lib/cfm.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2010, 2011, 2012, 2013, 2014 Nicira, Inc.
   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 <config.h>
  18 #include "cfm.h"
  19
  20 #include <stdint.h>
  21 #include <stdlib.h>
  22 #include <string.h>
  23
  24 #include "byte-order.h"
  25 #include "connectivity.h"
  26 #include "dynamic-string.h"
  27 #include "flow.h"
  28 #include "hash.h"
  29 #include "hmap.h"
  30 #include "netdev.h"
  31 #include "ofpbuf.h"
  32 #include "packets.h"
  33 #include "poll-loop.h"
  34 #include "random.h"
  35 #include "seq.h"
  36 #include "timer.h"
  37 #include "timeval.h"
  38 #include "unixctl.h"
  39 #include "vlog.h"
  40
  41 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(cfm);
  42
  43 #define CFM_MAX_RMPS 256
  44
  45 /* Ethernet destination address of CCM packets. */
  46 static const uint8_t eth_addr_ccm[6] = { 0x01, 0x80, 0xC2, 0x00, 0x00, 0x30 };
  47 static const uint8_t eth_addr_ccm_x[6] = {
  48     0x01, 0x23, 0x20, 0x00, 0x00, 0x30
  49 };
  50
  51 #define ETH_TYPE_CFM 0x8902
  52
  53 /* A 'ccm' represents a Continuity Check Message from the 802.1ag
  54  * specification.  Continuity Check Messages are broadcast periodically so that
  55  * hosts can determine whom they have connectivity to.
  56  *
  57  * The minimum length of a CCM as specified by IEEE 802.1ag is 75 bytes.
  58  * Previous versions of Open vSwitch generated 74-byte CCM messages, so we
  59  * accept such messages too. */
  60 #define CCM_LEN 75
  61 #define CCM_ACCEPT_LEN 74
  62 #define CCM_MAID_LEN 48
  63 #define CCM_OPCODE 1 /* CFM message opcode meaning CCM. */
  64 #define CCM_RDI_MASK 0x80
  65 #define CFM_HEALTH_INTERVAL 6
  66
  67 OVS_PACKED(
  68 struct ccm {
  69     uint8_t mdlevel_version; /* MD Level and Version */
  70     uint8_t opcode;
  71     uint8_t flags;
  72     uint8_t tlv_offset;
  73     ovs_be32 seq;
  74     ovs_be16 mpid;
  75     uint8_t maid[CCM_MAID_LEN];
  76
  77     /* Defined by ITU-T Y.1731 should be zero */
  78     ovs_be16 interval_ms_x;      /* Transmission interval in ms. */
  79     ovs_be64 mpid64;             /* MPID in extended mode. */
  80     uint8_t opdown;              /* Operationally down. */
  81     uint8_t zero[5];
  82
  83     /* TLV space. */
  84     uint8_t end_tlv;
  85 });
  86 BUILD_ASSERT_DECL(CCM_LEN == sizeof(struct ccm));
  87
  88 struct cfm {
  89     const char *name;           /* Name of this CFM object. */
  90     struct hmap_node hmap_node; /* Node in all_cfms list. */
  91
  92     struct netdev *netdev;
  93     uint64_t rx_packets;        /* Packets received by 'netdev'. */
  94
  95     uint64_t mpid;
  96     bool demand;           /* Demand mode. */
  97     bool booted;           /* A full fault interval has occurred. */
  98     enum cfm_fault_reason fault;  /* Connectivity fault status. */
  99     enum cfm_fault_reason recv_fault;  /* Bit mask of faults occurring on
 100                                           receive. */
 101     bool opup;             /* Operational State. */
 102     bool remote_opup;      /* Remote Operational State. */
 103
 104     int fault_override;    /* Manual override of 'fault' status.
 105                               Ignored if negative. */
 106
 107     uint32_t seq;          /* The sequence number of our last CCM. */
 108     uint8_t ccm_interval;  /* The CCM transmission interval. */
 109     int ccm_interval_ms;   /* 'ccm_interval' in milliseconds. */
 110     uint16_t ccm_vlan;     /* Vlan tag of CCM PDUs.  CFM_RANDOM_VLAN if
 111                               random. */
 112     uint8_t ccm_pcp;       /* Priority of CCM PDUs. */
 113     uint8_t maid[CCM_MAID_LEN]; /* The MAID of this CFM. */
 114
 115     struct timer tx_timer;    /* Send CCM when expired. */
 116     struct timer fault_timer; /* Check for faults when expired. */
 117
 118     struct hmap remote_mps;   /* Remote MPs. */
 119
 120     /* Result of cfm_get_remote_mpids(). Updated only during fault check to
 121      * avoid flapping. */
 122     uint64_t *rmps_array;     /* Cache of remote_mps. */
 123     size_t rmps_array_len;    /* Number of rmps in 'rmps_array'. */
 124
 125     int health;               /* Percentage of the number of CCM frames
 126                                  received. */
 127     int health_interval;      /* Number of fault_intervals since health was
 128                                  recomputed. */
 129     long long int last_tx;    /* Last CCM transmission time. */
 130
 131     atomic_bool check_tnl_key; /* Verify the tunnel key of inbound packets? */
