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
  39 #define RT_FL_TOS(oldflp4) \
  40         ((oldflp4)->flowi4_tos & (IPTOS_RT_MASK | RTO_ONLINK))
  41
  42 #define DRV_NAME        "vrf"
  43 #define DRV_VERSION     "1.0"
  44
  45 struct net_vrf {
  46         struct rtable __rcu     *rth;
  47         struct rtable __rcu     *rth_local;
  48         struct rt6_info __rcu   *rt6;
  49         struct rt6_info __rcu   *rt6_local;
  50         u32                     tb_id;
  51 };
  52
  53 struct pcpu_dstats {
  54         u64                     tx_pkts;
  55         u64                     tx_bytes;
  56         u64                     tx_drps;
  57         u64                     rx_pkts;
  58         u64                     rx_bytes;
  59         u64                     rx_drps;
  60         struct u64_stats_sync   syncp;
  61 };
  62
  63 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
  64 {
  65         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
  66
  67         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
  68         dstats->rx_pkts++;
  69         dstats->rx_bytes += len;
  70         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
  71 }
  72
  73 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
  74 {
  75         vrf_dev->stats.tx_errors++;
  76         kfree_skb(skb);
  77 }
  78
  79 static struct rtnl_link_stats64 *vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
  80                                                  struct rtnl_link_stats64 *stats)
  81 {
  82         int i;
  83
  84         for_each_possible_cpu(i) {
  85                 const struct pcpu_dstats *dstats;
  86                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
  87                 unsigned int start;
  88
  89                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
  90                 do {
  91                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
  92                         tbytes = dstats->tx_bytes;
  93                         tpkts = dstats->tx_pkts;
  94                         tdrops = dstats->tx_drps;
  95                         rbytes = dstats->rx_bytes;
  96                         rpkts = dstats->rx_pkts;
  97                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
  98                 stats->tx_bytes += tbytes;
  99                 stats->tx_packets += tpkts;
 100                 stats->tx_dropped += tdrops;
 101                 stats->rx_bytes += rbytes;
 102                 stats->rx_packets += rpkts;
 103         }
 104         return stats;
 105 }
 106
 107 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
 108  * path, similar to loopback handling.
 109  */
 110 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
 111                           struct dst_entry *dst)
 112 {
 113         int len = skb->len;
 114
 115         skb_orphan(skb);
 116
 117         skb_dst_set(skb, dst);
 118         skb_dst_force(skb);
 119
 120         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
 121          * once on Tx and again in Rx processing
 122          */
 123         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
 124
 125         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
 126
 127         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
 128                 vrf_rx_stats(dev, len);
 129         else
 130                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
 131
 132         return NETDEV_TX_OK;
 133 }
 134
 135 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 136 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 137                                            struct net_device *dev)
 138 {
 139         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 140         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 141         struct flowi6 fl6 = {
 142                 /* needed to match OIF rule */
 143                 .flowi6_oif = dev->ifindex,
 144                 .flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
 145                 .daddr = iph->daddr,
 146                 .saddr = iph->saddr,
 147                 .flowlabel = ip6_flowinfo(iph),
 148                 .flowi6_mark = skb->mark,
 149                 .flowi6_proto = iph->nexthdr,
 150                 .flowi6_flags = FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
 151         };
 152         int ret = NET_XMIT_DROP;
 153         struct dst_entry *dst;
 154         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
 155
 156         dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
 157         if (dst == dst_null)
 158                 goto err;
 159
 160         skb_dst_drop(skb);
 161
 162         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 163          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 164          * to Rx path using our local dst
 165          */
 166         if (dst->dev == net->loopback_dev || dst->dev == dev) {
 167                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 168                 struct rt6_info *rt6_local;
 169
 170                 /* release looked up dst and use cached local dst */
 171                 dst_release(dst);
 172
 173                 rcu_read_lock();
 174
 175                 rt6_local = rcu_dereference(vrf->rt6_local);
 176                 if (unlikely(!rt6_local)) {
 177                         rcu_read_unlock();
 178                         goto err;
 179                 }
 180
 181                 /* Ordering issue: cached local dst is created on newlink
 182                  * before the IPv6 initialization. Using the local dst
 183                  * requires rt6i_idev to be set so make sure it is.
