Merge "master" into "wdp".
[sliver-openvswitch.git] / datapath / flow.c
index 9a94d0b..de2d3f3 100644 (file)
@@ -14,6 +14,7 @@
 #include <linux/if_vlan.h>
 #include <net/llc_pdu.h>
 #include <linux/kernel.h>
+#include <linux/jhash.h>
 #include <linux/jiffies.h>
 #include <linux/llc.h>
 #include <linux/module.h>
 #include "compat.h"
 
 struct kmem_cache *flow_cache;
+static unsigned int hash_seed;
 
-struct arp_eth_header
+static inline bool arphdr_ok(struct sk_buff *skb)
 {
-       __be16      ar_hrd;     /* format of hardware address   */
-       __be16      ar_pro;     /* format of protocol address   */
-       unsigned char   ar_hln; /* length of hardware address   */
-       unsigned char   ar_pln; /* length of protocol address   */
-       __be16      ar_op;      /* ARP opcode (command)     */
-
-       /* Ethernet+IPv4 specific members. */
-       unsigned char       ar_sha[ETH_ALEN];   /* sender hardware address  */
-       unsigned char       ar_sip[4];          /* sender IP address        */
-       unsigned char       ar_tha[ETH_ALEN];   /* target hardware address  */
-       unsigned char       ar_tip[4];          /* target IP address        */
-} __attribute__((packed));
-
-static inline int arphdr_ok(struct sk_buff *skb)
-{
-       int nh_ofs = skb_network_offset(skb);
-       return pskb_may_pull(skb, nh_ofs + sizeof(struct arp_eth_header));
+       return skb->len >= skb_network_offset(skb) + sizeof(struct arp_eth_header);
 }
 
-static inline int iphdr_ok(struct sk_buff *skb)
+static inline int check_iphdr(struct sk_buff *skb)
 {
-       int nh_ofs = skb_network_offset(skb);
-       if (skb->len >= nh_ofs + sizeof(struct iphdr)) {
-               int ip_len = ip_hdrlen(skb);
-               return (ip_len >= sizeof(struct iphdr)
-                       && pskb_may_pull(skb, nh_ofs + ip_len));
-       }
+       unsigned int nh_ofs = skb_network_offset(skb);
+       unsigned int ip_len;
+
+       if (skb->len < nh_ofs + sizeof(struct iphdr))
+               return -EINVAL;
+
+       ip_len = ip_hdrlen(skb);
+       if (ip_len < sizeof(struct iphdr) || skb->len < nh_ofs + ip_len)
+               return -EINVAL;
+
+       /*
+        * Pull enough header bytes to account for the IP header plus the
+        * longest transport header that we parse, currently 20 bytes for TCP.
+        */
+       if (!pskb_may_pull(skb, min(nh_ofs + ip_len + 20, skb->len)))
+               return -ENOMEM;
+
+       skb_set_transport_header(skb, nh_ofs + ip_len);
        return 0;
 }
 
-static inline int tcphdr_ok(struct sk_buff *skb)
+static inline bool tcphdr_ok(struct sk_buff *skb)
 {
        int th_ofs = skb_transport_offset(skb);
-       if (pskb_may_pull(skb, th_ofs + sizeof(struct tcphdr))) {
+       if (skb->len >= th_ofs + sizeof(struct tcphdr)) {
                int tcp_len = tcp_hdrlen(skb);
                return (tcp_len >= sizeof(struct tcphdr)
                        && skb->len >= th_ofs + tcp_len);
        }
-       return 0;
+       return false;
 }
 
-static inline int udphdr_ok(struct sk_buff *skb)
+static inline bool udphdr_ok(struct sk_buff *skb)
 {
-       int th_ofs = skb_transport_offset(skb);
-       return pskb_may_pull(skb, th_ofs + sizeof(struct udphdr));
+       return skb->len >= skb_transport_offset(skb) + sizeof(struct udphdr);
 }
 
-static inline int icmphdr_ok(struct sk_buff *skb)
+static inline bool icmphdr_ok(struct sk_buff *skb)
 {
-       int th_ofs = skb_transport_offset(skb);
-       return pskb_may_pull(skb, th_ofs + sizeof(struct icmphdr));
+       return skb->len >= skb_transport_offset(skb) + sizeof(struct icmphdr);
 }
 
