net/tipc/udp_media.c

   1 /* net/tipc/udp_media.c: IP bearer support for TIPC
   2  *
   3  * Copyright (c) 2015, Ericsson AB
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
   8  *
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3. Neither the names of the copyright holders nor the names of its
  15  *    contributors may be used to endorse or promote products derived from
  16  *    this software without specific prior written permission.
  17  *
  18  * Alternatively, this software may be distributed under the terms of the
  19  * GNU General Public License ("GPL") version 2 as published by the Free
  20  * Software Foundation.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
  23  * AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
  26  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  27  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  28  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  29  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  30  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  31  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  32  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  33  */
  34
  35 #include <linux/socket.h>
  36 #include <linux/ip.h>
  37 #include <linux/udp.h>
  38 #include <linux/inet.h>
  39 #include <linux/inetdevice.h>
  40 #include <linux/igmp.h>
  41 #include <linux/kernel.h>
  42 #include <linux/workqueue.h>
  43 #include <linux/list.h>
  44 #include <net/sock.h>
  45 #include <net/ip.h>
  46 #include <net/udp_tunnel.h>
  47 #include <net/addrconf.h>
  48 #include <linux/tipc_netlink.h>
  49 #include "core.h"
  50 #include "bearer.h"
  51 #include "netlink.h"
  52 #include "msg.h"
  53
  54 /* IANA assigned UDP port */
  55 #define UDP_PORT_DEFAULT        6118
  56
  57 #define UDP_MIN_HEADROOM        48
  58
  59 /**
  60  * struct udp_media_addr - IP/UDP addressing information
  61  *
  62  * This is the bearer level originating address used in neighbor discovery
  63  * messages, and all fields should be in network byte order
  64  */
  65 struct udp_media_addr {
  66         __be16  proto;
  67         __be16  port;
  68         union {
  69                 struct in_addr ipv4;
  70                 struct in6_addr ipv6;
  71         };
  72 };
  73
  74 /* struct udp_replicast - container for UDP remote addresses */
  75 struct udp_replicast {
  76         struct udp_media_addr addr;
  77         struct rcu_head rcu;
  78         struct list_head list;
  79 };
  80
  81 /**
  82  * struct udp_bearer - ip/udp bearer data structure
  83  * @bearer:     associated generic tipc bearer
  84  * @ubsock:     bearer associated socket
  85  * @ifindex:    local address scope
  86  * @work:       used to schedule deferred work on a bearer
  87  */
  88 struct udp_bearer {
  89         struct tipc_bearer __rcu *bearer;
  90         struct socket *ubsock;
  91         u32 ifindex;
  92         struct work_struct work;
  93         struct udp_replicast rcast;
  94 };
  95
  96 static int tipc_udp_is_mcast_addr(struct udp_media_addr *addr)
  97 {
  98         if (ntohs(addr->proto) == ETH_P_IP)
  99                 return ipv4_is_multicast(addr->ipv4.s_addr);
 100 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 101         else
 102                 return ipv6_addr_is_multicast(&addr->ipv6);
 103 #endif
 104         return 0;
 105 }
 106
 107 /* udp_media_addr_set - convert a ip/udp address to a TIPC media address */
 108 static void tipc_udp_media_addr_set(struct tipc_media_addr *addr,
 109                                     struct udp_media_addr *ua)
 110 {
 111         memset(addr, 0, sizeof(struct tipc_media_addr));
 112         addr->media_id = TIPC_MEDIA_TYPE_UDP;
 113         memcpy(addr->value, ua, sizeof(struct udp_media_addr));
 114
 115         if (tipc_udp_is_mcast_addr(ua))
 116                 addr->broadcast = 1;
 117 }
 118
 119 /* tipc_udp_addr2str - convert ip/udp address to string */
 120 static int tipc_udp_addr2str(struct tipc_media_addr *a, char *buf, int size)
 121 {
 122         struct udp_media_addr *ua = (struct udp_media_addr *)&a->value;
 123
 124         if (ntohs(ua->proto) == ETH_P_IP)