 184                  */
 185                 if (unlikely(!rt6_local->rt6i_idev)) {
 186                         rt6_local->rt6i_idev = in6_dev_get(dev);
 187                         if (!rt6_local->rt6i_idev) {
 188                                 rcu_read_unlock();
 189                                 goto err;
 190                         }
 191                 }
 192
 193                 dst = &rt6_local->dst;
 194                 dst_hold(dst);
 195
 196                 rcu_read_unlock();
 197
 198                 return vrf_local_xmit(skb, dev, &rt6_local->dst);
 199         }
 200
 201         skb_dst_set(skb, dst);
 202
 203         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 204         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 205
 206         ret = ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
 207         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 208                 dev->stats.tx_errors++;
 209         else
 210                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 211
 212         return ret;
 213 err:
 214         vrf_tx_error(dev, skb);
 215         return NET_XMIT_DROP;
 216 }
 217 #else
 218 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 219                                            struct net_device *dev)
 220 {
 221         vrf_tx_error(dev, skb);
 222         return NET_XMIT_DROP;
 223 }
 224 #endif
 225
 226 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
 227                                            struct net_device *vrf_dev)
 228 {
 229         struct iphdr *ip4h = ip_hdr(skb);
 230         int ret = NET_XMIT_DROP;
 231         struct flowi4 fl4 = {
 232                 /* needed to match OIF rule */
 233                 .flowi4_oif = vrf_dev->ifindex,
 234                 .flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
 235                 .flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos),
 236                 .flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC |
 237                                 FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
 238                 .daddr = ip4h->daddr,
 239         };
 240         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 241         struct rtable *rt;
 242
 243         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
 244         if (IS_ERR(rt))
 245                 goto err;
 246
 247         if (rt->rt_type != RTN_UNICAST && rt->rt_type != RTN_LOCAL) {
 248                 ip_rt_put(rt);
 249                 goto err;
 250         }
 251
 252         skb_dst_drop(skb);
 253
 254         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 255          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 256          * to Rx path using our local dst
 257          */
 258         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
 259                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 260                 struct rtable *rth_local;
 261                 struct dst_entry *dst = NULL;
 262
 263                 ip_rt_put(rt);
 264
 265                 rcu_read_lock();
 266
 267                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
 268                 if (likely(rth_local)) {
 269                         dst = &rth_local->dst;
 270                         dst_hold(dst);
 271                 }
 272
 273                 rcu_read_unlock();
 274
 275                 if (unlikely(!dst))
 276                         goto err;
 277
 278                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
 279         }
 280
 281         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
 282
 283         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 284         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 285
 286         if (!ip4h->saddr) {
 287                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
 288                                                RT_SCOPE_LINK);
 289         }
 290
 291         ret = ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
 292         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 293                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
 294         else
 295                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 296
 297 out:
 298         return ret;
 299 err:
 300         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 301         goto out;
 302 }
 303
 304 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 305 {
 306         switch (skb->protocol) {
 307         case htons(ETH_P_IP):
 308                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
 309         case htons(ETH_P_IPV6):
 310                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
 311         default:
 312                 vrf_tx_error(dev, skb);
 313                 return NET_XMIT_DROP;
 314         }
 315 }
 316
 317 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 318 {
 319         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
 320
 321         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
 322                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
 323
 324                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
 325                 dstats->tx_pkts++;
 326                 dstats->tx_bytes += skb->len;
 327                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
 328         } else {
 329                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
 330         }
 331
 332         return ret;
 333 }
 334
 335 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 336 /* modelled after ip6_finish_output2 */
 337 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
 338                               struct sk_buff *skb)
 339 {
 340         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 341         struct net_device *dev = dst->dev;
 342         struct neighbour *neigh;
 343         struct in6_addr *nexthop;
 344         int ret;
 345
 346         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 347         skb->dev = dev;
 348
 349         rcu_read_lock_bh();
 350         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