 #define TCP_FLAGS_OFFSET 13
 #define TCP_FLAG_MASK 0x3f
 
-static inline struct ovs_tcphdr *ovs_tcp_hdr(const struct sk_buff *skb)
-{
-       return (struct ovs_tcphdr *)skb_transport_header(skb);
-}
-
 void flow_used(struct sw_flow *flow, struct sk_buff *skb)
 {
-       unsigned long flags;
        u8 tcp_flags = 0;
 
-       if (flow->key.dl_type == htons(ETH_P_IP) && iphdr_ok(skb)) {
-               struct iphdr *nh = ip_hdr(skb);
-               flow->ip_tos = nh->tos;
-               if (flow->key.nw_proto == IPPROTO_TCP && tcphdr_ok(skb)) {
-                       u8 *tcp = (u8 *)tcp_hdr(skb);
-                       tcp_flags = *(tcp + TCP_FLAGS_OFFSET) & TCP_FLAG_MASK;
-               }
+       if (flow->key.dl_type == htons(ETH_P_IP) &&
+           flow->key.nw_proto == IPPROTO_TCP) {
+               u8 *tcp = (u8 *)tcp_hdr(skb);
+               tcp_flags = *(tcp + TCP_FLAGS_OFFSET) & TCP_FLAG_MASK;
        }
 
-       spin_lock_irqsave(&flow->lock, flags);
-       getnstimeofday(&flow->used);
+       spin_lock_bh(&flow->lock);
+       flow->used = jiffies;
        flow->packet_count++;
        flow->byte_count += skb->len;
        flow->tcp_flags |= tcp_flags;
-       spin_unlock_irqrestore(&flow->lock, flags);
+       spin_unlock_bh(&flow->lock);
 }
 
 struct sw_flow_actions *flow_actions_alloc(size_t n_actions)
 {
        struct sw_flow_actions *sfa;
 
-       if (n_actions > (PAGE_SIZE - sizeof *sfa) / sizeof(union odp_action))
+       /* At least DP_MAX_PORTS actions are required to be able to flood a
+        * packet to every port.  Factor of 2 allows for setting VLAN tags,
+        * etc. */
+       if (n_actions > 2 * DP_MAX_PORTS)
                return ERR_PTR(-EINVAL);
 
-       sfa = kmalloc(sizeof *sfa + n_actions * sizeof(union odp_action),
+       sfa = kmalloc(sizeof *sfa + n_actions * sizeof(union xflow_action),
                      GFP_KERNEL);
        if (!sfa)
                return ERR_PTR(-ENOMEM);
@@ -133,21 +123,36 @@ struct sw_flow_actions *flow_actions_alloc(size_t n_actions)
        return sfa;
 }
 
+struct sw_flow *flow_alloc(void)
+{
+       struct sw_flow *flow;
+
+       flow = kmem_cache_alloc(flow_cache, GFP_KERNEL);
+       if (!flow)
+               return ERR_PTR(-ENOMEM);
+
+       spin_lock_init(&flow->lock);
+       atomic_set(&flow->refcnt, 1);
+       flow->dead = false;
 
-/* Frees 'flow' immediately. */
-void flow_free(struct sw_flow *flow)
+       return flow;
+}
+
+void flow_free_tbl(struct tbl_node *node)
 {
-       if (unlikely(!flow))
-               return;
-       kfree(flow->sf_acts);
-       kmem_cache_free(flow_cache, flow);
+       struct sw_flow *flow = flow_cast(node);
+
+       flow->dead = true;
+       flow_put(flow);
 }
 
 /* RCU callback used by flow_deferred_free. */
 static void rcu_free_flow_callback(struct rcu_head *rcu)
 {
        struct sw_flow *flow = container_of(rcu, struct sw_flow, rcu);
-       flow_free(flow);
+
+       flow->dead = true;
+       flow_put(flow);
 }
 
 /* Schedules 'flow' to be freed after the next RCU grace period.
@@ -157,10 +162,26 @@ void flow_deferred_free(struct sw_flow *flow)
        call_rcu(&flow->rcu, rcu_free_flow_callback);
 }
 
