]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - drivers/net/vrf.c
net: vrf: do not allow table id 0
[linux.git] / drivers / net / vrf.c
1 /*
2  * vrf.c: device driver to encapsulate a VRF space
3  *
4  * Copyright (c) 2015 Cumulus Networks. All rights reserved.
5  * Copyright (c) 2015 Shrijeet Mukherjee <shm@cumulusnetworks.com>
6  * Copyright (c) 2015 David Ahern <dsa@cumulusnetworks.com>
7  *
8  * Based on dummy, team and ipvlan drivers
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
13  * (at your option) any later version.
14  */
15
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/netdevice.h>
19 #include <linux/etherdevice.h>
20 #include <linux/ip.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/moduleparam.h>
23 #include <linux/netfilter.h>
24 #include <linux/rtnetlink.h>
25 #include <net/rtnetlink.h>
26 #include <linux/u64_stats_sync.h>
27 #include <linux/hashtable.h>
28
29 #include <linux/inetdevice.h>
30 #include <net/arp.h>
31 #include <net/ip.h>
32 #include <net/ip_fib.h>
33 #include <net/ip6_fib.h>
34 #include <net/ip6_route.h>
35 #include <net/route.h>
36 #include <net/addrconf.h>
37 #include <net/l3mdev.h>
38 #include <net/fib_rules.h>
39
40 #define DRV_NAME        "vrf"
41 #define DRV_VERSION     "1.0"
42
43 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
44 static bool add_fib_rules = true;
45
46 struct net_vrf {
47         struct rtable __rcu     *rth;
48         struct rtable __rcu     *rth_local;
49         struct rt6_info __rcu   *rt6;
50         struct rt6_info __rcu   *rt6_local;
51         u32                     tb_id;
52 };
53
54 struct pcpu_dstats {
55         u64                     tx_pkts;
56         u64                     tx_bytes;
57         u64                     tx_drps;
58         u64                     rx_pkts;
59         u64                     rx_bytes;
60         u64                     rx_drps;
61         struct u64_stats_sync   syncp;
62 };
63
64 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
65 {
66         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
67
68         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
69         dstats->rx_pkts++;
70         dstats->rx_bytes += len;
71         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
72 }
73
74 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
75 {
76         vrf_dev->stats.tx_errors++;
77         kfree_skb(skb);
78 }
79
80 static struct rtnl_link_stats64 *vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
81                                                  struct rtnl_link_stats64 *stats)
82 {
83         int i;
84
85         for_each_possible_cpu(i) {
86                 const struct pcpu_dstats *dstats;
87                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
88                 unsigned int start;
89
90                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
91                 do {
92                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
93                         tbytes = dstats->tx_bytes;
94                         tpkts = dstats->tx_pkts;
95                         tdrops = dstats->tx_drps;
96                         rbytes = dstats->rx_bytes;
97                         rpkts = dstats->rx_pkts;
98                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
99                 stats->tx_bytes += tbytes;
100                 stats->tx_packets += tpkts;
101                 stats->tx_dropped += tdrops;
102                 stats->rx_bytes += rbytes;
103                 stats->rx_packets += rpkts;
104         }
105         return stats;
106 }
107
108 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
109  * path, similar to loopback handling.
