]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/net/vrf.c
mlx4: use order-0 pages for RX
[karo-tx-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 DRV_NAME        "vrf"
41 #define DRV_VERSION     "1.0"
42
43 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
44 static bool add_fib_rules = true;
45
46 struct net_vrf {
47         struct rtable __rcu     *rth;
48         struct rtable __rcu     *rth_local;
49         struct rt6_info __rcu   *rt6;
50         struct rt6_info __rcu   *rt6_local;
51         u32                     tb_id;
52 };
53
54 struct pcpu_dstats {
55         u64                     tx_pkts;
56         u64                     tx_bytes;
57         u64                     tx_drps;
58         u64                     rx_pkts;
59         u64                     rx_bytes;
60         u64                     rx_drps;
61         struct u64_stats_sync   syncp;
62 };
63
64 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
65 {
66         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
67
68         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
69         dstats->rx_pkts++;
70         dstats->rx_bytes += len;
71         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
72 }
73
74 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
75 {
76         vrf_dev->stats.tx_errors++;
77         kfree_skb(skb);
78 }
79
80 static void vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
81                             struct rtnl_link_stats64 *stats)
82 {
83         int i;
84
85         for_each_possible_cpu(i) {
86                 const struct pcpu_dstats *dstats;
87                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
88                 unsigned int start;
89
90                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
91                 do {
92                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
93                         tbytes = dstats->tx_bytes;
94                         tpkts = dstats->tx_pkts;
95                         tdrops = dstats->tx_drps;
96                         rbytes = dstats->rx_bytes;
97                         rpkts = dstats->rx_pkts;
98                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
99                 stats->tx_bytes += tbytes;
100                 stats->tx_packets += tpkts;
101                 stats->tx_dropped += tdrops;
102                 stats->rx_bytes += rbytes;
103                 stats->rx_packets += rpkts;
104         }
105 }
106
107 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
108  * path, similar to loopback handling.
109  */
110 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
111                           struct dst_entry *dst)
112 {
113         int len = skb->len;
114
115         skb_orphan(skb);
116
117         skb_dst_set(skb, dst);
118         skb_dst_force(skb);
119
120         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
121          * once on Tx and again in Rx processing
122          */
123         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
124
125         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
126
127         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
128                 vrf_rx_stats(dev, len);
129         else
130                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
131
132         return NETDEV_TX_OK;
133 }
134
135 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
136 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
137                              struct sk_buff *skb)
138 {
139         int err;
140
141         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
142                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
143
144         if (likely(err == 1))
145                 err = dst_output(net, sk, skb);
146
147         return err;
148 }
149
150 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
151                                            struct net_device *dev)
152 {
153         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
154         struct net *net = dev_net(skb->dev);
155         struct flowi6 fl6 = {
156                 /* needed to match OIF rule */
157                 .flowi6_oif = dev->ifindex,
158                 .flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
159                 .daddr = iph->daddr,
160                 .saddr = iph->saddr,
161                 .flowlabel = ip6_flowinfo(iph),
162                 .flowi6_mark = skb->mark,
163                 .flowi6_proto = iph->nexthdr,
164                 .flowi6_flags = FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
165         };
166         int ret = NET_XMIT_DROP;
167         struct dst_entry *dst;
168         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
169
170         dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
171         if (dst == dst_null)
172                 goto err;
173
174         skb_dst_drop(skb);
175
176         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
177          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
178          * to Rx path using our local dst
179          */
180         if (dst->dev == net->loopback_dev || dst->dev == dev) {
181                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
182                 struct rt6_info *rt6_local;
183
184                 /* release looked up dst and use cached local dst */
185                 dst_release(dst);
186
187                 rcu_read_lock();
188
189                 rt6_local = rcu_dereference(vrf->rt6_local);
190                 if (unlikely(!rt6_local)) {
191                         rcu_read_unlock();
192                         goto err;
193                 }
194
195                 /* Ordering issue: cached local dst is created on newlink
196                  * before the IPv6 initialization. Using the local dst
197                  * requires rt6i_idev to be set so make sure it is.
