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