 132     atomic_bool extended;      /* Extended mode. */
 133     struct ovs_refcount ref_cnt;
 134
 135     uint64_t flap_count;       /* Count the flaps since boot. */
 136 };
 137
 138 /* Remote MPs represent foreign network entities that are configured to have
 139  * the same MAID as this CFM instance. */
 140 struct remote_mp {
 141     uint64_t mpid;         /* The Maintenance Point ID of this 'remote_mp'. */
 142     struct hmap_node node; /* Node in 'remote_mps' map. */
 143
 144     bool recv;           /* CCM was received since last fault check. */
 145     bool opup;           /* Operational State. */
 146     uint32_t seq;        /* Most recently received sequence number. */
 147     uint8_t num_health_ccm; /* Number of received ccm frames every
 148                                CFM_HEALTH_INTERVAL * 'fault_interval'. */
 149     long long int last_rx; /* Last CCM reception time. */
 150
 151 };
 152
 153 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(20, 30);
 154
 155 static struct ovs_mutex mutex = OVS_MUTEX_INITIALIZER;
 156 static struct hmap all_cfms__ = HMAP_INITIALIZER(&all_cfms__);
 157 static struct hmap *const all_cfms OVS_GUARDED_BY(mutex) = &all_cfms__;
 158
 159 static unixctl_cb_func cfm_unixctl_show;
 160 static unixctl_cb_func cfm_unixctl_set_fault;
 161
 162 static uint64_t
 163 cfm_rx_packets(const struct cfm *cfm) OVS_REQUIRES(mutex)
 164 {
 165     struct netdev_stats stats;
 166
 167     if (!netdev_get_stats(cfm->netdev, &stats)) {
 168         return stats.rx_packets;
 169     } else {
 170         return 0;
 171     }
 172 }
 173
 174 static const uint8_t *
 175 cfm_ccm_addr(struct cfm *cfm)
 176 {
 177     bool extended;
 178     atomic_read(&cfm->extended, &extended);
 179     return extended ? eth_addr_ccm_x : eth_addr_ccm;
 180 }
 181
 182 /* Returns the string representation of the given cfm_fault_reason 'reason'. */
 183 const char *
 184 cfm_fault_reason_to_str(int reason)
 185 {
 186     switch (reason) {
 187 #define CFM_FAULT_REASON(NAME, STR) case CFM_FAULT_##NAME: return #STR;
 188         CFM_FAULT_REASONS
 189 #undef CFM_FAULT_REASON
 190     default: return "<unknown>";
 191     }
 192 }
 193
 194 static void
 195 ds_put_cfm_fault(struct ds *ds, int fault)
 196 {
 197     int i;
 198
 199     for (i = 0; i < CFM_FAULT_N_REASONS; i++) {
 200         int reason = 1 << i;
 201
 202         if (fault & reason) {
 203             ds_put_format(ds, "%s ", cfm_fault_reason_to_str(reason));
 204         }
 205     }
 206
 207     ds_chomp(ds, ' ');
 208 }
 209
 210 static void
 211 cfm_generate_maid(struct cfm *cfm) OVS_REQUIRES(mutex)
 212 {
 213     const char *ovs_md_name = "ovs";
 214     const char *ovs_ma_name = "ovs";
 215     uint8_t *ma_p;
 216     size_t md_len, ma_len;
 217
 218     memset(cfm->maid, 0, CCM_MAID_LEN);
 219
 220     md_len = strlen(ovs_md_name);
 221     ma_len = strlen(ovs_ma_name);
 222
 223     ovs_assert(md_len && ma_len && md_len + ma_len + 4 <= CCM_MAID_LEN);
 224
 225     cfm->maid[0] = 4;                           /* MD name string format. */
 226     cfm->maid[1] = md_len;                      /* MD name size. */
 227     memcpy(&cfm->maid[2], ovs_md_name, md_len); /* MD name. */
 228
 229     ma_p = cfm->maid + 2 + md_len;
 230     ma_p[0] = 2;                           /* MA name string format. */
 231     ma_p[1] = ma_len;                      /* MA name size. */
 232     memcpy(&ma_p[2], ovs_ma_name, ma_len); /* MA name. */
 233 }
 234
 235 static int
 236 ccm_interval_to_ms(uint8_t interval)
 237 {
 238     switch (interval) {
 239     case 0:  OVS_NOT_REACHED(); /* Explicitly not supported by 802.1ag. */
 240     case 1:  return 3;      /* Not recommended due to timer resolution. */
 241     case 2:  return 10;     /* Not recommended due to timer resolution. */
 242     case 3:  return 100;
 243     case 4:  return 1000;
 244     case 5:  return 10000;
 245     case 6:  return 60000;
 246     case 7:  return 600000;
 247     default: OVS_NOT_REACHED(); /* Explicitly not supported by 802.1ag. */
 248     }
 249
 250     OVS_NOT_REACHED();
 251 }
 252
 253 static long long int
 254 cfm_fault_interval(struct cfm *cfm) OVS_REQUIRES(mutex)
 255 {
 256     /* According to the 802.1ag specification we should assume every other MP
 257      * with the same MAID has the same transmission interval that we have.  If
 258      * an MP has a different interval, cfm_process_heartbeat will register it
 259      * as a fault (likely due to a configuration error).  Thus we can check all
 260      * MPs at once making this quite a bit simpler.