110  */
111 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
112                           struct dst_entry *dst)
113 {
114         int len = skb->len;
115
116         skb_orphan(skb);
117
118         skb_dst_set(skb, dst);
119         skb_dst_force(skb);
120
121         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
122          * once on Tx and again in Rx processing
123          */
124         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
125
126         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
127
128         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
129                 vrf_rx_stats(dev, len);
130         else
131                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
132
133         return NETDEV_TX_OK;
134 }
135
136 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
137 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
138                              struct sk_buff *skb)
139 {
140         int err;
141
142         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
143                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
144
145         if (likely(err == 1))
146                 err = dst_output(net, sk, skb);
147
148         return err;
149 }
150
151 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
152                                            struct net_device *dev)
153 {
154         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
155         struct net *net = dev_net(skb->dev);
156         struct flowi6 fl6 = {
157                 /* needed to match OIF rule */
158                 .flowi6_oif = dev->ifindex,
159                 .flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
160                 .daddr = iph->daddr,
161                 .saddr = iph->saddr,
162                 .flowlabel = ip6_flowinfo(iph),
163                 .flowi6_mark = skb->mark,
164                 .flowi6_proto = iph->nexthdr,
165                 .flowi6_flags = FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
166         };
167         int ret = NET_XMIT_DROP;
168         struct dst_entry *dst;
169         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
170
171         dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
172         if (dst == dst_null)
173                 goto err;
174
175         skb_dst_drop(skb);
176
177         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
178          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
179          * to Rx path using our local dst
180          */
181         if (dst->dev == net->loopback_dev || dst->dev == dev) {
182                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
183                 struct rt6_info *rt6_local;
184
185                 /* release looked up dst and use cached local dst */
186                 dst_release(dst);
187
188                 rcu_read_lock();
189
190                 rt6_local = rcu_dereference(vrf->rt6_local);
191                 if (unlikely(!rt6_local)) {
192                         rcu_read_unlock();
193                         goto err;
194                 }
195
196                 /* Ordering issue: cached local dst is created on newlink
197                  * before the IPv6 initialization. Using the local dst
198                  * requires rt6i_idev to be set so make sure it is.
199                  */
200                 if (unlikely(!rt6_local->rt6i_idev)) {
201                         rt6_local->rt6i_idev = in6_dev_get(dev);
202                         if (!rt6_local->rt6i_idev) {
203                                 rcu_read_unlock();
204                                 goto err;
205                         }
206                 }
207
208                 dst = &rt6_local->dst;
209                 dst_hold(dst);
210
211                 rcu_read_unlock();
212
213                 return vrf_local_xmit(skb, dev, &rt6_local->dst);
214         }
215
216         skb_dst_set(skb, dst);
217
218         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
219         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
220
221         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
222         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
223                 dev->stats.tx_errors++;
224         else
225                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
226
227         return ret;
228 err:
229         vrf_tx_error(dev, skb);
230         return NET_XMIT_DROP;
231 }
232 #else
233 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
234                                            struct net_device *dev)
235 {
236         vrf_tx_error(dev, skb);
237         return NET_XMIT_DROP;
238 }
239 #endif
240
241 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
242 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
243                             struct sk_buff *skb)
244 {
245         int err;
246
247         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
248                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
249         if (likely(err == 1))
250                 err = dst_output(net, sk, skb);
251
252         return err;
253 }
254
255 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
256                                            struct net_device *vrf_dev)
257 {
258         struct iphdr *ip4h = ip_hdr(skb);
259         int ret = NET_XMIT_DROP;
260         struct flowi4 fl4 = {
261                 /* needed to match OIF rule */
262                 .flowi4_oif = vrf_dev->ifindex,
263                 .flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
264                 .flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos),
265                 .flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
266                 .flowi4_proto = ip4h->protocol,
267                 .daddr = ip4h->daddr,
268                 .saddr = ip4h->saddr,
269         };
270         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
271         struct rtable *rt;
272
273         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
274         if (IS_ERR(rt))
275                 goto err;
276
277         skb_dst_drop(skb);
278
279         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
280          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
281          * to Rx path using our local dst
282          */
283         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
284                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
285                 struct rtable *rth_local;
