]> git.karo-electronics.de Git - linux-beck.git/blob - drivers/net/vrf.c
net: l3mdev: remove get_rtable method
[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 RT_FL_TOS(oldflp4) \
41         ((oldflp4)->flowi4_tos & (IPTOS_RT_MASK | RTO_ONLINK))
42
43 #define DRV_NAME        "vrf"
44 #define DRV_VERSION     "1.0"
45
46 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
47 static bool add_fib_rules = true;
48
49 struct net_vrf {
50         struct rtable __rcu     *rth;
51         struct rtable __rcu     *rth_local;
52         struct rt6_info __rcu   *rt6;
53         struct rt6_info __rcu   *rt6_local;
54         u32                     tb_id;
55 };
56
57 struct pcpu_dstats {
58         u64                     tx_pkts;
59         u64                     tx_bytes;
60         u64                     tx_drps;
61         u64                     rx_pkts;
62         u64                     rx_bytes;
63         u64                     rx_drps;
64         struct u64_stats_sync   syncp;
65 };
66
67 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
68 {
69         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
70
71         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
72         dstats->rx_pkts++;
73         dstats->rx_bytes += len;
74         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
75 }
76
77 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
78 {
79         vrf_dev->stats.tx_errors++;
80         kfree_skb(skb);
81 }
82
83 static struct rtnl_link_stats64 *vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
84                                                  struct rtnl_link_stats64 *stats)
85 {
86         int i;
87
88         for_each_possible_cpu(i) {
89                 const struct pcpu_dstats *dstats;
90                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
91                 unsigned int start;
92
93                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
94                 do {
95                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
96                         tbytes = dstats->tx_bytes;
97                         tpkts = dstats->tx_pkts;
98                         tdrops = dstats->tx_drps;
99                         rbytes = dstats->rx_bytes;
100                         rpkts = dstats->rx_pkts;
101                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
102                 stats->tx_bytes += tbytes;
103                 stats->tx_packets += tpkts;
104                 stats->tx_dropped += tdrops;
105                 stats->rx_bytes += rbytes;
106                 stats->rx_packets += rpkts;
107         }
108         return stats;
109 }
110
111 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
112  * path, similar to loopback handling.
113  */
114 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
115                           struct dst_entry *dst)
116 {
117         int len = skb->len;
118
119         skb_orphan(skb);
120
121         skb_dst_set(skb, dst);
122         skb_dst_force(skb);
123
124         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
125          * once on Tx and again in Rx processing
126          */
127         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
128
129         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
130
131         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
132                 vrf_rx_stats(dev, len);
133         else
134                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
135
136         return NETDEV_TX_OK;
137 }
138
139 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
140 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
141                              struct sk_buff *skb)
142 {
143         int err;
144
145         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
146                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
147
148         if (likely(err == 1))
149                 err = dst_output(net, sk, skb);
150
151         return err;
152 }
153
154 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
155                                            struct net_device *dev)
156 {
157         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
158         struct net *net = dev_net(skb->dev);
159         struct flowi6 fl6 = {
160                 /* needed to match OIF rule */
161                 .flowi6_oif = dev->ifindex,
162                 .flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
163                 .daddr = iph->daddr,
164                 .saddr = iph->saddr,
165                 .flowlabel = ip6_flowinfo(iph),
166                 .flowi6_mark = skb->mark,
167                 .flowi6_proto = iph->nexthdr,
168                 .flowi6_flags = FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
169         };
170         int ret = NET_XMIT_DROP;
171         struct dst_entry *dst;
172         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
173
174         dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
175         if (dst == dst_null)
176                 goto err;
177
178         skb_dst_drop(skb);
179
180         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
181          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
182          * to Rx path using our local dst
183          */
184         if (dst->dev == net->loopback_dev || dst->dev == dev) {
185                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
186                 struct rt6_info *rt6_local;
187
188                 /* release looked up dst and use cached local dst */
189                 dst_release(dst);
190
191                 rcu_read_lock();
192
193                 rt6_local = rcu_dereference(vrf->rt6_local);
194                 if (unlikely(!rt6_local)) {
195                         rcu_read_unlock();
196                         goto err;
197                 }
198
199                 /* Ordering issue: cached local dst is created on newlink
200                  * before the IPv6 initialization. Using the local dst
201                  * requires rt6i_idev to be set so make sure it is.
