ipsec: add SAD add/delete/lookup implementation
authorVladimir Medvedkin <vladimir.medvedkin@intel.com>
Mon, 21 Oct 2019 14:35:44 +0000 (15:35 +0100)
committerAkhil Goyal <akhil.goyal@nxp.com>
Wed, 23 Oct 2019 14:57:06 +0000 (16:57 +0200)
Replace rte_ipsec_sad_add(), rte_ipsec_sad_del() and
rte_ipsec_sad_lookup() stubs with actual implementation.

It uses three librte_hash tables each of which contains
an entries for a specific SA type (either it is addressed by SPI only
or SPI+DIP or SPI+DIP+SIP)

Signed-off-by: Vladimir Medvedkin <vladimir.medvedkin@intel.com>
Acked-by: Akhil Goyal <akhil.goyal@nxp.com>
Acked-by: Konstantin Ananyev <konstantin.ananyev@intel.com>
Tested-by: Konstantin Ananyev <konstantin.ananyev@intel.com>
doc/guides/prog_guide/ipsec_lib.rst
lib/librte_ipsec/ipsec_sad.c

index f69019e..1ce0db4 100644 (file)
@@ -186,6 +186,116 @@ As an example:
 
     for more information please refer to ipsec library API reference
 
+Add/delete rules
+~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Library also provides methods to add or delete key/value pairs from the SAD.
+To add user has to specify key, key type and a value which is an opaque pointer to SA.
+The key type reflects a set of tuple fields that will be used for lookup of the SA.
+As mentioned above there are 3 types of a key and the representation of a key type is:
+
+.. code-block:: c
+
+        RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY,
+        RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP,
+        RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP_SIP,
+
+As an example, to add new entry into the SAD for IPv4 addresses:
+
+.. code-block:: c
+
+    struct rte_ipsec_sa *sa;
+    union rte_ipsec_sad_key key;
+
+    key.v4.spi = rte_cpu_to_be_32(spi_val);
+    if (key_type >= RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP) /* DIP is optional*/
+        key.v4.dip = rte_cpu_to_be_32(dip_val);
+    if (key_type == RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP_SIP) /* SIP is optional*/
+        key.v4.sip = rte_cpu_to_be_32(sip_val);
+
+    rte_ipsec_sad_add(sad, &key, key_type, sa);
+
+.. note::
+
+    By performance reason it is better to keep spi/dip/sip in net byte order
+    to eliminate byteswap on lookup
+
+To delete user has to specify key and key type.
+
+Delete code would look like:
+
+.. code-block:: c
+
+    union rte_ipsec_sad_key key;
+
+    key.v4.spi = rte_cpu_to_be_32(necessary_spi);
+    if (key_type >= RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP) /* DIP is optional*/
+        key.v4.dip = rte_cpu_to_be_32(necessary_dip);
+    if (key_type == RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP_SIP) /* SIP is optional*/
+        key.v4.sip = rte_cpu_to_be_32(necessary_sip);
+
+    rte_ipsec_sad_del(sad, &key, key_type);
+
+
+Lookup
+~~~~~~
+Library provides lookup by the given {SPI,DIP,SIP} tuple of
+inbound ipsec packet as a key.
+
+The search key is represented by:
+
+.. code-block:: c
+
+    union rte_ipsec_sad_key {
+        struct rte_ipsec_sadv4_key  v4;
+        struct rte_ipsec_sadv6_key  v6;
+    };
+
+where v4 is a tuple for IPv4:
+
+.. code-block:: c
+
+    struct rte_ipsec_sadv4_key {
+        uint32_t spi;
+        uint32_t dip;
+        uint32_t sip;
+    };
+
+and v6 is a tuple for IPv6:
+
+.. code-block:: c
+
+    struct rte_ipsec_sadv6_key {
+        uint32_t spi;
+        uint8_t dip[16];
+        uint8_t sip[16];
+    };
+
+As an example, lookup related code could look like that:
+
+.. code-block:: c
+
+    int i;
+    union rte_ipsec_sad_key keys[BURST_SZ];
+    const union rte_ipsec_sad_key *keys_p[BURST_SZ];
+    void *vals[BURST_SZ];
+
+    for (i = 0; i < BURST_SZ_MAX; i++) {
+        keys[i].v4.spi = esp_hdr[i]->spi;
+        keys[i].v4.dip = ipv4_hdr[i]->dst_addr;
+        keys[i].v4.sip = ipv4_hdr[i]->src_addr;
+        keys_p[i] = &keys[i];
+    }
+    rte_ipsec_sad_lookup(sad, keys_p, vals, BURST_SZ);
+
+    for (i = 0; i < BURST_SZ_MAX; i++) {
+        if (vals[i] == NULL)
+            printf("SA not found for key index %d\n", i);
+        else
+            printf("SA pointer is %p\n", vals[i]);
+    }
+
+
 Supported features
 ------------------
 