286                 struct dst_entry *dst = NULL;
287
288                 ip_rt_put(rt);
289
290                 rcu_read_lock();
291
292                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
293                 if (likely(rth_local)) {
294                         dst = &rth_local->dst;
295                         dst_hold(dst);
296                 }
297
298                 rcu_read_unlock();
299
300                 if (unlikely(!dst))
301                         goto err;
302
303                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
304         }
305
306         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
307
308         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
309         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
310
311         if (!ip4h->saddr) {
312                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
313                                                RT_SCOPE_LINK);
314         }
315
316         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
317         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
318                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
319         else
320                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
321
322 out:
323         return ret;
324 err:
325         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
326         goto out;
327 }
328
329 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
330 {
331         switch (skb->protocol) {
332         case htons(ETH_P_IP):
333                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
334         case htons(ETH_P_IPV6):
335                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
336         default:
337                 vrf_tx_error(dev, skb);
338                 return NET_XMIT_DROP;
339         }
340 }
341
342 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
343 {
344         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
345
346         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
347                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
348
349                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
350                 dstats->tx_pkts++;
351                 dstats->tx_bytes += skb->len;
352                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
353         } else {
354                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
355         }
356
357         return ret;
358 }
359
360 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
361 /* modelled after ip6_finish_output2 */
362 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
363                               struct sk_buff *skb)
364 {
365         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
366         struct net_device *dev = dst->dev;
367         struct neighbour *neigh;
368         struct in6_addr *nexthop;
369         int ret;
370
371         nf_reset(skb);
372
373         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
374         skb->dev = dev;
375
376         rcu_read_lock_bh();
377         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
378         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
379         if (unlikely(!neigh))
380                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
381         if (!IS_ERR(neigh)) {
382                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
383                 rcu_read_unlock_bh();
384                 return ret;
385         }
386         rcu_read_unlock_bh();
387
388         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
389                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
390         kfree_skb(skb);
391         return -EINVAL;
392 }
393
394 /* modelled after ip6_output */
395 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
396 {
397         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
398                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
399                             vrf_finish_output6,
400                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
401 }
402
403 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
404  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
405  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
406  */
407 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
408                                    struct sock *sk,
409                                    struct sk_buff *skb)
410 {
411         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
412         struct dst_entry *dst = NULL;
413         struct rt6_info *rt6;
414
415         /* don't divert link scope packets */
416         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
417                 return skb;
418
419         rcu_read_lock();
420
421         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
422         if (likely(rt6)) {
423                 dst = &rt6->dst;
424                 dst_hold(dst);
425         }
426
427         rcu_read_unlock();
428
429         if (unlikely(!dst)) {
430                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
431                 return NULL;
432         }
433
434         skb_dst_drop(skb);
435         skb_dst_set(skb, dst);
436
437         return skb;
438 }
439
440 /* holding rtnl */
441 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
442 {
443         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
444         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
445         struct net *net = dev_net(dev);
446         struct dst_entry *dst;
447
448         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
449         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
450         synchronize_rcu();
451
452         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
453          * - based on dst_ifdown
454          */
455         if (rt6) {
456                 dst = &rt6->dst;
457                 dev_put(dst->dev);
458                 dst->dev = net->loopback_dev;
459                 dev_hold(dst->dev);
460                 dst_release(dst);
461         }
462
463         if (rt6_local) {
464                 if (rt6_local->rt6i_idev)
465                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
466
467                 dst = &rt6_local->dst;
468                 dev_put(dst->dev);
469                 dst->dev = net->loopback_dev;
470                 dev_hold(dst->dev);
471                 dst_release(dst);
472         }
473 }
474
