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 netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 141                                            struct net_device *dev)
 142 {
 143         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 144         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 145         struct flowi6 fl6 = {
 146                 /* needed to match OIF rule */
 147                 .flowi6_oif = dev->ifindex,
 148                 .flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
 149                 .daddr = iph->daddr,
 150                 .saddr = iph->saddr,
 151                 .flowlabel = ip6_flowinfo(iph),
 152                 .flowi6_mark = skb->mark,
 153                 .flowi6_proto = iph->nexthdr,
 154                 .flowi6_flags = FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
 155         };
 156         int ret = NET_XMIT_DROP;
 157         struct dst_entry *dst;
 158         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
 159
 160         dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
 161         if (dst == dst_null)
 162                 goto err;
 163
 164         skb_dst_drop(skb);
 165
 166         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 167          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 168          * to Rx path using our local dst
 169          */
 170         if (dst->dev == net->loopback_dev || dst->dev == dev) {
 171                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 172                 struct rt6_info *rt6_local;
 173
 174                 /* release looked up dst and use cached local dst */
 175                 dst_release(dst);
 176
 177                 rcu_read_lock();
 178
 179                 rt6_local = rcu_dereference(vrf->rt6_local);
 180                 if (unlikely(!rt6_local)) {
 181                         rcu_read_unlock();
 182                         goto err;
 183                 }
 184
 185                 /* Ordering issue: cached local dst is created on newlink
 186                  * before the IPv6 initialization. Using the local dst
 187                  * requires rt6i_idev to be set so make sure it is.
 188                  */
 189                 if (unlikely(!rt6_local->rt6i_idev)) {
 190                         rt6_local->rt6i_idev = in6_dev_get(dev);
 191                         if (!rt6_local->rt6i_idev) {
 192                                 rcu_read_unlock();
 193                                 goto err;
 194                         }
 195                 }
 196
 197                 dst = &rt6_local->dst;
 198                 dst_hold(dst);
 199
 200                 rcu_read_unlock();
 201
 202                 return vrf_local_xmit(skb, dev, &rt6_local->dst);
 203         }
 204
 205         skb_dst_set(skb, dst);
 206
 207         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 208         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 209
 210         ret = ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
 211         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 212                 dev->stats.tx_errors++;
 213         else
 214                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 215
 216         return ret;
 217 err:
 218         vrf_tx_error(dev, skb);
 219         return NET_XMIT_DROP;
 220 }
 221 #else
 222 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 223                                            struct net_device *dev)
 224 {
 225         vrf_tx_error(dev, skb);
 226         return NET_XMIT_DROP;
 227 }
 228 #endif
 229
 230 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
 231                                            struct net_device *vrf_dev)
 232 {
 233         struct iphdr *ip4h = ip_hdr(skb);
 234         int ret = NET_XMIT_DROP;
 235         struct flowi4 fl4 = {
 236                 /* needed to match OIF rule */
 237                 .flowi4_oif = vrf_dev->ifindex,
 238                 .flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
 239                 .flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos),
 240                 .flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC |
 241                                 FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
 242                 .daddr = ip4h->daddr,
 243         };
 244         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 245         struct rtable *rt;
 246
 247         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
 248         if (IS_ERR(rt))
 249                 goto err;
 250
 251         if (rt->rt_type != RTN_UNICAST && rt->rt_type != RTN_LOCAL) {
 252                 ip_rt_put(rt);
 253                 goto err;
 254         }
 255
 256         skb_dst_drop(skb);
 257
 258         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 259          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 260          * to Rx path using our local dst
 261          */
 262         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
 263                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 264                 struct rtable *rth_local;
 265                 struct dst_entry *dst = NULL;
 266
 267                 ip_rt_put(rt);
 268
 269                 rcu_read_lock();
 270
 271                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
 272                 if (likely(rth_local)) {
 273                         dst = &rth_local->dst;
 274                         dst_hold(dst);
 275                 }
 276
 277                 rcu_read_unlock();
 278
 279                 if (unlikely(!dst))
 280                         goto err;
 281
 282                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
 283         }
 284
 285         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
 286
 287         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 288         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 289
 290         if (!ip4h->saddr) {
 291                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
 292                                                RT_SCOPE_LINK);
 293         }
 294
 295         ret = ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
 296         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 297                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
 298         else
 299                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 300
 301 out:
 302         return ret;
 303 err:
 304         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 305         goto out;
 306 }
 307
 308 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 309 {
 310         switch (skb->protocol) {
 311         case htons(ETH_P_IP):
 312                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
 313         case htons(ETH_P_IPV6):
 314                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
 315         default:
 316                 vrf_tx_error(dev, skb);
 317                 return NET_XMIT_DROP;
 318         }
 319 }
 320
 321 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 322 {
 323         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
