Merge branches 'misc' and 'sa1111-base' into for-linus
[cascardo/linux.git] / drivers / net / vrf.c
1 /*
2  * vrf.c: device driver to encapsulate a VRF space
3  *
4  * Copyright (c) 2015 Cumulus Networks. All rights reserved.
5  * Copyright (c) 2015 Shrijeet Mukherjee <shm@cumulusnetworks.com>
6  * Copyright (c) 2015 David Ahern <dsa@cumulusnetworks.com>
7  *
8  * Based on dummy, team and ipvlan drivers
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
13  * (at your option) any later version.
14  */
15
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/netdevice.h>
19 #include <linux/etherdevice.h>
20 #include <linux/ip.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/moduleparam.h>
23 #include <linux/netfilter.h>
24 #include <linux/rtnetlink.h>
25 #include <net/rtnetlink.h>
26 #include <linux/u64_stats_sync.h>
27 #include <linux/hashtable.h>
28
29 #include <linux/inetdevice.h>
30 #include <net/arp.h>
31 #include <net/ip.h>
32 #include <net/ip_fib.h>
33 #include <net/ip6_fib.h>
34 #include <net/ip6_route.h>
35 #include <net/route.h>
36 #include <net/addrconf.h>
37 #include <net/l3mdev.h>
38 #include <net/fib_rules.h>
39
40 #define RT_FL_TOS(oldflp4) \
41         ((oldflp4)->flowi4_tos & (IPTOS_RT_MASK | RTO_ONLINK))
42
43 #define DRV_NAME        "vrf"
44 #define DRV_VERSION     "1.0"
45
46 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
47 static bool add_fib_rules = true;
48
49 struct net_vrf {
50         struct rtable __rcu     *rth;
51         struct rtable __rcu     *rth_local;
52         struct rt6_info __rcu   *rt6;
53         struct rt6_info __rcu   *rt6_local;
54         u32                     tb_id;
55 };
56
57 struct pcpu_dstats {
58         u64                     tx_pkts;
59         u64                     tx_bytes;
60         u64                     tx_drps;
61         u64                     rx_pkts;
62         u64                     rx_bytes;
63         u64                     rx_drps;
64         struct u64_stats_sync   syncp;
65 };
66
67 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
68 {
69         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
70
71         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
72         dstats->rx_pkts++;
73         dstats->rx_bytes += len;
74         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
75 }
76
77 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
78 {
79         vrf_dev->stats.tx_errors++;
80         kfree_skb(skb);
81 }
82
83 static struct rtnl_link_stats64 *vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
84                                                  struct rtnl_link_stats64 *stats)
85 {
86         int i;
87
88         for_each_possible_cpu(i) {
89                 const struct pcpu_dstats *dstats;
90                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
91                 unsigned int start;
92
93                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
94                 do {
95                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
96                         tbytes = dstats->tx_bytes;
97                         tpkts = dstats->tx_pkts;
98                         tdrops = dstats->tx_drps;
99                         rbytes = dstats->rx_bytes;
100                         rpkts = dstats->rx_pkts;
101                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
102                 stats->tx_bytes += tbytes;
103                 stats->tx_packets += tpkts;
104                 stats->tx_dropped += tdrops;
105                 stats->rx_bytes += rbytes;
106                 stats->rx_packets += rpkts;
107         }
108         return stats;
109 }
110
111 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
112  * path, similar to loopback handling.