 261      *
 262      * When cfm is not in demand mode, we check when (ccm_interval_ms * 3.5) ms
 263      * have passed.  When cfm is in demand mode, we check when
 264      * (MAX(ccm_interval_ms, 500) * 3.5) ms have passed.  This ensures that
 265      * ovs-vswitchd has enough time to pull statistics from the datapath. */
 266
 267     return (MAX(cfm->ccm_interval_ms, cfm->demand ? 500 : cfm->ccm_interval_ms)
 268             * 7) / 2;
 269 }
 270
 271 static uint8_t
 272 ms_to_ccm_interval(int interval_ms)
 273 {
 274     uint8_t i;
 275
 276     for (i = 7; i > 0; i--) {
 277         if (ccm_interval_to_ms(i) <= interval_ms) {
 278             return i;
 279         }
 280     }
 281
 282     return 1;
 283 }
 284
 285 static uint32_t
 286 hash_mpid(uint64_t mpid)
 287 {
 288     return hash_uint64(mpid);
 289 }
 290
 291 static bool
 292 cfm_is_valid_mpid(bool extended, uint64_t mpid)
 293 {
 294     /* 802.1ag specification requires MPIDs to be within the range [1, 8191].
 295      * In extended mode we relax this requirement. */
 296     return mpid >= 1 && (extended || mpid <= 8191);
 297 }
 298
 299 static struct remote_mp *
 300 lookup_remote_mp(const struct cfm *cfm, uint64_t mpid) OVS_REQUIRES(mutex)
 301 {
 302     struct remote_mp *rmp;
 303
 304     HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET (rmp, node, hash_mpid(mpid), &cfm->remote_mps) {
 305         if (rmp->mpid == mpid) {
 306             return rmp;
 307         }
 308     }
 309
 310     return NULL;
 311 }
 312
 313 void
 314 cfm_init(void)
 315 {
 316     unixctl_command_register("cfm/show", "[interface]", 0, 1, cfm_unixctl_show,
 317                              NULL);
 318     unixctl_command_register("cfm/set-fault", "[interface] normal|false|true",
 319                              1, 2, cfm_unixctl_set_fault, NULL);
 320 }
 321
 322 /* Allocates a 'cfm' object called 'name'.  'cfm' should be initialized by
 323  * cfm_configure() before use. */
 324 struct cfm *
 325 cfm_create(const struct netdev *netdev) OVS_EXCLUDED(mutex)
 326 {
 327     struct cfm *cfm;
 328
 329     cfm = xzalloc(sizeof *cfm);
 330     cfm->netdev = netdev_ref(netdev);
 331     cfm->name = netdev_get_name(cfm->netdev);
 332     hmap_init(&cfm->remote_mps);
 333     cfm->remote_opup = true;
 334     cfm->fault_override = -1;
 335     cfm->health = -1;
 336     cfm->last_tx = 0;
 337     cfm->flap_count = 0;
 338     atomic_init(&cfm->extended, false);
 339     atomic_init(&cfm->check_tnl_key, false);
 340     ovs_refcount_init(&cfm->ref_cnt);
 341
 342     ovs_mutex_lock(&mutex);
 343     cfm_generate_maid(cfm);
 344     hmap_insert(all_cfms, &cfm->hmap_node, hash_string(cfm->name, 0));
 345     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 346     return cfm;
 347 }
 348
 349 void
 350 cfm_unref(struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 351 {
 352     struct remote_mp *rmp, *rmp_next;
 353
 354     if (!cfm) {
 355         return;
 356     }
 357
 358     if (ovs_refcount_unref(&cfm->ref_cnt) != 1) {
 359         return;
 360     }
 361
 362     ovs_mutex_lock(&mutex);
 363     hmap_remove(all_cfms, &cfm->hmap_node);
 364     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 365
 366     HMAP_FOR_EACH_SAFE (rmp, rmp_next, node, &cfm->remote_mps) {
 367         hmap_remove(&cfm->remote_mps, &rmp->node);
 368         free(rmp);
 369     }
 370
 371     hmap_destroy(&cfm->remote_mps);
 372     netdev_close(cfm->netdev);
 373     free(cfm->rmps_array);
 374
 375     free(cfm);
 376 }
 377
 378 struct cfm *
 379 cfm_ref(const struct cfm *cfm_)
 380 {
 381     struct cfm *cfm = CONST_CAST(struct cfm *, cfm_);
 382     if (cfm) {
 383         ovs_refcount_ref(&cfm->ref_cnt);
 384     }
 385     return cfm;
 386 }
 387
 388 /* Should be run periodically to update fault statistics messages. */
 389 void
 390 cfm_run(struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 391 {
 392     ovs_mutex_lock(&mutex);
 393     if (timer_expired(&cfm->fault_timer)) {
 394         long long int interval = cfm_fault_interval(cfm);
 395         struct remote_mp *rmp, *rmp_next;
 396         enum cfm_fault_reason old_cfm_fault = cfm->fault;
 397         uint64_t old_flap_count = cfm->flap_count;
 398         int old_health = cfm->health;
 399         size_t old_rmps_array_len = cfm->rmps_array_len;
 400         bool old_rmps_deleted = false;
 401         bool old_rmp_opup = cfm->remote_opup;
 402         bool demand_override;
 403         bool rmp_set_opup = false;
 404         bool rmp_set_opdown = false;
 405
 406         cfm->fault = cfm->recv_fault;
 407         cfm->recv_fault = 0;
 408
 409         cfm->rmps_array_len = 0;
 410         free(cfm->rmps_array);
 411         cfm->rmps_array = xmalloc(hmap_count(&cfm->remote_mps) *
 412                                   sizeof *cfm->rmps_array);
 413
 414         if (cfm->health_interval == CFM_HEALTH_INTERVAL) {
 415             /* Calculate the cfm health of the interface.  If the number of
 416              * remote_mpids of a cfm interface is > 1, the cfm health is
 417              * undefined. If the number of remote_mpids is 1, the cfm health is
 418              * the percentage of the ccm frames received in the
 419              * (CFM_HEALTH_INTERVAL * 3.5)ms, else it is 0. */
 420             if (hmap_count(&cfm->remote_mps) > 1) {
 421                 cfm->health = -1;
 422             } else if (hmap_is_empty(&cfm->remote_mps)) {
 423                 cfm->health = 0;
 424             } else {
 425                 int exp_ccm_recvd;
 426
 427                 rmp = CONTAINER_OF(hmap_first(&cfm->remote_mps),
 428                                    struct remote_mp, node);
 429                 exp_ccm_recvd = (CFM_HEALTH_INTERVAL * 7) / 2;
 430                 /* Calculate the percentage of healthy ccm frames received.