 351         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
 352         if (unlikely(!neigh))
 353                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
 354         if (!IS_ERR(neigh)) {
 355                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
 356                 rcu_read_unlock_bh();
 357                 return ret;
 358         }
 359         rcu_read_unlock_bh();
 360
 361         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
 362                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
 363         kfree_skb(skb);
 364         return -EINVAL;
 365 }
 366
 367 /* modelled after ip6_output */
 368 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 369 {
 370         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
 371                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
 372                             vrf_finish_output6,
 373                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
 374 }
 375
 376 /* holding rtnl */
 377 static void vrf_rt6_release(struct net_vrf *vrf)
 378 {
 379         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
 380         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
 381
 382         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
 383         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
 384         synchronize_rcu();
 385
 386         if (rt6)
 387                 dst_release(&rt6->dst);
 388
 389         if (rt6_local) {
 390                 if (rt6_local->rt6i_idev)
 391                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
 392
 393                 dst_release(&rt6_local->dst);
 394         }
 395 }
 396
 397 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 398 {
 399         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
 400         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 401         struct net *net = dev_net(dev);
 402         struct fib6_table *rt6i_table;
 403         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
 404         int rc = -ENOMEM;
 405
 406         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
 407         if (!rt6i_table)
 408                 goto out;
 409
 410         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
 411         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
 412         if (!rt6)
 413                 goto out;
 414
 415         dst_hold(&rt6->dst);
 416
 417         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
 418         rt6->dst.output = vrf_output6;
 419
 420         /* create a dst for local routing - packets sent locally
 421          * to local address via the VRF device as a loopback
 422          */
 423         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
 424         if (!rt6_local) {
 425                 dst_release(&rt6->dst);
 426                 goto out;
 427         }
 428
 429         dst_hold(&rt6_local->dst);
 430
 431         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
 432         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
 433         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
 434         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
 435
 436         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
 437         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
 438
 439         rc = 0;
 440 out:
 441         return rc;
 442 }
 443 #else
 444 static void vrf_rt6_release(struct net_vrf *vrf)
 445 {
 446 }
 447
 448 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 449 {
 450         return 0;
 451 }
 452 #endif
 453
 454 /* modelled after ip_finish_output2 */
 455 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 456 {
 457         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 458         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
 459         struct net_device *dev = dst->dev;
 460         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
 461         struct neighbour *neigh;
 462         u32 nexthop;
 463         int ret = -EINVAL;
 464
 465         /* Be paranoid, rather than too clever. */
 466         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
 467                 struct sk_buff *skb2;
 468
 469                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
 470                 if (!skb2) {
 471                         ret = -ENOMEM;
 472                         goto err;
 473                 }
 474                 if (skb->sk)
 475                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
 476
 477                 consume_skb(skb);
 478                 skb = skb2;
 479         }
 480
 481         rcu_read_lock_bh();
 482
 483         nexthop = (__force u32)rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
 484         neigh = __ipv4_neigh_lookup_noref(dev, nexthop);
 485         if (unlikely(!neigh))
 486                 neigh = __neigh_create(&arp_tbl, &nexthop, dev, false);
 487         if (!IS_ERR(neigh))
 488                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
 489
 490         rcu_read_unlock_bh();
 491 err:
 492         if (unlikely(ret < 0))
 493                 vrf_tx_error(skb->dev, skb);
 494         return ret;
 495 }
 496
 497 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 498 {
 499         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 500
 501         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
 502
 503         skb->dev = dev;
 504         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 505
 506         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
 507                             net, sk, skb, NULL, dev,
 508                             vrf_finish_output,
 509                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
 510 }
 511
 512 /* holding rtnl */
 513 static void vrf_rtable_release(struct net_vrf *vrf)
 514 {
 515         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
 516         struct rtable *rth_local = rtnl_dereference(vrf->rth_local);
 517
 518         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