113  */
114 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
115                           struct dst_entry *dst)
116 {
117         int len = skb->len;
118
119         skb_orphan(skb);
120
121         skb_dst_set(skb, dst);
122         skb_dst_force(skb);
123
124         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
125          * once on Tx and again in Rx processing
126          */
127         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
128
129         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
130
131         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
132                 vrf_rx_stats(dev, len);
133         else
134                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
135
136         return NETDEV_TX_OK;
137 }
138
139 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
140 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
141                                            struct net_device *dev)
142 {
143         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
144         struct net *net = dev_net(skb->dev);
145         struct flowi6 fl6 = {
146                 /* needed to match OIF rule */
147                 .flowi6_oif = dev->ifindex,
148                 .flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
149                 .daddr = iph->daddr,
150                 .saddr = iph->saddr,
151                 .flowlabel = ip6_flowinfo(iph),
152                 .flowi6_mark = skb->mark,
153                 .flowi6_proto = iph->nexthdr,
154                 .flowi6_flags = FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
155         };
156         int ret = NET_XMIT_DROP;
157         struct dst_entry *dst;
158         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
159
160         dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
161         if (dst == dst_null)
162                 goto err;
163
164         skb_dst_drop(skb);
165
166         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
167          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
168          * to Rx path using our local dst
169          */
170         if (dst->dev == net->loopback_dev || dst->dev == dev) {
171                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
172                 struct rt6_info *rt6_local;
173
174                 /* release looked up dst and use cached local dst */
175                 dst_release(dst);
176
177                 rcu_read_lock();
178
179                 rt6_local = rcu_dereference(vrf->rt6_local);
180                 if (unlikely(!rt6_local)) {
181                         rcu_read_unlock();
182                         goto err;
183                 }
184
185                 /* Ordering issue: cached local dst is created on newlink
186                  * before the IPv6 initialization. Using the local dst
187                  * requires rt6i_idev to be set so make sure it is.
188                  */
189                 if (unlikely(!rt6_local->rt6i_idev)) {
190                         rt6_local->rt6i_idev = in6_dev_get(dev);
191                         if (!rt6_local->rt6i_idev) {
192                                 rcu_read_unlock();
193                                 goto err;
194                         }
195                 }
196
197                 dst = &rt6_local->dst;
198                 dst_hold(dst);
199
200                 rcu_read_unlock();
201
202                 return vrf_local_xmit(skb, dev, &rt6_local->dst);
203         }
204
205         skb_dst_set(skb, dst);
206
207         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
208         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
209
210         ret = ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
211         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
212                 dev->stats.tx_errors++;
213         else
214                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
215
216         return ret;
217 err:
218         vrf_tx_error(dev, skb);
219         return NET_XMIT_DROP;
220 }
221 #else
222 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
223                                            struct net_device *dev)
224 {
225         vrf_tx_error(dev, skb);
226         return NET_XMIT_DROP;
227 }
228 #endif
229
230 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
231                                            struct net_device *vrf_dev)
232 {
233         struct iphdr *ip4h = ip_hdr(skb);
234         int ret = NET_XMIT_DROP;
235         struct flowi4 fl4 = {
236                 /* needed to match OIF rule */
237                 .flowi4_oif = vrf_dev->ifindex,
238                 .flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
239                 .flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos),
240                 .flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC |
241                                 FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
242                 .daddr = ip4h->daddr,
243         };
244         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
245         struct rtable *rt;
246
247         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
248         if (IS_ERR(rt))
249                 goto err;
250
251         if (rt->rt_type != RTN_UNICAST && rt->rt_type != RTN_LOCAL) {
252                 ip_rt_put(rt);
253                 goto err;
254         }
255
256         skb_dst_drop(skb);
257
258         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
259          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
260          * to Rx path using our local dst
261          */
262         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
263                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
264                 struct rtable *rth_local;
265                 struct dst_entry *dst = NULL;
266
267                 ip_rt_put(rt);
268
269                 rcu_read_lock();
270
271                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
272                 if (likely(rth_local)) {
273                         dst = &rth_local->dst;
274                         dst_hold(dst);
275                 }
276
277                 rcu_read_unlock();
278
279                 if (unlikely(!dst))
280                         goto err;
281
282                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
283         }
284
285         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
286
287         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
288         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
289
290         if (!ip4h->saddr) {
291                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
292                                                RT_SCOPE_LINK);
293         }
294
295         ret = ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
296         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
297                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
298         else
299                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
300
301 out:
302         return ret;
303 err:
304         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
305         goto out;
306 }
307
308 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
309 {
310         switch (skb->protocol) {
311         case htons(ETH_P_IP):
312                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
313         case htons(ETH_P_IPV6):
314                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
315         default:
316                 vrf_tx_error(dev, skb);
317                 return NET_XMIT_DROP;