 431                  * Since the 'fault_interval' is (3.5 * cfm_interval), and
 432                  * 1 CCM packet must be received every cfm_interval,
 433                  * the 'remote_mpid' health reports the percentage of
 434                  * healthy CCM frames received every
 435                  * 'CFM_HEALTH_INTERVAL'th 'fault_interval'. */
 436                 cfm->health = (rmp->num_health_ccm * 100) / exp_ccm_recvd;
 437                 cfm->health = MIN(cfm->health, 100);
 438                 rmp->num_health_ccm = 0;
 439                 ovs_assert(cfm->health >= 0 && cfm->health <= 100);
 440             }
 441             cfm->health_interval = 0;
 442         }
 443         cfm->health_interval++;
 444
 445         demand_override = false;
 446         if (cfm->demand) {
 447             uint64_t rx_packets = cfm_rx_packets(cfm);
 448             demand_override = hmap_count(&cfm->remote_mps) == 1
 449                 && rx_packets > cfm->rx_packets;
 450             cfm->rx_packets = rx_packets;
 451         }
 452
 453         HMAP_FOR_EACH_SAFE (rmp, rmp_next, node, &cfm->remote_mps) {
 454             if (!rmp->recv) {
 455                 VLOG_INFO("%s: Received no CCM from RMP %"PRIu64" in the last"
 456                           " %lldms", cfm->name, rmp->mpid,
 457                           time_msec() - rmp->last_rx);
 458                 if (!demand_override) {
 459                     old_rmps_deleted = true;
 460                     hmap_remove(&cfm->remote_mps, &rmp->node);
 461                     free(rmp);
 462                 }
 463             } else {
 464                 rmp->recv = false;
 465
 466                 if (rmp->opup) {
 467                     rmp_set_opup = true;
 468                 } else {
 469                     rmp_set_opdown = true;
 470                 }
 471
 472                 cfm->rmps_array[cfm->rmps_array_len++] = rmp->mpid;
 473             }
 474         }
 475
 476         if (rmp_set_opdown) {
 477             cfm->remote_opup = false;
 478         }
 479         else if (rmp_set_opup) {
 480             cfm->remote_opup = true;
 481         }
 482
 483         if (hmap_is_empty(&cfm->remote_mps)) {
 484             cfm->fault |= CFM_FAULT_RECV;
 485         }
 486
 487         if (old_cfm_fault != cfm->fault) {
 488             if (!VLOG_DROP_INFO(&rl)) {
 489                 struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 490
 491                 ds_put_cstr(&ds, "from [");
 492                 ds_put_cfm_fault(&ds, old_cfm_fault);
 493                 ds_put_cstr(&ds, "] to [");
 494                 ds_put_cfm_fault(&ds, cfm->fault);
 495                 ds_put_char(&ds, ']');
 496                 VLOG_INFO("%s: CFM faults changed %s.", cfm->name, ds_cstr(&ds));
 497                 ds_destroy(&ds);
 498             }
 499
 500             /* If there is a flap, increments the counter. */
 501             if (old_cfm_fault == 0 || cfm->fault == 0) {
 502                 cfm->flap_count++;
 503             }
 504         }
 505
 506         /* These variables represent the cfm session status, it is desirable
 507          * to update them to database immediately after change. */
 508         if (old_health != cfm->health
 509             || old_rmp_opup != cfm->remote_opup
 510             || (old_rmps_array_len != cfm->rmps_array_len || old_rmps_deleted)
 511             || old_cfm_fault != cfm->fault
 512             || old_flap_count != cfm->flap_count) {
 513             seq_change(connectivity_seq_get());
 514         }
 515
 516         cfm->booted = true;
 517         timer_set_duration(&cfm->fault_timer, interval);
 518         VLOG_DBG("%s: new fault interval", cfm->name);
 519     }
 520     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 521 }
 522
 523 /* Should be run periodically to check if the CFM module has a CCM message it
 524  * wishes to send. */
 525 bool
 526 cfm_should_send_ccm(struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 527 {
 528     bool ret;
 529
 530     ovs_mutex_lock(&mutex);
 531     ret = timer_expired(&cfm->tx_timer);
 532     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 533     return ret;
 534 }
 535
 536 /* Composes a CCM message into 'packet'.  Messages generated with this function
 537  * should be sent whenever cfm_should_send_ccm() indicates. */
 538 void
 539 cfm_compose_ccm(struct cfm *cfm, struct ofpbuf *packet,
 540                 uint8_t eth_src[ETH_ADDR_LEN]) OVS_EXCLUDED(mutex)
 541 {
 542     uint16_t ccm_vlan;
 543     struct ccm *ccm;
 544     bool extended;
 545
