VNFs/DPPD-PROX/handle_master.c

   1 /*
   2 // Copyright (c) 2010-2017 Intel Corporation
   3 //
   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
  17 #include <rte_hash.h>
  18 #include <rte_hash_crc.h>
  19 #include "prox_cfg.h"
  20
  21 #include "prox_globals.h"
  22 #include "rx_pkt.h"
  23 #include "arp.h"
  24 #include "handle_master.h"
  25 #include "log.h"
  26 #include "mbuf_utils.h"
  27 #include "etypes.h"
  28 #include "defaults.h"
  29 #include "prox_cfg.h"
  30 #include "prox_malloc.h"
  31 #include "quit.h"
  32 #include "task_init.h"
  33 #include "prox_port_cfg.h"
  34 #include "main.h"
  35 #include "lconf.h"
  36 #include "input.h"
  37 #include "tx_pkt.h"
  38
  39 #define IP4(x) x & 0xff, (x >> 8) & 0xff, (x >> 16) & 0xff, x >> 24
  40 #define PROX_MAX_ARP_REQUESTS   32      // Maximum number of tasks requesting the same MAC address
  41
  42 const char *actions_string[] = {"UPDATE_FROM_CTRL", "SEND_ARP_REQUEST_FROM_CTRL", "SEND_ARP_REPLY_FROM_CTRL", "HANDLE_ARP_TO_CTRL", "REQ_MAC_TO_CTRL"};
  43
  44 static struct my_arp_t arp_reply = {
  45         .htype = 0x100,
  46         .ptype = 8,
  47         .hlen = 6,
  48         .plen = 4,
  49         .oper = 0x200
  50 };
  51 static struct my_arp_t arp_request = {
  52         .htype = 0x100,
  53         .ptype = 8,
  54         .hlen = 6,
  55         .plen = 4,
  56         .oper = 0x100
  57 };
  58
  59 struct ip_table {
  60         struct ether_addr       mac;
  61         struct rte_ring         *ring;
  62 };
  63
  64 struct external_ip_table {
  65         struct ether_addr       mac;
  66         struct rte_ring         *rings[PROX_MAX_ARP_REQUESTS];
  67         uint16_t                nb_requests;
  68 };
  69
  70 struct port_table {
  71         struct ether_addr       mac;
  72         struct rte_ring         *ring;
  73         uint32_t                ip;
  74         uint8_t                 port;
  75         uint8_t                 flags;
  76 };
  77
  78 struct task_master {
  79         struct task_base base;
  80         struct rte_ring *ctrl_rx_ring;
  81         struct rte_ring **ctrl_tx_rings;
  82         struct ip_table *internal_ip_table;
  83         struct external_ip_table *external_ip_table;
  84         struct rte_hash  *external_ip_hash;
  85         struct rte_hash  *internal_ip_hash;
  86         struct port_table internal_port_table[PROX_MAX_PORTS];
  87 };
  88
  89 struct ip_port {
  90         uint32_t ip;
  91         uint8_t port;
  92 } __attribute__((packed));
  93
  94 static inline uint8_t get_command(struct rte_mbuf *mbuf)
  95 {
  96         return mbuf->udata64 & 0xFF;
  97 }
  98 static inline uint8_t get_task(struct rte_mbuf *mbuf)
  99 {
 100         return (mbuf->udata64 >> 8) & 0xFF;
 101 }
 102 static inline uint8_t get_core(struct rte_mbuf *mbuf)
 103 {
 104         return (mbuf->udata64 >> 16) & 0xFF;
 105 }
 106 static inline uint8_t get_port(struct rte_mbuf *mbuf)
 107 {
 108         return mbuf->port;
 109 }
 110 static inline uint32_t get_ip(struct rte_mbuf *mbuf)
 111 {
 112         return (mbuf->udata64 >> 32) & 0xFFFFFFFF;
 113 }
 114
 115 void register_ip_to_ctrl_plane(struct task_base *tbase, uint32_t ip, uint8_t port_id, uint8_t core_id, uint8_t task_id)
 116 {
 117         struct task_master *task = (struct task_master *)tbase;
 118         struct ip_port key;
 119         plogx_dbg("\tregistering IP %x.%x.%x.%x with port %d core %d and task %d\n", IP4(ip), port_id, core_id, task_id);
 120
 121         if (port_id >= PROX_MAX_PORTS) {
 122                 plog_err("Unable to register ip %x, port %d\n", ip, port_id);
 123                 return;
 124         }
 125
 126         /* TODO - stoe multiple rings if multiple cores able to handle IP
 127            Remove them when such cores are stopped and de-register IP
 128         */