475 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
476 {
477         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
478         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
479         struct net *net = dev_net(dev);
480         struct fib6_table *rt6i_table;
481         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
482         int rc = -ENOMEM;
483
484         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
485         if (!ipv6_mod_enabled())
486                 return 0;
487
488         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
489         if (!rt6i_table)
490                 goto out;
491
492         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
493         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
494         if (!rt6)
495                 goto out;
496
497         dst_hold(&rt6->dst);
498
499         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
500         rt6->dst.output = vrf_output6;
501
502         /* create a dst for local routing - packets sent locally
503          * to local address via the VRF device as a loopback
504          */
505         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
506         if (!rt6_local) {
507                 dst_release(&rt6->dst);
508                 goto out;
509         }
510
511         dst_hold(&rt6_local->dst);
512
513         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
514         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
515         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
516         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
517
518         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
519         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
520
521         rc = 0;
522 out:
523         return rc;
524 }
525 #else
526 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
527                                    struct sock *sk,
528                                    struct sk_buff *skb)
529 {
530         return skb;
531 }
532
533 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
534 {
535 }
536
537 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
538 {
539         return 0;
540 }
541 #endif
542
543 /* modelled after ip_finish_output2 */
544 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
545 {
546         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
547         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
548         struct net_device *dev = dst->dev;
549         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
550         struct neighbour *neigh;
551         u32 nexthop;
552         int ret = -EINVAL;
553
554         nf_reset(skb);
555
556         /* Be paranoid, rather than too clever. */
557         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
558                 struct sk_buff *skb2;
559
560                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
561                 if (!skb2) {
562                         ret = -ENOMEM;
563                         goto err;
564                 }
565                 if (skb->sk)
566                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
567
568                 consume_skb(skb);
569                 skb = skb2;
570         }
571
572         rcu_read_lock_bh();
573
574         nexthop = (__force u32)rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
575         neigh = __ipv4_neigh_lookup_noref(dev, nexthop);
576         if (unlikely(!neigh))
577                 neigh = __neigh_create(&arp_tbl, &nexthop, dev, false);
578         if (!IS_ERR(neigh))
579                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
580
581         rcu_read_unlock_bh();
582 err:
583         if (unlikely(ret < 0))
584                 vrf_tx_error(skb->dev, skb);
585         return ret;
586 }
587
588 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
589 {
590         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
591
592         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
593
594         skb->dev = dev;
595         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
596
597         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
598                             net, sk, skb, NULL, dev,
599                             vrf_finish_output,
600                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
601 }
602
603 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
604  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
605  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
606  */
607 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
608                                   struct sock *sk,
609                                   struct sk_buff *skb)
610 {
611         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
612         struct dst_entry *dst = NULL;
613         struct rtable *rth;
614
615         /* don't divert multicast */
616         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
617                 return skb;
618
619         rcu_read_lock();
620
621         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
622         if (likely(rth)) {
623                 dst = &rth->dst;
624                 dst_hold(dst);
625         }
626
627         rcu_read_unlock();
628
629         if (unlikely(!dst)) {
630                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
631                 return NULL;
632         }
633
634         skb_dst_drop(skb);
635         skb_dst_set(skb, dst);
636
637         return skb;
638 }
639
640 /* called with rcu lock held */
641 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
642                                   struct sock *sk,
643                                   struct sk_buff *skb,
644                                   u16 proto)
645 {
646         switch (proto) {
647         case AF_INET:
648                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
649         case AF_INET6:
650                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
651         }
652
653         return skb;
654 }
655
656 /* holding rtnl */
657 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
658 {
659         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
660         struct rtable *rth_local = rtnl_dereference(vrf->rth_local);
661         struct net *net = dev_net(dev);
662         struct dst_entry *dst;
663
664         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
665         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth_local, NULL);
