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/rculist.h>
  28 #include <linux/udp.h>
  29
  30 #include <net/icmp.h>
  31 #include <net/ip.h>
  32 #include <net/route.h>
  33 #include <net/udp.h>
  34 #include <net/xfrm.h>
  35
  36 #include "datapath.h"
  37 #include "gso.h"
  38 #include "vport.h"
  39
  40 /*
  41  *  LISP encapsulation header:
  42  *
  43  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  44  *  |N|L|E|V|I|flags|            Nonce/Map-Version                  |
  45  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  46  *  |                 Instance ID/Locator Status Bits               |
  47  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  48  *
  49  */
  50
  51 /**
  52  * struct lisphdr - LISP header
  53  * @nonce_present: Flag indicating the presence of a 24 bit nonce value.
  54  * @locator_status_bits_present: Flag indicating the presence of Locator Status
  55  *                               Bits (LSB).
  56  * @solicit_echo_nonce: Flag indicating the use of the echo noncing mechanism.
  57  * @map_version_present: Flag indicating the use of mapping versioning.
  58  * @instance_id_present: Flag indicating the presence of a 24 bit Instance ID.
  59  * @reserved_flags: 3 bits reserved for future flags.
  60  * @nonce: 24 bit nonce value.
  61  * @map_version: 24 bit mapping version.
  62  * @locator_status_bits: Locator Status Bits: 32 bits when instance_id_present
  63  *                       is not set, 8 bits when it is.
  64  * @instance_id: 24 bit Instance ID
  65  */
  66 struct lisphdr {
  67 #ifdef __LITTLE_ENDIAN_BITFIELD
  68         __u8 reserved_flags:3;
  69         __u8 instance_id_present:1;
  70         __u8 map_version_present:1;
  71         __u8 solicit_echo_nonce:1;
  72         __u8 locator_status_bits_present:1;
  73         __u8 nonce_present:1;
  74 #else
  75         __u8 nonce_present:1;
  76         __u8 locator_status_bits_present:1;
  77         __u8 solicit_echo_nonce:1;
  78         __u8 map_version_present:1;
  79         __u8 instance_id_present:1;
  80         __u8 reserved_flags:3;
  81 #endif
  82         union {
  83                 __u8 nonce[3];
  84                 __u8 map_version[3];
  85         } u1;
  86         union {
  87                 __be32 locator_status_bits;
  88                 struct {
  89                         __u8 instance_id[3];
  90                         __u8 locator_status_bits;
  91                 } word2;
  92         } u2;
  93 };
  94
  95 #define LISP_HLEN (sizeof(struct udphdr) + sizeof(struct lisphdr))
  96
  97 /**
  98  * struct lisp_port - Keeps track of open UDP ports
  99  * @dst_port: lisp UDP port no.
 100  * @list: list element in @lisp_ports.
 101  * @lisp_rcv_socket: The socket created for this port number.
 102  * @name: vport name.
 103  */
 104 struct lisp_port {
 105         __be16 dst_port;
 106         struct list_head list;
 107         struct socket *lisp_rcv_socket;
 108         char name[IFNAMSIZ];
 109 };
 110
 111 static LIST_HEAD(lisp_ports);
 112
 113 static inline struct lisp_port *lisp_vport(const struct vport *vport)
 114 {
 115         return vport_priv(vport);
 116 }
 117
 118 static struct lisp_port *lisp_find_port(struct net *net, __be16 port)
 119 {
 120         struct lisp_port *lisp_port;
 121
 122         list_for_each_entry_rcu(lisp_port, &lisp_ports, list) {
 123                 if (lisp_port->dst_port == port &&
 124                         net_eq(sock_net(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk), net))
 125                         return lisp_port;
 126         }
 127
 128         return NULL;
 129 }
 130
 131 static inline struct lisphdr *lisp_hdr(const struct sk_buff *skb)
 132 {
 133         return (struct lisphdr *)(udp_hdr(skb) + 1);
 134 }
 135
 136 /* Convert 64 bit tunnel ID to 24 bit Instance ID. */
 137 static void tunnel_id_to_instance_id(__be64 tun_id, __u8 *iid)
 138 {
 139
 140 #ifdef __BIG_ENDIAN
 141         iid[0] = (__force __u8)(tun_id >> 16);
 142         iid[1] = (__force __u8)(tun_id >> 8);
 143         iid[2] = (__force __u8)tun_id;
 144 #else
 145         iid[0] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 40);
 146         iid[1] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 48);
 147         iid[2] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 56);
 148 #endif
 149 }
 150
 151 /* Convert 24 bit Instance ID to 64 bit tunnel ID. */
 152 static __be64 instance_id_to_tunnel_id(__u8 *iid)
 153 {
 154 #ifdef __BIG_ENDIAN
 155         return (iid[0] << 16) | (iid[1] << 8) | iid[2];
 156 #else
 157         return (__force __be64)(((__force u64)iid[0] << 40) |
 158                                 ((__force u64)iid[1] << 48) |
 159                                 ((__force u64)iid[2] << 56));
 160 #endif
 161 }
 162
 163 /* Compute source UDP port for outgoing packet.