 129         task->internal_port_table[port_id].ring = task->ctrl_tx_rings[core_id * MAX_TASKS_PER_CORE + task_id];
 130         memcpy(&task->internal_port_table[port_id].mac, &prox_port_cfg[port_id].eth_addr, 6);
 131         task->internal_port_table[port_id].ip = ip;
 132
 133         if (ip == RANDOM_IP) {
 134                 task->internal_port_table[port_id].flags |= HANDLE_RANDOM_IP_FLAG;
 135                 return;
 136         }
 137
 138         key.ip = ip;
 139         key.port = port_id;
 140         int ret = rte_hash_add_key(task->internal_ip_hash, (const void *)&key);
 141         if (unlikely(ret < 0)) {
 142                 plog_err("Unable to register ip %x\n", ip);
 143                 return;
 144         }
 145         memcpy(&task->internal_ip_table[ret].mac, &prox_port_cfg[port_id].eth_addr, 6);
 146         task->internal_ip_table[ret].ring = task->ctrl_tx_rings[core_id * MAX_TASKS_PER_CORE + task_id];
 147
 148 }
 149
 150 static inline void handle_arp_reply(struct task_base *tbase, struct rte_mbuf *mbuf)
 151 {
 152         struct task_master *task = (struct task_master *)tbase;
 153         struct ether_hdr_arp *hdr_arp = rte_pktmbuf_mtod(mbuf, struct ether_hdr_arp *);
 154         int i, ret;
 155         uint32_t key = hdr_arp->arp.data.spa;
 156         plogx_dbg("\tMaster handling ARP reply for ip %x\n", key);
 157
 158         ret = rte_hash_lookup(task->external_ip_hash, (const void *)&key);
 159         if (unlikely(ret < 0)) {
 160                 // entry not found for this IP: we did not ask a request, delete the reply
 161                 tx_drop(mbuf);
 162         } else {
 163                 // entry found for this IP
 164                 uint16_t nb_requests = task->external_ip_table[ret].nb_requests;
 165                 memcpy(&hdr_arp->ether_hdr.d_addr.addr_bytes, &task->external_ip_table[ret].mac, 6);
 166                 // If we receive a request from multiple task for the same IP, then we update all tasks
 167                 if (task->external_ip_table[ret].nb_requests) {
 168                         rte_mbuf_refcnt_set(mbuf, nb_requests);
 169                         for (int i = 0; i < nb_requests; i++) {
 170                                 struct rte_ring *ring = task->external_ip_table[ret].rings[i];
 171                                 tx_ring_ip(tbase, ring, UPDATE_FROM_CTRL, mbuf, key);
 172                         }
 173                         task->external_ip_table[ret].nb_requests = 0;
 174                 }
 175         }
 176 }
 177
 178 static inline void handle_arp_request(struct task_base *tbase, struct rte_mbuf *mbuf)
 179 {
 180         struct task_master *task = (struct task_master *)tbase;
 181         struct ether_hdr_arp *hdr_arp = rte_pktmbuf_mtod(mbuf, struct ether_hdr_arp *);
 182         int i, ret;
 183         uint8_t port = get_port(mbuf);
 184
 185         struct ip_port key;
 186         key.ip = hdr_arp->arp.data.tpa;
 187         key.port = port;
 188         if (task->internal_port_table[port].flags & HANDLE_RANDOM_IP_FLAG) {
 189                 struct ether_addr mac;
 190                 plogx_dbg("\tMaster handling ARP request for ip %x on port %d which supports random ip\n", key.ip, key.port);
 191                 struct rte_ring *ring = task->internal_port_table[port].ring;
 192                 create_mac(hdr_arp, &mac);
 193                 mbuf->ol_flags &= ~(PKT_TX_IP_CKSUM|PKT_TX_UDP_CKSUM);
 194                 build_arp_reply(hdr_arp, &mac);
 195                 tx_ring(tbase, ring, ARP_REPLY_FROM_CTRL, mbuf);
 196                 return;
 197         }
 198
 199         plogx_dbg("\tMaster handling ARP request for ip %x\n", key.ip);
 200
 201         ret = rte_hash_lookup(task->internal_ip_hash, (const void *)&key);
 202         if (unlikely(ret < 0)) {
 203                 // entry not found for this IP.
