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