 164  * Currently we use the flow hash.
 165  */
 166 static u16 get_src_port(struct net *net, struct sk_buff *skb)
 167 {
 168         u32 hash = skb_get_hash(skb);
 169         unsigned int range;
 170         int high;
 171         int low;
 172
 173         if (!hash) {
 174                 struct sw_flow_key *pkt_key = OVS_CB(skb)->pkt_key;
 175
 176                 if (skb->protocol == htons(ETH_P_IP))
 177                         hash = jhash2((const u32 *)&pkt_key->ipv4.addr,
 178                                    sizeof(pkt_key->ipv4.addr) / sizeof(u32), 0);
 179                 else if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6))
 180                         hash = jhash2((const u32 *)&pkt_key->ipv6.addr,
 181                                    sizeof(pkt_key->ipv6.addr) / sizeof(u32), 0);
 182                 else
 183                         pr_warn_once("LISP inner protocol is not IP when "
 184                                      "calculating hash.\n");
 185         }
 186
 187         inet_get_local_port_range(net, &low, &high);
 188         range = (high - low) + 1;
 189         return (((u64) hash * range) >> 32) + low;
 190 }
 191
 192 static void lisp_build_header(const struct vport *vport,
 193                               struct sk_buff *skb)
 194 {
 195         struct net *net = ovs_dp_get_net(vport->dp);
 196         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 197         struct udphdr *udph = udp_hdr(skb);
 198         struct lisphdr *lisph = (struct lisphdr *)(udph + 1);
 199         const struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key;
 200
 201         tun_key = &OVS_CB(skb)->egress_tun_info->tunnel;
 202         udph->dest = lisp_port->dst_port;
 203         udph->source = htons(get_src_port(net, skb));
 204         udph->check = 0;
 205         udph->len = htons(skb->len - skb_transport_offset(skb));
 206
 207         lisph->nonce_present = 0;       /* We don't support echo nonce algorithm */
 208         lisph->locator_status_bits_present = 1; /* Set LSB */
 209         lisph->solicit_echo_nonce = 0;  /* No echo noncing */
 210         lisph->map_version_present = 0; /* No mapping versioning, nonce instead */
 211         lisph->instance_id_present = 1; /* Store the tun_id as Instance ID  */
 212         lisph->reserved_flags = 0;      /* Reserved flags, set to 0  */
 213
 214         lisph->u1.nonce[0] = 0;
 215         lisph->u1.nonce[1] = 0;
 216         lisph->u1.nonce[2] = 0;
 217
 218         tunnel_id_to_instance_id(tun_key->tun_id, &lisph->u2.word2.instance_id[0]);
 219         lisph->u2.word2.locator_status_bits = 1;
 220 }
 221
 222 /* Called with rcu_read_lock and BH disabled. */
 223 static int lisp_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 224 {
 225         struct lisp_port *lisp_port;
 226         struct lisphdr *lisph;
 227         struct iphdr *iph, *inner_iph;
 228         struct ovs_tunnel_info tun_info;
 229         __be64 key;
 230         struct ethhdr *ethh;
 231         __be16 protocol;
 232
 233         lisp_port = lisp_find_port(dev_net(skb->dev), udp_hdr(skb)->dest);
 234         if (unlikely(!lisp_port))
 235                 goto error;
 236
 237         if (iptunnel_pull_header(skb, LISP_HLEN, 0))
 238                 goto error;
 239
 240         lisph = lisp_hdr(skb);
 241
 242         if (lisph->instance_id_present != 1)
 243                 key = 0;
 244         else
 245                 key = instance_id_to_tunnel_id(&lisph->u2.word2.instance_id[0]);
 246
 247         /* Save outer tunnel values */
 248         iph = ip_hdr(skb);
 249         ovs_flow_tun_info_init(&tun_info, iph,
 250                                udp_hdr(skb)->source, udp_hdr(skb)->dest,
 251                                key, TUNNEL_KEY, NULL, 0);
 252
 253         /* Drop non-IP inner packets */
 254         inner_iph = (struct iphdr *)(lisph + 1);
 255         switch (inner_iph->version) {
 256         case 4:
 257                 protocol = htons(ETH_P_IP);
 258                 break;
 259         case 6:
 260                 protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 261                 break;
 262         default:
 263                 goto error;
 264         }
 265         skb->protocol = protocol;
 266
 267         /* Add Ethernet header */
 268         ethh = (struct ethhdr *)skb_push(skb, ETH_HLEN);
 269         memset(ethh, 0, ETH_HLEN);
 270         ethh->h_dest[0] = 0x02;
 271         ethh->h_source[0] = 0x02;
 272         ethh->h_proto = protocol;
 273
 274         ovs_skb_postpush_rcsum(skb, skb->data, ETH_HLEN);
 275
 276         ovs_vport_receive(vport_from_priv(lisp_port), skb, &tun_info);
 277         goto out;
 278
 279 error:
 280         kfree_skb(skb);
 281 out:
 282         return 0;
 283 }
 284
 285 /* Arbitrary value.  Irrelevant as long as it's not 0 since we set the handler. */
