lib/route-table.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Nicira Networks.
   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
  19 #include "route-table.h"
  20
  21 #include <assert.h>
  22 #include <arpa/inet.h>
  23 #include <sys/socket.h>
  24 #include <linux/rtnetlink.h>
  25 #include <net/if.h>
  26
  27 #include "hash.h"
  28 #include "hmap.h"
  29 #include "netlink.h"
  30 #include "netlink-notifier.h"
  31 #include "netlink-socket.h"
  32 #include "ofpbuf.h"
  33 #include "rtnetlink-link.h"
  34 #include "vlog.h"
  35
  36 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(route_table);
  37
  38 struct route_data {
  39     /* Copied from struct rtmsg. */
  40     unsigned char rtm_dst_len;
  41
  42     /* Extracted from Netlink attributes. */
  43     uint32_t rta_dst; /* Destination in host byte order. 0 if missing. */
  44     int rta_oif;      /* Output interface index. */
  45 };
  46
  47 /* A digested version of a route message sent down by the kernel to indicate
  48  * that a route has changed. */
  49 struct route_table_msg {
  50     bool relevant;        /* Should this message be processed? */
  51     int nlmsg_type;       /* e.g. RTM_NEWROUTE, RTM_DELROUTE. */
  52     struct route_data rd; /* Data parsed from this message. */
  53 };
  54
  55 struct route_node {
  56     struct hmap_node node; /* Node in route_map. */
  57     struct route_data rd;  /* Data associated with this node. */
  58 };
  59
  60 struct name_node {
  61     struct hmap_node node; /* Node in name_map. */
  62     uint32_t ifi_index;    /* Kernel interface index. */
  63
  64     char ifname[IFNAMSIZ]; /* Interface name. */
  65 };
  66
  67 static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
  68
  69 static unsigned int register_count = 0;
  70 static struct nln *nln = NULL;
  71 static struct route_table_msg rtmsg;
  72 static struct nln_notifier *route_notifier = NULL;
  73 static struct nln_notifier *name_notifier = NULL;
  74
  75 static bool route_table_valid = false;
  76 static bool name_table_valid = false;
  77 static struct hmap route_map;
  78 static struct hmap name_map;
  79
  80 static int route_table_reset(void);
  81 static void route_table_handle_msg(const struct route_table_msg *);
  82 static bool route_table_parse(struct ofpbuf *, struct route_table_msg *);
  83 static void route_table_change(const struct route_table_msg *, void *);
  84 static struct route_node *route_node_lookup(const struct route_data *);
  85 static struct route_node *route_node_lookup_by_ip(uint32_t ip);
  86 static void route_map_clear(void);
  87 static uint32_t hash_route_data(const struct route_data *);
  88
  89 static void name_table_init(void);
  90 static void name_table_uninit(void);
  91 static int name_table_reset(void);
  92 static void name_table_change(const struct rtnetlink_link_change *, void *);
  93 static void name_map_clear(void);
  94 static struct name_node *name_node_lookup(int ifi_index);
  95
  96 /* Populates 'name' with the name of the interface traffic destined for 'ip'
  97  * is likely to egress out of (see route_table_get_ifindex).
  98  *
  99  * Returns true if successful, otherwise false. */
 100 bool
 101 route_table_get_name(ovs_be32 ip, char name[IFNAMSIZ])
 102 {
 103     int ifindex;
 104
 105     if (!name_table_valid) {
 106         name_table_reset();
 107     }
 108
 109     if (route_table_get_ifindex(ip, &ifindex)) {
 110         struct name_node *nn;
 111
 112         nn = name_node_lookup(ifindex);
 113         if (nn) {
 114             ovs_strlcpy(name, nn->ifname, IFNAMSIZ);
 115             return true;
 116         }
 117     }
 118
 119     return false;
 120 }
 121
 122 /* Populates 'ifindex' with the interface index traffic destined for 'ip' is
 123  * likely to egress.  There is no hard guarantee that traffic destined for 'ip'
 124  * will egress out the specified interface.  'ifindex' may refer to an
 125  * interface which is not physical (such as a bridge port).