198                  */
199                 if (unlikely(!rt6_local->rt6i_idev)) {
200                         rt6_local->rt6i_idev = in6_dev_get(dev);
201                         if (!rt6_local->rt6i_idev) {
202                                 rcu_read_unlock();
203                                 goto err;
204                         }
205                 }
206
207                 dst = &rt6_local->dst;
208                 dst_hold(dst);
209
210                 rcu_read_unlock();
211
212                 return vrf_local_xmit(skb, dev, &rt6_local->dst);
213         }
214
215         skb_dst_set(skb, dst);
216
217         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
218         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
219
220         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
221         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
222                 dev->stats.tx_errors++;
223         else
224                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
225
226         return ret;
227 err:
228         vrf_tx_error(dev, skb);
229         return NET_XMIT_DROP;
230 }
231 #else
232 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
233                                            struct net_device *dev)
234 {
235         vrf_tx_error(dev, skb);
236         return NET_XMIT_DROP;
237 }
238 #endif
239
240 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
241 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
242                             struct sk_buff *skb)
243 {
244         int err;
245
246         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
247                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
248         if (likely(err == 1))
249                 err = dst_output(net, sk, skb);
250
251         return err;
252 }
253
254 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
255                                            struct net_device *vrf_dev)
256 {
257         struct iphdr *ip4h = ip_hdr(skb);
258         int ret = NET_XMIT_DROP;
259         struct flowi4 fl4 = {
260                 /* needed to match OIF rule */
261                 .flowi4_oif = vrf_dev->ifindex,
262                 .flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
263                 .flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos),
264                 .flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
265                 .flowi4_proto = ip4h->protocol,
266                 .daddr = ip4h->daddr,
267                 .saddr = ip4h->saddr,
268         };
269         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
270         struct rtable *rt;
271
272         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
273         if (IS_ERR(rt))
274                 goto err;
275
276         skb_dst_drop(skb);
277
278         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
279          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
280          * to Rx path using our local dst
281          */
282         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
283                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
284                 struct rtable *rth_local;
285                 struct dst_entry *dst = NULL;
286
287                 ip_rt_put(rt);
288
289                 rcu_read_lock();
290
291                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
292                 if (likely(rth_local)) {
293                         dst = &rth_local->dst;
294                         dst_hold(dst);
295                 }
296
297                 rcu_read_unlock();
298
299                 if (unlikely(!dst))
300                         goto err;
301
302                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
303         }
304
305         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
306
307         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
308         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
309
310         if (!ip4h->saddr) {
311                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
312                                                RT_SCOPE_LINK);
313         }
314
315         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
316         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
317                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
318         else
319                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
320
321 out:
322         return ret;
323 err:
324         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
325         goto out;
326 }
327
328 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
329 {
330         switch (skb->protocol) {
331         case htons(ETH_P_IP):
332                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
333         case htons(ETH_P_IPV6):
334                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
335         default:
336                 vrf_tx_error(dev, skb);
337                 return NET_XMIT_DROP;
338         }
339 }
340
341 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
342 {
343         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
344
345         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
346                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
347
348                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
349                 dstats->tx_pkts++;
350                 dstats->tx_bytes += skb->len;
351                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
352         } else {
353                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
354         }
355
356         return ret;
357 }
358
359 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
360 /* modelled after ip6_finish_output2 */
361 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
362                               struct sk_buff *skb)
363 {
364         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
365         struct net_device *dev = dst->dev;
366         struct neighbour *neigh;
367         struct in6_addr *nexthop;
368         int ret;
369
370         nf_reset(skb);
371
372         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
373         skb->dev = dev;
374
375         rcu_read_lock_bh();
376         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
377         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
378         if (unlikely(!neigh))
379                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
380         if (!IS_ERR(neigh)) {
381                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
382                 ret = neigh_output(neigh, skb);
383                 rcu_read_unlock_bh();
384                 return ret;
385         }
386         rcu_read_unlock_bh();
387
388         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
389                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
390         kfree_skb(skb);
391         return -EINVAL;
392 }
393
394 /* modelled after ip6_output */
395 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
396 {
397         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
398                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
399                             vrf_finish_output6,
400                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
401 }
402
403 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
404  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
405  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
406  */
407 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
