes = len0;
 401               stats_sw_if_index = sw_if_index0;
 402             }
 403
 404           if (PREDICT_FALSE(b0->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 405             {
 406               vxlan_encap_trace_t *tr =
 407                 vlib_add_trace (vm, node, b0, sizeof (*tr));
 408               tr->tunnel_index = t0 - vxm->tunnels;
 409               tr->vni = t0->vni;
 410             }
 411           vlib_validate_buffer_enqueue_x1 (vm, node, next_index,
 412                                            to_next, n_left_to_next,
 413                                            bi0, next0);
 414         }
 415
 416       vlib_put_next_frame (vm, node, next_index, n_left_to_next);
 417     }
 418
 419   /* Do we still need this now that tunnel tx stats is kept? */
 420   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
 421                                VXLAN_ENCAP_ERROR_ENCAPSULATED,
 422                                pkts_encapsulated);
 423
 424   /* Increment any remaining batch stats */
 425   if (stats_n_packets)
 426     {
 427       vlib_increment_combined_counter
 428         (im->combined_sw_if_counters + VNET_INTERFACE_COUNTER_TX,
 429          cpu_index, stats_sw_if_index, stats_n_packets, stats_n_bytes);
 430       node->runtime_data[0] = stats_sw_if_index;
 431     }
 432
 433   return from_frame->n_vectors;
 434 }
 435
 436 VLIB_REGISTER_NODE (vxlan_encap_node) = {
 437   .function = vxlan_encap,
 438   .name = "vxlan-encap",
 439   .vector_size = sizeof (u32),
 440   .format_trace = format_vxlan_encap_trace,
 441   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 442
 443   .n_errors = ARRAY_LEN(vxlan_encap_error_strings),
 444   .error_strings = vxlan_encap_error_strings,
 445
 446   .n_next_nodes = VXLAN_ENCAP_N_NEXT,
 447
 448   .next_nodes = {
 449         [VXLAN_ENCAP_NEXT_IP4_LOOKUP] = "ip4-lookup",
 450         [VXLAN_ENCAP_NEXT_DROP] = "error-drop",
 451   },
 452 };