ip_frag/ip_frag_internal.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include <stddef.h>
   6
   7 #include <rte_jhash.h>
   8 #include <rte_hash_crc.h>
   9
  10 #include "ip_frag_common.h"
  11
  12 #define PRIME_VALUE     0xeaad8405
  13
  14 #define IP_FRAG_TBL_POS(tbl, sig)       \
  15         ((tbl)->pkt + ((sig) & (tbl)->entry_mask))
  16
  17 static inline void
  18 ip_frag_tbl_add(struct rte_ip_frag_tbl *tbl,  struct ip_frag_pkt *fp,
  19         const struct ip_frag_key *key, uint64_t tms)
  20 {
  21         fp->key = key[0];
  22         ip_frag_reset(fp, tms);
  23         TAILQ_INSERT_TAIL(&tbl->lru, fp, lru);
  24         tbl->use_entries++;
  25         IP_FRAG_TBL_STAT_UPDATE(&tbl->stat, add_num, 1);
  26 }
  27
  28 static inline void
  29 ip_frag_tbl_reuse(struct rte_ip_frag_tbl *tbl, struct rte_ip_frag_death_row *dr,
  30         struct ip_frag_pkt *fp, uint64_t tms)
  31 {
  32         ip_frag_free(fp, dr);
  33         ip_frag_reset(fp, tms);
  34         TAILQ_REMOVE(&tbl->lru, fp, lru);
  35         TAILQ_INSERT_TAIL(&tbl->lru, fp, lru);
  36         IP_FRAG_TBL_STAT_UPDATE(&tbl->stat, reuse_num, 1);
  37 }
  38
  39
  40 static inline void
  41 ipv4_frag_hash(const struct ip_frag_key *key, uint32_t *v1, uint32_t *v2)
  42 {
  43         uint32_t v;
  44         const uint32_t *p;
  45
  46         p = (const uint32_t *)&key->src_dst;
  47
  48 #ifdef RTE_ARCH_X86
  49         v = rte_hash_crc_4byte(p[0], PRIME_VALUE);
  50         v = rte_hash_crc_4byte(p[1], v);
  51         v = rte_hash_crc_4byte(key->id, v);
  52 #else
  53
  54         v = rte_jhash_3words(p[0], p[1], key->id, PRIME_VALUE);
  55 #endif /* RTE_ARCH_X86 */
  56
  57         *v1 =  v;
  58         *v2 = (v << 7) + (v >> 14);
  59 }
  60
  61 static inline void
  62 ipv6_frag_hash(const struct ip_frag_key *key, uint32_t *v1, uint32_t *v2)
  63 {
  64         uint32_t v;
  65         const uint32_t *p;
  66
  67         p = (const uint32_t *) &key->src_dst;
  68
  69 #ifdef RTE_ARCH_X86
  70         v = rte_hash_crc_4byte(p[0], PRIME_VALUE);
  71         v = rte_hash_crc_4byte(p[1], v);
  72         v = rte_hash_crc_4byte(p[2], v);
  73         v = rte_hash_crc_4byte(p[3], v);
  74         v = rte_hash_crc_4byte(p[4], v);
  75         v = rte_hash_crc_4byte(p[5], v);
  76         v = rte_hash_crc_4byte(p[6], v);
  77         v = rte_hash_crc_4byte(p[7], v);
  78         v = rte_hash_crc_4byte(key->id, v);
  79 #else
  80
  81         v = rte_jhash_3words(p[0], p[1], p[2], PRIME_VALUE);
  82         v = rte_jhash_3words(p[3], p[4], p[5], v);
  83         v = rte_jhash_3words(p[6], p[7], key->id, v);
  84 #endif /* RTE_ARCH_X86 */
  85
  86         *v1 =  v;
  87         *v2 = (v << 7) + (v >> 14);
  88 }
  89
  90 struct rte_mbuf *
  91 ip_frag_process(struct ip_frag_pkt *fp, struct rte_ip_frag_death_row *dr,
  92         struct rte_mbuf *mb, uint16_t ofs, uint16_t len, uint16_t more_frags)
  93 {
  94         uint32_t idx;
  95
  96         fp->frag_size += len;
  97
  98         /* this is the first fragment. */
  99         if (ofs == 0) {
 100                 idx = (fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].mb == NULL) ?
