datapath/vport-geneve.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Nicira, Inc.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
   9  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  11  * General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  14  * along with this program; if not, write to the Free Software
  15  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  16  * 02110-1301, USA
  17  */
  18
  19 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  20
  21 #include <linux/version.h>
  22
  23 #include <linux/in.h>
  24 #include <linux/ip.h>
  25 #include <linux/net.h>
  26 #include <linux/rculist.h>
  27 #include <linux/udp.h>
  28
  29 #include <net/geneve.h>
  30 #include <net/icmp.h>
  31 #include <net/ip.h>
  32 #include <net/route.h>
  33 #include <net/udp.h>
  34 #include <net/vxlan.h>
  35 #include <net/xfrm.h>
  36
  37 #include "datapath.h"
  38 #include "gso.h"
  39 #include "vport.h"
  40
  41 /*
  42  * Geneve Header:
  43  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  44  *  |Ver|  Opt Len  |O|C|    Rsvd.  |          Protocol Type        |
  45  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  46  *  |        Virtual Network Identifier (VNI)       |    Reserved   |
  47  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  48  *  |                    Variable Length Options                    |
  49  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  50  *
  51  * Option Header:
  52  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  53  *  |          Option Class         |      Type     |R|R|R| Length  |
  54  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  55  *  |                      Variable Option Data                     |
  56  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  57  */
  58
  59 struct genevehdr {
  60 #ifdef __LITTLE_ENDIAN_BITFIELD
  61         u8 opt_len:6;
  62         u8 ver:2;
  63         u8 rsvd1:6;
  64         u8 critical:1;
  65         u8 oam:1;
  66 #else
  67         u8 ver:2;
  68         u8 opt_len:6;
  69         u8 oam:1;
  70         u8 critical:1;
  71         u8 rsvd1:6;
  72 #endif
  73         __be16 proto_type;
  74         u8 vni[3];
  75         u8 rsvd2;
  76         struct geneve_opt options[];
  77 };
  78
  79 #define GENEVE_VER 0
  80
  81 #define GENEVE_BASE_HLEN (sizeof(struct udphdr) + sizeof(struct genevehdr))
  82
  83 /**
  84  * struct geneve_port - Keeps track of open UDP ports
  85  * @sock: The socket created for this port number.
  86  * @name: vport name.
  87  */
  88 struct geneve_port {
  89         struct socket *sock;
  90         char name[IFNAMSIZ];
  91 };
  92
  93 static LIST_HEAD(geneve_ports);
  94
  95 static inline struct geneve_port *geneve_vport(const struct vport *vport)
  96 {
  97         return vport_priv(vport);
  98 }
  99
 100 static inline struct genevehdr *geneve_hdr(const struct sk_buff *skb)
 101 {
 102         return (struct genevehdr *)(udp_hdr(skb) + 1);
 103 }
 104
 105 /* Convert 64 bit tunnel ID to 24 bit VNI. */
 106 static void tunnel_id_to_vni(__be64 tun_id, __u8 *vni)
 107 {
 108 #ifdef __BIG_ENDIAN
 109         vni[0] = (__force __u8)(tun_id >> 16);
 110         vni[1] = (__force __u8)(tun_id >> 8);
 111         vni[2] = (__force __u8)tun_id;
 112 #else
 113         vni[0] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 40);
 114         vni[1] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 48);
 115         vni[2] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 56);
 116 #endif
 117 }
 118
 119 /* Convert 24 bit VNI to 64 bit tunnel ID. */
 120 static __be64 vni_to_tunnel_id(__u8 *vni)
 121 {
 122 #ifdef __BIG_ENDIAN
 123         return (vni[0] << 16) | (vni[1] << 8) | vni[2];
 124 #else
 125         return (__force __be64)(((__force u64)vni[0] << 40) |
 126                                 ((__force u64)vni[1] << 48) |
 127                                 ((__force u64)vni[2] << 56));