408                                    struct sock *sk,
409                                    struct sk_buff *skb)
410 {
411         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
412         struct dst_entry *dst = NULL;
413         struct rt6_info *rt6;
414
415         /* don't divert link scope packets */
416         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
417                 return skb;
418
419         rcu_read_lock();
420
421         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
422         if (likely(rt6)) {
423                 dst = &rt6->dst;
424                 dst_hold(dst);
425         }
426
427         rcu_read_unlock();
428
429         if (unlikely(!dst)) {
430                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
431                 return NULL;
432         }
433
434         skb_dst_drop(skb);
435         skb_dst_set(skb, dst);
436
437         return skb;
438 }
439
440 /* holding rtnl */
441 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
442 {
443         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
444         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
445         struct net *net = dev_net(dev);
446         struct dst_entry *dst;
447
448         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
449         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
450         synchronize_rcu();
451
452         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
453          * - based on dst_ifdown
454          */
455         if (rt6) {
456                 dst = &rt6->dst;
457                 dev_put(dst->dev);
458                 dst->dev = net->loopback_dev;
459                 dev_hold(dst->dev);
460                 dst_release(dst);
461         }
462
463         if (rt6_local) {
464                 if (rt6_local->rt6i_idev)
465                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
466
467                 dst = &rt6_local->dst;
468                 dev_put(dst->dev);
469                 dst->dev = net->loopback_dev;
470                 dev_hold(dst->dev);
471                 dst_release(dst);
472         }
473 }
474
475 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
476 {
477         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
478         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
479         struct net *net = dev_net(dev);
480         struct fib6_table *rt6i_table;
481         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
482         int rc = -ENOMEM;
483
484         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
485         if (!ipv6_mod_enabled())
486                 return 0;
487
488         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
489         if (!rt6i_table)
490                 goto out;
491
492         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
493         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
494         if (!rt6)
495                 goto out;
496
497         dst_hold(&rt6->dst);
498
499         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
500         rt6->dst.output = vrf_output6;
501
502         /* create a dst for local routing - packets sent locally
503          * to local address via the VRF device as a loopback
504          */
505         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
506         if (!rt6_local) {
507                 dst_release(&rt6->dst);
508                 goto out;
509         }
510
511         dst_hold(&rt6_local->dst);
512
513         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
514         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
515         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
516         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
517
518         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
519         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
520
521         rc = 0;
522 out:
523         return rc;
524 }
525 #else
526 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
527                                    struct sock *sk,
528                                    struct sk_buff *skb)
529 {
530         return skb;
531 }
532
533 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
534 {
535 }
536
537 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
538 {
539         return 0;
540 }
541 #endif
542
543 /* modelled after ip_finish_output2 */
544 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
545 {
546         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
547         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
548         struct net_device *dev = dst->dev;
549         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
550         struct neighbour *neigh;
551         u32 nexthop;
552         int ret = -EINVAL;
553
554         nf_reset(skb);
555
556         /* Be paranoid, rather than too clever. */
557         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
558                 struct sk_buff *skb2;
559
560                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
561                 if (!skb2) {
562                         ret = -ENOMEM;
563                         goto err;
564                 }
565                 if (skb->sk)
566                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
567
568                 consume_skb(skb);
569                 skb = skb2;
570         }
571
572         rcu_read_lock_bh();
573
574         nexthop = (__force u32)rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
575         neigh = __ipv4_neigh_lookup_noref(dev, nexthop);
576         if (unlikely(!neigh))
577                 neigh = __neigh_create(&arp_tbl, &nexthop, dev, false);
578         if (!IS_ERR(neigh)) {
579                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
580                 ret = neigh_output(neigh, skb);
581         }
582
583         rcu_read_unlock_bh();
584 err:
585         if (unlikely(ret < 0))
586                 vrf_tx_error(skb->dev, skb);
587         return ret;
588 }
589
590 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
591 {
592         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
593
594         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
595
596         skb->dev = dev;
597         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
598
599         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
600                             net, sk, skb, NULL, dev,
601                             vrf_finish_output,
602                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
603 }
604
605 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
606  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
607  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
608  */
609 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
610                                   struct sock *sk,
611                                   struct sk_buff *skb)
612 {
613         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
614         struct dst_entry *dst = NULL;
615         struct rtable *rth;
616
617         /* don't divert multicast */
618         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
619                 return skb;
620
621         rcu_read_lock();
622
623         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
624         if (likely(rth)) {
625                 dst = &rth->dst;
626                 dst_hold(dst);
627         }
628
629         rcu_read_unlock();
630
631         if (unlikely(!dst)) {
632                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
633                 return NULL;
634         }