 126  *
 127  * Returns true if successful, otherwise false. */
 128 bool
 129 route_table_get_ifindex(ovs_be32 ip_, int *ifindex)
 130 {
 131     struct route_node *rn;
 132     uint32_t ip = ntohl(ip_);
 133
 134     *ifindex = 0;
 135
 136     if (!route_table_valid) {
 137         route_table_reset();
 138     }
 139
 140     rn = route_node_lookup_by_ip(ip);
 141
 142     if (rn) {
 143         *ifindex = rn->rd.rta_oif;
 144         return true;
 145     }
 146
 147     /* Choose a default route. */
 148     HMAP_FOR_EACH(rn, node, &route_map) {
 149         if (rn->rd.rta_dst == 0 && rn->rd.rtm_dst_len == 0) {
 150             *ifindex = rn->rd.rta_oif;
 151             return true;
 152         }
 153     }
 154
 155     return false;
 156 }
 157
 158 /* Users of the route_table module should register themselves with this
 159  * function before making any other route_table function calls. */
 160 void
 161 route_table_register(void)
 162 {
 163     if (!register_count) {
 164         assert(!nln);
 165         assert(!route_notifier);
 166
 167         nln = nln_create(NETLINK_ROUTE, RTNLGRP_IPV4_ROUTE,
 168                          (nln_parse_func *) route_table_parse, &rtmsg);
 169
 170         route_notifier =
 171             nln_notifier_create(nln, (nln_notify_func *) route_table_change,
 172                                 NULL);
 173
 174         hmap_init(&route_map);
 175         route_table_reset();
 176         name_table_init();
 177     }
 178
 179     register_count++;
 180 }
 181
 182 /* Users of the route_table module should unregister themselves with this
 183  * function when they will no longer be making any more route_table fuction
 184  * calls. */
 185 void
 186 route_table_unregister(void)
 187 {
 188     register_count--;
 189
 190     if (!register_count) {
 191         nln_notifier_destroy(route_notifier);
 192         route_notifier = NULL;
 193         nln_destroy(nln);
 194         nln = NULL;
 195
 196         route_map_clear();
 197         hmap_destroy(&route_map);
 198         name_table_uninit();
 199     }
 200 }
 201
 202 /* Run periodically to update the locally maintained routing table. */
 203 void
 204 route_table_run(void)
 205 {
 206     if (nln) {
 207         rtnetlink_link_run();
 208         nln_run(nln);
 209     }
 210 }
 211
 212 /* Causes poll_block() to wake up when route_table updates are required. */
 213 void
 214 route_table_wait(void)
 215 {
 216     if (nln) {
 217         rtnetlink_link_wait();
 218         nln_wait(nln);
 219     }
 220 }
 221
 222 static int
 223 route_table_reset(void)
 224 {
 225     int error;
 226     struct nl_dump dump;
 227     struct rtgenmsg *rtmsg;
 228     struct ofpbuf request, reply;
 229     static struct nl_sock *rtnl_sock;
 230
 231     route_map_clear();
 232     route_table_valid = true;
 233
 234     error = nl_sock_create(NETLINK_ROUTE, &rtnl_sock);
 235     if (error) {
 236         VLOG_WARN_RL(&rl, "failed to reset routing table, "
 237                      "cannot create RTNETLINK_ROUTE socket");
 238         return error;
 239     }
 240
 241     ofpbuf_init(&request, 0);
 242
 243     nl_msg_put_nlmsghdr(&request, sizeof *rtmsg, RTM_GETROUTE, NLM_F_REQUEST);
 244
 245     rtmsg = ofpbuf_put_zeros(&request, sizeof *rtmsg);
 246     rtmsg->rtgen_family = AF_INET;
 247
 248     nl_dump_start(&dump, rtnl_sock, &request);
 249
 250     while (nl_dump_next(&dump, &reply)) {
 251         struct route_table_msg msg;
 252
 253         if (route_table_parse(&reply, &msg)) {