318         }
319 }
320
321 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
322 {
323         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
324
325         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
326                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
327
328                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
329                 dstats->tx_pkts++;
330                 dstats->tx_bytes += skb->len;
331                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
332         } else {
333                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
334         }
335
336         return ret;
337 }
338
339 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
340 /* modelled after ip6_finish_output2 */
341 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
342                               struct sk_buff *skb)
343 {
344         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
345         struct net_device *dev = dst->dev;
346         struct neighbour *neigh;
347         struct in6_addr *nexthop;
348         int ret;
349
350         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
351         skb->dev = dev;
352
353         rcu_read_lock_bh();
354         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
355         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
356         if (unlikely(!neigh))
357                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
358         if (!IS_ERR(neigh)) {
359                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
360                 rcu_read_unlock_bh();
361                 return ret;
362         }
363         rcu_read_unlock_bh();
364
365         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
366                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
367         kfree_skb(skb);
368         return -EINVAL;
369 }
370
371 /* modelled after ip6_output */
372 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
373 {
374         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
375                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
376                             vrf_finish_output6,
377                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
378 }
379
380 /* holding rtnl */
381 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
382 {
383         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
384         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
385         struct net *net = dev_net(dev);
386         struct dst_entry *dst;
387
388         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
389         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
390         synchronize_rcu();
391
392         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
393          * - based on dst_ifdown
394          */
395         if (rt6) {
396                 dst = &rt6->dst;
397                 dev_put(dst->dev);
398                 dst->dev = net->loopback_dev;
399                 dev_hold(dst->dev);
400                 dst_release(dst);
401         }
402
403         if (rt6_local) {
404                 if (rt6_local->rt6i_idev)
405                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
406
407                 dst = &rt6_local->dst;
408                 dev_put(dst->dev);
409                 dst->dev = net->loopback_dev;
410                 dev_hold(dst->dev);
411                 dst_release(dst);
412         }
413 }
414
415 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
416 {
417         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
418         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
419         struct net *net = dev_net(dev);
420         struct fib6_table *rt6i_table;
421         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
422         int rc = -ENOMEM;
423
424         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
425         if (!ipv6_mod_enabled())
426                 return 0;
427
428         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
429         if (!rt6i_table)
430                 goto out;
431
432         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
433         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
434         if (!rt6)
435                 goto out;
436
437         dst_hold(&rt6->dst);
438
439         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
440         rt6->dst.output = vrf_output6;
441
442         /* create a dst for local routing - packets sent locally
443          * to local address via the VRF device as a loopback
444          */
445         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
446         if (!rt6_local) {
447                 dst_release(&rt6->dst);
448                 goto out;
449         }
450
451         dst_hold(&rt6_local->dst);
452
453         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
454         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
455         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
456         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
457
458         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
459         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
460
461         rc = 0;
462 out:
463         return rc;
464 }
465 #else
466 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
467 {
468 }
469
470 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
471 {
472         return 0;
473 }
474 #endif
475
476 /* modelled after ip_finish_output2 */
477 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
478 {
479         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
480         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
481         struct net_device *dev = dst->dev;
482         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
483         struct neighbour *neigh;
484         u32 nexthop;
485         int ret = -EINVAL;
486
487         /* Be paranoid, rather than too clever. */
488         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
489                 struct sk_buff *skb2;
490
491                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
492                 if (!skb2) {
493                         ret = -ENOMEM;
494                         goto err;
495                 }
496                 if (skb->sk)
497                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
498
499                 consume_skb(skb);
500                 skb = skb2;
501         }
502
503         rcu_read_lock_bh();
504
505         nexthop = (__force u32)rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
506         neigh = __ipv4_neigh_lookup_noref(dev, nexthop);
507         if (unlikely(!neigh))
508                 neigh = __neigh_create(&arp_tbl, &nexthop, dev, false);
509         if (!IS_ERR(neigh))
510                 ret = dst_neigh_output(dst, neigh, skb);
511
512         rcu_read_unlock_bh();
513 err:
514         if (unlikely(ret < 0))
515                 vrf_tx_error(skb->dev, skb);
516         return ret;
517 }
518
519 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
520 {
521         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
522
523         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
524
525         skb->dev = dev;
526         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
527
528         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
529                             net, sk, skb, NULL, dev,
530                             vrf_finish_output,
531                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
532 }
533
534 /* holding rtnl */
