]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/net/vrf.c
Merge tag 'samsung-dt64-4.11-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[karo-tx-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                 .daddr = ip4h->daddr,
267         };
268         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
269         struct rtable *rt;
270
271         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
272         if (IS_ERR(rt))
273                 goto err;
274
275         skb_dst_drop(skb);
276
277         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
278          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
279          * to Rx path using our local dst
280          */
281         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
282                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
283                 struct rtable *rth_local;
284                 struct dst_entry *dst = NULL;
285
286                 ip_rt_put(rt);
287
288                 rcu_read_lock();
289
290                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
291                 if (likely(rth_local)) {
292                         dst = &rth_local->dst;
293                         dst_hold(dst);
294                 }
295
296                 rcu_read_unlock();
297
298                 if (unlikely(!dst))
299                         goto err;
300
301                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
302         }
303
304         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
305
306         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
307         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
308
309         if (!ip4h->saddr) {
310                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
311                                                RT_SCOPE_LINK);
312         }
313
314         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
315         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
316                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
317         else
318                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
319
320 out:
321         return ret;
322 err:
323         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
324         goto out;
325 }
326
327 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
328 {
329         switch (skb->protocol) {
330         case htons(ETH_P_IP):
331                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
332         case htons(ETH_P_IPV6):
333                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
334         default:
335                 vrf_tx_error(dev, skb);
336                 return NET_XMIT_DROP;
337         }
338 }
339
340 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
341 {
342         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
343
344         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
345                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
346
347                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
348                 dstats->tx_pkts++;
349                 dstats->tx_bytes += skb->len;
350                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
351         } else {
352                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
353         }
354
355         return ret;
356 }
357
358 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
359 /* modelled after ip6_finish_output2 */
360 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
361                               struct sk_buff *skb)
362 {
363         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
364         struct net_device *dev = dst->dev;
365         struct neighbour *neigh;
366         struct in6_addr *nexthop;
367         int ret;
368
369         nf_reset(skb);
370
371         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
372         skb->dev = dev;
373
374         rcu_read_lock_bh();
375         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
376         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
377         if (unlikely(!neigh))
378                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
379         if (!IS_ERR(neigh)) {
380                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
381                 rcu_read_unlock_bh();
382                 return ret;
383         }
384         rcu_read_unlock_bh();
385
386         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
387                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
388         kfree_skb(skb);
389         return -EINVAL;
390 }
391
392 /* modelled after ip6_output */
393 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
394 {
395         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
396                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
397                             vrf_finish_output6,
398                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
399 }
400
401 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
402  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
403  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
404  */
405 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
406                                    struct sock *sk,
407                                    struct sk_buff *skb)
408 {
409         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
410         struct dst_entry *dst = NULL;
411         struct rt6_info *rt6;
412
413         /* don't divert link scope packets */
414         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
415                 return skb;
416
417         rcu_read_lock();
418
419         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
420         if (likely(rt6)) {
421                 dst = &rt6->dst;
422                 dst_hold(dst);
423         }
424
425         rcu_read_unlock();
426
427         if (unlikely(!dst)) {
428                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
429                 return NULL;
430         }
431
432         skb_dst_drop(skb);
433         skb_dst_set(skb, dst);
434
435         return skb;
436 }
437
438 /* holding rtnl */
439 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
440 {
441         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
442         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
443         struct net *net = dev_net(dev);
444         struct dst_entry *dst;
445
446         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
447         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
448         synchronize_rcu();
449
450         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
451          * - based on dst_ifdown
452          */
453         if (rt6) {