 546     ovs_mutex_lock(&mutex);
 547     timer_set_duration(&cfm->tx_timer, cfm->ccm_interval_ms);
 548     eth_compose(packet, cfm_ccm_addr(cfm), eth_src, ETH_TYPE_CFM, sizeof *ccm);
 549
 550     ccm_vlan = (cfm->ccm_vlan != CFM_RANDOM_VLAN
 551                 ? cfm->ccm_vlan
 552                 : random_uint16());
 553     ccm_vlan = ccm_vlan & VLAN_VID_MASK;
 554
 555     if (ccm_vlan || cfm->ccm_pcp) {
 556         uint16_t tci = ccm_vlan | (cfm->ccm_pcp << VLAN_PCP_SHIFT);
 557         eth_push_vlan(packet, htons(ETH_TYPE_VLAN), htons(tci));
 558     }
 559
 560     ccm = ofpbuf_l3(packet);
 561     ccm->mdlevel_version = 0;
 562     ccm->opcode = CCM_OPCODE;
 563     ccm->tlv_offset = 70;
 564     ccm->seq = htonl(++cfm->seq);
 565     ccm->flags = cfm->ccm_interval;
 566     memcpy(ccm->maid, cfm->maid, sizeof ccm->maid);
 567     memset(ccm->zero, 0, sizeof ccm->zero);
 568     ccm->end_tlv = 0;
 569
 570     atomic_read(&cfm->extended, &extended);
 571     if (extended) {
 572         ccm->mpid = htons(hash_mpid(cfm->mpid));
 573         ccm->mpid64 = htonll(cfm->mpid);
 574         ccm->opdown = !cfm->opup;
 575     } else {
 576         ccm->mpid = htons(cfm->mpid);
 577         ccm->mpid64 = htonll(0);
 578         ccm->opdown = 0;
 579     }
 580
 581     if (cfm->ccm_interval == 0) {
 582         ovs_assert(extended);
 583         ccm->interval_ms_x = htons(cfm->ccm_interval_ms);
 584     } else {
 585         ccm->interval_ms_x = htons(0);
 586     }
 587
 588     if (cfm->booted && hmap_is_empty(&cfm->remote_mps)) {
 589         ccm->flags |= CCM_RDI_MASK;
 590     }
 591
 592     if (cfm->last_tx) {
 593         long long int delay = time_msec() - cfm->last_tx;
 594         if (delay > (cfm->ccm_interval_ms * 3 / 2)) {
 595             VLOG_WARN("%s: long delay of %lldms (expected %dms) sending CCM"
 596                       " seq %"PRIu32, cfm->name, delay, cfm->ccm_interval_ms,
 597                       cfm->seq);
 598         }
 599     }
 600     cfm->last_tx = time_msec();
 601     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 602 }
 603
 604 void
 605 cfm_wait(struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 606 {
 607     poll_timer_wait_until(cfm_wake_time(cfm));
 608 }
 609
 610
 611 /* Returns the next cfm wakeup time. */
 612 long long int
 613 cfm_wake_time(struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 614 {
 615     long long int retval;
 616
 617     if (!cfm) {
 618         return LLONG_MAX;
 619     }
 620
 621     ovs_mutex_lock(&mutex);
 622     retval = MIN(cfm->tx_timer.t, cfm->fault_timer.t);
 623     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 624     return retval;
 625 }
 626
 627
 628 /* Configures 'cfm' with settings from 's'. */
 629 bool
 630 cfm_configure(struct cfm *cfm, const struct cfm_settings *s)
 631     OVS_EXCLUDED(mutex)
 632 {
 633     uint8_t interval;
 634     int interval_ms;
 635
 636     if (!cfm_is_valid_mpid(s->extended, s->mpid) || s->interval <= 0) {
 637         return false;
 638     }
 639
 640     ovs_mutex_lock(&mutex);
 641     cfm->mpid = s->mpid;
 642     cfm->opup = s->opup;
 643     interval = ms_to_ccm_interval(s->interval);
 644     interval_ms = ccm_interval_to_ms(interval);
 645
 646     atomic_store(&cfm->check_tnl_key, s->check_tnl_key);
 647     atomic_store(&cfm->extended, s->extended);
 648
 649     cfm->ccm_vlan = s->ccm_vlan;
 650     cfm->ccm_pcp = s->ccm_pcp & (VLAN_PCP_MASK >> VLAN_PCP_SHIFT);
 651     if (s->extended && interval_ms != s->interval) {
 652         interval = 0;
 653         interval_ms = MIN(s->interval, UINT16_MAX);
 654     }
 655
 656     if (s->extended && s->demand) {
 657         if (!cfm->demand) {
 658             cfm->demand = true;
 659             cfm->rx_packets = cfm_rx_packets(cfm);
 660         }
 661     } else {
 662         cfm->demand = false;
 663     }
 664
 665     if (interval != cfm->ccm_interval || interval_ms != cfm->ccm_interval_ms) {
 666         cfm->ccm_interval = interval;
 667         cfm->ccm_interval_ms = interval_ms;
 668
 669         timer_set_expired(&cfm->tx_timer);
 670         timer_set_duration(&cfm->fault_timer, cfm_fault_interval(cfm));
 671     }
 672
 673     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 674     return true;
 675 }
 676
 677 /* Must be called when the netdev owned by 'cfm' should change. */
 678 void
 679 cfm_set_netdev(struct cfm *cfm, const struct netdev *netdev)
 680     OVS_EXCLUDED(mutex)
 681 {
 682     ovs_mutex_lock(&mutex);
 683     if (cfm->netdev != netdev) {
 684         netdev_close(cfm->netdev);