 125                 snprintf(buf, size, "%pI4:%u", &ua->ipv4, ntohs(ua->port));
 126         else if (ntohs(ua->proto) == ETH_P_IPV6)
 127                 snprintf(buf, size, "%pI6:%u", &ua->ipv6, ntohs(ua->port));
 128         else
 129                 pr_err("Invalid UDP media address\n");
 130         return 0;
 131 }
 132
 133 /* tipc_udp_msg2addr - extract an ip/udp address from a TIPC ndisc message */
 134 static int tipc_udp_msg2addr(struct tipc_bearer *b, struct tipc_media_addr *a,
 135                              char *msg)
 136 {
 137         struct udp_media_addr *ua;
 138
 139         ua = (struct udp_media_addr *) (msg + TIPC_MEDIA_ADDR_OFFSET);
 140         if (msg[TIPC_MEDIA_TYPE_OFFSET] != TIPC_MEDIA_TYPE_UDP)
 141                 return -EINVAL;
 142         tipc_udp_media_addr_set(a, ua);
 143         return 0;
 144 }
 145
 146 /* tipc_udp_addr2msg - write an ip/udp address to a TIPC ndisc message */
 147 static int tipc_udp_addr2msg(char *msg, struct tipc_media_addr *a)
 148 {
 149         memset(msg, 0, TIPC_MEDIA_INFO_SIZE);
 150         msg[TIPC_MEDIA_TYPE_OFFSET] = TIPC_MEDIA_TYPE_UDP;
 151         memcpy(msg + TIPC_MEDIA_ADDR_OFFSET, a->value,
 152                sizeof(struct udp_media_addr));
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 /* tipc_send_msg - enqueue a send request */
 157 static int tipc_udp_xmit(struct net *net, struct sk_buff *skb,
 158                          struct udp_bearer *ub, struct udp_media_addr *src,
 159                          struct udp_media_addr *dst)
 160 {
 161         int ttl, err = 0;
 162         struct rtable *rt;
 163
 164         if (dst->proto == htons(ETH_P_IP)) {
 165                 struct flowi4 fl = {
 166                         .daddr = dst->ipv4.s_addr,
 167                         .saddr = src->ipv4.s_addr,
 168                         .flowi4_mark = skb->mark,
 169                         .flowi4_proto = IPPROTO_UDP
 170                 };
 171                 rt = ip_route_output_key(net, &fl);
 172                 if (IS_ERR(rt)) {
 173                         err = PTR_ERR(rt);
 174                         goto tx_error;
 175                 }
 176
 177                 skb->dev = rt->dst.dev;
 178                 ttl = ip4_dst_hoplimit(&rt->dst);
 179                 udp_tunnel_xmit_skb(rt, ub->ubsock->sk, skb, src->ipv4.s_addr,
 180                                     dst->ipv4.s_addr, 0, ttl, 0, src->port,
 181                                     dst->port, false, true);
 182 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 183         } else {
 184                 struct dst_entry *ndst;
 185                 struct flowi6 fl6 = {
 186                         .flowi6_oif = ub->ifindex,
 187                         .daddr = dst->ipv6,
 188                         .saddr = src->ipv6,
 189                         .flowi6_proto = IPPROTO_UDP
 190                 };
 191                 err = ipv6_stub->ipv6_dst_lookup(net, ub->ubsock->sk, &ndst,
 192                                                  &fl6);
 193                 if (err)
 194                         goto tx_error;
 195                 ttl = ip6_dst_hoplimit(ndst);
 196                 err = udp_tunnel6_xmit_skb(ndst, ub->ubsock->sk, skb,
 197                                            ndst->dev, &src->ipv6,
 198                                            &dst->ipv6, 0, ttl, 0, src->port,
 199                                            dst->port, false);
 200 #endif
 201         }
 202         return err;
 203
 204 tx_error:
 205         kfree_skb(skb);
 206         return err;
 207 }
 208
 209 static int tipc_udp_send_msg(struct net *net, struct sk_buff *skb,
 210                              struct tipc_bearer *b,
 211                              struct tipc_media_addr *addr)
 212 {
 213         struct udp_media_addr *src = (struct udp_media_addr *)&b->addr.value;
 214         struct udp_media_addr *dst = (struct udp_media_addr *)&addr->value;
 215         struct udp_replicast *rcast;
 216         struct udp_bearer *ub;
 217         int err = 0;
 218
 219         if (skb_headroom(skb) < UDP_MIN_HEADROOM) {
 220                 err = pskb_expand_head(skb, UDP_MIN_HEADROOM, 0, GFP_ATOMIC);
 221                 if (err)