 101                                 IP_FIRST_FRAG_IDX : UINT32_MAX;
 102
 103         /* this is the last fragment. */
 104         } else if (more_frags == 0) {
 105                 fp->total_size = ofs + len;
 106                 idx = (fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].mb == NULL) ?
 107                                 IP_LAST_FRAG_IDX : UINT32_MAX;
 108
 109         /* this is the intermediate fragment. */
 110         } else if ((idx = fp->last_idx) < RTE_DIM(fp->frags)) {
 111                 fp->last_idx++;
 112         }
 113
 114         /*
 115          * erroneous packet: either exceed max allowed number of fragments,
 116          * or duplicate first/last fragment encountered.
 117          */
 118         if (idx >= RTE_DIM(fp->frags)) {
 119
 120                 /* report an error. */
 121                 if (fp->key.key_len == IPV4_KEYLEN)
 122                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d invalid fragmented packet:\n"
 123                                 "ipv4_frag_pkt: %p, key: <%" PRIx64 ", %#x>, "
 124                                 "total_size: %u, frag_size: %u, last_idx: %u\n"
 125                                 "first fragment: ofs: %u, len: %u\n"
 126                                 "last fragment: ofs: %u, len: %u\n\n",
 127                                 __func__, __LINE__,
 128                                 fp, fp->key.src_dst[0], fp->key.id,
 129                                 fp->total_size, fp->frag_size, fp->last_idx,
 130                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].ofs,
 131                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].len,
 132                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].ofs,
 133                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].len);
 134                 else
 135                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d invalid fragmented packet:\n"
 136                                 "ipv6_frag_pkt: %p, key: <" IPv6_KEY_BYTES_FMT ", %#x>, "
 137                                 "total_size: %u, frag_size: %u, last_idx: %u\n"
 138                                 "first fragment: ofs: %u, len: %u\n"
 139                                 "last fragment: ofs: %u, len: %u\n\n",
 140                                 __func__, __LINE__,
 141                                 fp, IPv6_KEY_BYTES(fp->key.src_dst), fp->key.id,
 142                                 fp->total_size, fp->frag_size, fp->last_idx,
 143                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].ofs,
 144                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].len,
 145                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].ofs,
 146                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].len);
 147
 148                 /* free all fragments, invalidate the entry. */
 149                 ip_frag_free(fp, dr);
 150                 ip_frag_key_invalidate(&fp->key);
 151                 IP_FRAG_MBUF2DR(dr, mb);
 152
 153                 return NULL;
 154         }
 155
 156         fp->frags[idx].ofs = ofs;
 157         fp->frags[idx].len = len;
 158         fp->frags[idx].mb = mb;
 159
 160         mb = NULL;
 161
 162         /* not all fragments are collected yet. */
 163         if (likely (fp->frag_size < fp->total_size)) {
 164                 return mb;
 165
 166         /* if we collected all fragments, then try to reassemble. */
 167         } else if (fp->frag_size == fp->total_size &&
 168                         fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].mb != NULL) {
 169                 if (fp->key.key_len == IPV4_KEYLEN)
 170                         mb = ipv4_frag_reassemble(fp);
 171                 else
 172                         mb = ipv6_frag_reassemble(fp);
 173         }
 174
 175         /* errorenous set of fragments. */
 176         if (mb == NULL) {
 177
 178                 /* report an error. */
 179                 if (fp->key.key_len == IPV4_KEYLEN)
 180                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d invalid fragmented packet:\n"
 181                                 "ipv4_frag_pkt: %p, key: <%" PRIx64 ", %#x>, "
 182                                 "total_size: %u, frag_size: %u, last_idx: %u\n"
 183                                 "first fragment: ofs: %u, len: %u\n"
 184                                 "last fragment: ofs: %u, len: %u\n\n",
 185                                 __func__, __LINE__,
 186                                 fp, fp->key.src_dst[0], fp->key.id,
 187                                 fp->total_size, fp->frag_size, fp->last_idx,
 188                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].ofs,
 189                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].len,
 190                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].ofs,
 191                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].len);
 192                 else
 193                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d invalid fragmented packet:\n"
 194                                 "ipv6_frag_pkt: %p, key: <" IPv6_KEY_BYTES_FMT ", %#x>, "
 195                                 "total_size: %u, frag_size: %u, last_idx: %u\n"
 196                                 "first fragment: ofs: %u, len: %u\n"
 197                                 "last fragment: ofs: %u, len: %u\n\n",
 198                                 __func__, __LINE__,
 199                                 fp, IPv6_KEY_BYTES(fp->key.src_dst), fp->key.id,
 200                                 fp->total_size, fp->frag_size, fp->last_idx,
 201                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].ofs,
 202                                 fp->frags[IP_FIRST_FRAG_IDX].len,
 203                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].ofs,
 204                                 fp->frags[IP_LAST_FRAG_IDX].len);
 205
 206                 /* free associated resources. */
 207                 ip_frag_free(fp, dr);
 208         }
 209
 210         /* we are done with that entry, invalidate it. */
 211         ip_frag_key_invalidate(&fp->key);
 212         return mb;
 213 }
 214
 215
 216 /*
 217  * Find an entry in the table for the corresponding fragment.