 519         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth_local, NULL);
 520         synchronize_rcu();
 521
 522         if (rth)
 523                 dst_release(&rth->dst);
 524
 525         if (rth_local)
 526                 dst_release(&rth_local->dst);
 527 }
 528
 529 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
 530 {
 531         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 532         struct rtable *rth, *rth_local;
 533
 534         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
 535                 return -ENOMEM;
 536
 537         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
 538         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1, 0);
 539         if (!rth)
 540                 return -ENOMEM;
 541
 542         /* create a dst for local ingress routing - packets sent locally
 543          * to local address via the VRF device as a loopback
 544          */
 545         rth_local = rt_dst_alloc(dev, RTCF_LOCAL, RTN_LOCAL, 1, 1, 0);
 546         if (!rth_local) {
 547                 dst_release(&rth->dst);
 548                 return -ENOMEM;
 549         }
 550
 551         rth->dst.output = vrf_output;
 552         rth->rt_table_id = vrf->tb_id;
 553
 554         rth_local->rt_table_id = vrf->tb_id;
 555
 556         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
 557         rcu_assign_pointer(vrf->rth_local, rth_local);
 558
 559         return 0;
 560 }
 561
 562 /**************************** device handling ********************/
 563
 564 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
 565 static void cycle_netdev(struct net_device *dev)
 566 {
 567         unsigned int flags = dev->flags;
 568         int ret;
 569
 570         if (!netif_running(dev))
 571                 return;
 572
 573         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP);
 574         if (ret >= 0)
 575                 ret = dev_change_flags(dev, flags);
 576
 577         if (ret < 0) {
 578                 netdev_err(dev,
 579                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
 580                            dev->name);
 581         }
 582 }
 583
 584 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 585 {
 586         int ret;
 587
 588         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL);
 589         if (ret < 0)
 590                 return ret;
 591
 592         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
 593         cycle_netdev(port_dev);
 594
 595         return 0;
 596 }
 597
 598 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 599 {
 600         if (netif_is_l3_master(port_dev) || netif_is_l3_slave(port_dev))
 601                 return -EINVAL;
 602
 603         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev);
 604 }
 605
 606 /* inverse of do_vrf_add_slave */
 607 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 608 {
 609         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
 610         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
 611
 612         cycle_netdev(port_dev);
 613
 614         return 0;
 615 }
 616
 617 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 618 {
 619         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
 620 }
 621
 622 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
 623 {
 624         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 625         struct net_device *port_dev;
 626         struct list_head *iter;
 627
 628         vrf_rtable_release(vrf);
 629         vrf_rt6_release(vrf);
 630
 631         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
 632                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
 633
 634         free_percpu(dev->dstats);
 635         dev->dstats = NULL;
 636 }
 637
 638 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
 639 {
 640         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 641
 642         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
 643         if (!dev->dstats)
 644                 goto out_nomem;
 645
 646         /* create the default dst which points back to us */
 647         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
 648                 goto out_stats;
 649
 650         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
 651                 goto out_rth;
 652
 653         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
 654
 655         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
 656         dev->mtu = 64 * 1024;
 657
 658         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
 659         dev->operstate = IF_OPER_UP;
 660
 661         return 0;
 662
 663 out_rth:
 664         vrf_rtable_release(vrf);
 665 out_stats:
 666         free_percpu(dev->dstats);
 667         dev->dstats = NULL;
 668 out_nomem:
 669         return -ENOMEM;
 670 }
 671
 672 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
 673         .ndo_init               = vrf_dev_init,
 674         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
 675         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
 676         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
 677         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
 678         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
 679 };
 680
 681 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
 682 {
 683         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 684
 685         return vrf->tb_id;
 686 }
 687
 688 static struct rtable *vrf_get_rtable(const struct net_device *dev,
 689                                      const struct flowi4 *fl4)
 690 {
 691         struct rtable *rth = NULL;
 692
 693         if (!(fl4->flowi4_flags & FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC)) {
 694                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 695
 696                 rcu_read_lock();
 697
 698                 rth = rcu_dereference(vrf->rth);
 699                 if (likely(rth))
 700                         dst_hold(&rth->dst);
 701
 702                 rcu_read_unlock();
 703         }
 704
 705         return rth;
 706 }
 707
 708 /* called under rcu_read_lock */