 222                         goto out;
 223         }
 224
 225         skb_set_inner_protocol(skb, htons(ETH_P_TIPC));
 226         ub = rcu_dereference_rtnl(b->media_ptr);
 227         if (!ub) {
 228                 err = -ENODEV;
 229                 goto out;
 230         }
 231
 232         if (!addr->broadcast || list_empty(&ub->rcast.list))
 233                 return tipc_udp_xmit(net, skb, ub, src, dst);
 234
 235         /* Replicast, send an skb to each configured IP address */
 236         list_for_each_entry_rcu(rcast, &ub->rcast.list, list) {
 237                 struct sk_buff *_skb;
 238
 239                 _skb = pskb_copy(skb, GFP_ATOMIC);
 240                 if (!_skb) {
 241                         err = -ENOMEM;
 242                         goto out;
 243                 }
 244
 245                 err = tipc_udp_xmit(net, _skb, ub, src, &rcast->addr);
 246                 if (err) {
 247                         kfree_skb(_skb);
 248                         goto out;
 249                 }
 250         }
 251         err = 0;
 252 out:
 253         kfree_skb(skb);
 254         return err;
 255 }
 256
 257 static int tipc_udp_rcast_add(struct tipc_bearer *b,
 258                               struct udp_media_addr *addr)
 259 {
 260         struct udp_replicast *rcast;
 261         struct udp_bearer *ub;
 262
 263         ub = rcu_dereference_rtnl(b->media_ptr);
 264         if (!ub)
 265                 return -ENODEV;
 266
 267         rcast = kmalloc(sizeof(*rcast), GFP_ATOMIC);
 268         if (!rcast)
 269                 return -ENOMEM;
 270
 271         memcpy(&rcast->addr, addr, sizeof(struct udp_media_addr));
 272
 273         if (ntohs(addr->proto) == ETH_P_IP)
 274                 pr_info("New replicast peer: %pI4\n", &rcast->addr.ipv4);
 275 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 276         else if (ntohs(addr->proto) == ETH_P_IPV6)
 277                 pr_info("New replicast peer: %pI6\n", &rcast->addr.ipv6);
 278 #endif
 279
 280         list_add_rcu(&rcast->list, &ub->rcast.list);
 281         return 0;
 282 }
 283
 284 /* tipc_udp_recv - read data from bearer socket */
 285 static int tipc_udp_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 286 {
 287         struct udp_bearer *ub;
 288         struct tipc_bearer *b;
 289
 290         ub = rcu_dereference_sk_user_data(sk);
 291         if (!ub) {
 292                 pr_err_ratelimited("Failed to get UDP bearer reference");
 293                 kfree_skb(skb);
 294                 return 0;
 295         }
 296
 297         skb_pull(skb, sizeof(struct udphdr));
 298         rcu_read_lock();
 299         b = rcu_dereference_rtnl(ub->bearer);
 300
 301         if (b && test_bit(0, &b->up)) {
 302                 tipc_rcv(sock_net(sk), skb, b);
 303                 rcu_read_unlock();
 304                 return 0;
 305         }
 306         rcu_read_unlock();
 307         kfree_skb(skb);
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 static int enable_mcast(struct udp_bearer *ub, struct udp_media_addr *remote)
 312 {
 313         int err = 0;
 314         struct ip_mreqn mreqn;
 315         struct sock *sk = ub->ubsock->sk;
 316
 317         if (ntohs(remote->proto) == ETH_P_IP) {
 318                 mreqn.imr_multiaddr = remote->ipv4;
 319                 mreqn.imr_ifindex = ub->ifindex;
 320                 err = ip_mc_join_group(sk, &mreqn);
 321 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 322         } else {
 323                 err = ipv6_stub->ipv6_sock_mc_join(sk, ub->ifindex,
 324                                                    &remote->ipv6);
 325 #endif
 326         }
 327         return err;
 328 }
 329
 330 /**
 331  * tipc_parse_udp_addr - build udp media address from netlink data
 332  * @nlattr:     netlink attribute containing sockaddr storage aligned address
 333  * @addr:       tipc media address to fill with address, port and protocol type
 334  * @scope_id:   IPv6 scope id pointer, not NULL indicates it's required
 335  */
 336
 337 static int tipc_parse_udp_addr(struct nlattr *nla, struct udp_media_addr *addr,
 338                                u32 *scope_id)
 339 {