 324
 325         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
 326                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
 327
 328                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
 329                 dstats->tx_pkts++;
 330                 dstats->tx_bytes += skb->len;
 331                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
 332         } else {
 333                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
 334         }
 335
 336         return ret;
 337 }
 338
 339 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 340 /* modelled after ip6_finish_output2 */
 341 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
 342                               struct sk_buff *skb)
 343 {
 344         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 345         struct net_device *dev = dst->dev;
 346         struct neighbour *neigh;
 347         struct in6_addr *nexthop;
 348         int ret;
 349
 350         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 351         skb->dev = dev;
 352
 353         rcu_read_lock_bh();
 354         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
 355         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
 356         if (unlikely(!neigh))
 357                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
 358         if (!IS_ERR(neigh)) {
 359                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
 360                 rcu_read_unlock_bh();
 361                 return ret;
 362         }
 363         rcu_read_unlock_bh();
 364
 365         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
 366                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
 367         kfree_skb(skb);
 368         return -EINVAL;
 369 }
 370
 371 /* modelled after ip6_output */
 372 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 373 {
 374         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
 375                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
 376                             vrf_finish_output6,
 377                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
 378 }
 379
 380 /* holding rtnl */
 381 static void vrf_rt6_release(struct net_vrf *vrf)
 382 {
 383         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
 384         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
 385
 386         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
 387         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
 388         synchronize_rcu();
 389
 390         if (rt6)
 391                 dst_release(&rt6->dst);
 392
 393         if (rt6_local) {
 394                 if (rt6_local->rt6i_idev)
 395                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
 396
 397                 dst_release(&rt6_local->dst);
 398         }
 399 }
 400
 401 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 402 {
 403         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
 404         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 405         struct net *net = dev_net(dev);
 406         struct fib6_table *rt6i_table;
 407         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
 408         int rc = -ENOMEM;
 409
 410         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
 411         if (!ipv6_mod_enabled())
 412                 return 0;
 413
 414         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
 415         if (!rt6i_table)
 416                 goto out;
 417
 418         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
 419         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
 420         if (!rt6)
 421                 goto out;
 422
 423         dst_hold(&rt6->dst);
 424
 425         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
 426         rt6->dst.output = vrf_output6;
 427
 428         /* create a dst for local routing - packets sent locally
 429          * to local address via the VRF device as a loopback
 430          */
 431         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
 432         if (!rt6_local) {
 433                 dst_release(&rt6->dst);
 434                 goto out;
 435         }
 436
 437         dst_hold(&rt6_local->dst);
 438
 439         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
 440         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
 441         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
 442         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
 443
 444         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
 445         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
 446
 447         rc = 0;
 448 out:
 449         return rc;
 450 }
 451 #else
 452 static void vrf_rt6_release(struct net_vrf *vrf)
 453 {
 454 }
 455
 456 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 457 {
 458         return 0;
 459 }
 460 #endif
 461
 462 /* modelled after ip_finish_output2 */
 463 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 464 {
 465         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 466         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
 467         struct net_device *dev = dst->dev;
 468         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
 469         struct neighbour *neigh;
 470         u32 nexthop;
 471         int ret = -EINVAL;
 472
 473         /* Be paranoid, rather than too clever. */
 474         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
 475                 struct sk_buff *skb2;
 476
 477                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
 478                 if (!skb2) {
 479                         ret = -ENOMEM;
 480                         goto err;
 481                 }
 482                 if (skb->sk)
 483                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
 484
 485                 consume_skb(skb);
 486                 skb = skb2;
 487         }
 488
 489         rcu_read_lock_bh();
 490
 491         nexthop = (__force u32)rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
 492         neigh = __ipv4_neigh_lookup_noref(dev, nexthop);
 493         if (unlikely(!neigh))
 494                 neigh = __neigh_create(&arp_tbl, &nexthop, dev, false);
 495         if (!IS_ERR(neigh))
 496                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
 497
 498         rcu_read_unlock_bh();
 499 err:
 500         if (unlikely(ret < 0))
 501                 vrf_tx_error(skb->dev, skb);
 502         return ret;
 503 }
 504
 505 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 506 {
 507         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 508
 509         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
 510
 511         skb->dev = dev;
 512         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 513
 514         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
 515                             net, sk, skb, NULL, dev,
 516                             vrf_finish_output,
 517                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
 518 }
 519
 520 /* holding rtnl */
 521 static void vrf_rtable_release(struct net_vrf *vrf)