535 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
536 {
537         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
538         struct rtable *rth_local = rtnl_dereference(vrf->rth_local);
539         struct net *net = dev_net(dev);
540         struct dst_entry *dst;
541
542         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
543         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth_local, NULL);
544         synchronize_rcu();
545
546         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
547          * - based on dst_ifdown
548          */
549         if (rth) {
550                 dst = &rth->dst;
551                 dev_put(dst->dev);
552                 dst->dev = net->loopback_dev;
553                 dev_hold(dst->dev);
554                 dst_release(dst);
555         }
556
557         if (rth_local) {
558                 dst = &rth_local->dst;
559                 dev_put(dst->dev);
560                 dst->dev = net->loopback_dev;
561                 dev_hold(dst->dev);
562                 dst_release(dst);
563         }
564 }
565
566 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
567 {
568         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
569         struct rtable *rth, *rth_local;
570
571         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
572                 return -ENOMEM;
573
574         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
575         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1, 0);
576         if (!rth)
577                 return -ENOMEM;
578
579         /* create a dst for local ingress routing - packets sent locally
580          * to local address via the VRF device as a loopback
581          */
582         rth_local = rt_dst_alloc(dev, RTCF_LOCAL, RTN_LOCAL, 1, 1, 0);
583         if (!rth_local) {
584                 dst_release(&rth->dst);
585                 return -ENOMEM;
586         }
587
588         rth->dst.output = vrf_output;
589         rth->rt_table_id = vrf->tb_id;
590
591         rth_local->rt_table_id = vrf->tb_id;
592
593         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
594         rcu_assign_pointer(vrf->rth_local, rth_local);
595
596         return 0;
597 }
598
599 /**************************** device handling ********************/
600
601 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
602 static void cycle_netdev(struct net_device *dev)
603 {
604         unsigned int flags = dev->flags;
605         int ret;
606
607         if (!netif_running(dev))
608                 return;
609
610         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP);
611         if (ret >= 0)
612                 ret = dev_change_flags(dev, flags);
613
614         if (ret < 0) {
615                 netdev_err(dev,
616                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
617                            dev->name);
618         }
619 }
620
621 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
622 {
623         int ret;
624
625         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL);
626         if (ret < 0)
627                 return ret;
628
629         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
630         cycle_netdev(port_dev);
631
632         return 0;
633 }
634
635 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
636 {
637         if (netif_is_l3_master(port_dev) || netif_is_l3_slave(port_dev))
638                 return -EINVAL;
639
640         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev);
641 }
642
643 /* inverse of do_vrf_add_slave */
644 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
645 {
646         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
647         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
648
649         cycle_netdev(port_dev);
650
651         return 0;
652 }
653
654 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
655 {
656         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
657 }
658
659 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
660 {
661         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
662         struct net_device *port_dev;
663         struct list_head *iter;
664
665         vrf_rtable_release(dev, vrf);
666         vrf_rt6_release(dev, vrf);
667
668         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
669                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
670
671         free_percpu(dev->dstats);
672         dev->dstats = NULL;
673 }
674
675 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
676 {
677         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
678
679         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
680         if (!dev->dstats)
681                 goto out_nomem;
682
683         /* create the default dst which points back to us */
684         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
685                 goto out_stats;
686
687         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
688                 goto out_rth;
689
690         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
691
692         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
693         dev->mtu = 64 * 1024;
694
695         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
696         dev->operstate = IF_OPER_UP;
697         netdev_lockdep_set_classes(dev);
698         return 0;
699
700 out_rth:
701         vrf_rtable_release(dev, vrf);
702 out_stats:
703         free_percpu(dev->dstats);
704         dev->dstats = NULL;
705 out_nomem:
706         return -ENOMEM;
707 }
708
709 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
710         .ndo_init               = vrf_dev_init,
711         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
712         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
713         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
714         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
715         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
716 };
717
718 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
719 {
720         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
721
722         return vrf->tb_id;
723 }
724
725 static struct rtable *vrf_get_rtable(const struct net_device *dev,
726                                      const struct flowi4 *fl4)
727 {
728         struct rtable *rth = NULL;
729
730         if (!(fl4->flowi4_flags & FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC)) {
731                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
732
733                 rcu_read_lock();
734
735                 rth = rcu_dereference(vrf->rth);
736                 if (likely(rth))
737                         dst_hold(&rth->dst);
738
739                 rcu_read_unlock();
740         }
741
742         return rth;
743 }
744
745 /* called under rcu_read_lock */
746 static int vrf_get_saddr(struct net_device *dev, struct flowi4 *fl4)
747 {
748         struct fib_result res = { .tclassid = 0 };
749         struct net *net = dev_net(dev);
750         u32 orig_tos = fl4->flowi4_tos;
751         u8 flags = fl4->flowi4_flags;
752         u8 scope = fl4->flowi4_scope;
753         u8 tos = RT_FL_TOS(fl4);
754         int rc;
755
756         if (unlikely(!fl4->daddr))
757                 return 0;
758
759         fl4->flowi4_flags |= FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
760         fl4->flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
761         /* make sure oif is set to VRF device for lookup */
762         fl4->flowi4_oif = dev->ifindex;
763         fl4->flowi4_tos = tos & IPTOS_RT_MASK;
764         fl4->flowi4_scope = ((tos & RTO_ONLINK) ?