 286 #define UDP_ENCAP_LISP 1
 287 static int lisp_socket_init(struct lisp_port *lisp_port, struct net *net)
 288 {
 289         struct sockaddr_in sin;
 290         int err;
 291
 292         err = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0,
 293                                &lisp_port->lisp_rcv_socket);
 294         if (err)
 295                 goto error;
 296
 297         /* release net ref. */
 298         sk_change_net(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk, net);
 299
 300         sin.sin_family = AF_INET;
 301         sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 302         sin.sin_port = lisp_port->dst_port;
 303
 304         err = kernel_bind(lisp_port->lisp_rcv_socket, (struct sockaddr *)&sin,
 305                           sizeof(struct sockaddr_in));
 306         if (err)
 307                 goto error_sock;
 308
 309         udp_sk(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk)->encap_type = UDP_ENCAP_LISP;
 310         udp_sk(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk)->encap_rcv = lisp_rcv;
 311
 312         udp_encap_enable();
 313
 314         return 0;
 315
 316 error_sock:
 317         sk_release_kernel(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk);
 318 error:
 319         pr_warn("cannot register lisp protocol handler: %d\n", err);
 320         return err;
 321 }
 322
 323 static int lisp_get_options(const struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 324 {
 325         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 326
 327         if (nla_put_u16(skb, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT, ntohs(lisp_port->dst_port)))
 328                 return -EMSGSIZE;
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 static void lisp_tnl_destroy(struct vport *vport)
 333 {
 334         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 335
 336         list_del_rcu(&lisp_port->list);
 337         /* Release socket */
 338         sk_release_kernel(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk);
 339
 340         ovs_vport_deferred_free(vport);
 341 }
 342
 343 static struct vport *lisp_tnl_create(const struct vport_parms *parms)
 344 {
 345         struct net *net = ovs_dp_get_net(parms->dp);
 346         struct nlattr *options = parms->options;
 347         struct lisp_port *lisp_port;
 348         struct vport *vport;
 349         struct nlattr *a;
 350         int err;
 351         u16 dst_port;
 352
 353         if (!options) {
 354                 err = -EINVAL;
 355                 goto error;
 356         }
 357
 358         a = nla_find_nested(options, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT);
 359         if (a && nla_len(a) == sizeof(u16)) {
 360                 dst_port = nla_get_u16(a);
 361         } else {
 362                 /* Require destination port from userspace. */
 363                 err = -EINVAL;
 364                 goto error;
 365         }
 366
 367         /* Verify if we already have a socket created for this port */
 368         if (lisp_find_port(net, htons(dst_port))) {
 369                 err = -EEXIST;
 370                 goto error;
 371         }
 372
 373         vport = ovs_vport_alloc(sizeof(struct lisp_port),
 374                                 &ovs_lisp_vport_ops, parms);
 375         if (IS_ERR(vport))
 376                 return vport;
 377
 378         lisp_port = lisp_vport(vport);
 379         lisp_port->dst_port = htons(dst_port);
 380         strncpy(lisp_port->name, parms->name, IFNAMSIZ);
 381
 382         err = lisp_socket_init(lisp_port, net);
 383         if (err)
 384                 goto error_free;
 385
 386         list_add_tail_rcu(&lisp_port->list, &lisp_ports);
 387         return vport;
 388
 389 error_free:
 390         ovs_vport_free(vport);
 391 error:
 392         return ERR_PTR(err);
 393 }
 394
 395 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(3,12,0)
 396
 397 static void lisp_fix_segment(struct sk_buff *skb)
 398 {
 399         struct udphdr *udph = udp_hdr(skb);
 400
 401         udph->len = htons(skb->len - skb_transport_offset(skb));
 402 }
 403
 404 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 405 {
 406         if (skb_is_gso(skb))
 407                 OVS_GSO_CB(skb)->fix_segment = lisp_fix_segment;
 408         else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 409                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 410         return 0;
 411 }
 412 #else
 413 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 414 {
 415         if (skb->encapsulation && skb_is_gso(skb)) {
 416                 kfree_skb(skb);
 417                 return -ENOSYS;
 418         }
 419
 420         if (skb_is_gso(skb)) {
 421                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 422                 if (unlikely(err))