 128 #endif
 129 }
 130
 131 static void geneve_build_header(const struct vport *vport,
 132                               struct sk_buff *skb)
 133 {
 134         struct geneve_port *geneve_port = geneve_vport(vport);
 135         struct udphdr *udph = udp_hdr(skb);
 136         struct genevehdr *geneveh = (struct genevehdr *)(udph + 1);
 137         const struct ovs_tunnel_info *tun_info = OVS_CB(skb)->tun_info;
 138
 139         udph->dest = inet_sport(geneve_port->sock->sk);
 140         udph->source = vxlan_src_port(1, USHRT_MAX, skb);
 141         udph->check = 0;
 142         udph->len = htons(skb->len - skb_transport_offset(skb));
 143
 144         geneveh->ver = GENEVE_VER;
 145         geneveh->opt_len = tun_info->options_len / 4;
 146         geneveh->oam = !!(tun_info->tunnel.tun_flags & TUNNEL_OAM);
 147         geneveh->critical = !!(tun_info->tunnel.tun_flags & TUNNEL_CRIT_OPT);
 148         geneveh->rsvd1 = 0;
 149         geneveh->proto_type = htons(ETH_P_TEB);
 150         tunnel_id_to_vni(tun_info->tunnel.tun_id, geneveh->vni);
 151         geneveh->rsvd2 = 0;
 152
 153         memcpy(geneveh->options, tun_info->options, tun_info->options_len);
 154 }
 155
 156 static int geneve_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 157 {
 158         struct geneve_port *geneve_port;
 159         struct genevehdr *geneveh;
 160         int opts_len;
 161         struct ovs_tunnel_info tun_info;
 162         __be64 key;
 163         __be16 flags;
 164
 165 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(3,16,0)
 166         if (unlikely(udp_lib_checksum_complete(skb)))
 167                 goto error;
 168 #endif
 169
 170         if (unlikely(!pskb_may_pull(skb, GENEVE_BASE_HLEN)))
 171                 goto error;
 172
 173         geneveh = geneve_hdr(skb);
 174
 175         if (unlikely(geneveh->ver != GENEVE_VER))
 176                 goto error;
 177
 178         if (unlikely(geneveh->proto_type != htons(ETH_P_TEB)))
 179                 goto error;
 180
 181         geneve_port = rcu_dereference_sk_user_data(sk);
 182         if (unlikely(!geneve_port))
 183                 goto error;
 184
 185         opts_len = geneveh->opt_len * 4;
 186         if (iptunnel_pull_header(skb, GENEVE_BASE_HLEN + opts_len,
 187                                  htons(ETH_P_TEB)))
 188                 goto error;
 189
 190         geneveh = geneve_hdr(skb);
 191
 192         flags = TUNNEL_KEY | TUNNEL_OPTIONS_PRESENT |
 193                 (udp_hdr(skb)->check != 0 ? TUNNEL_CSUM : 0) |
 194                 (geneveh->oam ? TUNNEL_OAM : 0) |
 195                 (geneveh->critical ? TUNNEL_CRIT_OPT : 0);
 196
 197         key = vni_to_tunnel_id(geneveh->vni);
 198         ovs_flow_tun_info_init(&tun_info, ip_hdr(skb), key, flags,
 199                                 geneveh->options, opts_len);
 200
 201         ovs_vport_receive(vport_from_priv(geneve_port), skb, &tun_info);
 202         goto out;
 203
 204 error:
 205         kfree_skb(skb);
 206 out:
 207         return 0;
 208 }
 209
 210 /* Arbitrary value.  Irrelevant as long as it's not 0 since we set the handler. */
 211 #define UDP_ENCAP_GENEVE 1
 212 static int geneve_socket_init(struct geneve_port *geneve_port, struct net *net,
 213                               __be16 dst_port)
 214 {
 215         struct sockaddr_in sin;
 216         int err;
 217
 218         err = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0,
 219                                &geneve_port->sock);
 220         if (err)
 221                 goto error;
 222
 223         /* release net ref. */
 224         sk_change_net(geneve_port->sock->sk, net);
 225
 226         sin.sin_family = AF_INET;
 227         sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 228         sin.sin_port = dst_port;
 229
 230         err = kernel_bind(geneve_port->sock,