index e16c7d9..db2c44c 100644 (file)
@@ -49,20 +49,182 @@ static struct rte_tailq_elem rte_ipsec_sad_tailq = {
 };
 EAL_REGISTER_TAILQ(rte_ipsec_sad_tailq)
 
+#define SET_BIT(ptr, bit)      (void *)((uintptr_t)(ptr) | (uintptr_t)(bit))
+#define CLEAR_BIT(ptr, bit)    (void *)((uintptr_t)(ptr) & ~(uintptr_t)(bit))
+#define GET_BIT(ptr, bit)      (void *)((uintptr_t)(ptr) & (uintptr_t)(bit))
+
+/*
+ * @internal helper function
+ * Add a rule of type SPI_DIP or SPI_DIP_SIP.
+ * Inserts a rule into an appropriate hash table,
+ * updates the value for a given SPI in SPI_ONLY hash table
+ * reflecting presence of more specific rule type in two LSBs.
+ * Updates a counter that reflects the number of rules whith the same SPI.
+ */
+static inline int
+add_specific(struct rte_ipsec_sad *sad, const void *key,
+               int key_type, void *sa)
+{
+       void *tmp_val;
+       int ret, notexist;
+
+       /* Check if the key is present in the table.
+        * Need for further accaunting in cnt_arr
+        */
+       ret = rte_hash_lookup(sad->hash[key_type], key);
+       notexist = (ret == -ENOENT);
+
+       /* Add an SA to the corresponding table.*/
+       ret = rte_hash_add_key_data(sad->hash[key_type], key, sa);
+       if (ret != 0)
+               return ret;
+
+       /* Check if there is an entry in SPI only table with the same SPI */
+       ret = rte_hash_lookup_data(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY],
+               key, &tmp_val);
+       if (ret < 0)
+               tmp_val = NULL;
+       tmp_val = SET_BIT(tmp_val, key_type);
+
+       /* Add an entry into SPI only table */
+       ret = rte_hash_add_key_data(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY],
+               key, tmp_val);
+       if (ret != 0)
+               return ret;
+
+       /* Update a counter for a given SPI */
+       ret = rte_hash_lookup(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY], key);
+       if (key_type == RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP)
+               sad->cnt_arr[ret].cnt_dip += notexist;
+       else
+               sad->cnt_arr[ret].cnt_dip_sip += notexist;
+
+       return 0;
+}
+
 int
-rte_ipsec_sad_add(__rte_unused struct rte_ipsec_sad *sad,
-               __rte_unused const union rte_ipsec_sad_key *key,
-               __rte_unused int key_type, __rte_unused void *sa)
+rte_ipsec_sad_add(struct rte_ipsec_sad *sad,
+               const union rte_ipsec_sad_key *key,
+               int key_type, void *sa)
 {
-       return -ENOTSUP;
+       void *tmp_val;
+       int ret;
+
+       if ((sad == NULL) || (key == NULL) || (sa == NULL) ||
+                       /* sa must be 4 byte aligned */
+                       (GET_BIT(sa, RTE_IPSEC_SAD_KEY_TYPE_MASK) != 0))
+               return -EINVAL;
+
+       /*
+        * Rules are stored in three hash tables depending on key_type.
+        * All rules will also have an entry in SPI_ONLY table, with entry
+        * value's two LSB's also indicating presence of rule with this SPI
+        * in other tables.
+        */
+       switch (key_type) {
+       case(RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY):
+               ret = rte_hash_lookup_data(sad->hash[key_type],
+                       key, &tmp_val);
+               if (ret >= 0)
+                       tmp_val = SET_BIT(sa, GET_BIT(tmp_val,
+                               RTE_IPSEC_SAD_KEY_TYPE_MASK));
+               else
+                       tmp_val = sa;
+               ret = rte_hash_add_key_data(sad->hash[key_type],
+                       key, tmp_val);
+               return ret;
+       case(RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP):
+       case(RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP_SIP):
+               return add_specific(sad, key, key_type, sa);
+       default:
+               return -EINVAL;
+       }
+}
+
+/*
+ * @internal helper function
+ * Delete a rule of type SPI_DIP or SPI_DIP_SIP.
+ * Deletes an entry from an appropriate hash table and decrements
+ * an entry counter for given SPI.
+ * If entry to remove is the last one with given SPI within the table,
+ * then it will also update related entry in SPI_ONLY table.
+ * Removes an entry from SPI_ONLY hash table if there no rule left
+ * for this SPI in any table.
+ */
+static inline int
+del_specific(struct rte_ipsec_sad *sad, const void *key, int key_type)
+{
+       void *tmp_val;
+       int ret;
+       uint32_t *cnt;
+
+       /* Remove an SA from the corresponding table.*/
+       ret = rte_hash_del_key(sad->hash[key_type], key);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       /* Get an index of cnt_arr entry for a given SPI */
+       ret = rte_hash_lookup_data(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY],
+               key, &tmp_val);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+       cnt = (key_type == RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP) ?
+                       &sad->cnt_arr[ret].cnt_dip :
+                       &sad->cnt_arr[ret].cnt_dip_sip;
+       if (--(*cnt) != 0)
+               return 0;
+
+       /* corresponding counter is 0, clear the bit indicating
+        * the presence of more specific rule for a given SPI.
+        */
+       tmp_val = CLEAR_BIT(tmp_val, key_type);
+
+       /* if there are no rules left with same SPI,
+        * remove an entry from SPI_only table
+        */
+       if (tmp_val == NULL)
+               ret = rte_hash_del_key(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY], key);
+       else
+               ret = rte_hash_add_key_data(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY],
+                       key, tmp_val);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+       return 0;
 }
 