 423                         return err;
 424
 425                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 426         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 427                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 428
 429         skb->encapsulation = 1;
 430         return 0;
 431 }
 432 #endif
 433
 434 static int lisp_send(struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 435 {
 436         struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key;
 437         int network_offset = skb_network_offset(skb);
 438         struct rtable *rt;
 439         int min_headroom;
 440         __be32 saddr;
 441         __be16 df;
 442         int sent_len;
 443         int err;
 444
 445         if (unlikely(!OVS_CB(skb)->egress_tun_info))
 446                 return -EINVAL;
 447
 448         tun_key = &OVS_CB(skb)->egress_tun_info->tunnel;
 449
 450         if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP) &&
 451             skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6)) {
 452                 kfree_skb(skb);
 453                 return 0;
 454         }
 455
 456         /* Route lookup */
 457         saddr = tun_key->ipv4_src;
 458         rt = find_route(ovs_dp_get_net(vport->dp),
 459                         &saddr, tun_key->ipv4_dst,
 460                         IPPROTO_UDP, tun_key->ipv4_tos,
 461                         skb->mark);
 462         if (IS_ERR(rt)) {
 463                 err = PTR_ERR(rt);
 464                 goto error;
 465         }
 466
 467         min_headroom = LL_RESERVED_SPACE(rt_dst(rt).dev) + rt_dst(rt).header_len
 468                         + sizeof(struct iphdr) + LISP_HLEN;
 469
 470         if (skb_headroom(skb) < min_headroom || skb_header_cloned(skb)) {
 471                 int head_delta = SKB_DATA_ALIGN(min_headroom -
 472                                                 skb_headroom(skb) +
 473                                                 16);
 474
 475                 err = pskb_expand_head(skb, max_t(int, head_delta, 0),
 476                                         0, GFP_ATOMIC);
 477                 if (unlikely(err))
 478                         goto err_free_rt;
 479         }
 480
 481         /* Reset l2 headers. */
 482         skb_pull(skb, network_offset);
 483         skb_reset_mac_header(skb);
 484         vlan_set_tci(skb, 0);
 485
 486         skb_reset_inner_headers(skb);
 487
 488         __skb_push(skb, LISP_HLEN);
 489         skb_reset_transport_header(skb);
 490
 491         lisp_build_header(vport, skb);
 492
 493         /* Offloading */
 494         err = handle_offloads(skb);
 495         if (err)
 496                 goto err_free_rt;
 497
 498         skb->ignore_df = 1;
 499
 500         df = tun_key->tun_flags & TUNNEL_DONT_FRAGMENT ? htons(IP_DF) : 0;
 501         sent_len = iptunnel_xmit(skb->sk, rt, skb,
 502                              saddr, tun_key->ipv4_dst,
 503                              IPPROTO_UDP, tun_key->ipv4_tos,
 504                              tun_key->ipv4_ttl, df, false);
 505
 506         return sent_len > 0 ? sent_len + network_offset : sent_len;
 507
 508 err_free_rt:
 509         ip_rt_put(rt);
 510 error:
 511         return err;
 512 }
 513
 514 static const char *lisp_get_name(const struct vport *vport)
 515 {
 516         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 517         return lisp_port->name;
 518 }
 519
 520 static int lisp_get_egress_tun_info(struct vport *vport, struct sk_buff *skb,
 521                                     struct ovs_tunnel_info *egress_tun_info)
 522 {
 523         struct net *net = ovs_dp_get_net(vport->dp);
 524         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 525
 526         if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP) &&
 527             skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6)) {
 528                 return -EINVAL;
 529         }
 530
 531         /*
 532          * Get tp_src and tp_dst, refert to lisp_build_header().
 533          */
 534         return ovs_tunnel_get_egress_info(egress_tun_info, net,
 535                                           OVS_CB(skb)->egress_tun_info,
 536                                           IPPROTO_UDP, skb->mark,
 537                                           htons(get_src_port(net, skb)),
 538                                           lisp_port->dst_port);
 539 }
 540
 541 const struct vport_ops ovs_lisp_vport_ops = {
 542         .type                   = OVS_VPORT_TYPE_LISP,
 543         .create                 = lisp_tnl_create,
 544         .destroy                = lisp_tnl_destroy,
 545         .get_name               = lisp_get_name,
 546         .get_options            = lisp_get_options,
 547         .send                   = lisp_send,
 548         .get_egress_tun_info    = lisp_get_egress_tun_info,
 549 };