 340         struct sockaddr_storage sa;
 341
 342         nla_memcpy(&sa, nla, sizeof(sa));
 343         if (sa.ss_family == AF_INET) {
 344                 struct sockaddr_in *ip4 = (struct sockaddr_in *)&sa;
 345
 346                 addr->proto = htons(ETH_P_IP);
 347                 addr->port = ip4->sin_port;
 348                 addr->ipv4.s_addr = ip4->sin_addr.s_addr;
 349                 return 0;
 350
 351 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 352         } else if (sa.ss_family == AF_INET6) {
 353                 struct sockaddr_in6 *ip6 = (struct sockaddr_in6 *)&sa;
 354
 355                 addr->proto = htons(ETH_P_IPV6);
 356                 addr->port = ip6->sin6_port;
 357                 memcpy(&addr->ipv6, &ip6->sin6_addr, sizeof(struct in6_addr));
 358
 359                 /* Scope ID is only interesting for local addresses */
 360                 if (scope_id) {
 361                         int atype;
 362
 363                         atype = ipv6_addr_type(&ip6->sin6_addr);
 364                         if (__ipv6_addr_needs_scope_id(atype) &&
 365                             !ip6->sin6_scope_id) {
 366                                 return -EINVAL;
 367                         }
 368
 369                         *scope_id = ip6->sin6_scope_id ? : 0;
 370                 }
 371
 372                 return 0;
 373 #endif
 374         }
 375         return -EADDRNOTAVAIL;
 376 }
 377
 378 int tipc_udp_nl_bearer_add(struct tipc_bearer *b, struct nlattr *attr)
 379 {
 380         int err;
 381         struct udp_media_addr addr = {0};
 382         struct nlattr *opts[TIPC_NLA_UDP_MAX + 1];
 383         struct udp_media_addr *dst;
 384
 385         if (nla_parse_nested(opts, TIPC_NLA_UDP_MAX, attr, tipc_nl_udp_policy))
 386                 return -EINVAL;
 387
 388         if (!opts[TIPC_NLA_UDP_REMOTE])
 389                 return -EINVAL;
 390
 391         err = tipc_parse_udp_addr(opts[TIPC_NLA_UDP_REMOTE], &addr, NULL);
 392         if (err)
 393                 return err;
 394
 395         dst = (struct udp_media_addr *)&b->bcast_addr.value;
 396         if (tipc_udp_is_mcast_addr(dst)) {
 397                 pr_err("Can't add remote ip to TIPC UDP multicast bearer\n");
 398                 return -EINVAL;
 399         }
 400
 401         return tipc_udp_rcast_add(b, &addr);
 402 }
 403
 404 /**
 405  * tipc_udp_enable - callback to create a new udp bearer instance
 406  * @net:        network namespace
 407  * @b:          pointer to generic tipc_bearer
 408  * @attrs:      netlink bearer configuration
 409  *
 410  * validate the bearer parameters and initialize the udp bearer
 411  * rtnl_lock should be held
 412  */
 413 static int tipc_udp_enable(struct net *net, struct tipc_bearer *b,
 414                            struct nlattr *attrs[])
 415 {
 416         int err = -EINVAL;
 417         struct udp_bearer *ub;
 418         struct udp_media_addr remote = {0};
 419         struct udp_media_addr local = {0};
 420         struct udp_port_cfg udp_conf = {0};
 421         struct udp_tunnel_sock_cfg tuncfg = {NULL};
 422         struct nlattr *opts[TIPC_NLA_UDP_MAX + 1];
 423
 424         ub = kzalloc(sizeof(*ub), GFP_ATOMIC);
 425         if (!ub)
 426                 return -ENOMEM;
 427
 428         INIT_LIST_HEAD(&ub->rcast.list);
 429
 430         if (!attrs[TIPC_NLA_BEARER_UDP_OPTS])
 431                 goto err;
 432
 433         if (nla_parse_nested(opts, TIPC_NLA_UDP_MAX,
 434                              attrs[TIPC_NLA_BEARER_UDP_OPTS],
 435                              tipc_nl_udp_policy))
 436                 goto err;
 437
 438         if (!opts[TIPC_NLA_UDP_LOCAL] || !opts[TIPC_NLA_UDP_REMOTE]) {
 439                 pr_err("Invalid UDP bearer configuration");
 440                 return -EINVAL;
 441         }
 442
 443         err = tipc_parse_udp_addr(opts[TIPC_NLA_UDP_LOCAL], &local,
 444                                   &ub->ifindex);
 445         if (err)
 446                 goto err;
 447
 448         err = tipc_parse_udp_addr(opts[TIPC_NLA_UDP_REMOTE], &remote, NULL);
 449         if (err)
 450                 goto err;
 451
 452         b->bcast_addr.media_id = TIPC_MEDIA_TYPE_UDP;