 int
-rte_ipsec_sad_del(__rte_unused struct rte_ipsec_sad *sad,
-               __rte_unused const union rte_ipsec_sad_key *key,
-               __rte_unused int key_type)
+rte_ipsec_sad_del(struct rte_ipsec_sad *sad,
+               const union rte_ipsec_sad_key *key,
+               int key_type)
 {
-       return -ENOTSUP;
+       void *tmp_val;
+       int ret;
+
+       if ((sad == NULL) || (key == NULL))
+               return -EINVAL;
+       switch (key_type) {
+       case(RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY):
+               ret = rte_hash_lookup_data(sad->hash[key_type],
+                       key, &tmp_val);
+               if (ret < 0)
+                       return ret;
+               if (GET_BIT(tmp_val, RTE_IPSEC_SAD_KEY_TYPE_MASK) == 0) {
+                       ret = rte_hash_del_key(sad->hash[key_type],
+                               key);
+                       ret = ret < 0 ? ret : 0;
+               } else {
+                       tmp_val = GET_BIT(tmp_val,
+                               RTE_IPSEC_SAD_KEY_TYPE_MASK);
+                       ret = rte_hash_add_key_data(sad->hash[key_type],
+                               key, tmp_val);
+               }
+               return ret;
+       case(RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP):
+       case(RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP_SIP):
+               return del_specific(sad, key, key_type);
+       default:
+               return -EINVAL;
+       }
 }
 
 struct rte_ipsec_sad *
@@ -252,10 +414,102 @@ rte_ipsec_sad_destroy(struct rte_ipsec_sad *sad)
                rte_free(te);
 }
 