765                              RT_SCOPE_LINK : RT_SCOPE_UNIVERSE);
766
767         rc = fib_lookup(net, fl4, &res, 0);
768         if (!rc) {
769                 if (res.type == RTN_LOCAL)
770                         fl4->saddr = res.fi->fib_prefsrc ? : fl4->daddr;
771                 else
772                         fib_select_path(net, &res, fl4, -1);
773         }
774
775         fl4->flowi4_flags = flags;
776         fl4->flowi4_tos = orig_tos;
777         fl4->flowi4_scope = scope;
778
779         return rc;
780 }
781
782 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
783 {
784         return 0;
785 }
786
787 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
788                                       struct sk_buff *skb,
789                                       struct net_device *dev)
790 {
791         struct net *net = dev_net(dev);
792
793         nf_reset(skb);
794
795         if (NF_HOOK(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) < 0)
796                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
797
798         return skb;
799 }
800
801 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
802 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
803  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
804  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
805  * a start.
806  */
807 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
808 {
809         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
810         bool rc = false;
811
812         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
813                 const struct icmp6hdr *icmph;
814                 struct icmp6hdr _icmph;
815
816                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
817                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
818                 if (!icmph)
819                         goto out;
820
821                 switch (icmph->icmp6_type) {
822                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
823                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
824                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
825                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
826                 case NDISC_REDIRECT:
827                         rc = true;
828                         break;
829                 }
830         }
831
832 out:
833         return rc;
834 }
835
836 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
837                                              const struct net_device *dev,
838                                              struct flowi6 *fl6,
839                                              int ifindex,
840                                              int flags)
841 {
842         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
843         struct fib6_table *table = NULL;
844         struct rt6_info *rt6;
845
846         rcu_read_lock();
847
848         /* fib6_table does not have a refcnt and can not be freed */
849         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
850         if (likely(rt6))
851                 table = rt6->rt6i_table;
852
853         rcu_read_unlock();
854
855         if (!table)
856                 return NULL;
857
858         return ip6_pol_route(net, table, ifindex, fl6, flags);
859 }
860
861 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
862                               int ifindex)
863 {
864         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
865         struct flowi6 fl6 = {
866                 .daddr          = iph->daddr,
867                 .saddr          = iph->saddr,
868                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
869                 .flowi6_mark    = skb->mark,
870                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
871                 .flowi6_iif     = ifindex,
872         };
873         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
874         struct rt6_info *rt6;
875
876         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex,
877                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
878         if (unlikely(!rt6))
879                 return;
880
881         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
882                 return;
883
884         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
885 }
886
887 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
888                                    struct sk_buff *skb)
889 {
890         int orig_iif = skb->skb_iif;
891         bool need_strict;
892
893         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
894          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
895          */
896         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
897                 skb->dev = vrf_dev;
898                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
899                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
900                 goto out;
901         }
902
903         /* if packet is NDISC or addressed to multicast or link-local
904          * then keep the ingress interface
905          */
906         need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
907         if (!ipv6_ndisc_frame(skb) && !need_strict) {
908                 skb->dev = vrf_dev;
909                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
910
911                 skb_push(skb, skb->mac_len);
912                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
913                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
914
915                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
916         }
917
918         if (need_strict)
919                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
920
921         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
922 out:
923         return skb;
924 }
925
926 #else
927 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
928                                    struct sk_buff *skb)
929 {
930         return skb;
931 }
932 #endif
933
934 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
935                                   struct sk_buff *skb)
936 {
937         skb->dev = vrf_dev;
938         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
939
940         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
941          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
942          */
943         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
944                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
945                 goto out;
946         }
947
948         skb_push(skb, skb->mac_len);
949         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
950         skb_pull(skb, skb->mac_len);
951
952         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
953 out:
954         return skb;
955 }
956
957 /* called with rcu lock held */
958 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