202                  */
203                 if (unlikely(!rt6_local->rt6i_idev)) {
204                         rt6_local->rt6i_idev = in6_dev_get(dev);
205                         if (!rt6_local->rt6i_idev) {
206                                 rcu_read_unlock();
207                                 goto err;
208                         }
209                 }
210
211                 dst = &rt6_local->dst;
212                 dst_hold(dst);
213
214                 rcu_read_unlock();
215
216                 return vrf_local_xmit(skb, dev, &rt6_local->dst);
217         }
218
219         skb_dst_set(skb, dst);
220
221         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
222         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
223
224         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
225         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
226                 dev->stats.tx_errors++;
227         else
228                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
229
230         return ret;
231 err:
232         vrf_tx_error(dev, skb);
233         return NET_XMIT_DROP;
234 }
235 #else
236 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
237                                            struct net_device *dev)
238 {
239         vrf_tx_error(dev, skb);
240         return NET_XMIT_DROP;
241 }
242 #endif
243
244 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
245 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
246                             struct sk_buff *skb)
247 {
248         int err;
249
250         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
251                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
252         if (likely(err == 1))
253                 err = dst_output(net, sk, skb);
254
255         return err;
256 }
257
258 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
259                                            struct net_device *vrf_dev)
260 {
261         struct iphdr *ip4h = ip_hdr(skb);
262         int ret = NET_XMIT_DROP;
263         struct flowi4 fl4 = {
264                 /* needed to match OIF rule */
265                 .flowi4_oif = vrf_dev->ifindex,
266                 .flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
267                 .flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos),
268                 .flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC |
269                                 FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
270                 .daddr = ip4h->daddr,
271         };
272         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
273         struct rtable *rt;
274
275         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
276         if (IS_ERR(rt))
277                 goto err;
278
279         if (rt->rt_type != RTN_UNICAST && rt->rt_type != RTN_LOCAL) {
280                 ip_rt_put(rt);
281                 goto err;
282         }
283
284         skb_dst_drop(skb);
285
286         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
287          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
288          * to Rx path using our local dst
289          */
290         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
291                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
292                 struct rtable *rth_local;
293                 struct dst_entry *dst = NULL;
294
295                 ip_rt_put(rt);
296
297                 rcu_read_lock();
298
299                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
300                 if (likely(rth_local)) {
301                         dst = &rth_local->dst;
302                         dst_hold(dst);
303                 }
304
305                 rcu_read_unlock();
306
307                 if (unlikely(!dst))
308                         goto err;
309
310                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
311         }
312
313         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
314
315         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
316         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
317
318         if (!ip4h->saddr) {
319                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
320                                                RT_SCOPE_LINK);
321         }
322
323         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
324         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
325                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
326         else
327                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
328
329 out:
330         return ret;
331 err:
332         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
333         goto out;
334 }
335
336 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
337 {
338         switch (skb->protocol) {
339         case htons(ETH_P_IP):
340                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
341         case htons(ETH_P_IPV6):
342                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
343         default:
344                 vrf_tx_error(dev, skb);
345                 return NET_XMIT_DROP;
346         }
347 }
348
349 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
350 {
351         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
352
353         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
354                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
355
356                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
357                 dstats->tx_pkts++;
358                 dstats->tx_bytes += skb->len;
359                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
360         } else {
361                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
362         }
363
364         return ret;
365 }
366
367 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
368 /* modelled after ip6_finish_output2 */
369 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
370                               struct sk_buff *skb)
371 {
372         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
373         struct net_device *dev = dst->dev;
374         struct neighbour *neigh;
375         struct in6_addr *nexthop;
376         int ret;
377
378         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
379         skb->dev = dev;
380
381         rcu_read_lock_bh();
382         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