 685         cfm->netdev = netdev_ref(netdev);
 686     }
 687     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 688 }
 689
 690 /* Returns true if 'cfm' should process packets from 'flow'.  Sets
 691  * fields in 'wc' that were used to make the determination. */
 692 bool
 693 cfm_should_process_flow(const struct cfm *cfm_, const struct flow *flow,
 694                         struct flow_wildcards *wc)
 695 {
 696     struct cfm *cfm = CONST_CAST(struct cfm *, cfm_);
 697     bool check_tnl_key;
 698
 699     atomic_read(&cfm->check_tnl_key, &check_tnl_key);
 700     memset(&wc->masks.dl_dst, 0xff, sizeof wc->masks.dl_dst);
 701     if (check_tnl_key) {
 702         memset(&wc->masks.tunnel.tun_id, 0xff, sizeof wc->masks.tunnel.tun_id);
 703     }
 704     return (ntohs(flow->dl_type) == ETH_TYPE_CFM
 705             && eth_addr_equals(flow->dl_dst, cfm_ccm_addr(cfm))
 706             && (!check_tnl_key || flow->tunnel.tun_id == htonll(0)));
 707 }
 708
 709 /* Updates internal statistics relevant to packet 'p'.  Should be called on
 710  * every packet whose flow returned true when passed to
 711  * cfm_should_process_flow. */
 712 void
 713 cfm_process_heartbeat(struct cfm *cfm, const struct ofpbuf *p)
 714     OVS_EXCLUDED(mutex)
 715 {
 716     struct ccm *ccm;
 717     struct eth_header *eth;
 718
 719     ovs_mutex_lock(&mutex);
 720
 721     eth = ofpbuf_l2(p);
 722     ccm = ofpbuf_at(p, (uint8_t *)ofpbuf_l3(p) - (uint8_t *)ofpbuf_data(p),
 723                     CCM_ACCEPT_LEN);
 724
 725     if (!ccm) {
 726         VLOG_INFO_RL(&rl, "%s: Received an unparseable 802.1ag CCM heartbeat.",
 727                      cfm->name);
 728         goto out;
 729     }
 730
 731     if (ccm->opcode != CCM_OPCODE) {
 732         VLOG_INFO_RL(&rl, "%s: Received an unsupported 802.1ag message. "
 733                      "(opcode %u)", cfm->name, ccm->opcode);
 734         goto out;
 735     }
 736
 737     /* According to the 802.1ag specification, reception of a CCM with an
 738      * incorrect ccm_interval, unexpected MAID, or unexpected MPID should
 739      * trigger a fault.  We ignore this requirement for several reasons.
 740      *
 741      * Faults can cause a controller or Open vSwitch to make potentially
 742      * expensive changes to the network topology.  It seems prudent to trigger
 743      * them judiciously, especially when CFM is used to check slave status of
 744      * bonds. Furthermore, faults can be maliciously triggered by crafting
 745      * unexpected CCMs. */
 746     if (memcmp(ccm->maid, cfm->maid, sizeof ccm->maid)) {
 747         cfm->recv_fault |= CFM_FAULT_MAID;
 748         VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: Received unexpected remote MAID from MAC "
 749                      ETH_ADDR_FMT, cfm->name, ETH_ADDR_ARGS(eth->eth_src));
 750     } else {
 751         uint8_t ccm_interval = ccm->flags & 0x7;
 752         bool ccm_rdi = ccm->flags & CCM_RDI_MASK;
 753         uint16_t ccm_interval_ms_x = ntohs(ccm->interval_ms_x);
 754
 755         struct remote_mp *rmp;
 756         uint64_t ccm_mpid;
 757         uint32_t ccm_seq;
 758         bool ccm_opdown;
 759         bool extended;
 760         enum cfm_fault_reason cfm_fault = 0;
 761
 762         atomic_read(&cfm->extended, &extended);
 763         if (extended) {
 764             ccm_mpid = ntohll(ccm->mpid64);
 765             ccm_opdown = ccm->opdown;
 766         } else {
 767             ccm_mpid = ntohs(ccm->mpid);
 768             ccm_opdown = false;
 769         }
 770         ccm_seq = ntohl(ccm->seq);
 771
 772         if (ccm_interval != cfm->ccm_interval) {
 773             VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: received a CCM with an unexpected interval"
 774                          " (%"PRIu8") from RMP %"PRIu64, cfm->name,
 775                          ccm_interval, ccm_mpid);
 776         }
 777
 778         if (extended && ccm_interval == 0
 779             && ccm_interval_ms_x != cfm->ccm_interval_ms) {
 780             VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: received a CCM with an unexpected extended"
 781                          " interval (%"PRIu16"ms) from RMP %"PRIu64, cfm->name,
 782                          ccm_interval_ms_x, ccm_mpid);
 783         }
 784
 785         rmp = lookup_remote_mp(cfm, ccm_mpid);
 786         if (!rmp) {
 787             if (hmap_count(&cfm->remote_mps) < CFM_MAX_RMPS) {
 788                 rmp = xzalloc(sizeof *rmp);
 789                 hmap_insert(&cfm->remote_mps, &rmp->node, hash_mpid(ccm_mpid));
 790             } else {