635
636         skb_dst_drop(skb);
637         skb_dst_set(skb, dst);
638
639         return skb;
640 }
641
642 /* called with rcu lock held */
643 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
644                                   struct sock *sk,
645                                   struct sk_buff *skb,
646                                   u16 proto)
647 {
648         switch (proto) {
649         case AF_INET:
650                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
651         case AF_INET6:
652                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
653         }
654
655         return skb;
656 }
657
658 /* holding rtnl */
659 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
660 {
661         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
662         struct rtable *rth_local = rtnl_dereference(vrf->rth_local);
663         struct net *net = dev_net(dev);
664         struct dst_entry *dst;
665
666         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
667         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth_local, NULL);
668         synchronize_rcu();
669
670         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
671          * - based on dst_ifdown
672          */
673         if (rth) {
674                 dst = &rth->dst;
675                 dev_put(dst->dev);
676                 dst->dev = net->loopback_dev;
677                 dev_hold(dst->dev);
678                 dst_release(dst);
679         }
680
681         if (rth_local) {
682                 dst = &rth_local->dst;
683                 dev_put(dst->dev);
684                 dst->dev = net->loopback_dev;
685                 dev_hold(dst->dev);
686                 dst_release(dst);
687         }
688 }
689
690 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
691 {
692         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
693         struct rtable *rth, *rth_local;
694
695         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
696                 return -ENOMEM;
697
698         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
699         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1, 0);
700         if (!rth)
701                 return -ENOMEM;
702
703         /* create a dst for local ingress routing - packets sent locally
704          * to local address via the VRF device as a loopback
705          */
706         rth_local = rt_dst_alloc(dev, RTCF_LOCAL, RTN_LOCAL, 1, 1, 0);
707         if (!rth_local) {
708                 dst_release(&rth->dst);
709                 return -ENOMEM;
710         }
711
712         rth->dst.output = vrf_output;
713         rth->rt_table_id = vrf->tb_id;
714
715         rth_local->rt_table_id = vrf->tb_id;
716
717         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
718         rcu_assign_pointer(vrf->rth_local, rth_local);
719
720         return 0;
721 }
722
723 /**************************** device handling ********************/
724
725 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
726 static void cycle_netdev(struct net_device *dev)
727 {
728         unsigned int flags = dev->flags;
729         int ret;
730
731         if (!netif_running(dev))
732                 return;
733
734         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP);
735         if (ret >= 0)
736                 ret = dev_change_flags(dev, flags);
737
738         if (ret < 0) {
739                 netdev_err(dev,
740                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
741                            dev->name);
742         }
743 }
744
745 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
746 {
747         int ret;
748
749         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL);
750         if (ret < 0)
751                 return ret;
752
753         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
754         cycle_netdev(port_dev);
755
756         return 0;
757 }
758
759 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
760 {
761         if (netif_is_l3_master(port_dev) || netif_is_l3_slave(port_dev))
762                 return -EINVAL;
763
764         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev);
765 }
766
767 /* inverse of do_vrf_add_slave */
768 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
769 {
770         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
771         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
772
773         cycle_netdev(port_dev);
774
775         return 0;
776 }
777
778 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
779 {
780         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
781 }
782
783 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
784 {
785         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
786         struct net_device *port_dev;
787         struct list_head *iter;
788
789         vrf_rtable_release(dev, vrf);
790         vrf_rt6_release(dev, vrf);
791
792         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
793                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
794
795         free_percpu(dev->dstats);
796         dev->dstats = NULL;
797 }
798
799 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
800 {
801         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
802
803         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
804         if (!dev->dstats)
805                 goto out_nomem;
806
807         /* create the default dst which points back to us */
808         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
809                 goto out_stats;
810
811         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
812                 goto out_rth;
813
814         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
815
816         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
817         dev->mtu = 64 * 1024;
818
819         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
820         dev->operstate = IF_OPER_UP;
821         netdev_lockdep_set_classes(dev);
822         return 0;
823
824 out_rth:
825         vrf_rtable_release(dev, vrf);
826 out_stats:
827         free_percpu(dev->dstats);
828         dev->dstats = NULL;
829 out_nomem:
830         return -ENOMEM;
831 }
832
833 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
834         .ndo_init               = vrf_dev_init,
835         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
836         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
837         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
838         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
839         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
840 };
841
842 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
843 {
844         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
845
846         return vrf->tb_id;
847 }
848
849 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
850 {
851         return 0;
852 }
853
854 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
855                                       struct sk_buff *skb,
856                                       struct net_device *dev)
857 {
858         struct net *net = dev_net(dev);
859
860         if (NF_HOOK(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) < 0)
861                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
862
863         return skb;
864 }
865
866 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
867 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
868  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
869  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
870  * a start.