959                                   struct sk_buff *skb,
960                                   u16 proto)
961 {
962         switch (proto) {
963         case AF_INET:
964                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
965         case AF_INET6:
966                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
967         }
968
969         return skb;
970 }
971
972 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
973 static struct dst_entry *vrf_get_rt6_dst(const struct net_device *dev,
974                                          struct flowi6 *fl6)
975 {
976         bool need_strict = rt6_need_strict(&fl6->daddr);
977         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
978         struct net *net = dev_net(dev);
979         struct dst_entry *dst = NULL;
980         struct rt6_info *rt;
981
982         /* send to link-local or multicast address */
983         if (need_strict) {
984                 int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE;
985
986                 /* VRF device does not have a link-local address and
987                  * sending packets to link-local or mcast addresses over
988                  * a VRF device does not make sense
989                  */
990                 if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
991                         struct dst_entry *dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
992
993                         dst_hold(dst);
994                         return dst;
995                 }
996
997                 if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
998                         flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
999
1000                 rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, flags);
1001                 if (rt)
1002                         dst = &rt->dst;
1003
1004         } else if (!(fl6->flowi6_flags & FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC)) {
1005
1006                 rcu_read_lock();
1007
1008                 rt = rcu_dereference(vrf->rt6);
1009                 if (likely(rt)) {
1010                         dst = &rt->dst;
1011                         dst_hold(dst);
1012                 }
1013
1014                 rcu_read_unlock();
1015         }
1016
1017         /* make sure oif is set to VRF device for lookup */
1018         if (!need_strict)
1019                 fl6->flowi6_oif = dev->ifindex;
1020
1021         return dst;
1022 }
1023
1024 /* called under rcu_read_lock */
1025 static int vrf_get_saddr6(struct net_device *dev, const struct sock *sk,
1026                           struct flowi6 *fl6)
1027 {
1028         struct net *net = dev_net(dev);
1029         struct dst_entry *dst;
1030         struct rt6_info *rt;
1031         int err;
1032
1033         if (rt6_need_strict(&fl6->daddr)) {
1034                 rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif,
1035                                           RT6_LOOKUP_F_IFACE);
1036                 if (unlikely(!rt))
1037                         return 0;
1038
1039                 dst = &rt->dst;
1040         } else {
1041                 __u8 flags = fl6->flowi6_flags;
1042
1043                 fl6->flowi6_flags |= FLOWI_FLAG_L3MDEV_SRC;
1044                 fl6->flowi6_flags |= FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
1045
1046                 dst = ip6_route_output(net, sk, fl6);
1047                 rt = (struct rt6_info *)dst;
1048
1049                 fl6->flowi6_flags = flags;
1050         }
1051
1052         err = dst->error;
1053         if (!err) {
1054                 err = ip6_route_get_saddr(net, rt, &fl6->daddr,
1055                                           sk ? inet6_sk(sk)->srcprefs : 0,
1056                                           &fl6->saddr);
1057         }
1058
1059         dst_release(dst);
1060
1061         return err;
1062 }
1063 #endif
1064
1065 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1066         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1067         .l3mdev_get_rtable      = vrf_get_rtable,
1068         .l3mdev_get_saddr       = vrf_get_saddr,
1069         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1070 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1071         .l3mdev_get_rt6_dst     = vrf_get_rt6_dst,
1072         .l3mdev_get_saddr6      = vrf_get_saddr6,
1073 #endif
1074 };
1075
1076 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1077                             struct ethtool_drvinfo *info)
1078 {
1079         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1080         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1081 }
1082
1083 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1084         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1085 };
1086
1087 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1088 {
1089         size_t sz;
1090
1091         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1092         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1093         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1094
1095         return sz;
1096 }
1097
1098 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1099 {
1100         struct fib_rule_hdr *frh;
1101         struct nlmsghdr *nlh;
1102         struct sk_buff *skb;
1103         int err;
1104
1105         if (family == AF_INET6 && !ipv6_mod_enabled())
1106                 return 0;
1107
1108         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1109         if (!skb)
1110                 return -ENOMEM;
1111
1112         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1113         if (!nlh)
1114                 goto nla_put_failure;
1115
1116         /* rule only needs to appear once */
1117         nlh->nlmsg_flags &= NLM_F_EXCL;
1118
1119         frh = nlmsg_data(nlh);
1120         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1121         frh->family = family;
1122         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1123
1124         if (nla_put_u32(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1125                 goto nla_put_failure;
1126
1127         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1128                 goto nla_put_failure;
1129
1130         nlmsg_end(skb, nlh);
1131
1132         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1133         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1134         if (add_it) {
1135                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh);
1136                 if (err == -EEXIST)
1137                         err = 0;
1138         } else {
1139                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh);
1140                 if (err == -ENOENT)
1141                         err = 0;
1142         }
1143         nlmsg_free(skb);
1144
1145         return err;
1146
1147 nla_put_failure:
1148         nlmsg_free(skb);
1149
1150         return -EMSGSIZE;
1151 }