 254             route_table_handle_msg(&msg);
 255         }
 256     }
 257
 258     error = nl_dump_done(&dump);
 259     nl_sock_destroy(rtnl_sock);
 260
 261     return error;
 262 }
 263
 264
 265 static bool
 266 route_table_parse(struct ofpbuf *buf, struct route_table_msg *change)
 267 {
 268     bool parsed;
 269
 270     static const struct nl_policy policy[] = {
 271         [RTA_DST] = { .type = NL_A_U32, .optional = true  },
 272         [RTA_OIF] = { .type = NL_A_U32, .optional = false },
 273     };
 274
 275     static struct nlattr *attrs[ARRAY_SIZE(policy)];
 276
 277     parsed = nl_policy_parse(buf, NLMSG_HDRLEN + sizeof(struct rtmsg),
 278                              policy, attrs, ARRAY_SIZE(policy));
 279
 280     if (parsed) {
 281         const struct rtmsg *rtm;
 282         const struct nlmsghdr *nlmsg;
 283
 284         nlmsg = buf->data;
 285         rtm = (const struct rtmsg *) ((const char *) buf->data + NLMSG_HDRLEN);
 286
 287         if (rtm->rtm_family != AF_INET) {
 288             VLOG_DBG_RL(&rl, "received non AF_INET rtnetlink route message");
 289             return false;
 290         }
 291
 292         memset(change, 0, sizeof *change);
 293         change->relevant = true;
 294
 295         if (rtm->rtm_scope == RT_SCOPE_NOWHERE) {
 296             change->relevant = false;
 297         }
 298
 299         if (rtm->rtm_type != RTN_UNICAST &&
 300             rtm->rtm_type != RTN_LOCAL) {
 301             change->relevant = false;
 302         }
 303
 304         change->nlmsg_type     = nlmsg->nlmsg_type;
 305         change->rd.rtm_dst_len = rtm->rtm_dst_len;
 306         change->rd.rta_oif     = nl_attr_get_u32(attrs[RTA_OIF]);
 307
 308         if (attrs[RTA_DST]) {
 309             change->rd.rta_dst = ntohl(nl_attr_get_be32(attrs[RTA_DST]));
 310         }
 311
 312     } else {
 313         VLOG_DBG_RL(&rl, "received unparseable rtnetlink route message");
 314     }
 315
 316     return parsed;
 317 }
 318
 319 static void
 320 route_table_change(const struct route_table_msg *change OVS_UNUSED,
 321                    void *aux OVS_UNUSED)
 322 {
 323     route_table_valid = false;
 324 }
 325
 326 static void
 327 route_table_handle_msg(const struct route_table_msg *change)
 328 {
 329     if (change->relevant && change->nlmsg_type == RTM_NEWROUTE &&
 330         !route_node_lookup(&change->rd)) {
 331         struct route_node *rn;
 332
 333         rn = xzalloc(sizeof *rn);
 334         memcpy(&rn->rd, &change->rd, sizeof change->rd);
 335
 336         hmap_insert(&route_map, &rn->node, hash_route_data(&rn->rd));
 337     }
 338 }
 339
 340 static struct route_node *
 341 route_node_lookup(const struct route_data *rd)
 342 {
 343     struct route_node *rn;
 344
 345     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH(rn, node, hash_route_data(rd), &route_map) {
 346         if (!memcmp(&rn->rd, rd, sizeof *rd)) {
 347             return rn;
 348         }
 349     }
 350
 351     return NULL;
 352 }
 353
 354 static struct route_node *
 355 route_node_lookup_by_ip(uint32_t ip)
 356 {
 357     int dst_len;
 358     struct route_node *rn, *rn_ret;
 359
 360     dst_len = -1;
 361     rn_ret  = NULL;
 362
 363     HMAP_FOR_EACH(rn, node, &route_map) {
 364         uint32_t mask = 0xffffffff << (32 - rn->rd.rtm_dst_len);
 365
 366         if (rn->rd.rta_dst == 0 && rn->rd.rtm_dst_len == 0) {
 367             /* Default route. */
 368             continue;
 369         }
 370
