datapath/vport-lisp.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Nicira, Inc.
   3  * Copyright (c) 2013 Cisco Systems, Inc.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  17  * 02110-1301, USA
  18  */
  19
  20 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  21
  22 #include <linux/version.h>
  23
  24 #include <linux/in.h>
  25 #include <linux/ip.h>
  26 #include <linux/net.h>
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/rculist.h>
  29 #include <linux/udp.h>
  30
  31 #include <net/icmp.h>
  32 #include <net/ip.h>
  33 #include <net/route.h>
  34 #include <net/udp.h>
  35 #include <net/udp_tunnel.h>
  36 #include <net/xfrm.h>
  37
  38 #include "datapath.h"
  39 #include "gso.h"
  40 #include "vport.h"
  41
  42 /*
  43  *  LISP encapsulation header:
  44  *
  45  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  46  *  |N|L|E|V|I|flags|            Nonce/Map-Version                  |
  47  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  48  *  |                 Instance ID/Locator Status Bits               |
  49  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  50  *
  51  */
  52
  53 /**
  54  * struct lisphdr - LISP header
  55  * @nonce_present: Flag indicating the presence of a 24 bit nonce value.
  56  * @locator_status_bits_present: Flag indicating the presence of Locator Status
  57  *                               Bits (LSB).
  58  * @solicit_echo_nonce: Flag indicating the use of the echo noncing mechanism.
  59  * @map_version_present: Flag indicating the use of mapping versioning.
  60  * @instance_id_present: Flag indicating the presence of a 24 bit Instance ID.
  61  * @reserved_flags: 3 bits reserved for future flags.
  62  * @nonce: 24 bit nonce value.
  63  * @map_version: 24 bit mapping version.
  64  * @locator_status_bits: Locator Status Bits: 32 bits when instance_id_present
  65  *                       is not set, 8 bits when it is.
  66  * @instance_id: 24 bit Instance ID
  67  */
  68 struct lisphdr {
  69 #ifdef __LITTLE_ENDIAN_BITFIELD
  70         __u8 reserved_flags:3;
  71         __u8 instance_id_present:1;
  72         __u8 map_version_present:1;
  73         __u8 solicit_echo_nonce:1;
  74         __u8 locator_status_bits_present:1;
  75         __u8 nonce_present:1;
  76 #else
  77         __u8 nonce_present:1;
  78         __u8 locator_status_bits_present:1;
  79         __u8 solicit_echo_nonce:1;
  80         __u8 map_version_present:1;
  81         __u8 instance_id_present:1;
  82         __u8 reserved_flags:3;
  83 #endif
  84         union {
  85                 __u8 nonce[3];
  86                 __u8 map_version[3];
  87         } u1;
  88         union {
  89                 __be32 locator_status_bits;
  90                 struct {
  91                         __u8 instance_id[3];
  92                         __u8 locator_status_bits;
  93                 } word2;
  94         } u2;
  95 };
  96
  97 #define LISP_HLEN (sizeof(struct udphdr) + sizeof(struct lisphdr))
  98
  99 /**
 100  * struct lisp_port - Keeps track of open UDP ports
 101  * @dst_port: lisp UDP port no.
 102  * @list: list element in @lisp_ports.
 103  * @lisp_rcv_socket: The socket created for this port number.
 104  * @name: vport name.
 105  */
 106 struct lisp_port {
 107         __be16 dst_port;
 108         struct list_head list;
 109         struct socket *lisp_rcv_socket;
 110         char name[IFNAMSIZ];
 111 };
 112
 113 static LIST_HEAD(lisp_ports);
 114 static struct vport_ops ovs_lisp_vport_ops;
 115
 116 static inline struct lisp_port *lisp_vport(const struct vport *vport)
 117 {
 118         return vport_priv(vport);
 119 }
 120
 121 static struct lisp_port *lisp_find_port(struct net *net, __be16 port)
 122 {
 123         struct lisp_port *lisp_port;
 124
 125         list_for_each_entry_rcu(lisp_port, &lisp_ports, list) {
 126                 if (lisp_port->dst_port == port &&
 127                         net_eq(sock_net(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk), net))
 128                         return lisp_port;
 129         }
 130
 131         return NULL;
 132 }
 133
 134 static inline struct lisphdr *lisp_hdr(const struct sk_buff *skb)
 135 {
 136         return (struct lisphdr *)(udp_hdr(skb) + 1);
 137 }
 138
 139 /* Convert 64 bit tunnel ID to 24 bit Instance ID. */
 140 static void tunnel_id_to_instance_id(__be64 tun_id, __u8 *iid)
 141 {
 142
 143 #ifdef __BIG_ENDIAN
 144         iid[0] = (__force __u8)(tun_id >> 16);
 145         iid[1] = (__force __u8)(tun_id >> 8);
 146         iid[2] = (__force __u8)tun_id;
 147 #else
 148         iid[0] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 40);
 149         iid[1] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 48);
 150         iid[2] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 56);
 151 #endif
 152 }
 153
 154 /* Convert 24 bit Instance ID to 64 bit tunnel ID. */
 155 static __be64 instance_id_to_tunnel_id(__u8 *iid)
 156 {
 157 #ifdef __BIG_ENDIAN
 158         return (iid[0] << 16) | (iid[1] << 8) | iid[2];
 159 #else
 160         return (__force __be64)(((__force u64)iid[0] << 40) |
 161                                 ((__force u64)iid[1] << 48) |
 162                                 ((__force u64)iid[2] << 56));
 163 #endif
 164 }
 165
 166 /* Compute source UDP port for outgoing packet.