+void flow_hold(struct sw_flow *flow)
+{
+       atomic_inc(&flow->refcnt);
+}
+
+void flow_put(struct sw_flow *flow)
+{
+       if (unlikely(!flow))
+               return;
+
+       if (atomic_dec_and_test(&flow->refcnt)) {
+               kfree(flow->sf_acts);
+               kmem_cache_free(flow_cache, flow);
+       }
+}
+
 /* RCU callback used by flow_deferred_free_acts. */
 static void rcu_free_acts_callback(struct rcu_head *rcu)
 {
-       struct sw_flow_actions *sf_acts = container_of(rcu, 
+       struct sw_flow_actions *sf_acts = container_of(rcu,
                        struct sw_flow_actions, rcu);
        kfree(sf_acts);
 }
@@ -172,83 +193,143 @@ void flow_deferred_free_acts(struct sw_flow_actions *sf_acts)
        call_rcu(&sf_acts->rcu, rcu_free_acts_callback);
 }
 
-#define SNAP_OUI_LEN 3
-
-struct eth_snap_hdr
+static void parse_vlan(struct sk_buff *skb, struct xflow_key *key)
 {
-       struct ethhdr eth;
-       u8  dsap;  /* Always 0xAA */
-       u8  ssap;  /* Always 0xAA */
-       u8  ctrl;
-       u8  oui[SNAP_OUI_LEN];
-       u16 ethertype;
-} __attribute__ ((packed));
-
-static int is_snap(const struct eth_snap_hdr *esh)
+       struct qtag_prefix {
+               __be16 eth_type; /* ETH_P_8021Q */
+               __be16 tci;
+       };
+       struct qtag_prefix *qp;
+
+       if (skb->len < sizeof(struct qtag_prefix) + sizeof(__be16))
+               return;
+
+       qp = (struct qtag_prefix *) skb->data;
+       key->dl_tci = qp->tci | htons(XFLOW_TCI_PRESENT);
+       __skb_pull(skb, sizeof(struct qtag_prefix));
+}
+
+static __be16 parse_ethertype(struct sk_buff *skb)
 {
-       return (esh->dsap == LLC_SAP_SNAP
-               && esh->ssap == LLC_SAP_SNAP
-               && !memcmp(esh->oui, "\0\0\0", 3));
+       struct llc_snap_hdr {
+               u8  dsap;  /* Always 0xAA */
+               u8  ssap;  /* Always 0xAA */
+               u8  ctrl;
+               u8  oui[3];
+               u16 ethertype;
+       };
+       struct llc_snap_hdr *llc;
+       __be16 proto;
+
+       proto = *(__be16 *) skb->data;
+       __skb_pull(skb, sizeof(__be16));
+
+       if (ntohs(proto) >= XFLOW_DL_TYPE_ETH2_CUTOFF)
+               return proto;
+
+       if (unlikely(skb->len < sizeof(struct llc_snap_hdr)))
+               return htons(XFLOW_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE);
+
+       llc = (struct llc_snap_hdr *) skb->data;
+       if (llc->dsap != LLC_SAP_SNAP ||
+           llc->ssap != LLC_SAP_SNAP ||
+           (llc->oui[0] | llc->oui[1] | llc->oui[2]) != 0)
+               return htons(XFLOW_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE);
+
+       __skb_pull(skb, sizeof(struct llc_snap_hdr));
+       return llc->ethertype;
 }
 
-/* Parses the Ethernet frame in 'skb', which was received on 'in_port',
- * and initializes 'key' to match.  Returns 1 if 'skb' contains an IP
- * fragment, 0 otherwise. */
-int flow_extract(struct sk_buff *skb, u16 in_port, struct odp_flow_key *key)
+/**
+ * flow_extract - extracts a flow key from an Ethernet frame.
+ * @skb: sk_buff that contains the frame, with skb->data pointing to the
+ * Ethernet header
+ * @in_port: port number on which @skb was received.
+ * @key: output flow key
+ *
+ * The caller must ensure that skb->len >= ETH_HLEN.
+ *
+ * Returns 0 if successful, otherwise a negative errno value.
+ *
+ * Initializes @skb header pointers as follows:
+ *
+ *    - skb->mac_header: the Ethernet header.
+ *
+ *    - skb->network_header: just past the Ethernet header, or just past the
+ *      VLAN header, to the first byte of the Ethernet payload.
+ *
+ *    - skb->transport_header: If key->dl_type is ETH_P_IP on output, then just
+ *      past the IPv4 header, if one is present and of a correct length,
+ *      otherwise the same as skb->network_header.  For other key->dl_type
+ *      values it is left untouched.
+ *
+ * Sets OVS_CB(skb)->is_frag to %true if @skb is an IPv4 fragment, otherwise to
+ * %false.
+ */
+int flow_extract(struct sk_buff *skb, u16 in_port, struct xflow_key *key,
+                bool *is_frag)
 {
        struct ethhdr *eth;
-       struct eth_snap_hdr *esh;
-       int retval = 0;
-       int nh_ofs;
 