383         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
384         if (unlikely(!neigh))
385                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
386         if (!IS_ERR(neigh)) {
387                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
388                 rcu_read_unlock_bh();
389                 return ret;
390         }
391         rcu_read_unlock_bh();
392
393         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
394                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
395         kfree_skb(skb);
396         return -EINVAL;
397 }
398
399 /* modelled after ip6_output */
400 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
401 {
402         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
403                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
404                             vrf_finish_output6,
405                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
406 }
407
408 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
409  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
410  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
411  */
412 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
413                                    struct sock *sk,
414                                    struct sk_buff *skb)
415 {
416         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
417         struct dst_entry *dst = NULL;
418         struct rt6_info *rt6;
419
420         /* don't divert link scope packets */
421         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
422                 return skb;
423
424         rcu_read_lock();
425
426         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
427         if (likely(rt6)) {
428                 dst = &rt6->dst;
429                 dst_hold(dst);
430         }
431
432         rcu_read_unlock();
433
434         if (unlikely(!dst)) {
435                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
436                 return NULL;
437         }
438
439         skb_dst_drop(skb);
440         skb_dst_set(skb, dst);
441
442         return skb;
443 }
444
445 /* holding rtnl */
446 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
447 {
448         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
449         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
450         struct net *net = dev_net(dev);
451         struct dst_entry *dst;
452
453         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
454         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
455         synchronize_rcu();
456
457         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
458          * - based on dst_ifdown
459          */
460         if (rt6) {
461                 dst = &rt6->dst;
462                 dev_put(dst->dev);
463                 dst->dev = net->loopback_dev;
464                 dev_hold(dst->dev);
465                 dst_release(dst);
466         }
467
468         if (rt6_local) {
469                 if (rt6_local->rt6i_idev)
470                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
471
472                 dst = &rt6_local->dst;
473                 dev_put(dst->dev);
474                 dst->dev = net->loopback_dev;
475                 dev_hold(dst->dev);
476                 dst_release(dst);
477         }
478 }
479
480 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
481 {
482         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
483         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
484         struct net *net = dev_net(dev);
485         struct fib6_table *rt6i_table;
486         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
487         int rc = -ENOMEM;
488
489         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
490         if (!ipv6_mod_enabled())
491                 return 0;
492
493         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
494         if (!rt6i_table)
495                 goto out;
496
497         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
498         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
499         if (!rt6)
500                 goto out;
501
502         dst_hold(&rt6->dst);
503
504         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
505         rt6->dst.output = vrf_output6;
506
507         /* create a dst for local routing - packets sent locally
508          * to local address via the VRF device as a loopback
509          */
510         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
511         if (!rt6_local) {
512                 dst_release(&rt6->dst);
513                 goto out;
514         }
515
516         dst_hold(&rt6_local->dst);
517
518         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
519         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
520         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
521         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
522
523         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
524         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
525
526         rc = 0;
527 out:
528         return rc;
529 }
530 #else
531 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
532                                    struct sock *sk,
533                                    struct sk_buff *skb)
534 {
535         return skb;
536 }
537
538 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
539 {
540 }
541
542 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
543 {
544         return 0;
545 }
546 #endif
547
548 /* modelled after ip_finish_output2 */
549 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
550 {
551         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
552         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
553         struct net_device *dev = dst->dev;
554         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
555         struct neighbour *neigh;
556         u32 nexthop;
557         int ret = -EINVAL;
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         nf_reset(skb);
858
859         if (NF_HOOK(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) < 0)
860                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
861
862         return skb;
863 }
864
865 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
866 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
867  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
868  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
869  * a start.