454                 dst = &rt6->dst;
455                 dev_put(dst->dev);
456                 dst->dev = net->loopback_dev;
457                 dev_hold(dst->dev);
458                 dst_release(dst);
459         }
460
461         if (rt6_local) {
462                 if (rt6_local->rt6i_idev)
463                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
464
465                 dst = &rt6_local->dst;
466                 dev_put(dst->dev);
467                 dst->dev = net->loopback_dev;
468                 dev_hold(dst->dev);
469                 dst_release(dst);
470         }
471 }
472
473 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
474 {
475         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
476         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
477         struct net *net = dev_net(dev);
478         struct fib6_table *rt6i_table;
479         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
480         int rc = -ENOMEM;
481
482         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
483         if (!ipv6_mod_enabled())
484                 return 0;
485
486         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
487         if (!rt6i_table)
488                 goto out;
489
490         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
491         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
492         if (!rt6)
493                 goto out;
494
495         dst_hold(&rt6->dst);
496
497         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
498         rt6->dst.output = vrf_output6;
499
500         /* create a dst for local routing - packets sent locally
501          * to local address via the VRF device as a loopback
502          */
503         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
504         if (!rt6_local) {
505                 dst_release(&rt6->dst);
506                 goto out;
507         }
508
509         dst_hold(&rt6_local->dst);
510
511         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
512         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
513         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
514         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
515
516         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
517         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
518
519         rc = 0;
520 out:
521         return rc;
522 }
523 #else
524 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
525                                    struct sock *sk,
526                                    struct sk_buff *skb)
527 {
528         return skb;
529 }
530
531 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
532 {
533 }
534
535 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
536 {
537         return 0;
538 }
539 #endif
540
541 /* modelled after ip_finish_output2 */
542 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
543 {
544         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
545         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
546         struct net_device *dev = dst->dev;
547         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
548         struct neighbour *neigh;
549         u32 nexthop;
550         int ret = -EINVAL;
551
552         nf_reset(skb);
553
554         /* Be paranoid, rather than too clever. */
555         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
556                 struct sk_buff *skb2;
557
558                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
559                 if (!skb2) {
560                         ret = -ENOMEM;
561                         goto err;
562                 }
563                 if (skb->sk)
564                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
565
566                 consume_skb(skb);
567                 skb = skb2;
568         }
569
570         rcu_read_lock_bh();
571
572         nexthop = (__force u32)rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
573         neigh = __ipv4_neigh_lookup_noref(dev, nexthop);
574         if (unlikely(!neigh))
575                 neigh = __neigh_create(&arp_tbl, &nexthop, dev, false);
576         if (!IS_ERR(neigh))
577                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
578
579         rcu_read_unlock_bh();
580 err:
581         if (unlikely(ret < 0))
582                 vrf_tx_error(skb->dev, skb);
583         return ret;
584 }
585
586 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
587 {
588         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
589
590         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
591
592         skb->dev = dev;
593         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
594
595         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
596                             net, sk, skb, NULL, dev,
597                             vrf_finish_output,
598                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
599 }
600
601 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
602  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
603  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
604  */
605 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
606                                   struct sock *sk,
607                                   struct sk_buff *skb)
608 {
609         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
610         struct dst_entry *dst = NULL;
611         struct rtable *rth;
612
613         /* don't divert multicast */
614         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
615                 return skb;
616
617         rcu_read_lock();
618
619         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
620         if (likely(rth)) {
621                 dst = &rth->dst;
622                 dst_hold(dst);
623         }
624
625         rcu_read_unlock();
626
627         if (unlikely(!dst)) {
628                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
629                 return NULL;
630         }
631
632         skb_dst_drop(skb);
633         skb_dst_set(skb, dst);
634
635         return skb;
636 }
637
638 /* called with rcu lock held */
639 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
640                                   struct sock *sk,
641                                   struct sk_buff *skb,
642                                   u16 proto)
643 {
644         switch (proto) {
645         case AF_INET:
646                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
647         case AF_INET6:
648                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
649         }
650
651         return skb;
652 }
653
654 /* holding rtnl */
655 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
656 {
657         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