 791                 cfm_fault |= CFM_FAULT_OVERFLOW;
 792                 VLOG_WARN_RL(&rl,
 793                              "%s: dropped CCM with MPID %"PRIu64" from MAC "
 794                              ETH_ADDR_FMT, cfm->name, ccm_mpid,
 795                              ETH_ADDR_ARGS(eth->eth_src));
 796             }
 797         }
 798
 799         if (ccm_rdi) {
 800             cfm_fault |= CFM_FAULT_RDI;
 801             VLOG_DBG("%s: RDI bit flagged from RMP %"PRIu64, cfm->name,
 802                      ccm_mpid);
 803         }
 804
 805         VLOG_DBG("%s: received CCM (seq %"PRIu32") (mpid %"PRIu64")"
 806                  " (interval %"PRIu8") (RDI %s)", cfm->name, ccm_seq,
 807                  ccm_mpid, ccm_interval, ccm_rdi ? "true" : "false");
 808
 809         if (rmp) {
 810             if (rmp->mpid == cfm->mpid) {
 811                 cfm_fault |= CFM_FAULT_LOOPBACK;
 812                 VLOG_WARN_RL(&rl,"%s: received CCM with local MPID"
 813                              " %"PRIu64, cfm->name, rmp->mpid);
 814             }
 815
 816             if (rmp->seq && ccm_seq != (rmp->seq + 1)) {
 817                 VLOG_WARN_RL(&rl, "%s: (mpid %"PRIu64") detected sequence"
 818                              " numbers which indicate possible connectivity"
 819                              " problems (previous %"PRIu32") (current %"PRIu32
 820                              ")", cfm->name, ccm_mpid, rmp->seq, ccm_seq);
 821             }
 822
 823             rmp->mpid = ccm_mpid;
 824             if (!cfm_fault) {
 825                 rmp->num_health_ccm++;
 826             }
 827             rmp->recv = true;
 828             cfm->recv_fault |= cfm_fault;
 829             rmp->seq = ccm_seq;
 830             rmp->opup = !ccm_opdown;
 831             rmp->last_rx = time_msec();
 832         }
 833     }
 834
 835 out:
 836     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 837 }
 838
 839 static int
 840 cfm_get_fault__(const struct cfm *cfm) OVS_REQUIRES(mutex)
 841 {
 842     if (cfm->fault_override >= 0) {
 843         return cfm->fault_override ? CFM_FAULT_OVERRIDE : 0;
 844     }
 845     return cfm->fault;
 846 }
 847
 848 /* Gets the fault status of 'cfm'.  Returns a bit mask of 'cfm_fault_reason's
 849  * indicating the cause of the connectivity fault, or zero if there is no
 850  * fault. */
 851 int
 852 cfm_get_fault(const struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 853 {
 854     int fault;
 855
 856     ovs_mutex_lock(&mutex);
 857     fault = cfm_get_fault__(cfm);
 858     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 859     return fault;
 860 }
 861
 862 /* Gets the number of cfm fault flapping since start. */
 863 uint64_t
 864 cfm_get_flap_count(const struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 865 {
 866     uint64_t flap_count;
 867     ovs_mutex_lock(&mutex);
 868     flap_count = cfm->flap_count;
 869     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 870     return flap_count;
 871 }
 872
 873 /* Gets the health of 'cfm'.  Returns an integer between 0 and 100 indicating
 874  * the health of the link as a percentage of ccm frames received in
 875  * CFM_HEALTH_INTERVAL * 'fault_interval' if there is only 1 remote_mpid,
 876  * returns 0 if there are no remote_mpids, and returns -1 if there are more
 877  * than 1 remote_mpids. */
 878 int
 879 cfm_get_health(const struct cfm *cfm) OVS_EXCLUDED(mutex)
 880 {
 881     int health;
 882
 883     ovs_mutex_lock(&mutex);
 884     health = cfm->health;
 885     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 886     return health;
 887 }
 888
 889 /* Gets the operational state of 'cfm'.  'cfm' is considered operationally down
 890  * if it has received a CCM with the operationally down bit set from any of its
 891  * remote maintenance points. Returns 1 if 'cfm' is operationally up, 0 if
 892  * 'cfm' is operationally down, or -1 if 'cfm' has no operational state
 893  * (because it isn't in extended mode). */
 894 int
 895 cfm_get_opup(const struct cfm *cfm_) OVS_EXCLUDED(mutex)
 896 {
 897     struct cfm *cfm = CONST_CAST(struct cfm *, cfm_);
 898     bool extended;
 899     int opup;
 900
 901     ovs_mutex_lock(&mutex);
 902     atomic_read(&cfm->extended, &extended);
 903     opup = extended ? cfm->remote_opup : -1;
 904     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 905
 906     return opup;
 907 }
 908
 909 /* Populates 'rmps' with an array of remote maintenance points reachable by
 910  * 'cfm'. The number of remote maintenance points is written to 'n_rmps'.