666         synchronize_rcu();
667
668         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
669          * - based on dst_ifdown
670          */
671         if (rth) {
672                 dst = &rth->dst;
673                 dev_put(dst->dev);
674                 dst->dev = net->loopback_dev;
675                 dev_hold(dst->dev);
676                 dst_release(dst);
677         }
678
679         if (rth_local) {
680                 dst = &rth_local->dst;
681                 dev_put(dst->dev);
682                 dst->dev = net->loopback_dev;
683                 dev_hold(dst->dev);
684                 dst_release(dst);
685         }
686 }
687
688 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
689 {
690         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
691         struct rtable *rth, *rth_local;
692
693         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
694                 return -ENOMEM;
695
696         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
697         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1, 0);
698         if (!rth)
699                 return -ENOMEM;
700
701         /* create a dst for local ingress routing - packets sent locally
702          * to local address via the VRF device as a loopback
703          */
704         rth_local = rt_dst_alloc(dev, RTCF_LOCAL, RTN_LOCAL, 1, 1, 0);
705         if (!rth_local) {
706                 dst_release(&rth->dst);
707                 return -ENOMEM;
708         }
709
710         rth->dst.output = vrf_output;
711         rth->rt_table_id = vrf->tb_id;
712
713         rth_local->rt_table_id = vrf->tb_id;
714
715         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
716         rcu_assign_pointer(vrf->rth_local, rth_local);
717
718         return 0;
719 }
720
721 /**************************** device handling ********************/
722
723 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
724 static void cycle_netdev(struct net_device *dev)
725 {
726         unsigned int flags = dev->flags;
727         int ret;
728
729         if (!netif_running(dev))
730                 return;
731
732         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP);
733         if (ret >= 0)
734                 ret = dev_change_flags(dev, flags);
735
736         if (ret < 0) {
737                 netdev_err(dev,
738                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
739                            dev->name);
740         }
741 }
742
743 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
744 {
745         int ret;
746
747         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL);
748         if (ret < 0)
749                 return ret;
750
751         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
752         cycle_netdev(port_dev);
753
754         return 0;
755 }
756
757 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
758 {
759         if (netif_is_l3_master(port_dev) || netif_is_l3_slave(port_dev))
760                 return -EINVAL;
761
762         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev);
763 }
764
765 /* inverse of do_vrf_add_slave */
766 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
767 {
768         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
769         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
770
771         cycle_netdev(port_dev);
772
773         return 0;
774 }
775
776 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
777 {
778         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
779 }
780
781 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
782 {
783         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
784         struct net_device *port_dev;
785         struct list_head *iter;
786
787         vrf_rtable_release(dev, vrf);
788         vrf_rt6_release(dev, vrf);
789
790         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
791                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
792
793         free_percpu(dev->dstats);
794         dev->dstats = NULL;
795 }
796
797 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
798 {
799         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
800
801         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
802         if (!dev->dstats)
803                 goto out_nomem;
804
805         /* create the default dst which points back to us */
806         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
807                 goto out_stats;
808
809         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
810                 goto out_rth;
811
812         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
813
814         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
815         dev->mtu = 64 * 1024;
816
817         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
818         dev->operstate = IF_OPER_UP;
819         netdev_lockdep_set_classes(dev);
820         return 0;
821
822 out_rth:
823         vrf_rtable_release(dev, vrf);
824 out_stats:
825         free_percpu(dev->dstats);
826         dev->dstats = NULL;
827 out_nomem:
828         return -ENOMEM;
829 }
830
831 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
832         .ndo_init               = vrf_dev_init,
833         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
834         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
835         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
836         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
837         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
838 };
839
840 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
841 {
842         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
843
844         return vrf->tb_id;
845 }
846
847 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
848 {
849         return 0;
850 }
851
852 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
853                                       struct sk_buff *skb,
854                                       struct net_device *dev)
855 {
856         struct net *net = dev_net(dev);
857
858         if (NF_HOOK(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) < 0)
859                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
860
861         return skb;
862 }
863
864 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
865 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
866  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
867  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
868  * a start.