658         struct rtable *rth_local = rtnl_dereference(vrf->rth_local);
659         struct net *net = dev_net(dev);
660         struct dst_entry *dst;
661
662         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
663         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth_local, NULL);
664         synchronize_rcu();
665
666         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
667          * - based on dst_ifdown
668          */
669         if (rth) {
670                 dst = &rth->dst;
671                 dev_put(dst->dev);
672                 dst->dev = net->loopback_dev;
673                 dev_hold(dst->dev);
674                 dst_release(dst);
675         }
676
677         if (rth_local) {
678                 dst = &rth_local->dst;
679                 dev_put(dst->dev);
680                 dst->dev = net->loopback_dev;
681                 dev_hold(dst->dev);
682                 dst_release(dst);
683         }
684 }
685
686 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
687 {
688         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
689         struct rtable *rth, *rth_local;
690
691         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
692                 return -ENOMEM;
693
694         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
695         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1, 0);
696         if (!rth)
697                 return -ENOMEM;
698
699         /* create a dst for local ingress routing - packets sent locally
700          * to local address via the VRF device as a loopback
701          */
702         rth_local = rt_dst_alloc(dev, RTCF_LOCAL, RTN_LOCAL, 1, 1, 0);
703         if (!rth_local) {
704                 dst_release(&rth->dst);
705                 return -ENOMEM;
706         }
707
708         rth->dst.output = vrf_output;
709         rth->rt_table_id = vrf->tb_id;
710
711         rth_local->rt_table_id = vrf->tb_id;
712
713         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
714         rcu_assign_pointer(vrf->rth_local, rth_local);
715
716         return 0;
717 }
718
719 /**************************** device handling ********************/
720
721 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
722 static void cycle_netdev(struct net_device *dev)
723 {
724         unsigned int flags = dev->flags;
725         int ret;
726
727         if (!netif_running(dev))
728                 return;
729
730         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP);
731         if (ret >= 0)
732                 ret = dev_change_flags(dev, flags);
733
734         if (ret < 0) {
735                 netdev_err(dev,
736                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
737                            dev->name);
738         }
739 }
740
741 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
742 {
743         int ret;
744
745         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL);
746         if (ret < 0)
747                 return ret;
748
749         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
750         cycle_netdev(port_dev);
751
752         return 0;
753 }
754
755 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
756 {
757         if (netif_is_l3_master(port_dev) || netif_is_l3_slave(port_dev))
758                 return -EINVAL;
759
760         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev);
761 }
762
763 /* inverse of do_vrf_add_slave */
764 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
765 {
766         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
767         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
768
769         cycle_netdev(port_dev);
770
771         return 0;
772 }
773
774 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
775 {
776         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
777 }
778
779 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
780 {
781         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
782         struct net_device *port_dev;
783         struct list_head *iter;
784
785         vrf_rtable_release(dev, vrf);
786         vrf_rt6_release(dev, vrf);
787
788         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
789                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
790
791         free_percpu(dev->dstats);
792         dev->dstats = NULL;
793 }
794
795 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
796 {
797         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
798
799         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
800         if (!dev->dstats)
801                 goto out_nomem;
802
803         /* create the default dst which points back to us */
804         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
805                 goto out_stats;
806
807         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
808                 goto out_rth;
809
810         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
811
812         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
813         dev->mtu = 64 * 1024;
814
815         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
816         dev->operstate = IF_OPER_UP;
817         netdev_lockdep_set_classes(dev);
818         return 0;
819
820 out_rth:
821         vrf_rtable_release(dev, vrf);
822 out_stats:
823         free_percpu(dev->dstats);
824         dev->dstats = NULL;
825 out_nomem:
826         return -ENOMEM;
827 }
828
829 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
830         .ndo_init               = vrf_dev_init,
831         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
832         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
833         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
834         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
835         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
836 };
837
838 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
839 {
840         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
841
842         return vrf->tb_id;
843 }
844
845 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
846 {
847         return 0;
848 }
849
850 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
851                                       struct sk_buff *skb,
852                                       struct net_device *dev)
853 {
854         struct net *net = dev_net(dev);
855
856         if (NF_HOOK(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) < 0)
857                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
858
859         return skb;
860 }
861
862 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
863 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
864  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
865  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
866  * a start.