870  */
871 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
872 {
873         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
874         bool rc = false;
875
876         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
877                 const struct icmp6hdr *icmph;
878                 struct icmp6hdr _icmph;
879
880                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
881                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
882                 if (!icmph)
883                         goto out;
884
885                 switch (icmph->icmp6_type) {
886                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
887                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
888                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
889                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
890                 case NDISC_REDIRECT:
891                         rc = true;
892                         break;
893                 }
894         }
895
896 out:
897         return rc;
898 }
899
900 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
901                                              const struct net_device *dev,
902                                              struct flowi6 *fl6,
903                                              int ifindex,
904                                              int flags)
905 {
906         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
907         struct fib6_table *table = NULL;
908         struct rt6_info *rt6;
909
910         rcu_read_lock();
911
912         /* fib6_table does not have a refcnt and can not be freed */
913         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
914         if (likely(rt6))
915                 table = rt6->rt6i_table;
916
917         rcu_read_unlock();
918
919         if (!table)
920                 return NULL;
921
922         return ip6_pol_route(net, table, ifindex, fl6, flags);
923 }
924
925 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
926                               int ifindex)
927 {
928         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
929         struct flowi6 fl6 = {
930                 .daddr          = iph->daddr,
931                 .saddr          = iph->saddr,
932                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
933                 .flowi6_mark    = skb->mark,
934                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
935                 .flowi6_iif     = ifindex,
936         };
937         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
938         struct rt6_info *rt6;
939
940         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex,
941                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
942         if (unlikely(!rt6))
943                 return;
944
945         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
946                 return;
947
948         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
949 }
950
951 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
952                                    struct sk_buff *skb)
953 {
954         int orig_iif = skb->skb_iif;
955         bool need_strict;
956
957         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
958          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
959          */
960         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
961                 skb->dev = vrf_dev;
962                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
963                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
964                 goto out;
965         }
966
967         /* if packet is NDISC or addressed to multicast or link-local
968          * then keep the ingress interface
969          */
970         need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
971         if (!ipv6_ndisc_frame(skb) && !need_strict) {
972                 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
1004         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1005          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1006          */
1007         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1008                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1009                 goto out;
1010         }
1011
1012         skb_push(skb, skb->mac_len);
1013         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1014         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1015
1016         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1017 out:
1018         return skb;
1019 }
1020
1021 /* called with rcu lock held */
1022 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1023                                   struct sk_buff *skb,
1024                                   u16 proto)
1025 {
1026         switch (proto) {
1027         case AF_INET:
1028                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1029         case AF_INET6:
1030                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1031         }
1032
1033         return skb;
1034 }
1035
1036 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1037 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1038  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1039  */
1040 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1041                                               struct flowi6 *fl6)
1042 {
1043         struct net *net = dev_net(dev);
1044         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE;
1045         struct dst_entry *dst = NULL;
1046         struct rt6_info *rt;
1047
1048         /* VRF device does not have a link-local address and
1049          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1050          * a VRF device does not make sense
1051          */
1052         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1053                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1054                 dst_hold(dst);
1055                 return dst;
1056         }
1057
1058         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1059                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1060
1061         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, flags);
1062         if (rt)
1063                 dst = &rt->dst;
1064
1065         return dst;
1066 }
1067 #endif
1068
1069 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1070         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1071         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1072         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1073 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1074         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1075 #endif
1076 };
1077
1078 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1079                             struct ethtool_drvinfo *info)
1080 {
1081         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1082         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1083 }
1084
1085 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1086         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1087 };
1088
1089 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1090 {
1091         size_t sz;
1092
1093         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1094         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1095         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1096
1097         return sz;
1098 }
1099
1100 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1101 {
1102         struct fib_rule_hdr *frh;
1103         struct nlmsghdr *nlh;
1104         struct sk_buff *skb;
1105         int err;
1106
1107         if (family == AF_INET6 && !ipv6_mod_enabled())
1108                 return 0;
1109
1110         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1111         if (!skb)
1112                 return -ENOMEM;
1113
1114         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1115         if (!nlh)
1116                 goto nla_put_failure;
1117
1118         /* rule only needs to appear once */