 231                           (struct sockaddr *)&sin, sizeof(struct sockaddr_in));
 232         if (err)
 233                 goto error_sock;
 234
 235         rcu_assign_sk_user_data(geneve_port->sock->sk, geneve_port);
 236         udp_sk(geneve_port->sock->sk)->encap_type = UDP_ENCAP_GENEVE;
 237         udp_sk(geneve_port->sock->sk)->encap_rcv = geneve_rcv;
 238
 239         udp_encap_enable();
 240
 241         return 0;
 242
 243 error_sock:
 244         sk_release_kernel(geneve_port->sock->sk);
 245 error:
 246         pr_warn("cannot register geneve protocol handler: %d\n", err);
 247         return err;
 248 }
 249
 250 static int geneve_get_options(const struct vport *vport,
 251                               struct sk_buff *skb)
 252 {
 253         struct geneve_port *geneve_port = geneve_vport(vport);
 254
 255         if (nla_put_u16(skb, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT,
 256                         ntohs(inet_sport(geneve_port->sock->sk))))
 257                 return -EMSGSIZE;
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 static void geneve_tnl_destroy(struct vport *vport)
 262 {
 263         struct geneve_port *geneve_port = geneve_vport(vport);
 264
 265         /* Release socket */
 266         rcu_assign_sk_user_data(geneve_port->sock->sk, NULL);
 267         sk_release_kernel(geneve_port->sock->sk);
 268
 269         ovs_vport_deferred_free(vport);
 270 }
 271
 272 static struct vport *geneve_tnl_create(const struct vport_parms *parms)
 273 {
 274         struct net *net = ovs_dp_get_net(parms->dp);
 275         struct nlattr *options = parms->options;
 276         struct geneve_port *geneve_port;
 277         struct vport *vport;
 278         struct nlattr *a;
 279         int err;
 280         u16 dst_port;
 281
 282         if (!options) {
 283                 err = -EINVAL;
 284                 goto error;
 285         }
 286
 287         a = nla_find_nested(options, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT);
 288         if (a && nla_len(a) == sizeof(u16)) {
 289                 dst_port = nla_get_u16(a);
 290         } else {
 291                 /* Require destination port from userspace. */
 292                 err = -EINVAL;
 293                 goto error;
 294         }
 295
 296         vport = ovs_vport_alloc(sizeof(struct geneve_port),
 297                                 &ovs_geneve_vport_ops, parms);
 298         if (IS_ERR(vport))
 299                 return vport;
 300
 301         geneve_port = geneve_vport(vport);
 302         strncpy(geneve_port->name, parms->name, IFNAMSIZ);
 303
 304         err = geneve_socket_init(geneve_port, net, htons(dst_port));
 305         if (err)
 306                 goto error_free;
 307
 308         return vport;
 309
 310 error_free:
 311         ovs_vport_free(vport);
 312 error:
 313         return ERR_PTR(err);
 314 }
 315
 316 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(3,12,0)
 317
 318 static void geneve_fix_segment(struct sk_buff *skb)
 319 {
 320         struct udphdr *udph = udp_hdr(skb);
 321
 322         udph->len = htons(skb->len - skb_transport_offset(skb));
 323 }
 324
 325 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 326 {
 327         if (skb_is_gso(skb))
 328                 OVS_GSO_CB(skb)->fix_segment = geneve_fix_segment;
 329         else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 330                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 331         return 0;
 332 }
 333 #else
 334 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 335 {
 336         if (skb->encapsulation && skb_is_gso(skb)) {
 337                 kfree_skb(skb);
 338                 return -ENOSYS;
 339         }
 340
 341         if (skb_is_gso(skb)) {
 342                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 343                 if (unlikely(err))
 344                         return err;
 345