 218  * If such entry is not present, then allocate a new one.
 219  * If the entry is stale, then free and reuse it.
 220  */
 221 struct ip_frag_pkt *
 222 ip_frag_find(struct rte_ip_frag_tbl *tbl, struct rte_ip_frag_death_row *dr,
 223         const struct ip_frag_key *key, uint64_t tms)
 224 {
 225         struct ip_frag_pkt *pkt, *free, *stale, *lru;
 226         uint64_t max_cycles;
 227
 228         /*
 229          * Actually the two line below are totally redundant.
 230          * they are here, just to make gcc 4.6 happy.
 231          */
 232         free = NULL;
 233         stale = NULL;
 234         max_cycles = tbl->max_cycles;
 235
 236         IP_FRAG_TBL_STAT_UPDATE(&tbl->stat, find_num, 1);
 237
 238         if ((pkt = ip_frag_lookup(tbl, key, tms, &free, &stale)) == NULL) {
 239
 240                 /*timed-out entry, free and invalidate it*/
 241                 if (stale != NULL) {
 242                         ip_frag_tbl_del(tbl, dr, stale);
 243                         free = stale;
 244
 245                 /*
 246                  * we found a free entry, check if we can use it.
 247                  * If we run out of free entries in the table, then
 248                  * check if we have a timed out entry to delete.
 249                  */
 250                 } else if (free != NULL &&
 251                                 tbl->max_entries <= tbl->use_entries) {
 252                         lru = TAILQ_FIRST(&tbl->lru);
 253                         if (max_cycles + lru->start < tms) {
 254                                 ip_frag_tbl_del(tbl, dr, lru);
 255                         } else {
 256                                 free = NULL;
 257                                 IP_FRAG_TBL_STAT_UPDATE(&tbl->stat,
 258                                         fail_nospace, 1);
 259                         }
 260                 }
 261
 262                 /* found a free entry to reuse. */
 263                 if (free != NULL) {
 264                         ip_frag_tbl_add(tbl,  free, key, tms);
 265                         pkt = free;
 266                 }
 267
 268         /*
 269          * we found the flow, but it is already timed out,
 270          * so free associated resources, reposition it in the LRU list,
 271          * and reuse it.