 204                 plogx_dbg("Master ignoring ARP REQUEST received on un-registered IP %d.%d.%d.%d on port %d\n", IP4(hdr_arp->arp.data.tpa), port);
 205                 tx_drop(mbuf);
 206         } else {
 207                 struct rte_ring *ring = task->internal_ip_table[ret].ring;
 208                 mbuf->ol_flags &= ~(PKT_TX_IP_CKSUM|PKT_TX_UDP_CKSUM);
 209                 build_arp_reply(hdr_arp, &task->internal_ip_table[ret].mac);
 210                 tx_ring(tbase, ring, ARP_REPLY_FROM_CTRL, mbuf);
 211         }
 212 }
 213
 214 static inline void handle_unknown_ip(struct task_base *tbase, struct rte_mbuf *mbuf)
 215 {
 216         struct task_master *task = (struct task_master *)tbase;
 217         struct ether_hdr_arp *hdr_arp = rte_pktmbuf_mtod(mbuf, struct ether_hdr_arp *);
 218         uint8_t port = get_port(mbuf);
 219         uint32_t ip_dst = get_ip(mbuf);
 220         int ret1, ret2;
 221
 222         plogx_dbg("\tMaster handling unknown ip %x for port %d\n", ip_dst, port);
 223         if (unlikely(port >= PROX_MAX_PORTS)) {
 224                 plogx_dbg("Port %d not found", port);
 225                 tx_drop(mbuf);
 226                 return;
 227         }
 228         uint32_t ip_src = task->internal_port_table[port].ip;
 229         struct rte_ring *ring = task->ctrl_tx_rings[get_core(mbuf) * MAX_TASKS_PER_CORE + get_task(mbuf)];
 230
 231         if (ring == NULL) {
 232                 plogx_dbg("Port %d not registered", port);
 233                 tx_drop(mbuf);
 234                 return;
 235         }
 236
 237         ret2 = rte_hash_add_key(task->external_ip_hash, (const void *)&ip_dst);
 238         if (unlikely(ret2 < 0)) {
 239                 // entry not found for this IP: delete the reply
 240                 plogx_dbg("Unable to add IP %x in external_ip_hash\n", rte_be_to_cpu_32(hdr_arp->arp.data.tpa));
 241                 tx_drop(mbuf);
 242                 return;
 243         }
 244         task->external_ip_table[ret2].rings[task->external_ip_table[ret2].nb_requests] = ring;
 245         task->external_ip_table[ret2].nb_requests++;
 246         memcpy(&task->external_ip_table[ret2].mac, &task->internal_port_table[port].mac, 6);
 247
 248         // We send an ARP request even if one was just sent (and not yet answered) by another task
 249         mbuf->ol_flags &= ~(PKT_TX_IP_CKSUM|PKT_TX_UDP_CKSUM);
 250         build_arp_request(mbuf, &task->internal_port_table[port].mac, ip_dst, ip_src);
 251         tx_ring(tbase, ring, ARP_REQ_FROM_CTRL, mbuf);
 252 }
 253
 254 static inline void handle_message(struct task_base *tbase, struct rte_mbuf *mbuf, int ring_id)
 255 {
 256         struct ether_hdr_arp *hdr_arp = rte_pktmbuf_mtod(mbuf, struct ether_hdr_arp *);
 257         int command = get_command(mbuf);
 258         uint32_t ip;
 259         plogx_dbg("\tMaster received %s (%x) from mbuf %p\n", actions_string[command], command, mbuf);
 260
 261         switch(command) {
 262         case ARP_TO_CTRL:
 263                 if (hdr_arp->ether_hdr.ether_type != ETYPE_ARP) {
 264                         tx_drop(mbuf);
 265                         plog_err("\tUnexpected message received: ARP_TO_CTRL with ether_type %x\n", hdr_arp->ether_hdr.ether_type);
 266                         return;
 267                 } else if (arp_is_gratuitous(hdr_arp)) {
 268                         plog_info("\tReceived gratuitous packet \n");
 269                         tx_drop(mbuf);
 270                         return;
 271                 } else if (memcmp(&hdr_arp->arp, &arp_reply, 8) == 0) {
 272                         uint32_t ip = hdr_arp->arp.data.spa;
 273                         handle_arp_reply(tbase, mbuf);
 274                 } else if (memcmp(&hdr_arp->arp, &arp_request, 8) == 0) {
 275                         handle_arp_request(tbase, mbuf);
 276                 } else {
 277                         plog_info("\tReceived unexpected ARP operation %d\n", hdr_arp->arp.oper);
 278                         tx_drop(mbuf);
 279                         return;
 280                 }
 281                 break;