 709 static int vrf_get_saddr(struct net_device *dev, struct flowi4 *fl4)
 710 {
 711         struct fib_result res = { .tclassid = 0 };
 712         struct net *net = dev_net(dev);
 713         u32 orig_tos = fl4->flowi4_tos;
 714         u8 flags = fl4->flowi4_flags;
 715         u8 scope = fl4->flowi4_scope;
 716         u8 tos = RT_FL_TOS(fl4);
 717         int rc;
 718
 719         if (unlikely(!fl4->daddr))
 720                 return 0;
 721
 722         fl4->flowi4_flags |= FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
 723         fl4->flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
 724         /* make sure oif is set to VRF device for lookup */
 725         fl4->flowi4_oif = dev->ifindex;
 726         fl4->flowi4_tos = tos & IPTOS_RT_MASK;
 727         fl4->flowi4_scope = ((tos & RTO_ONLINK) ?
 728                              RT_SCOPE_LINK : RT_SCOPE_UNIVERSE);
 729
 730         rc = fib_lookup(net, fl4, &res, 0);
 731         if (!rc) {
 732                 if (res.type == RTN_LOCAL)
 733                         fl4->saddr = res.fi->fib_prefsrc ? : fl4->daddr;
 734                 else
 735                         fib_select_path(net, &res, fl4, -1);
 736         }
 737
 738         fl4->flowi4_flags = flags;
 739         fl4->flowi4_tos = orig_tos;
 740         fl4->flowi4_scope = scope;
 741
 742         return rc;
 743 }
 744
 745 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 746 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
 747  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
 748  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
 749  * a start.
 750  */
 751 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
 752 {
 753         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 754         bool rc = false;
 755
 756         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
 757                 const struct icmp6hdr *icmph;
 758                 struct icmp6hdr _icmph;
 759
 760                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
 761                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
 762                 if (!icmph)
 763                         goto out;
 764
 765                 switch (icmph->icmp6_type) {
 766                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
 767                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
 768                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
 769                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
 770                 case NDISC_REDIRECT:
 771                         rc = true;
 772                         break;
 773                 }
 774         }
 775
 776 out:
 777         return rc;
 778 }
 779
 780 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 781                                    struct sk_buff *skb)
 782 {
 783         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
 784          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
 785          */
 786         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
 787                 skb->dev = vrf_dev;
 788                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
 789                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 790                 goto out;
 791         }
 792
 793         /* if packet is NDISC keep the ingress interface */
 794         if (!ipv6_ndisc_frame(skb)) {
 795                 skb->dev = vrf_dev;
 796                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
 797
 798                 skb_push(skb, skb->mac_len);
 799                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
 800                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
 801
 802                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
 803         }
 804
 805 out:
 806         return skb;
 807 }
 808
 809 #else
 810 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 811                                    struct sk_buff *skb)
 812 {
 813         return skb;
 814 }
 815 #endif
 816
 817 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 818                                   struct sk_buff *skb)
 819 {
 820         skb->dev = vrf_dev;
 821         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
 822
 823         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
 824          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
 825          */
 826         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
 827                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 828                 goto out;
 829         }
 830
 831         skb_push(skb, skb->mac_len);
 832         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
 833         skb_pull(skb, skb->mac_len);
 834
 835 out:
 836         return skb;
 837 }
 838
 839 /* called with rcu lock held */
 840 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 841                                   struct sk_buff *skb,
 842                                   u16 proto)
 843 {
 844         switch (proto) {
 845         case AF_INET:
 846                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
 847         case AF_INET6:
 848                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
 849         }
 850
 851         return skb;
 852 }
 853
 854 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 855 static struct dst_entry *vrf_get_rt6_dst(const struct net_device *dev,
 856                                          const struct flowi6 *fl6)
 857 {
 858         struct dst_entry *dst = NULL;
 859
 860         if (!(fl6->flowi6_flags & FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC)) {
 861                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 862                 struct rt6_info *rt;
 863
 864                 rcu_read_lock();
 865
 866                 rt = rcu_dereference(vrf->rt6);
 867                 if (likely(rt)) {
 868                         dst = &rt->dst;
 869                         dst_hold(dst);
 870                 }
 871
 872                 rcu_read_unlock();
 873         }
 874
 875         return dst;
 876 }
 877 #endif
 878