        memset(key, 0, sizeof *key);
-       key->dl_vlan = htons(ODP_VLAN_NONE);
+       key->tun_id = OVS_CB(skb)->tun_id;
        key->in_port = in_port;
-
-       if (skb->len < sizeof *eth)
-               return 0;
-       if (!pskb_may_pull(skb, skb->len >= 64 ? 64 : skb->len)) {
-               return 0;
-       }
+       *is_frag = false;
+
+       /*
+        * We would really like to pull as many bytes as we could possibly
+        * want to parse into the linear data area.  Currently that is:
+        *
+        *    14     Ethernet header
+        *     4     VLAN header
+        *    60     max IP header with options
+        *    20     max TCP/UDP/ICMP header (don't care about options)
+        *    --
+        *    98
+        *
+        * But Xen only allocates 64 or 72 bytes for the linear data area in
+        * netback, which means that we would reallocate and copy the skb's
+        * linear data on every packet if we did that.  So instead just pull 64
+        * bytes, which is always sufficient without IP options, and then check
+        * whether we need to pull more later when we look at the IP header.
+        */
+       if (!pskb_may_pull(skb, min(skb->len, 64u)))
+               return -ENOMEM;
 
        skb_reset_mac_header(skb);
-       eth = eth_hdr(skb);
-       esh = (struct eth_snap_hdr *) eth;
-       nh_ofs = sizeof *eth;
-       if (likely(ntohs(eth->h_proto) >= ODP_DL_TYPE_ETH2_CUTOFF))
-               key->dl_type = eth->h_proto;
-       else if (skb->len >= sizeof *esh && is_snap(esh)) {
-               key->dl_type = esh->ethertype;
-               nh_ofs = sizeof *esh;
-       } else {
-               key->dl_type = htons(ODP_DL_TYPE_NOT_ETH_TYPE);
-               if (skb->len >= nh_ofs + sizeof(struct llc_pdu_un)) {
-                       nh_ofs += sizeof(struct llc_pdu_un); 
-               }
-       }
 
-       /* Check for a VLAN tag */
-       if (key->dl_type == htons(ETH_P_8021Q) &&
-           skb->len >= nh_ofs + sizeof(struct vlan_hdr)) {
-               struct vlan_hdr *vh = (struct vlan_hdr*)(skb->data + nh_ofs);
-               key->dl_type = vh->h_vlan_encapsulated_proto;
-               key->dl_vlan = vh->h_vlan_TCI & htons(VLAN_VID_MASK);
-               key->dl_vlan_pcp = (ntohs(vh->h_vlan_TCI) & VLAN_PCP_MASK) >> VLAN_PCP_SHIFT;
-               nh_ofs += sizeof(struct vlan_hdr);
-       }
+       /* Link layer. */
+       eth = eth_hdr(skb);
        memcpy(key->dl_src, eth->h_source, ETH_ALEN);
        memcpy(key->dl_dst, eth->h_dest, ETH_ALEN);
-       skb_set_network_header(skb, nh_ofs);
+
+       /* dl_type, dl_tci. */
+       __skb_pull(skb, 2 * ETH_ALEN);
+       if (eth->h_proto == htons(ETH_P_8021Q))
+               parse_vlan(skb, key);
+       key->dl_type = parse_ethertype(skb);
+       skb_reset_network_header(skb);
+       __skb_push(skb, skb->data - (unsigned char *)eth);
 