 167  * Currently we use the flow hash.
 168  */
 169 static u16 get_src_port(struct net *net, struct sk_buff *skb)
 170 {
 171         u32 hash = skb_get_hash(skb);
 172         unsigned int range;
 173         int high;
 174         int low;
 175
 176         if (!hash) {
 177                 if (skb->protocol == htons(ETH_P_IP)) {
 178                         struct iphdr *iph;
 179                         int size = (sizeof(iph->saddr) * 2) / sizeof(u32);
 180
 181                         iph = (struct iphdr *) skb_network_header(skb);
 182                         hash = jhash2((const u32 *)&iph->saddr, size, 0);
 183                 } else if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 184                         struct ipv6hdr *ipv6hdr;
 185
 186                         ipv6hdr = (struct ipv6hdr *) skb_network_header(skb);
 187                         hash = jhash2((const u32 *)&ipv6hdr->saddr,
 188                                       (sizeof(struct in6_addr) * 2) / sizeof(u32), 0);
 189                 } else {
 190                         pr_warn_once("LISP inner protocol is not IP when "
 191                                      "calculating hash.\n");
 192                 }
 193         }
 194
 195         inet_get_local_port_range(net, &low, &high);
 196         range = (high - low) + 1;
 197         return (((u64) hash * range) >> 32) + low;
 198 }
 199
 200 static void lisp_build_header(struct sk_buff *skb)
 201 {
 202         struct lisphdr *lisph;
 203         const struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key;
 204
 205         tun_key = &OVS_CB(skb)->egress_tun_info->tunnel;
 206
 207         lisph = (struct lisphdr *)__skb_push(skb, sizeof(struct lisphdr));
 208         lisph->nonce_present = 0;       /* We don't support echo nonce algorithm */
 209         lisph->locator_status_bits_present = 1; /* Set LSB */
 210         lisph->solicit_echo_nonce = 0;  /* No echo noncing */
 211         lisph->map_version_present = 0; /* No mapping versioning, nonce instead */
 212         lisph->instance_id_present = 1; /* Store the tun_id as Instance ID  */
 213         lisph->reserved_flags = 0;      /* Reserved flags, set to 0  */
 214
 215         lisph->u1.nonce[0] = 0;
 216         lisph->u1.nonce[1] = 0;
 217         lisph->u1.nonce[2] = 0;
 218
 219         tunnel_id_to_instance_id(tun_key->tun_id, &lisph->u2.word2.instance_id[0]);
 220         lisph->u2.word2.locator_status_bits = 1;
 221 }
 222
 223 /* Called with rcu_read_lock and BH disabled. */
 224 static int lisp_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 225 {
 226         struct lisp_port *lisp_port;
 227         struct lisphdr *lisph;
 228         struct iphdr *iph, *inner_iph;
 229         struct ovs_tunnel_info tun_info;
 230         __be64 key;
 231         struct ethhdr *ethh;
 232         __be16 protocol;
 233
 234         lisp_port = rcu_dereference_sk_user_data(sk);
 235         if (unlikely(!lisp_port))
 236                 goto error;
 237
 238         if (iptunnel_pull_header(skb, LISP_HLEN, 0))
 239                 goto error;
 240
 241         lisph = lisp_hdr(skb);
 242
 243         if (lisph->instance_id_present != 1)
 244                 key = 0;
 245         else
 246                 key = instance_id_to_tunnel_id(&lisph->u2.word2.instance_id[0]);
 247
 248         /* Save outer tunnel values */
 249         iph = ip_hdr(skb);
 250         ovs_flow_tun_info_init(&tun_info, iph,
 251                                udp_hdr(skb)->source, udp_hdr(skb)->dest,
 252                                key, TUNNEL_KEY, NULL, 0);
 253
 254         /* Drop non-IP inner packets */
 255         inner_iph = (struct iphdr *)(lisph + 1);
 256         switch (inner_iph->version) {
 257         case 4:
 258                 protocol = htons(ETH_P_IP);
 259                 break;
 260         case 6:
 261                 protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 262                 break;
 263         default:
 264                 goto error;
 265         }
 266         skb->protocol = protocol;
 267
 268         /* Add Ethernet header */
 269         ethh = (struct ethhdr *)skb_push(skb, ETH_HLEN);
 270         memset(ethh, 0, ETH_HLEN);
 271         ethh->h_dest[0] = 0x02;
 272         ethh->h_source[0] = 0x02;
 273         ethh->h_proto = protocol;
 274
 275         ovs_skb_postpush_rcsum(skb, skb->data, ETH_HLEN);
 276
 277         ovs_vport_receive(vport_from_priv(lisp_port), skb, &tun_info);