869  */
870 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
871 {
872         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
873         bool rc = false;
874
875         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
876                 const struct icmp6hdr *icmph;
877                 struct icmp6hdr _icmph;
878
879                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
880                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
881                 if (!icmph)
882                         goto out;
883
884                 switch (icmph->icmp6_type) {
885                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
886                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
887                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
888                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
889                 case NDISC_REDIRECT:
890                         rc = true;
891                         break;
892                 }
893         }
894
895 out:
896         return rc;
897 }
898
899 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
900                                              const struct net_device *dev,
901                                              struct flowi6 *fl6,
902                                              int ifindex,
903                                              int flags)
904 {
905         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
906         struct fib6_table *table = NULL;
907         struct rt6_info *rt6;
908
909         rcu_read_lock();
910
911         /* fib6_table does not have a refcnt and can not be freed */
912         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
913         if (likely(rt6))
914                 table = rt6->rt6i_table;
915
916         rcu_read_unlock();
917
918         if (!table)
919                 return NULL;
920
921         return ip6_pol_route(net, table, ifindex, fl6, flags);
922 }
923
924 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
925                               int ifindex)
926 {
927         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
928         struct flowi6 fl6 = {
929                 .daddr          = iph->daddr,
930                 .saddr          = iph->saddr,
931                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
932                 .flowi6_mark    = skb->mark,
933                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
934                 .flowi6_iif     = ifindex,
935         };
936         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
937         struct rt6_info *rt6;
938
939         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex,
940                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
941         if (unlikely(!rt6))
942                 return;
943
944         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
945                 return;
946
947         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
948 }
949
950 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
951                                    struct sk_buff *skb)
952 {
953         int orig_iif = skb->skb_iif;
954         bool need_strict;
955
956         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
957          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
958          */
959         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
960                 skb->dev = vrf_dev;
961                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
962                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
963                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
964                 goto out;
965         }
966
967         /* if packet is NDISC or addressed to multicast or link-local
968          * then keep the ingress interface
969          */
970         need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
971         if (!ipv6_ndisc_frame(skb) && !need_strict) {
972                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
973                 skb->dev = vrf_dev;
974                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
975
976                 skb_push(skb, skb->mac_len);
977                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
978                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
979
980                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
981         }
982
983         if (need_strict)
984                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
985
986         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
987 out:
988         return skb;
989 }
990
991 #else
992 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
993                                    struct sk_buff *skb)
994 {
995         return skb;
996 }
997 #endif
998
999 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1000                                   struct sk_buff *skb)
1001 {
1002         skb->dev = vrf_dev;
1003         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1004         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1005
1006         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1007                 goto out;
1008
1009         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1010          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1011          */
1012         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1013                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1014                 goto out;
1015         }
1016
1017         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1018
1019         skb_push(skb, skb->mac_len);
1020         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1021         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1022
1023         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1024 out:
1025         return skb;
1026 }
1027
1028 /* called with rcu lock held */
1029 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1030                                   struct sk_buff *skb,
1031                                   u16 proto)
1032 {
1033         switch (proto) {
1034         case AF_INET:
1035                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1036         case AF_INET6:
1037                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1038         }
1039
1040         return skb;
1041 }
1042
1043 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1044 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1045  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1046  */
1047 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1048                                               struct flowi6 *fl6)
1049 {
1050         struct net *net = dev_net(dev);
1051         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE;
1052         struct dst_entry *dst = NULL;
1053         struct rt6_info *rt;
1054
1055         /* VRF device does not have a link-local address and
1056          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1057          * a VRF device does not make sense
1058          */
1059         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1060                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1061                 dst_hold(dst);
1062                 return dst;
1063         }
1064
1065         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1066                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1067
1068         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, flags);
1069         if (rt)
1070                 dst = &rt->dst;
1071
1072         return dst;
1073 }
1074 #endif
1075
1076 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1077         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1078         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1079         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1080 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1081         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1082 #endif
1083 };
1084
1085 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1086                             struct ethtool_drvinfo *info)
1087 {
1088         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1089         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1090 }
1091
1092 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1093         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1094 };
1095
1096 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1097 {
1098         size_t sz;
1099
1100         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1101         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1102         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1103
1104         return sz;
1105 }
1106
1107 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1108 {
1109         struct fib_rule_hdr *frh;
1110         struct nlmsghdr *nlh;
1111         struct sk_buff *skb;
1112         int err;