 522 {
 523         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
 524         struct rtable *rth_local = rtnl_dereference(vrf->rth_local);
 525
 526         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
 527         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth_local, NULL);
 528         synchronize_rcu();
 529
 530         if (rth)
 531                 dst_release(&rth->dst);
 532
 533         if (rth_local)
 534                 dst_release(&rth_local->dst);
 535 }
 536
 537 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
 538 {
 539         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 540         struct rtable *rth, *rth_local;
 541
 542         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
 543                 return -ENOMEM;
 544
 545         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
 546         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1, 0);
 547         if (!rth)
 548                 return -ENOMEM;
 549
 550         /* create a dst for local ingress routing - packets sent locally
 551          * to local address via the VRF device as a loopback
 552          */
 553         rth_local = rt_dst_alloc(dev, RTCF_LOCAL, RTN_LOCAL, 1, 1, 0);
 554         if (!rth_local) {
 555                 dst_release(&rth->dst);
 556                 return -ENOMEM;
 557         }
 558
 559         rth->dst.output = vrf_output;
 560         rth->rt_table_id = vrf->tb_id;
 561
 562         rth_local->rt_table_id = vrf->tb_id;
 563
 564         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
 565         rcu_assign_pointer(vrf->rth_local, rth_local);
 566
 567         return 0;
 568 }
 569
 570 /**************************** device handling ********************/
 571
 572 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
 573 static void cycle_netdev(struct net_device *dev)
 574 {
 575         unsigned int flags = dev->flags;
 576         int ret;
 577
 578         if (!netif_running(dev))
 579                 return;
 580
 581         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP);
 582         if (ret >= 0)
 583                 ret = dev_change_flags(dev, flags);
 584
 585         if (ret < 0) {
 586                 netdev_err(dev,
 587                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
 588                            dev->name);
 589         }
 590 }
 591
 592 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 593 {
 594         int ret;
 595
 596         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL);
 597         if (ret < 0)
 598                 return ret;
 599
 600         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
 601         cycle_netdev(port_dev);
 602
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 607 {
 608         if (netif_is_l3_master(port_dev) || netif_is_l3_slave(port_dev))
 609                 return -EINVAL;
 610
 611         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev);
 612 }
 613
 614 /* inverse of do_vrf_add_slave */
 615 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 616 {
 617         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
 618         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
 619
 620         cycle_netdev(port_dev);
 621
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
 626 {
 627         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
 628 }
 629
 630 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
 631 {
 632         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 633         struct net_device *port_dev;
 634         struct list_head *iter;
 635
 636         vrf_rtable_release(vrf);
 637         vrf_rt6_release(vrf);
 638
 639         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
 640                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
 641
 642         free_percpu(dev->dstats);
 643         dev->dstats = NULL;
 644 }
 645
 646 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
 647 {
 648         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 649
 650         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
 651         if (!dev->dstats)
 652                 goto out_nomem;
 653
 654         /* create the default dst which points back to us */
 655         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
 656                 goto out_stats;
 657
 658         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
 659                 goto out_rth;
 660
 661         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
 662
 663         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
 664         dev->mtu = 64 * 1024;
 665
 666         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
 667         dev->operstate = IF_OPER_UP;
 668         netdev_lockdep_set_classes(dev);
 669         return 0;
 670
 671 out_rth:
 672         vrf_rtable_release(vrf);
 673 out_stats:
 674         free_percpu(dev->dstats);
 675         dev->dstats = NULL;
 676 out_nomem:
 677         return -ENOMEM;
 678 }
 679
 680 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
 681         .ndo_init               = vrf_dev_init,
 682         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
 683         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
 684         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
 685         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
 686         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
 687 };
 688
 689 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
 690 {
 691         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 692
 693         return vrf->tb_id;
 694 }
 695
 696 static struct rtable *vrf_get_rtable(const struct net_device *dev,
 697                                      const struct flowi4 *fl4)
 698 {
 699         struct rtable *rth = NULL;
 700
 701         if (!(fl4->flowi4_flags & FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC)) {
 702                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 703
 704                 rcu_read_lock();
 705
 706                 rth = rcu_dereference(vrf->rth);
 707                 if (likely(rth))
 708                         dst_hold(&rth->dst);
 709
 710                 rcu_read_unlock();
 711         }
 712
 713         return rth;
 714 }
 715
 716 /* called under rcu_read_lock */
 717 static int vrf_get_saddr(struct net_device *dev, struct flowi4 *fl4)
 718 {
 719         struct fib_result res = { .tclassid = 0 };
 720         struct net *net = dev_net(dev);
 721         u32 orig_tos = fl4->flowi4_tos;
 722         u8 flags = fl4->flowi4_flags;
 723         u8 scope = fl4->flowi4_scope;
 724         u8 tos = RT_FL_TOS(fl4);
 725         int rc;
 726
 727         if (unlikely(!fl4->daddr))
 728                 return 0;
 729
 730         fl4->flowi4_flags |= FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
 731         fl4->flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
 732         /* make sure oif is set to VRF device for lookup */
 733         fl4->flowi4_oif = dev->ifindex;
 734         fl4->flowi4_tos = tos & IPTOS_RT_MASK;
 735         fl4->flowi4_scope = ((tos & RTO_ONLINK) ?