 879 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
 880         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
 881         .l3mdev_get_rtable      = vrf_get_rtable,
 882         .l3mdev_get_saddr       = vrf_get_saddr,
 883         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
 884 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 885         .l3mdev_get_rt6_dst     = vrf_get_rt6_dst,
 886 #endif
 887 };
 888
 889 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
 890                             struct ethtool_drvinfo *info)
 891 {
 892         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
 893         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
 894 }
 895
 896 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
 897         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
 898 };
 899
 900 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
 901 {
 902         ether_setup(dev);
 903
 904         /* Initialize the device structure. */
 905         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
 906         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
 907         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
 908         dev->destructor = free_netdev;
 909
 910         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
 911         eth_hw_addr_random(dev);
 912
 913         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
 914         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
 915
 916         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
 917         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
 918 }
 919
 920 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
 921 {
 922         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
 923                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
 924                         return -EINVAL;
 925                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
 926                         return -EADDRNOTAVAIL;
 927         }
 928         return 0;
 929 }
 930
 931 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
 932 {
 933         unregister_netdevice_queue(dev, head);
 934 }
 935
 936 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
 937                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
 938 {
 939         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 940
 941         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
 942                 return -EINVAL;
 943
 944         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
 945
 946         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
 947
 948         return register_netdevice(dev);
 949 }
 950
 951 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
 952 {
 953         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
 954 }
 955
 956 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
 957                         const struct net_device *dev)
 958 {
 959         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 960
 961         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
 962 }
 963
 964 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
 965                                  const struct net_device *slave_dev)
 966 {
 967         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
 968 }
 969
 970 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
 971                                const struct net_device *vrf_dev,
 972                                const struct net_device *slave_dev)
 973 {
 974         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 975
 976         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
 977                 return -EMSGSIZE;
 978
 979         return 0;
 980 }
 981
 982 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
 983         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
 984 };
 985
 986 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
 987         .kind           = DRV_NAME,
 988         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
 989
 990         .get_size       = vrf_nl_getsize,
 991         .policy         = vrf_nl_policy,
 992         .validate       = vrf_validate,
 993         .fill_info      = vrf_fillinfo,
 994
 995         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
 996         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
 997
 998         .newlink        = vrf_newlink,
 999         .dellink        = vrf_dellink,
1000         .setup          = vrf_setup,
1001         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1002 };
1003
1004 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1005                             unsigned long event, void *ptr)
1006 {
1007         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1008
1009         /* only care about unregister events to drop slave references */
1010         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1011                 struct net_device *vrf_dev;
1012
1013                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1014                         goto out;
1015
1016                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1017                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1018         }
1019 out:
1020         return NOTIFY_DONE;
1021 }
1022
1023 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1024         .notifier_call = vrf_device_event,
1025 };
1026
1027 static int __init vrf_init_module(void)
1028 {
1029         int rc;
1030
1031         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1032
1033         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1034         if (rc < 0)
1035                 goto error;
1036
1037         return 0;
1038
1039 error:
1040         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1041         return rc;
1042 }
1043
1044 module_init(vrf_init_module);
1045 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1046 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1047 MODULE_LICENSE("GPL");
1048 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1049 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);