871  */
872 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
873 {
874         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
875         bool rc = false;
876
877         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
878                 const struct icmp6hdr *icmph;
879                 struct icmp6hdr _icmph;
880
881                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
882                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
883                 if (!icmph)
884                         goto out;
885
886                 switch (icmph->icmp6_type) {
887                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
888                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
889                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
890                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
891                 case NDISC_REDIRECT:
892                         rc = true;
893                         break;
894                 }
895         }
896
897 out:
898         return rc;
899 }
900
901 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
902                                              const struct net_device *dev,
903                                              struct flowi6 *fl6,
904                                              int ifindex,
905                                              int flags)
906 {
907         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
908         struct fib6_table *table = NULL;
909         struct rt6_info *rt6;
910
911         rcu_read_lock();
912
913         /* fib6_table does not have a refcnt and can not be freed */
914         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
915         if (likely(rt6))
916                 table = rt6->rt6i_table;
917
918         rcu_read_unlock();
919
920         if (!table)
921                 return NULL;
922
923         return ip6_pol_route(net, table, ifindex, fl6, flags);
924 }
925
926 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
927                               int ifindex)
928 {
929         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
930         struct flowi6 fl6 = {
931                 .daddr          = iph->daddr,
932                 .saddr          = iph->saddr,
933                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
934                 .flowi6_mark    = skb->mark,
935                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
936                 .flowi6_iif     = ifindex,
937         };
938         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
939         struct rt6_info *rt6;
940
941         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex,
942                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
943         if (unlikely(!rt6))
944                 return;
945
946         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
947                 return;
948
949         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
950 }
951
952 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
953                                    struct sk_buff *skb)
954 {
955         int orig_iif = skb->skb_iif;
956         bool need_strict;
957
958         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
959          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
960          */
961         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
962                 skb->dev = vrf_dev;
963                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
964                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
965                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
966                 goto out;
967         }
968
969         /* if packet is NDISC or addressed to multicast or link-local
970          * then keep the ingress interface
971          */
972         need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
973         if (!ipv6_ndisc_frame(skb) && !need_strict) {
974                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
975                 skb->dev = vrf_dev;
976                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
977
978                 skb_push(skb, skb->mac_len);
979                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
980                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
981
982                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
983         }
984
985         if (need_strict)
986                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
987
988         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
989 out:
990         return skb;
991 }
992
993 #else
994 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
995                                    struct sk_buff *skb)
996 {
997         return skb;
998 }
999 #endif
1000
1001 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1002                                   struct sk_buff *skb)
1003 {
1004         skb->dev = vrf_dev;
1005         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1006         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1007
1008         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1009                 goto out;
1010
1011         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1012          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1013          */
1014         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1015                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1016                 goto out;
1017         }
1018
1019         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1020
1021         skb_push(skb, skb->mac_len);
1022         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1023         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1024
1025         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1026 out:
1027         return skb;
1028 }
1029
1030 /* called with rcu lock held */
1031 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1032                                   struct sk_buff *skb,
1033                                   u16 proto)
1034 {
1035         switch (proto) {
1036         case AF_INET:
1037                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1038         case AF_INET6:
1039                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1040         }
1041
1042         return skb;
1043 }
1044
1045 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1046 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1047  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1048  */
1049 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1050                                               struct flowi6 *fl6)
1051 {
1052         struct net *net = dev_net(dev);
1053         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE;
1054         struct dst_entry *dst = NULL;
1055         struct rt6_info *rt;
1056
1057         /* VRF device does not have a link-local address and
1058          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1059          * a VRF device does not make sense
1060          */
