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, key, TUNNEL_KEY, NULL, 0);
 250
 251         /* Drop non-IP inner packets */
 252         inner_iph = (struct iphdr *)(lisph + 1);
 253         switch (inner_iph->version) {
 254         case 4:
 255                 protocol = htons(ETH_P_IP);
 256                 break;
 257         case 6:
 258                 protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 259                 break;
 260         default:
 261                 goto error;
 262         }
 263         skb->protocol = protocol;
 264
 265         /* Add Ethernet header */
 266         ethh = (struct ethhdr *)skb_push(skb, ETH_HLEN);
 267         memset(ethh, 0, ETH_HLEN);
 268         ethh->h_dest[0] = 0x02;
 269         ethh->h_source[0] = 0x02;
 270         ethh->h_proto = protocol;
 271
 272         ovs_skb_postpush_rcsum(skb, skb->data, ETH_HLEN);
 273
 274         ovs_vport_receive(vport_from_priv(lisp_port), skb, &tun_info);
 275         goto out;
 276
 277 error:
 278         kfree_skb(skb);
 279 out:
 280         return 0;
 281 }
 282
 283 /* Arbitrary value.  Irrelevant as long as it's not 0 since we set the handler. */
 284 #define UDP_ENCAP_LISP 1
 285 static int lisp_socket_init(struct lisp_port *lisp_port, struct net *net)
 286 {
 287         struct sockaddr_in sin;
 288         int err;
 289
 290         err = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0,
 291                                &lisp_port->lisp_rcv_socket);
 292         if (err)
 293                 goto error;
 294
 295         /* release net ref. */
 296         sk_change_net(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk, net);
 297
 298         sin.sin_family = AF_INET;
 299         sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 300         sin.sin_port = lisp_port->dst_port;
 301
 302         err = kernel_bind(lisp_port->lisp_rcv_socket, (struct sockaddr *)&sin,
 303                           sizeof(struct sockaddr_in));
 304         if (err)
 305                 goto error_sock;
 306
 307         udp_sk(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk)->encap_type = UDP_ENCAP_LISP;
 308         udp_sk(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk)->encap_rcv = lisp_rcv;
 309
 310         udp_encap_enable();
 311
 312         return 0;
 313
 314 error_sock:
 315         sk_release_kernel(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk);
 316 error:
 317         pr_warn("cannot register lisp protocol handler: %d\n", err);
 318         return err;
 319 }
 320
 321 static int lisp_get_options(const struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 322 {
 323         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 324
 325         if (nla_put_u16(skb, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT, ntohs(lisp_port->dst_port)))
 326                 return -EMSGSIZE;
 327         return 0;
 328 }
 329
 330 static void lisp_tnl_destroy(struct vport *vport)
 331 {
 332         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 333
 334         list_del_rcu(&lisp_port->list);
 335         /* Release socket */
 336         sk_release_kernel(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk);
 337
 338         ovs_vport_deferred_free(vport);
 339 }
 340
 341 static struct vport *lisp_tnl_create(const struct vport_parms *parms)
 342 {
 343         struct net *net = ovs_dp_get_net(parms->dp);
 344         struct nlattr *options = parms->options;
 345         struct lisp_port *lisp_port;
 346         struct vport *vport;
 347         struct nlattr *a;
 348         int err;
 349         u16 dst_port;
 350
 351         if (!options) {
 352                 err = -EINVAL;
 353                 goto error;
 354         }
 355
 356         a = nla_find_nested(options, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT);
 357         if (a && nla_len(a) == sizeof(u16)) {
 358                 dst_port = nla_get_u16(a);
 359         } else {
 360                 /* Require destination port from userspace. */
 361                 err = -EINVAL;
 362                 goto error;
 363         }
 364
 365         /* Verify if we already have a socket created for this port */
 366         if (lisp_find_port(net, htons(dst_port))) {
 367                 err = -EEXIST;
 368                 goto error;
 369         }
 370
 371         vport = ovs_vport_alloc(sizeof(struct lisp_port),
 372                                 &ovs_lisp_vport_ops, parms);
 373         if (IS_ERR(vport))
 374                 return vport;
 375
 376         lisp_port = lisp_vport(vport);
 377         lisp_port->dst_port = htons(dst_port);
 378         strncpy(lisp_port->name, parms->name, IFNAMSIZ);
 379
 380         err = lisp_socket_init(lisp_port, net);
 381         if (err)
 382                 goto error_free;
 383
 384         list_add_tail_rcu(&lisp_port->list, &lisp_ports);