 282         case REQ_MAC_TO_CTRL:
 283                 handle_unknown_ip(tbase, mbuf);
 284                 break;
 285         default:
 286                 plogx_dbg("\tMaster received unexpected message\n");
 287                 tx_drop(mbuf);
 288                 break;
 289         }
 290 }
 291
 292 void init_ctrl_plane(struct task_base *tbase)
 293 {
 294         prox_cfg.flags |= DSF_CTRL_PLANE_ENABLED;
 295         struct task_master *task = (struct task_master *)tbase;
 296         int socket = rte_lcore_to_socket_id(prox_cfg.master);
 297         uint32_t n_entries = MAX_ARP_ENTRIES * 4;
 298         static char hash_name[30];
 299         sprintf(hash_name, "A%03d_hash_arp_table", prox_cfg.master);
 300         struct rte_hash_parameters hash_params = {
 301                 .name = hash_name,
 302                 .entries = n_entries,
 303                 .key_len = sizeof(uint32_t),
 304                 .hash_func = rte_hash_crc,
 305                 .hash_func_init_val = 0,
 306         };
 307         task->external_ip_hash = rte_hash_create(&hash_params);
 308         PROX_PANIC(task->external_ip_hash == NULL, "Failed to set up external ip hash\n");
 309         plog_info("\texternal ip hash table allocated, with %d entries of size %d\n", hash_params.entries, hash_params.key_len);
 310         task->external_ip_table = (struct external_ip_table *)prox_zmalloc(n_entries * sizeof(struct external_ip_table), socket);
 311         PROX_PANIC(task->external_ip_table == NULL, "Failed to allocate memory for %u entries in external ip table\n", n_entries);
 312         plog_info("\texternal ip table, with %d entries of size %ld\n", n_entries, sizeof(struct external_ip_table));
 313
 314         hash_name[0]++;
 315         hash_params.key_len = sizeof(struct ip_port);
 316         task->internal_ip_hash = rte_hash_create(&hash_params);
 317         PROX_PANIC(task->internal_ip_hash == NULL, "Failed to set up internal ip hash\n");
 318         plog_info("\tinternal ip hash table allocated, with %d entries of size %d\n", hash_params.entries, hash_params.key_len);
 319         task->internal_ip_table = (struct ip_table *)prox_zmalloc(n_entries * sizeof(struct ip_table), socket);
 320         PROX_PANIC(task->internal_ip_table == NULL, "Failed to allocate memory for %u entries in internal ip table\n", n_entries);
 321         plog_info("\tinternal ip table, with %d entries of size %ld\n", n_entries, sizeof(struct ip_table));
 322 }
 323
 324 static int handle_ctrl_plane_f(struct task_base *tbase, __attribute__((unused)) struct rte_mbuf **mbuf, uint16_t n_pkts)
 325 {
 326         int ring_id, j, ret = 0;
 327         struct rte_mbuf *mbufs[MAX_RING_BURST];
 328         struct task_master *task = (struct task_master *)tbase;
 329
 330         /*      Handle_master works differently than other handle functions
 331                 It is not handled by a DPDK dataplane core
 332                 It is no thread_generic based, hence do not receive packets the same way
 333         */
 334
 335         ret = ring_deq(task->ctrl_rx_ring, mbufs);
 336         for (j = 0; j < ret; j++) {
 337                 handle_message(tbase, mbufs[j], ring_id);
 338         }
 339         return ret;
 340 }
 341
 342 static void init_task_master(struct task_base *tbase, struct task_args *targs)
 343 {
 344         if (prox_cfg.flags & DSF_CTRL_PLANE_ENABLED) {
 345                 struct task_master *task = (struct task_master *)tbase;
 346
 347                 task->ctrl_rx_ring = targs->lconf->ctrl_rings_p[0];
 348                 task->ctrl_tx_rings = ctrl_rings;
 349                 init_ctrl_plane(tbase);
 350                 handle_ctrl_plane = handle_ctrl_plane_f;
 351         }
 352 }
 353
 354 static struct task_init task_init_master = {
 355         .mode_str = "master",
 356         .init = init_task_master,
 357         .handle = NULL,
 358         .flag_features = TASK_FEATURE_NEVER_DISCARDS,
 359         .size = sizeof(struct task_master)
 360 };
 361
 362 __attribute__((constructor)) static void reg_task_gen(void)
 363 {
 364         reg_task(&task_init_master);
 365 }