867  */
868 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
869 {
870         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
871         bool rc = false;
872
873         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
874                 const struct icmp6hdr *icmph;
875                 struct icmp6hdr _icmph;
876
877                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
878                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
879                 if (!icmph)
880                         goto out;
881
882                 switch (icmph->icmp6_type) {
883                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
884                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
885                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
886                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
887                 case NDISC_REDIRECT:
888                         rc = true;
889                         break;
890                 }
891         }
892
893 out:
894         return rc;
895 }
896
897 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
898                                              const struct net_device *dev,
899                                              struct flowi6 *fl6,
900                                              int ifindex,
901                                              int flags)
902 {
903         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
904         struct fib6_table *table = NULL;
905         struct rt6_info *rt6;
906
907         rcu_read_lock();
908
909         /* fib6_table does not have a refcnt and can not be freed */
910         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
911         if (likely(rt6))
912                 table = rt6->rt6i_table;
913
914         rcu_read_unlock();
915
916         if (!table)
917                 return NULL;
918
919         return ip6_pol_route(net, table, ifindex, fl6, flags);
920 }
921
922 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
923                               int ifindex)
924 {
925         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
926         struct flowi6 fl6 = {
927                 .daddr          = iph->daddr,
928                 .saddr          = iph->saddr,
929                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
930                 .flowi6_mark    = skb->mark,
931                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
932                 .flowi6_iif     = ifindex,
933         };
934         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
935         struct rt6_info *rt6;
936
937         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex,
938                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
939         if (unlikely(!rt6))
940                 return;
941
942         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
943                 return;
944
945         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
946 }
947
948 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
949                                    struct sk_buff *skb)
950 {
951         int orig_iif = skb->skb_iif;
952         bool need_strict;
953
954         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
955          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
956          */
957         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
958                 skb->dev = vrf_dev;
959                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
960                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
961                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
962                 goto out;
963         }
964
965         /* if packet is NDISC or addressed to multicast or link-local
966          * then keep the ingress interface
967          */
968         need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
969         if (!ipv6_ndisc_frame(skb) && !need_strict) {
970                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
971                 skb->dev = vrf_dev;
972                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
973
974                 skb_push(skb, skb->mac_len);
975                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
976                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
977
978                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
979         }
980
981         if (need_strict)
982                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
983
984         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
985 out:
986         return skb;
987 }
988
989 #else
990 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
991                                    struct sk_buff *skb)
992 {
993         return skb;
994 }
995 #endif
996
997 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
998                                   struct sk_buff *skb)
999 {
1000         skb->dev = vrf_dev;
1001         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1002         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1003
1004         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1005                 goto out;
1006
1007         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1008          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1009          */
1010         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1011                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1012                 goto out;
1013         }
1014
1015         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1016
1017         skb_push(skb, skb->mac_len);
1018         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1019         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1020
1021         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1022 out:
1023         return skb;
1024 }
1025
1026 /* called with rcu lock held */
1027 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1028                                   struct sk_buff *skb,
1029                                   u16 proto)
1030 {
1031         switch (proto) {
1032         case AF_INET:
1033                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1034         case AF_INET6:
1035                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1036         }
1037
1038         return skb;
1039 }
1040
1041 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1042 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1043  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1044  */
1045 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1046                                               struct flowi6 *fl6)
1047 {
1048         struct net *net = dev_net(dev);
1049         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE;
1050         struct dst_entry *dst = NULL;
1051         struct rt6_info *rt;
1052
1053         /* VRF device does not have a link-local address and
1054          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1055          * a VRF device does not make sense
1056          */
1057         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1058                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1059                 dst_hold(dst);
1060                 return dst;
1061         }
1062
1063         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1064                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1065
1066         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, flags);
1067         if (rt)
1068                 dst = &rt->dst;
1069
1070         return dst;
1071 }
1072 #endif
1073
1074 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1075         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1076         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1077         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1078 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1079         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1080 #endif
1081 };
1082
1083 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1084                             struct ethtool_drvinfo *info)
1085 {
1086         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1087         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1088 }
1089
1090 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1091         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1092 };
1093
1094 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1095 {
1096         size_t sz;
1097
1098         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1099         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1100         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1101
1102         return sz;
1103 }
1104
1105 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1106 {
1107         struct fib_rule_hdr *frh;
1108         struct nlmsghdr *nlh;