+/*
+ * @internal helper function
+ * Lookup a batch of keys in three hash tables.
+ * First lookup key in SPI_ONLY table.
+ * If there is an entry for the corresponding SPI check its value.
+ * Two least significant bits of the value indicate
+ * the presence of more specific rule in other tables.
+ * Perform additional lookup in corresponding hash tables
+ * and update the value if lookup succeeded.
+ */
+static int
+__ipsec_sad_lookup(const struct rte_ipsec_sad *sad,
+               const union rte_ipsec_sad_key *keys[], void *sa[], uint32_t n)
+{
+       const void *keys_2[RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX];
+       const void *keys_3[RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX];
+       void *vals_2[RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX] = {NULL};
+       void *vals_3[RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX] = {NULL};
+       uint32_t idx_2[RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX];
+       uint32_t idx_3[RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX];
+       uint64_t mask_1, mask_2, mask_3;
+       uint64_t map, map_spec;
+       uint32_t n_2 = 0;
+       uint32_t n_3 = 0;
+       uint32_t i;
+       int found = 0;
+
+       for (i = 0; i < n; i++)
+               sa[i] = NULL;
+
+       /*
+        * Lookup keys in SPI only hash table first.
+        */
+       rte_hash_lookup_bulk_data(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_ONLY],
+               (const void **)keys, n, &mask_1, sa);
+       for (map = mask_1; map; map &= (map - 1)) {
+               i = rte_bsf64(map);
+               /*
+                * if returned value indicates presence of a rule in other
+                * tables save a key for further lookup.
+                */
+               if ((uintptr_t)sa[i] & RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP_SIP) {
+                       idx_3[n_3] = i;
+                       keys_3[n_3++] = keys[i];
+               }
+               if ((uintptr_t)sa[i] & RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP) {
+                       idx_2[n_2] = i;
+                       keys_2[n_2++] = keys[i];
+               }
+               /* clear 2 LSB's which indicate the presence
+                * of more specific rules
+                */
+               sa[i] = CLEAR_BIT(sa[i], RTE_IPSEC_SAD_KEY_TYPE_MASK);
+       }
+
+       /* Lookup for more specific rules in SPI_DIP table */
+       if (n_2 != 0) {
+               rte_hash_lookup_bulk_data(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP],
+                       keys_2, n_2, &mask_2, vals_2);
+               for (map_spec = mask_2; map_spec; map_spec &= (map_spec - 1)) {
+                       i = rte_bsf64(map_spec);
+                       sa[idx_2[i]] = vals_2[i];
+               }
+       }
+       /* Lookup for more specific rules in SPI_DIP_SIP table */
+       if (n_3 != 0) {
+               rte_hash_lookup_bulk_data(sad->hash[RTE_IPSEC_SAD_SPI_DIP_SIP],
+                       keys_3, n_3, &mask_3, vals_3);
+               for (map_spec = mask_3; map_spec; map_spec &= (map_spec - 1)) {
+                       i = rte_bsf64(map_spec);
+                       sa[idx_3[i]] = vals_3[i];
+               }
+       }
+
+       for (i = 0; i < n; i++)
+               found += (sa[i] != NULL);
+
+       return found;
+}
+
 int
-rte_ipsec_sad_lookup(__rte_unused const struct rte_ipsec_sad *sad,
-               __rte_unused const union rte_ipsec_sad_key *keys[],
-               __rte_unused void *sa[], __rte_unused uint32_t n)
+rte_ipsec_sad_lookup(const struct rte_ipsec_sad *sad,
+               const union rte_ipsec_sad_key *keys[], void *sa[], uint32_t n)
 {
-       return -ENOTSUP;
+       uint32_t num, i = 0;
+       int found = 0;
+
+       if (unlikely((sad == NULL) || (keys == NULL) || (sa == NULL)))
+               return -EINVAL;
+
+       do {
+               num = RTE_MIN(n - i, (uint32_t)RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX);
+               found += __ipsec_sad_lookup(sad,
+                       &keys[i], &sa[i], num);
+               i += num;
+       } while (i != n);
+
+       return found;
 }