 346                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 347         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 348                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 349
 350         skb->encapsulation = 1;
 351         return 0;
 352 }
 353 #endif
 354
 355 static int geneve_send(struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 356 {
 357         struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key;
 358         int network_offset = skb_network_offset(skb);
 359         struct rtable *rt;
 360         int min_headroom;
 361         __be32 saddr;
 362         __be16 df;
 363         int sent_len;
 364         int err;
 365
 366         if (unlikely(!OVS_CB(skb)->tun_info))
 367                 return -EINVAL;
 368
 369         tun_key = &OVS_CB(skb)->tun_info->tunnel;
 370
 371         /* Route lookup */
 372         saddr = tun_key->ipv4_src;
 373         rt = find_route(ovs_dp_get_net(vport->dp),
 374                         &saddr, tun_key->ipv4_dst,
 375                         IPPROTO_UDP, tun_key->ipv4_tos,
 376                         skb->mark);
 377         if (IS_ERR(rt)) {
 378                 err = PTR_ERR(rt);
 379                 goto error;
 380         }
 381
 382         min_headroom = LL_RESERVED_SPACE(rt_dst(rt).dev) + rt_dst(rt).header_len
 383                         + GENEVE_BASE_HLEN + OVS_CB(skb)->tun_info->options_len
 384                         + sizeof(struct iphdr)
 385                         + (vlan_tx_tag_present(skb) ? VLAN_HLEN : 0);
 386
 387         if (skb_headroom(skb) < min_headroom || skb_header_cloned(skb)) {
 388                 int head_delta = SKB_DATA_ALIGN(min_headroom -
 389                                                 skb_headroom(skb) +
 390                                                 16);
 391
 392                 err = pskb_expand_head(skb, max_t(int, head_delta, 0),
 393                                         0, GFP_ATOMIC);
 394                 if (unlikely(err))
 395                         goto err_free_rt;
 396         }
 397
 398         if (vlan_tx_tag_present(skb)) {
 399                 if (unlikely(!__vlan_put_tag(skb,
 400                                              skb->vlan_proto,
 401                                              vlan_tx_tag_get(skb)))) {
 402                         err = -ENOMEM;
 403                         goto err_free_rt;
 404                 }
 405                 vlan_set_tci(skb, 0);
 406         }
 407
 408         skb_reset_inner_headers(skb);
 409
 410         __skb_push(skb, GENEVE_BASE_HLEN + OVS_CB(skb)->tun_info->options_len);
 411         skb_reset_transport_header(skb);
 412
 413         geneve_build_header(vport, skb);
 414
 415         /* Offloading */
 416         err = handle_offloads(skb);
 417         if (err)
 418                 goto err_free_rt;
 419
 420         df = tun_key->tun_flags & TUNNEL_DONT_FRAGMENT ? htons(IP_DF) : 0;
 421
 422         sent_len = iptunnel_xmit(rt, skb,
 423                              saddr, tun_key->ipv4_dst,
 424                              IPPROTO_UDP, tun_key->ipv4_tos,
 425                              tun_key->ipv4_ttl,
 426                              df, false);
 427
 428         return sent_len > 0 ? sent_len + network_offset : sent_len;
 429
 430 err_free_rt:
 431         ip_rt_put(rt);
 432 error:
 433         return err;
 434 }
 435
 436 static const char *geneve_get_name(const struct vport *vport)
 437 {
 438         struct geneve_port *geneve_port = geneve_vport(vport);
 439         return geneve_port->name;
 440 }
 441
 442 const struct vport_ops ovs_geneve_vport_ops = {
 443         .type           = OVS_VPORT_TYPE_GENEVE,
 444         .create         = geneve_tnl_create,
 445         .destroy        = geneve_tnl_destroy,
 446         .get_name       = geneve_get_name,
 447         .get_options    = geneve_get_options,
 448         .send           = geneve_send,
 449 };