 453         b->bcast_addr.broadcast = 1;
 454         rcu_assign_pointer(b->media_ptr, ub);
 455         rcu_assign_pointer(ub->bearer, b);
 456         tipc_udp_media_addr_set(&b->addr, &local);
 457         if (local.proto == htons(ETH_P_IP)) {
 458                 struct net_device *dev;
 459
 460                 dev = __ip_dev_find(net, local.ipv4.s_addr, false);
 461                 if (!dev) {
 462                         err = -ENODEV;
 463                         goto err;
 464                 }
 465                 udp_conf.family = AF_INET;
 466                 udp_conf.local_ip.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 467                 udp_conf.use_udp_checksums = false;
 468                 ub->ifindex = dev->ifindex;
 469                 b->mtu = dev->mtu - sizeof(struct iphdr)
 470                         - sizeof(struct udphdr);
 471 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 472         } else if (local.proto == htons(ETH_P_IPV6)) {
 473                 udp_conf.family = AF_INET6;
 474                 udp_conf.use_udp6_tx_checksums = true;
 475                 udp_conf.use_udp6_rx_checksums = true;
 476                 udp_conf.local_ip6 = in6addr_any;
 477                 b->mtu = 1280;
 478 #endif
 479         } else {
 480                 err = -EAFNOSUPPORT;
 481                 goto err;
 482         }
 483         udp_conf.local_udp_port = local.port;
 484         err = udp_sock_create(net, &udp_conf, &ub->ubsock);
 485         if (err)
 486                 goto err;
 487         tuncfg.sk_user_data = ub;
 488         tuncfg.encap_type = 1;
 489         tuncfg.encap_rcv = tipc_udp_recv;
 490         tuncfg.encap_destroy = NULL;
 491         setup_udp_tunnel_sock(net, ub->ubsock, &tuncfg);
 492
 493         /**
 494          * The bcast media address port is used for all peers and the ip
 495          * is used if it's a multicast address.
 496          */
 497         memcpy(&b->bcast_addr.value, &remote, sizeof(remote));
 498         if (tipc_udp_is_mcast_addr(&remote))
 499                 err = enable_mcast(ub, &remote);
 500         else
 501                 err = tipc_udp_rcast_add(b, &remote);
 502         if (err)
 503                 goto err;
 504
 505         return 0;
 506 err:
 507         kfree(ub);
 508         return err;
 509 }
 510
 511 /* cleanup_bearer - break the socket/bearer association */
 512 static void cleanup_bearer(struct work_struct *work)
 513 {
 514         struct udp_bearer *ub = container_of(work, struct udp_bearer, work);
 515         struct udp_replicast *rcast, *tmp;
 516
 517         list_for_each_entry_safe(rcast, tmp, &ub->rcast.list, list) {
 518                 list_del_rcu(&rcast->list);
 519                 kfree_rcu(rcast, rcu);
 520         }
 521
 522         if (ub->ubsock)
 523                 udp_tunnel_sock_release(ub->ubsock);
 524         synchronize_net();
 525         kfree(ub);
 526 }
 527
 528 /* tipc_udp_disable - detach bearer from socket */
 529 static void tipc_udp_disable(struct tipc_bearer *b)
 530 {
 531         struct udp_bearer *ub;
 532
 533         ub = rcu_dereference_rtnl(b->media_ptr);
 534         if (!ub) {
 535                 pr_err("UDP bearer instance not found\n");
 536                 return;
 537         }
 538         if (ub->ubsock)
 539                 sock_set_flag(ub->ubsock->sk, SOCK_DEAD);
 540         RCU_INIT_POINTER(ub->bearer, NULL);
 541
 542         /* sock_release need to be done outside of rtnl lock */
 543         INIT_WORK(&ub->work, cleanup_bearer);
 544         schedule_work(&ub->work);
 545 }
 546
 547 struct tipc_media udp_media_info = {
 548         .send_msg       = tipc_udp_send_msg,
 549         .enable_media   = tipc_udp_enable,
 550         .disable_media  = tipc_udp_disable,
 551         .addr2str       = tipc_udp_addr2str,
 552         .addr2msg       = tipc_udp_addr2msg,
 553         .msg2addr       = tipc_udp_msg2addr,
 554         .priority       = TIPC_DEF_LINK_PRI,
 555         .tolerance      = TIPC_DEF_LINK_TOL,
 556         .window         = TIPC_DEF_LINK_WIN,
 557         .type_id        = TIPC_MEDIA_TYPE_UDP,
 558         .hwaddr_len     = 0,
 559         .name           = "udp"
 560 };