 385         return vport;
 386
 387 error_free:
 388         ovs_vport_free(vport);
 389 error:
 390         return ERR_PTR(err);
 391 }
 392
 393 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(3,12,0)
 394
 395 static void lisp_fix_segment(struct sk_buff *skb)
 396 {
 397         struct udphdr *udph = udp_hdr(skb);
 398
 399         udph->len = htons(skb->len - skb_transport_offset(skb));
 400 }
 401
 402 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 403 {
 404         if (skb_is_gso(skb))
 405                 OVS_GSO_CB(skb)->fix_segment = lisp_fix_segment;
 406         else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 407                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 408         return 0;
 409 }
 410 #else
 411 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 412 {
 413         if (skb->encapsulation && skb_is_gso(skb)) {
 414                 kfree_skb(skb);
 415                 return -ENOSYS;
 416         }
 417
 418         if (skb_is_gso(skb)) {
 419                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 420                 if (unlikely(err))
 421                         return err;
 422
 423                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 424         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 425                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 426
 427         skb->encapsulation = 1;
 428         return 0;
 429 }
 430 #endif
 431
 432 static int lisp_send(struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 433 {
 434         struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key;
 435         int network_offset = skb_network_offset(skb);
 436         struct rtable *rt;
 437         int min_headroom;
 438         __be32 saddr;
 439         __be16 df;
 440         int sent_len;
 441         int err;
 442
 443         if (unlikely(!OVS_CB(skb)->egress_tun_info))
 444                 return -EINVAL;
 445
 446         tun_key = &OVS_CB(skb)->egress_tun_info->tunnel;
 447
 448         if (skb->protocol != htons(ETH_P_IP) &&
 449             skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6)) {
 450                 kfree_skb(skb);
 451                 return 0;
 452         }
 453
 454         /* Route lookup */
 455         saddr = tun_key->ipv4_src;
 456         rt = find_route(ovs_dp_get_net(vport->dp),
 457                         &saddr, tun_key->ipv4_dst,
 458                         IPPROTO_UDP, tun_key->ipv4_tos,
 459                         skb->mark);
 460         if (IS_ERR(rt)) {
 461                 err = PTR_ERR(rt);
 462                 goto error;
 463         }
 464
 465         min_headroom = LL_RESERVED_SPACE(rt_dst(rt).dev) + rt_dst(rt).header_len
 466                         + sizeof(struct iphdr) + LISP_HLEN;
 467
 468         if (skb_headroom(skb) < min_headroom || skb_header_cloned(skb)) {
 469                 int head_delta = SKB_DATA_ALIGN(min_headroom -
 470                                                 skb_headroom(skb) +
 471                                                 16);
 472
 473                 err = pskb_expand_head(skb, max_t(int, head_delta, 0),
 474                                         0, GFP_ATOMIC);
 475                 if (unlikely(err))
 476                         goto err_free_rt;
 477         }
 478
 479         /* Reset l2 headers. */
 480         skb_pull(skb, network_offset);
 481         skb_reset_mac_header(skb);
 482         vlan_set_tci(skb, 0);
 483
 484         skb_reset_inner_headers(skb);
 485
 486         __skb_push(skb, LISP_HLEN);
 487         skb_reset_transport_header(skb);
 488
 489         lisp_build_header(vport, skb);
 490
 491         /* Offloading */
 492         err = handle_offloads(skb);
 493         if (err)
 494                 goto err_free_rt;
 495
 496         skb->local_df = 1;
 497
 498         df = tun_key->tun_flags & TUNNEL_DONT_FRAGMENT ? htons(IP_DF) : 0;
 499         sent_len = iptunnel_xmit(rt, skb,
 500                              saddr, tun_key->ipv4_dst,
 501                              IPPROTO_UDP, tun_key->ipv4_tos,
 502                              tun_key->ipv4_ttl, df, false);
 503
 504         return sent_len > 0 ? sent_len + network_offset : sent_len;
 505
 506 err_free_rt:
 507         ip_rt_put(rt);
 508 error:
 509         return err;
 510 }
 511
 512 static const char *lisp_get_name(const struct vport *vport)
 513 {
 514         struct lisp_port *lisp_port = lisp_vport(vport);
 515         return lisp_port->name;
 516 }
 517
 518 const struct vport_ops ovs_lisp_vport_ops = {
 519         .type           = OVS_VPORT_TYPE_LISP,
 520         .create         = lisp_tnl_create,
 521         .destroy        = lisp_tnl_destroy,
 522         .get_name       = lisp_get_name,
 523         .get_options    = lisp_get_options,
 524         .send           = lisp_send,
 525 };