1119         nlh->nlmsg_flags &= NLM_F_EXCL;
1120
1121         frh = nlmsg_data(nlh);
1122         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1123         frh->family = family;
1124         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1125
1126         if (nla_put_u32(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1127                 goto nla_put_failure;
1128
1129         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1130                 goto nla_put_failure;
1131
1132         nlmsg_end(skb, nlh);
1133
1134         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1135         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1136         if (add_it) {
1137                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh);
1138                 if (err == -EEXIST)
1139                         err = 0;
1140         } else {
1141                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh);
1142                 if (err == -ENOENT)
1143                         err = 0;
1144         }
1145         nlmsg_free(skb);
1146
1147         return err;
1148
1149 nla_put_failure:
1150         nlmsg_free(skb);
1151
1152         return -EMSGSIZE;
1153 }
1154
1155 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1156 {
1157         int err;
1158
1159         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1160         if (err < 0)
1161                 goto out_err;
1162
1163         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1164         if (err < 0)
1165                 goto ipv6_err;
1166
1167         return 0;
1168
1169 ipv6_err:
1170         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1171
1172 out_err:
1173         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1174         return err;
1175 }
1176
1177 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1178 {
1179         ether_setup(dev);
1180
1181         /* Initialize the device structure. */
1182         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1183         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1184         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1185         dev->destructor = free_netdev;
1186
1187         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1188         eth_hw_addr_random(dev);
1189
1190         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1191         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1192
1193         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1194         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1195
1196         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1197         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1198
1199         /* enable offload features */
1200         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1201         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM;
1202         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1203
1204         dev->hw_features = dev->features;
1205         dev->hw_enc_features = dev->features;
1206
1207         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1208         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1209 }
1210
1211 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1212 {
1213         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1214                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
1215                         return -EINVAL;
1216                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
1217                         return -EADDRNOTAVAIL;
1218         }
1219         return 0;
1220 }
1221
1222 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1223 {
1224         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1225 }
1226
1227 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1228                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1229 {
1230         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1231         int err;
1232
1233         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
1234                 return -EINVAL;
1235
1236         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1237
1238         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1239
1240         err = register_netdevice(dev);
1241         if (err)
1242                 goto out;
1243
1244         if (add_fib_rules) {
1245                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1246                 if (err) {
1247                         unregister_netdevice(dev);
1248                         goto out;
1249                 }
1250                 add_fib_rules = false;
1251         }
1252
1253 out:
1254         return err;
1255 }
1256
1257 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1258 {
1259         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1260 }
1261
1262 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1263                         const struct net_device *dev)
1264 {
1265         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1266
1267         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1268 }
1269
1270 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1271                                  const struct net_device *slave_dev)
1272 {
1273         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1274 }
1275
1276 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1277                                const struct net_device *vrf_dev,
1278                                const struct net_device *slave_dev)
1279 {
1280         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1281
1282         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1283                 return -EMSGSIZE;
1284
1285         return 0;
1286 }
1287
1288 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1289         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1290 };
1291
1292 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1293         .kind           = DRV_NAME,
1294         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1295
1296         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1297         .policy         = vrf_nl_policy,
1298         .validate       = vrf_validate,
1299         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1300
1301         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1302         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1303
1304         .newlink        = vrf_newlink,
1305         .dellink        = vrf_dellink,
1306         .setup          = vrf_setup,
1307         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1308 };
1309
1310 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1311                             unsigned long event, void *ptr)
1312 {
1313         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1314
1315         /* only care about unregister events to drop slave references */
1316         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1317                 struct net_device *vrf_dev;
1318
1319                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1320                         goto out;
1321
1322                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1323                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1324         }
1325 out:
1326         return NOTIFY_DONE;
1327 }
1328
1329 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1330         .notifier_call = vrf_device_event,
1331 };
1332
1333 static int __init vrf_init_module(void)
1334 {
1335         int rc;
1336
1337         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1338
1339         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1340         if (rc < 0)
1341                 goto error;
1342
1343         return 0;
1344
1345 error:
1346         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1347         return rc;
1348 }
1349
1350 module_init(vrf_init_module);
1351 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1352 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1353 MODULE_LICENSE("GPL");
1354 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1355 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);