1109         struct sk_buff *skb;
1110         int err;
1111
1112         if (family == AF_INET6 && !ipv6_mod_enabled())
1113                 return 0;
1114
1115         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1116         if (!skb)
1117                 return -ENOMEM;
1118
1119         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1120         if (!nlh)
1121                 goto nla_put_failure;
1122
1123         /* rule only needs to appear once */
1124         nlh->nlmsg_flags &= NLM_F_EXCL;
1125
1126         frh = nlmsg_data(nlh);
1127         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1128         frh->family = family;
1129         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1130
1131         if (nla_put_u32(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1132                 goto nla_put_failure;
1133
1134         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1135                 goto nla_put_failure;
1136
1137         nlmsg_end(skb, nlh);
1138
1139         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1140         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1141         if (add_it) {
1142                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh);
1143                 if (err == -EEXIST)
1144                         err = 0;
1145         } else {
1146                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh);
1147                 if (err == -ENOENT)
1148                         err = 0;
1149         }
1150         nlmsg_free(skb);
1151
1152         return err;
1153
1154 nla_put_failure:
1155         nlmsg_free(skb);
1156
1157         return -EMSGSIZE;
1158 }
1159
1160 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1161 {
1162         int err;
1163
1164         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1165         if (err < 0)
1166                 goto out_err;
1167
1168         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1169         if (err < 0)
1170                 goto ipv6_err;
1171
1172 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1173         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1174         if (err < 0)
1175                 goto ipmr_err;
1176 #endif
1177
1178         return 0;
1179
1180 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1181 ipmr_err:
1182         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1183 #endif
1184
1185 ipv6_err:
1186         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1187
1188 out_err:
1189         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1190         return err;
1191 }
1192
1193 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1194 {
1195         ether_setup(dev);
1196
1197         /* Initialize the device structure. */
1198         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1199         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1200         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1201         dev->destructor = free_netdev;
1202
1203         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1204         eth_hw_addr_random(dev);
1205
1206         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1207         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1208
1209         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1210         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1211
1212         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1213         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1214
1215         /* enable offload features */
1216         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1217         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM;
1218         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1219
1220         dev->hw_features = dev->features;
1221         dev->hw_enc_features = dev->features;
1222
1223         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1224         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1225 }
1226
1227 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1228 {
1229         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1230                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
1231                         return -EINVAL;
1232                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
1233                         return -EADDRNOTAVAIL;
1234         }
1235         return 0;
1236 }
1237
1238 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1239 {
1240         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1241 }
1242
1243 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1244                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1245 {
1246         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1247         int err;
1248
1249         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
1250                 return -EINVAL;
1251
1252         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1253
1254         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1255
1256         err = register_netdevice(dev);
1257         if (err)
1258                 goto out;
1259
1260         if (add_fib_rules) {
1261                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1262                 if (err) {
1263                         unregister_netdevice(dev);
1264                         goto out;
1265                 }
1266                 add_fib_rules = false;
1267         }
1268
1269 out:
1270         return err;
1271 }
1272
1273 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1274 {
1275         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1276 }
1277
1278 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1279                         const struct net_device *dev)
1280 {
1281         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1282
1283         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1284 }
1285
1286 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1287                                  const struct net_device *slave_dev)
1288 {
1289         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1290 }
1291
1292 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1293                                const struct net_device *vrf_dev,
1294                                const struct net_device *slave_dev)
1295 {
1296         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1297
1298         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1299                 return -EMSGSIZE;
1300
1301         return 0;
1302 }
1303
1304 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1305         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1306 };
1307
1308 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1309         .kind           = DRV_NAME,
1310         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1311
1312         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1313         .policy         = vrf_nl_policy,
1314         .validate       = vrf_validate,
1315         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1316
1317         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1318         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1319
1320         .newlink        = vrf_newlink,
1321         .dellink        = vrf_dellink,
1322         .setup          = vrf_setup,
1323         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1324 };
1325
1326 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1327                             unsigned long event, void *ptr)
1328 {
1329         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1330
1331         /* only care about unregister events to drop slave references */
1332         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1333                 struct net_device *vrf_dev;
1334
1335                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1336                         goto out;
1337
1338                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1339                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1340         }
1341 out:
1342         return NOTIFY_DONE;
1343 }
1344
1345 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1346         .notifier_call = vrf_device_event,
1347 };
1348
1349 static int __init vrf_init_module(void)
1350 {
1351         int rc;
1352
1353         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1354
1355         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1356         if (rc < 0)
1357                 goto error;
1358
1359         return 0;
1360
1361 error:
1362         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1363         return rc;
1364 }
1365
1366 module_init(vrf_init_module);
1367 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1368 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1369 MODULE_LICENSE("GPL");
1370 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1371 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);