 736                              RT_SCOPE_LINK : RT_SCOPE_UNIVERSE);
 737
 738         rc = fib_lookup(net, fl4, &res, 0);
 739         if (!rc) {
 740                 if (res.type == RTN_LOCAL)
 741                         fl4->saddr = res.fi->fib_prefsrc ? : fl4->daddr;
 742                 else
 743                         fib_select_path(net, &res, fl4, -1);
 744         }
 745
 746         fl4->flowi4_flags = flags;
 747         fl4->flowi4_tos = orig_tos;
 748         fl4->flowi4_scope = scope;
 749
 750         return rc;
 751 }
 752
 753 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 754 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
 755  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
 756  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
 757  * a start.
 758  */
 759 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
 760 {
 761         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 762         bool rc = false;
 763
 764         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
 765                 const struct icmp6hdr *icmph;
 766                 struct icmp6hdr _icmph;
 767
 768                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
 769                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
 770                 if (!icmph)
 771                         goto out;
 772
 773                 switch (icmph->icmp6_type) {
 774                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
 775                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
 776                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
 777                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
 778                 case NDISC_REDIRECT:
 779                         rc = true;
 780                         break;
 781                 }
 782         }
 783
 784 out:
 785         return rc;
 786 }
 787
 788 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 789                                    struct sk_buff *skb)
 790 {
 791         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
 792          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
 793          */
 794         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
 795                 skb->dev = vrf_dev;
 796                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
 797                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 798                 goto out;
 799         }
 800
 801         /* if packet is NDISC keep the ingress interface */
 802         if (!ipv6_ndisc_frame(skb)) {
 803                 skb->dev = vrf_dev;
 804                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
 805
 806                 skb_push(skb, skb->mac_len);
 807                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
 808                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
 809
 810                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
 811         }
 812
 813 out:
 814         return skb;
 815 }
 816
 817 #else
 818 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 819                                    struct sk_buff *skb)
 820 {
 821         return skb;
 822 }
 823 #endif
 824
 825 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 826                                   struct sk_buff *skb)
 827 {
 828         skb->dev = vrf_dev;
 829         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
 830
 831         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
 832          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
 833          */
 834         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
 835                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 836                 goto out;
 837         }
 838
 839         skb_push(skb, skb->mac_len);
 840         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
 841         skb_pull(skb, skb->mac_len);
 842
 843 out:
 844         return skb;
 845 }
 846
 847 /* called with rcu lock held */
 848 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
 849                                   struct sk_buff *skb,
 850                                   u16 proto)
 851 {
 852         switch (proto) {
 853         case AF_INET:
 854                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
 855         case AF_INET6:
 856                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
 857         }
 858
 859         return skb;
 860 }
 861
 862 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 863 static struct dst_entry *vrf_get_rt6_dst(const struct net_device *dev,
 864                                          struct flowi6 *fl6)
 865 {
 866         struct dst_entry *dst = NULL;
 867
 868         if (!(fl6->flowi6_flags & FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC)) {
 869                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 870                 struct rt6_info *rt;
 871
 872                 rcu_read_lock();
 873
 874                 rt = rcu_dereference(vrf->rt6);
 875                 if (likely(rt)) {
 876                         dst = &rt->dst;
 877                         dst_hold(dst);
 878                 }
 879
 880                 rcu_read_unlock();
 881         }
 882
 883         return dst;
 884 }
 885 #endif
 886
 887 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
 888         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
 889         .l3mdev_get_rtable      = vrf_get_rtable,
 890         .l3mdev_get_saddr       = vrf_get_saddr,
 891         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
 892 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 893         .l3mdev_get_rt6_dst     = vrf_get_rt6_dst,
 894 #endif
 895 };
 896
 897 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
 898                             struct ethtool_drvinfo *info)
 899 {
 900         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
 901         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
 902 }
 903
 904 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
 905         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
 906 };
 907
 908 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
 909 {
 910         size_t sz;
 911
 912         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
 913         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
 914         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
 915
 916         return sz;
 917 }
 918
 919 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
 920 {
 921         struct fib_rule_hdr *frh;
 922         struct nlmsghdr *nlh;
 923         struct sk_buff *skb;
 924         int err;
 925
 926         if (family == AF_INET6 && !ipv6_mod_enabled())
 927                 return 0;
 928
 929         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
 930         if (!skb)
 931                 return -ENOMEM;
 932
 933         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
 934         if (!nlh)
 935                 goto nla_put_failure;
 936
 937         /* rule only needs to appear once */
 938         nlh->nlmsg_flags &= NLM_F_EXCL;
 939
 940         frh = nlmsg_data(nlh);
 941         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
 942         frh->family = family;