 371         if (rn->rd.rtm_dst_len > dst_len &&
 372             (ip & mask) == (rn->rd.rta_dst & mask)) {
 373             rn_ret  = rn;
 374             dst_len = rn->rd.rtm_dst_len;
 375         }
 376     }
 377
 378     return rn_ret;
 379 }
 380
 381 static void
 382 route_map_clear(void)
 383 {
 384     struct route_node *rn, *rn_next;
 385
 386     HMAP_FOR_EACH_SAFE(rn, rn_next, node, &route_map) {
 387         hmap_remove(&route_map, &rn->node);
 388         free(rn);
 389     }
 390 }
 391
 392 static uint32_t
 393 hash_route_data(const struct route_data *rd)
 394 {
 395     return hash_bytes(rd, sizeof *rd, 0);
 396 }
 397 \f
 398 /* name_table . */
 399
 400 static void
 401 name_table_init(void)
 402 {
 403     hmap_init(&name_map);
 404     name_notifier = rtnetlink_link_notifier_create(name_table_change, NULL);
 405     name_table_valid = false;
 406 }
 407
 408 static void
 409 name_table_uninit(void)
 410 {
 411     rtnetlink_link_notifier_destroy(name_notifier);
 412     name_notifier = NULL;
 413     name_map_clear();
 414     hmap_destroy(&name_map);
 415 }
 416
 417 static int
 418 name_table_reset(void)
 419 {
 420     int error;
 421     struct nl_dump dump;
 422     struct rtgenmsg *rtmsg;
 423     struct ofpbuf request, reply;
 424     static struct nl_sock *rtnl_sock;
 425
 426     name_table_valid = true;
 427     name_map_clear();
 428     error = nl_sock_create(NETLINK_ROUTE, &rtnl_sock);
 429     if (error) {
 430         VLOG_WARN_RL(&rl, "failed to create NETLINK_ROUTE socket");
 431         return error;
 432     }
 433
 434     ofpbuf_init(&request, 0);
 435     nl_msg_put_nlmsghdr(&request, sizeof *rtmsg, RTM_GETLINK, NLM_F_REQUEST);
 436     rtmsg = ofpbuf_put_zeros(&request, sizeof *rtmsg);
 437     rtmsg->rtgen_family = AF_INET;
 438
 439     nl_dump_start(&dump, rtnl_sock, &request);
 440     while (nl_dump_next(&dump, &reply)) {
 441         struct rtnetlink_link_change change;
 442
 443         if (rtnetlink_link_parse(&reply, &change)
 444             && change.nlmsg_type == RTM_NEWLINK
 445             && !name_node_lookup(change.ifi_index)) {
 446             struct name_node *nn;
 447
 448             nn = xzalloc(sizeof *nn);
 449             nn->ifi_index = change.ifi_index;
 450             ovs_strlcpy(nn->ifname, change.ifname, IFNAMSIZ);
 451             hmap_insert(&name_map, &nn->node, hash_int(nn->ifi_index, 0));
 452         }
 453     }
 454     nl_sock_destroy(rtnl_sock);
 455     return nl_dump_done(&dump);
 456 }
 457
 458 static void
 459 name_table_change(const struct rtnetlink_link_change *change OVS_UNUSED,
 460                   void *aux OVS_UNUSED)
 461 {
 462     /* Changes to interface status can cause routing table changes that some
 463      * versions of the linux kernel do not advertise for some reason. */
 464     route_table_valid = false;
 465     name_table_valid = false;
 466 }
 467
 468 static struct name_node *
 469 name_node_lookup(int ifi_index)
 470 {
 471     struct name_node *nn;
 472
 473     HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH(nn, node, hash_int(ifi_index, 0), &name_map) {
 474         if (nn->ifi_index == ifi_index) {
 475             return nn;
 476         }
 477     }
 478
 479     return NULL;
 480 }
 481
 482 static void
 483 name_map_clear(void)
 484 {
 485     struct name_node *nn, *nn_next;
 486
 487     HMAP_FOR_EACH_SAFE(nn, nn_next, node, &name_map) {
 488         hmap_remove(&name_map, &nn->node);
 489         free(nn);
 490     }
 491 }