 278         goto out;
 279
 280 error:
 281         kfree_skb(skb);
 282 out:
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 static int lisp_socket_init(struct lisp_port *lisp_port, struct net *net)
 287 {
 288         struct udp_port_cfg udp_conf;
 289         struct udp_tunnel_sock_cfg tunnel_cfg;
 290         int err;
 291
 292         memset(&udp_conf, 0, sizeof(udp_conf));
 293
 294         udp_conf.family = AF_INET;
 295         udp_conf.local_ip.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 296         udp_conf.local_udp_port = lisp_port->dst_port;
 297
 298         err = udp_sock_create(net, &udp_conf, &lisp_port->lisp_rcv_socket);
 299         if (err < 0) {
 300                 pr_warn("cannot register lisp protocol handler: %d\n", err);
 301                 return err;
 302         }
 303
 304         tunnel_cfg.sk_user_data = lisp_port;
 305         tunnel_cfg.encap_type = 1;
 306         tunnel_cfg.encap_rcv = lisp_rcv;
 307         tunnel_cfg.encap_destroy = NULL;
 308
 309         setup_udp_tunnel_sock(net, lisp_port->lisp_rcv_socket, &tunnel_cfg);
 310
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 static int lisp_get_options(const struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 315 {
 316         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 317
 318         if (nla_put_u16(skb, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT, ntohs(lisp_port->dst_port)))
 319                 return -EMSGSIZE;
 320         return 0;
 321 }
 322
 323 static void lisp_tnl_destroy(struct vport *vport)
 324 {
 325         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 326
 327         list_del_rcu(&lisp_port->list);
 328         udp_tunnel_sock_release(lisp_port->lisp_rcv_socket);
 329         ovs_vport_deferred_free(vport);
 330 }
 331
 332 static struct vport *lisp_tnl_create(const struct vport_parms *parms)
 333 {
 334         struct net *net = ovs_dp_get_net(parms->dp);
 335         struct nlattr *options = parms->options;
 336         struct lisp_port *lisp_port;
 337         struct vport *vport;
 338         struct nlattr *a;
 339         int err;
 340         u16 dst_port;
 341
 342         if (!options) {
 343                 err = -EINVAL;
 344                 goto error;
 345         }
 346
 347         a = nla_find_nested(options, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT);
 348         if (a && nla_len(a) == sizeof(u16)) {
 349                 dst_port = nla_get_u16(a);
 350         } else {
 351                 /* Require destination port from userspace. */
 352                 err = -EINVAL;
 353                 goto error;
 354         }
 355
 356         /* Verify if we already have a socket created for this port */
 357         if (lisp_find_port(net, htons(dst_port))) {
 358                 err = -EEXIST;
 359                 goto error;
 360         }
 361
 362         vport = ovs_vport_alloc(sizeof(struct lisp_port),
 363                                 &ovs_lisp_vport_ops, parms);
 364         if (IS_ERR(vport))
 365                 return vport;
 366
 367         lisp_port = lisp_vport(vport);
 368         lisp_port->dst_port = htons(dst_port);
 369         strncpy(lisp_port->name, parms->name, IFNAMSIZ);
 370
 371         err = lisp_socket_init(lisp_port, net);
 372         if (err)
 373                 goto error_free;
 374
 375         list_add_tail_rcu(&lisp_port->list, &lisp_ports);
 376         return vport;
 377
 378 error_free:
 379         ovs_vport_free(vport);
 380 error:
 381         return ERR_PTR(err);
 382 }
 383
 384 static int lisp_send(struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 385 {
 386         struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key;
 387         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 388         struct net *net = ovs_dp_get_net(vport->dp);
 389         int network_offset = skb_network_offset(skb);
 390         struct rtable *rt;
 391         int min_headroom;
 392         __be32 saddr;
 393         __be16 src_port, dst_port;
 394         __be16 df;
 395         int sent_len;
 396         int err;
 397
 398         if (unlikely(!OVS_CB(skb)->egress_tun_info)) {
 399                 err = -EINVAL;
 400                 goto error;
 401         }
 402
 403         tun_key = &OVS_CB(skb)->egress_tun_info->tunnel;
 404
 405         if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP) &&
 406             skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6)) {