        /* Network layer. */
-       if (key->dl_type == htons(ETH_P_IP) && iphdr_ok(skb)) {
-               struct iphdr *nh = ip_hdr(skb);
-               int th_ofs = nh_ofs + nh->ihl * 4;
+       if (key->dl_type == htons(ETH_P_IP)) {
+               struct iphdr *nh;
+               int error;
+
+               error = check_iphdr(skb);
+               if (unlikely(error)) {
+                       if (error == -EINVAL) {
+                               skb->transport_header = skb->network_header;
+                               return 0;
+                       }
+                       return error;
+               }
+
+               nh = ip_hdr(skb);
                key->nw_src = nh->saddr;
                key->nw_dst = nh->daddr;
                key->nw_tos = nh->tos & ~INET_ECN_MASK;
                key->nw_proto = nh->protocol;
-               skb_set_transport_header(skb, th_ofs);
 
                /* Transport layer. */
                if (!(nh->frag_off & htons(IP_MF | IP_OFFSET))) {
@@ -257,22 +338,12 @@ int flow_extract(struct sk_buff *skb, u16 in_port, struct odp_flow_key *key)
                                        struct tcphdr *tcp = tcp_hdr(skb);
                                        key->tp_src = tcp->source;
                                        key->tp_dst = tcp->dest;
-                               } else {
-                                       /* Avoid tricking other code into
-                                        * thinking that this packet has an L4
-                                        * header. */
-                                       key->nw_proto = 0;
                                }
                        } else if (key->nw_proto == IPPROTO_UDP) {
                                if (udphdr_ok(skb)) {
                                        struct udphdr *udp = udp_hdr(skb);
                                        key->tp_src = udp->source;
                                        key->tp_dst = udp->dest;
-                               } else {
-                                       /* Avoid tricking other code into
-                                        * thinking that this packet has an L4
-                                        * header. */
-                                       key->nw_proto = 0;
                                }
                        } else if (key->nw_proto == IPPROTO_ICMP) {
                                if (icmphdr_ok(skb)) {
@@ -282,16 +353,11 @@ int flow_extract(struct sk_buff *skb, u16 in_port, struct odp_flow_key *key)
                                         * in 16-bit network byte order. */
                                        key->tp_src = htons(icmp->type);
                                        key->tp_dst = htons(icmp->code);
-                               } else {
-                                       /* Avoid tricking other code into
-                                        * thinking that this packet has an L4
-                                        * header. */
-                                       key->nw_proto = 0;
                                }
                        }
-               } else {
-                       retval = 1;
-               }
+               } else
+                       *is_frag = true;
+
        } else if (key->dl_type == htons(ETH_P_ARP) && arphdr_ok(skb)) {
                struct arp_eth_header *arp;
 
@@ -303,20 +369,30 @@ int flow_extract(struct sk_buff *skb, u16 in_port, struct odp_flow_key *key)
                                && arp->ar_pln == 4) {
 
                        /* We only match on the lower 8 bits of the opcode. */
-                       if (ntohs(arp->ar_op) <= 0xff) {
+                       if (ntohs(arp->ar_op) <= 0xff)
                                key->nw_proto = ntohs(arp->ar_op);
-                       }
 
-                       if (key->nw_proto == ARPOP_REQUEST 
+                       if (key->nw_proto == ARPOP_REQUEST
                                        || key->nw_proto == ARPOP_REPLY) {
                                memcpy(&key->nw_src, arp->ar_sip, sizeof(key->nw_src));
                                memcpy(&key->nw_dst, arp->ar_tip, sizeof(key->nw_dst));
                        }
                }
-       } else {
-               skb_reset_transport_header(skb);
        }
-       return retval;
+       return 0;
+}
+
+u32 flow_hash(const struct xflow_key *key)
+{
+       return jhash2((u32*)key, sizeof *key / sizeof(u32), hash_seed);
+}
+
+int flow_cmp(const struct tbl_node *node, void *key2_)
+{
+       const struct xflow_key *key1 = &flow_cast(node)->key;
+       const struct xflow_key *key2 = key2_;
+
+       return !memcmp(key1, key2, sizeof(struct xflow_key));
 }
 
 /* Initializes the flow module.
@@ -328,6 +404,8 @@ int flow_init(void)
        if (flow_cache == NULL)
                return -ENOMEM;
 
+       get_random_bytes(&hash_seed, sizeof hash_seed);
+
        return 0;
 }