1113
1114         if (family == AF_INET6 && !ipv6_mod_enabled())
1115                 return 0;
1116
1117         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1118         if (!skb)
1119                 return -ENOMEM;
1120
1121         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1122         if (!nlh)
1123                 goto nla_put_failure;
1124
1125         /* rule only needs to appear once */
1126         nlh->nlmsg_flags &= NLM_F_EXCL;
1127
1128         frh = nlmsg_data(nlh);
1129         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1130         frh->family = family;
1131         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1132
1133         if (nla_put_u32(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1134                 goto nla_put_failure;
1135
1136         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1137                 goto nla_put_failure;
1138
1139         nlmsg_end(skb, nlh);
1140
1141         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1142         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1143         if (add_it) {
1144                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh);
1145                 if (err == -EEXIST)
1146                         err = 0;
1147         } else {
1148                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh);
1149                 if (err == -ENOENT)
1150                         err = 0;
1151         }
1152         nlmsg_free(skb);
1153
1154         return err;
1155
1156 nla_put_failure:
1157         nlmsg_free(skb);
1158
1159         return -EMSGSIZE;
1160 }
1161
1162 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1163 {
1164         int err;
1165
1166         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1167         if (err < 0)
1168                 goto out_err;
1169
1170         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1171         if (err < 0)
1172                 goto ipv6_err;
1173
1174 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1175         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1176         if (err < 0)
1177                 goto ipmr_err;
1178 #endif
1179
1180         return 0;
1181
1182 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1183 ipmr_err:
1184         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1185 #endif
1186
1187 ipv6_err:
1188         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1189
1190 out_err:
1191         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1192         return err;
1193 }
1194
1195 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1196 {
1197         ether_setup(dev);
1198
1199         /* Initialize the device structure. */
1200         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1201         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1202         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1203         dev->destructor = free_netdev;
1204
1205         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1206         eth_hw_addr_random(dev);
1207
1208         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1209         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1210
1211         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1212         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1213
1214         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1215         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1216
1217         /* enable offload features */
1218         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1219         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM;
1220         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1221
1222         dev->hw_features = dev->features;
1223         dev->hw_enc_features = dev->features;
1224
1225         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1226         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1227 }
1228
1229 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1230 {
1231         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1232                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
1233                         return -EINVAL;
1234                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
1235                         return -EADDRNOTAVAIL;
1236         }
1237         return 0;
1238 }
1239
1240 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1241 {
1242         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1243 }
1244
1245 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1246                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1247 {
1248         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1249         int err;
1250
1251         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
1252                 return -EINVAL;
1253
1254         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1255         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC)
1256                 return -EINVAL;
1257
1258         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1259
1260         err = register_netdevice(dev);
1261         if (err)
1262                 goto out;
1263
1264         if (add_fib_rules) {
1265                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1266                 if (err) {
1267                         unregister_netdevice(dev);
1268                         goto out;
1269                 }
1270                 add_fib_rules = false;
1271         }
1272
1273 out:
1274         return err;
1275 }
1276
1277 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1278 {
1279         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1280 }
1281
1282 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1283                         const struct net_device *dev)
1284 {
1285         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1286
1287         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1288 }
1289
1290 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1291                                  const struct net_device *slave_dev)
1292 {
1293         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1294 }
1295
1296 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1297                                const struct net_device *vrf_dev,
1298                                const struct net_device *slave_dev)
1299 {
1300         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1301
1302         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1303                 return -EMSGSIZE;
1304
1305         return 0;
1306 }
1307
1308 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1309         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1310 };
1311
1312 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1313         .kind           = DRV_NAME,
1314         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1315
1316         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1317         .policy         = vrf_nl_policy,
1318         .validate       = vrf_validate,
1319         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1320
1321         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1322         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1323
1324         .newlink        = vrf_newlink,
1325         .dellink        = vrf_dellink,
1326         .setup          = vrf_setup,
1327         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1328 };
1329
1330 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1331                             unsigned long event, void *ptr)
1332 {
1333         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1334
1335         /* only care about unregister events to drop slave references */
1336         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1337                 struct net_device *vrf_dev;
1338
1339                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1340                         goto out;
1341
1342                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1343                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1344         }
1345 out:
1346         return NOTIFY_DONE;
1347 }
1348
1349 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1350         .notifier_call = vrf_device_event,
1351 };
1352
1353 static int __init vrf_init_module(void)
1354 {
1355         int rc;
1356
1357         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1358
1359         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1360         if (rc < 0)
1361                 goto error;
1362
1363         return 0;
1364
1365 error:
1366         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1367         return rc;
1368 }
1369
1370 module_init(vrf_init_module);
1371 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1372 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1373 MODULE_LICENSE("GPL");
1374 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1375 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);