 272          */
 273         } else if (max_cycles + pkt->start < tms) {
 274                 ip_frag_tbl_reuse(tbl, dr, pkt, tms);
 275         }
 276
 277         IP_FRAG_TBL_STAT_UPDATE(&tbl->stat, fail_total, (pkt == NULL));
 278
 279         tbl->last = pkt;
 280         return pkt;
 281 }
 282
 283 struct ip_frag_pkt *
 284 ip_frag_lookup(struct rte_ip_frag_tbl *tbl,
 285         const struct ip_frag_key *key, uint64_t tms,
 286         struct ip_frag_pkt **free, struct ip_frag_pkt **stale)
 287 {
 288         struct ip_frag_pkt *p1, *p2;
 289         struct ip_frag_pkt *empty, *old;
 290         uint64_t max_cycles;
 291         uint32_t i, assoc, sig1, sig2;
 292
 293         empty = NULL;
 294         old = NULL;
 295
 296         max_cycles = tbl->max_cycles;
 297         assoc = tbl->bucket_entries;
 298
 299         if (tbl->last != NULL && ip_frag_key_cmp(key, &tbl->last->key) == 0)
 300                 return tbl->last;
 301
 302         /* different hashing methods for IPv4 and IPv6 */
 303         if (key->key_len == IPV4_KEYLEN)
 304                 ipv4_frag_hash(key, &sig1, &sig2);
 305         else
 306                 ipv6_frag_hash(key, &sig1, &sig2);
 307
 308         p1 = IP_FRAG_TBL_POS(tbl, sig1);
 309         p2 = IP_FRAG_TBL_POS(tbl, sig2);
 310
 311         for (i = 0; i != assoc; i++) {
 312                 if (p1->key.key_len == IPV4_KEYLEN)
 313                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d:\n"
 314                                         "tbl: %p, max_entries: %u, use_entries: %u\n"
 315                                         "ipv4_frag_pkt line0: %p, index: %u from %u\n"
 316                         "key: <%" PRIx64 ", %#x>, start: %" PRIu64 "\n",
 317                                         __func__, __LINE__,
 318                                         tbl, tbl->max_entries, tbl->use_entries,
 319                                         p1, i, assoc,
 320                         p1[i].key.src_dst[0], p1[i].key.id, p1[i].start);
 321                 else
 322                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d:\n"
 323                                         "tbl: %p, max_entries: %u, use_entries: %u\n"
 324                                         "ipv6_frag_pkt line0: %p, index: %u from %u\n"
 325                         "key: <" IPv6_KEY_BYTES_FMT ", %#x>, start: %" PRIu64 "\n",
 326                                         __func__, __LINE__,
 327                                         tbl, tbl->max_entries, tbl->use_entries,
 328                                         p1, i, assoc,
 329                         IPv6_KEY_BYTES(p1[i].key.src_dst), p1[i].key.id, p1[i].start);
 330
 331                 if (ip_frag_key_cmp(key, &p1[i].key) == 0)
 332                         return p1 + i;
 333                 else if (ip_frag_key_is_empty(&p1[i].key))
 334                         empty = (empty == NULL) ? (p1 + i) : empty;
 335                 else if (max_cycles + p1[i].start < tms)
 336                         old = (old == NULL) ? (p1 + i) : old;
 337
 338                 if (p2->key.key_len == IPV4_KEYLEN)
 339                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d:\n"
 340                                         "tbl: %p, max_entries: %u, use_entries: %u\n"
 341                                         "ipv4_frag_pkt line1: %p, index: %u from %u\n"
 342                         "key: <%" PRIx64 ", %#x>, start: %" PRIu64 "\n",
 343                                         __func__, __LINE__,
 344                                         tbl, tbl->max_entries, tbl->use_entries,
 345                                         p2, i, assoc,
 346                         p2[i].key.src_dst[0], p2[i].key.id, p2[i].start);
 347                 else
 348                         IP_FRAG_LOG(DEBUG, "%s:%d:\n"
 349                                         "tbl: %p, max_entries: %u, use_entries: %u\n"
 350                                         "ipv6_frag_pkt line1: %p, index: %u from %u\n"
 351                         "key: <" IPv6_KEY_BYTES_FMT ", %#x>, start: %" PRIu64 "\n",
 352                                         __func__, __LINE__,
 353                                         tbl, tbl->max_entries, tbl->use_entries,
 354                                         p2, i, assoc,
 355                         IPv6_KEY_BYTES(p2[i].key.src_dst), p2[i].key.id, p2[i].start);
 356
 357                 if (ip_frag_key_cmp(key, &p2[i].key) == 0)
 358                         return p2 + i;
 359                 else if (ip_frag_key_is_empty(&p2[i].key))
 360                         empty = (empty == NULL) ?( p2 + i) : empty;
 361                 else if (max_cycles + p2[i].start < tms)
 362                         old = (old == NULL) ? (p2 + i) : old;
 363         }
 364
 365         *free = empty;
 366         *stale = old;
 367         return NULL;
 368 }