 407                 err = 0;
 408                 goto error;
 409         }
 410
 411         /* Route lookup */
 412         saddr = tun_key->ipv4_src;
 413         rt = find_route(ovs_dp_get_net(vport->dp),
 414                         &saddr, tun_key->ipv4_dst,
 415                         IPPROTO_UDP, tun_key->ipv4_tos,
 416                         skb->mark);
 417         if (IS_ERR(rt)) {
 418                 err = PTR_ERR(rt);
 419                 goto error;
 420         }
 421
 422         min_headroom = LL_RESERVED_SPACE(rt_dst(rt).dev) + rt_dst(rt).header_len
 423                         + sizeof(struct iphdr) + LISP_HLEN;
 424
 425         if (skb_headroom(skb) < min_headroom || skb_header_cloned(skb)) {
 426                 int head_delta = SKB_DATA_ALIGN(min_headroom -
 427                                                 skb_headroom(skb) +
 428                                                 16);
 429
 430                 err = pskb_expand_head(skb, max_t(int, head_delta, 0),
 431                                         0, GFP_ATOMIC);
 432                 if (unlikely(err))
 433                         goto err_free_rt;
 434         }
 435
 436         /* Reset l2 headers. */
 437         skb_pull(skb, network_offset);
 438         skb_reset_mac_header(skb);
 439         vlan_set_tci(skb, 0);
 440
 441         skb = udp_tunnel_handle_offloads(skb, false, false);
 442         if (IS_ERR(skb)) {
 443                 err = PTR_ERR(skb);
 444                 skb = NULL;
 445                 goto err_free_rt;
 446         }
 447
 448         src_port = htons(get_src_port(net, skb));
 449         dst_port = lisp_port->dst_port;
 450
 451         lisp_build_header(skb);
 452
 453         skb->ignore_df = 1;
 454
 455         ovs_skb_set_inner_protocol(skb, skb->protocol);
 456
 457         df = tun_key->tun_flags & TUNNEL_DONT_FRAGMENT ? htons(IP_DF) : 0;
 458         sent_len = udp_tunnel_xmit_skb(rt, skb, saddr, tun_key->ipv4_dst,
 459                                        tun_key->ipv4_tos, tun_key->ipv4_ttl,
 460                                        df, src_port, dst_port, false, true);
 461
 462         return sent_len > 0 ? sent_len + network_offset : sent_len;
 463
 464 err_free_rt:
 465         ip_rt_put(rt);
 466 error:
 467         kfree_skb(skb);
 468         return err;
 469 }
 470
 471 static const char *lisp_get_name(const struct vport *vport)
 472 {
 473         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 474         return lisp_port->name;
 475 }
 476
 477 static int lisp_get_egress_tun_info(struct vport *vport, struct sk_buff *skb,
 478                                     struct ovs_tunnel_info *egress_tun_info)
 479 {
 480         struct net *net = ovs_dp_get_net(vport->dp);
 481         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 482
 483         if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP) &&
 484             skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6)) {
 485                 return -EINVAL;
 486         }
 487
 488         /*
 489          * Get tp_src and tp_dst, refert to lisp_build_header().
 490          */
 491         return ovs_tunnel_get_egress_info(egress_tun_info, net,
 492                                           OVS_CB(skb)->egress_tun_info,
 493                                           IPPROTO_UDP, skb->mark,
 494                                           htons(get_src_port(net, skb)),
 495                                           lisp_port->dst_port);
 496 }
 497
 498 static struct vport_ops ovs_lisp_vport_ops = {
 499         .type                   = OVS_VPORT_TYPE_LISP,
 500         .create                 = lisp_tnl_create,
 501         .destroy                = lisp_tnl_destroy,
 502         .get_name               = lisp_get_name,
 503         .get_options            = lisp_get_options,
 504         .send                   = lisp_send,
 505         .get_egress_tun_info    = lisp_get_egress_tun_info,
 506         .owner                  = THIS_MODULE,
 507 };
 508
 509 static int __init ovs_lisp_tnl_init(void)
 510 {
 511         return ovs_vport_ops_register(&ovs_lisp_vport_ops);
 512 }
 513
 514 static void __exit ovs_lisp_tnl_exit(void)
 515 {
 516         ovs_vport_ops_unregister(&ovs_lisp_vport_ops);
 517 }
 518
 519 module_init(ovs_lisp_tnl_init);
 520 module_exit(ovs_lisp_tnl_exit);
 521
 522 MODULE_DESCRIPTION("OVS: LISP switching port");
 523 MODULE_LICENSE("GPL");
 524 MODULE_ALIAS("vport-type-105");