 943         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
 944
 945         if (nla_put_u32(skb, FRA_L3MDEV, 1))
 946                 goto nla_put_failure;
 947
 948         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
 949                 goto nla_put_failure;
 950
 951         nlmsg_end(skb, nlh);
 952
 953         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
 954         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
 955         if (add_it) {
 956                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh);
 957                 if (err == -EEXIST)
 958                         err = 0;
 959         } else {
 960                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh);
 961                 if (err == -ENOENT)
 962                         err = 0;
 963         }
 964         nlmsg_free(skb);
 965
 966         return err;
 967
 968 nla_put_failure:
 969         nlmsg_free(skb);
 970
 971         return -EMSGSIZE;
 972 }
 973
 974 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
 975 {
 976         int err;
 977
 978         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
 979         if (err < 0)
 980                 goto out_err;
 981
 982         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
 983         if (err < 0)
 984                 goto ipv6_err;
 985
 986         return 0;
 987
 988 ipv6_err:
 989         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
 990
 991 out_err:
 992         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
 993         return err;
 994 }
 995
 996 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
 997 {
 998         ether_setup(dev);
 999
1000         /* Initialize the device structure. */
1001         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1002         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1003         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1004         dev->destructor = free_netdev;
1005
1006         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1007         eth_hw_addr_random(dev);
1008
1009         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1010         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1011
1012         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1013         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1014 }
1015
1016 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1017 {
1018         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1019                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
1020                         return -EINVAL;
1021                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
1022                         return -EADDRNOTAVAIL;
1023         }
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1028 {
1029         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1030 }
1031
1032 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1033                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1034 {
1035         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1036         int err;
1037
1038         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
1039                 return -EINVAL;
1040
1041         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1042
1043         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1044
1045         err = register_netdevice(dev);
1046         if (err)
1047                 goto out;
1048
1049         if (add_fib_rules) {
1050                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1051                 if (err) {
1052                         unregister_netdevice(dev);
1053                         goto out;
1054                 }
1055                 add_fib_rules = false;
1056         }
1057
1058 out:
1059         return err;
1060 }
1061
1062 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1063 {
1064         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1065 }
1066
1067 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1068                         const struct net_device *dev)
1069 {
1070         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1071
1072         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1073 }
1074
1075 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1076                                  const struct net_device *slave_dev)
1077 {
1078         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1079 }
1080
1081 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1082                                const struct net_device *vrf_dev,
1083                                const struct net_device *slave_dev)
1084 {
1085         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1086
1087         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1088                 return -EMSGSIZE;
1089
1090         return 0;
1091 }
1092
1093 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1094         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1095 };
1096
1097 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1098         .kind           = DRV_NAME,
1099         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1100
1101         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1102         .policy         = vrf_nl_policy,
1103         .validate       = vrf_validate,
1104         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1105
1106         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1107         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1108
1109         .newlink        = vrf_newlink,
1110         .dellink        = vrf_dellink,
1111         .setup          = vrf_setup,
1112         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1113 };
1114
1115 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1116                             unsigned long event, void *ptr)
1117 {
1118         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1119
1120         /* only care about unregister events to drop slave references */
1121         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1122                 struct net_device *vrf_dev;
1123
1124                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1125                         goto out;
1126
1127                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1128                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1129         }
1130 out:
1131         return NOTIFY_DONE;
1132 }
1133
1134 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1135         .notifier_call = vrf_device_event,
1136 };
1137
1138 static int __init vrf_init_module(void)
1139 {
1140         int rc;
1141
1142         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1143
1144         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1145         if (rc < 0)
1146                 goto error;
1147
1148         return 0;
1149
1150 error:
1151         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1152         return rc;
1153 }
1154
1155 module_init(vrf_init_module);
1156 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1157 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1158 MODULE_LICENSE("GPL");
1159 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1160 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);