1152
1153 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1154 {
1155         int err;
1156
1157         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1158         if (err < 0)
1159                 goto out_err;
1160
1161         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1162         if (err < 0)
1163                 goto ipv6_err;
1164
1165         return 0;
1166
1167 ipv6_err:
1168         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1169
1170 out_err:
1171         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1172         return err;
1173 }
1174
1175 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1176 {
1177         ether_setup(dev);
1178
1179         /* Initialize the device structure. */
1180         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1181         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1182         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1183         dev->destructor = free_netdev;
1184
1185         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1186         eth_hw_addr_random(dev);
1187
1188         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1189         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1190
1191         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1192         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1193
1194         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1195         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1196
1197         /* enable offload features */
1198         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1199         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM;
1200         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1201
1202         dev->hw_features = dev->features;
1203         dev->hw_enc_features = dev->features;
1204
1205         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1206         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1207 }
1208
1209 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1210 {
1211         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1212                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
1213                         return -EINVAL;
1214                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
1215                         return -EADDRNOTAVAIL;
1216         }
1217         return 0;
1218 }
1219
1220 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1221 {
1222         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1223 }
1224
1225 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1226                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1227 {
1228         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1229         int err;
1230
1231         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
1232                 return -EINVAL;
1233
1234         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1235
1236         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1237
1238         err = register_netdevice(dev);
1239         if (err)
1240                 goto out;
1241
1242         if (add_fib_rules) {
1243                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1244                 if (err) {
1245                         unregister_netdevice(dev);
1246                         goto out;
1247                 }
1248                 add_fib_rules = false;
1249         }
1250
1251 out:
1252         return err;
1253 }
1254
1255 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1256 {
1257         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1258 }
1259
1260 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1261                         const struct net_device *dev)
1262 {
1263         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1264
1265         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1266 }
1267
1268 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1269                                  const struct net_device *slave_dev)
1270 {
1271         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1272 }
1273
1274 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1275                                const struct net_device *vrf_dev,
1276                                const struct net_device *slave_dev)
1277 {
1278         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1279
1280         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1281                 return -EMSGSIZE;
1282
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1287         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1288 };
1289
1290 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1291         .kind           = DRV_NAME,
1292         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1293
1294         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1295         .policy         = vrf_nl_policy,
1296         .validate       = vrf_validate,
1297         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1298
1299         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1300         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1301
1302         .newlink        = vrf_newlink,
1303         .dellink        = vrf_dellink,
1304         .setup          = vrf_setup,
1305         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1306 };
1307
1308 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1309                             unsigned long event, void *ptr)
1310 {
1311         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1312
1313         /* only care about unregister events to drop slave references */
1314         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1315                 struct net_device *vrf_dev;
1316
1317                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1318                         goto out;
1319
1320                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1321                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1322         }
1323 out:
1324         return NOTIFY_DONE;
1325 }
1326
1327 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1328         .notifier_call = vrf_device_event,
1329 };
1330
1331 static int __init vrf_init_module(void)
1332 {
1333         int rc;
1334
1335         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1336
1337         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1338         if (rc < 0)
1339                 goto error;
1340
1341         return 0;
1342
1343 error:
1344         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1345         return rc;
1346 }
1347
1348 module_init(vrf_init_module);
1349 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1350 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1351 MODULE_LICENSE("GPL");
1352 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1353 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);