 911  * 'cfm' retains ownership of the array written to 'rmps' */
 912 void
 913 cfm_get_remote_mpids(const struct cfm *cfm, uint64_t **rmps, size_t *n_rmps)
 914     OVS_EXCLUDED(mutex)
 915 {
 916     ovs_mutex_lock(&mutex);
 917     *rmps = xmemdup(cfm->rmps_array, cfm->rmps_array_len * sizeof **rmps);
 918     *n_rmps = cfm->rmps_array_len;
 919     ovs_mutex_unlock(&mutex);
 920 }
 921
 922 static struct cfm *
 923 cfm_find(const char *name) OVS_REQUIRES(mutex)
 924 {
 925     struct cfm *cfm;
 926
 927     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH (cfm, hmap_node, hash_string(name, 0), all_cfms) {
 928         if (!strcmp(cfm->name, name)) {
 929             return cfm;
 930         }
 931     }
 932     return NULL;
 933 }
 934
 935 static void
 936 cfm_print_details(struct ds *ds, struct cfm *cfm) OVS_REQUIRES(mutex)
 937 {
 938     struct remote_mp *rmp;
 939     bool extended;
 940     int fault;
 941
 942     atomic_read(&cfm->extended, &extended);
 943
 944     ds_put_format(ds, "---- %s ----\n", cfm->name);
 945     ds_put_format(ds, "MPID %"PRIu64":%s%s\n", cfm->mpid,
 946                   extended ? " extended" : "",
 947                   cfm->fault_override >= 0 ? " fault_override" : "");
 948
 949     fault = cfm_get_fault__(cfm);
 950     if (fault) {
 951         ds_put_cstr(ds, "\tfault: ");
 952         ds_put_cfm_fault(ds, fault);
 953         ds_put_cstr(ds, "\n");
 954     }
 955
 956     if (cfm->health == -1) {
 957         ds_put_format(ds, "\taverage health: undefined\n");
 958     } else {
 959         ds_put_format(ds, "\taverage health: %d\n", cfm->health);
 960     }
 961     ds_put_format(ds, "\topstate: %s\n", cfm->opup ? "up" : "down");
 962     ds_put_format(ds, "\tremote_opstate: %s\n",
 963                   cfm->remote_opup ? "up" : "down");
 964     ds_put_format(ds, "\tinterval: %dms\n", cfm->ccm_interval_ms);
 965     ds_put_format(ds, "\tnext CCM tx: %lldms\n",
 966                   timer_msecs_until_expired(&cfm->tx_timer));
 967     ds_put_format(ds, "\tnext fault check: %lldms\n",
 968                   timer_msecs_until_expired(&cfm->fault_timer));
 969
 970     HMAP_FOR_EACH (rmp, node, &cfm->remote_mps) {
 971         ds_put_format(ds, "Remote MPID %"PRIu64"\n", rmp->mpid);
 972         ds_put_format(ds, "\trecv since check: %s\n",
 973                       rmp->recv ? "true" : "false");
 974         ds_put_format(ds, "\topstate: %s\n", rmp->opup? "up" : "down");
 975     }
 976 }
 977
 978 static void
 979 cfm_unixctl_show(struct unixctl_conn *conn, int argc, const char *argv[],
 980                  void *aux OVS_UNUSED) OVS_EXCLUDED(mutex)
 981 {
 982     struct ds ds = DS_EMPTY_INITIALIZER;
 983     struct cfm *cfm;
 984
 985     ovs_mutex_lock(&mutex);
 986     if (argc > 1) {
 987         cfm = cfm_find(argv[1]);
 988         if (!cfm) {
 989             unixctl_command_reply_error(conn, "no such CFM object");
 990             goto out;
 991         }
 992         cfm_print_details(&ds, cfm);
 993     } else {
 994         HMAP_FOR_EACH (cfm, hmap_node, all_cfms) {
 995             cfm_print_details(&ds, cfm);
 996         }
 997     }
 998
 999     unixctl_command_reply(conn, ds_cstr(&ds));
1000     ds_destroy(&ds);
1001 out:
1002     ovs_mutex_unlock(&mutex);
1003 }
1004
1005 static void
1006 cfm_unixctl_set_fault(struct unixctl_conn *conn, int argc, const char *argv[],
1007                       void *aux OVS_UNUSED) OVS_EXCLUDED(mutex)
1008 {
1009     const char *fault_str = argv[argc - 1];
1010     int fault_override;
1011     struct cfm *cfm;
1012
1013     ovs_mutex_lock(&mutex);
1014     if (!strcasecmp("true", fault_str)) {
1015         fault_override = 1;
1016     } else if (!strcasecmp("false", fault_str)) {
1017         fault_override = 0;
1018     } else if (!strcasecmp("normal", fault_str)) {
1019         fault_override = -1;
1020     } else {
1021         unixctl_command_reply_error(conn, "unknown fault string");
1022         goto out;
1023     }
1024
1025     if (argc > 2) {
1026         cfm = cfm_find(argv[1]);
1027         if (!cfm) {
1028             unixctl_command_reply_error(conn, "no such CFM object");
1029             goto out;
1030         }
1031         cfm->fault_override = fault_override;
1032     } else {
1033         HMAP_FOR_EACH (cfm, hmap_node, all_cfms) {
1034             cfm->fault_override = fault_override;
1035         }
1036     }
1037
1038     seq_change(connectivity_seq_get());
1039     unixctl_command_reply(conn, "OK");
1040
1041 out:
1042     ovs_mutex_unlock(&mutex);
1043 }