1061         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1062                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1063                 dst_hold(dst);
1064                 return dst;
1065         }
1066
1067         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1068                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1069
1070         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, flags);
1071         if (rt)
1072                 dst = &rt->dst;
1073
1074         return dst;
1075 }
1076 #endif
1077
1078 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1079         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1080         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1081         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1082 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1083         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1084 #endif
1085 };
1086
1087 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1088                             struct ethtool_drvinfo *info)
1089 {
1090         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1091         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1092 }
1093
1094 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1095         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1096 };
1097
1098 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1099 {
1100         size_t sz;
1101
1102         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1103         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1104         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1105
1106         return sz;
1107 }
1108
1109 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1110 {
1111         struct fib_rule_hdr *frh;
1112         struct nlmsghdr *nlh;
1113         struct sk_buff *skb;
1114         int err;
1115
1116         if (family == AF_INET6 && !ipv6_mod_enabled())
1117                 return 0;
1118
1119         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1120         if (!skb)
1121                 return -ENOMEM;
1122
1123         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1124         if (!nlh)
1125                 goto nla_put_failure;
1126
1127         /* rule only needs to appear once */
1128         nlh->nlmsg_flags &= NLM_F_EXCL;
1129
1130         frh = nlmsg_data(nlh);
1131         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1132         frh->family = family;
1133         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1134
1135         if (nla_put_u32(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1136                 goto nla_put_failure;
1137
1138         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1139                 goto nla_put_failure;
1140
1141         nlmsg_end(skb, nlh);
1142
1143         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1144         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1145         if (add_it) {
1146                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh);
1147                 if (err == -EEXIST)
1148                         err = 0;
1149         } else {
1150                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh);
1151                 if (err == -ENOENT)
1152                         err = 0;
1153         }
1154         nlmsg_free(skb);
1155
1156         return err;
1157
1158 nla_put_failure:
1159         nlmsg_free(skb);
1160
1161         return -EMSGSIZE;
1162 }
1163
1164 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1165 {
1166         int err;
1167
1168         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1169         if (err < 0)
1170                 goto out_err;
1171
1172         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1173         if (err < 0)
1174                 goto ipv6_err;
1175
1176 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1177         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1178         if (err < 0)
1179                 goto ipmr_err;
1180 #endif
1181
1182         return 0;
1183
1184 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1185 ipmr_err:
1186         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1187 #endif
1188
1189 ipv6_err:
1190         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1191
1192 out_err:
1193         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1194         return err;
1195 }
1196
1197 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1198 {
1199         ether_setup(dev);
1200
1201         /* Initialize the device structure. */
1202         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1203         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1204         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1205         dev->destructor = free_netdev;
1206
1207         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1208         eth_hw_addr_random(dev);
1209
1210         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1211         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1212
1213         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1214         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1215
1216         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1217         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1218
1219         /* enable offload features */
1220         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1221         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM;
1222         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1223
1224         dev->hw_features = dev->features;
1225         dev->hw_enc_features = dev->features;
1226
1227         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1228         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1229 }
1230
1231 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1232 {
1233         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1234                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
1235                         return -EINVAL;
1236                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
1237                         return -EADDRNOTAVAIL;
1238         }
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1243 {
1244         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1245 }
1246
1247 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1248                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1249 {
1250         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1251         int err;
1252
1253         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
1254                 return -EINVAL;
1255
1256         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1257         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC)
1258                 return -EINVAL;
1259
1260         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1261
1262         err = register_netdevice(dev);
1263         if (err)
1264                 goto out;
1265
1266         if (add_fib_rules) {
1267                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1268                 if (err) {
1269                         unregister_netdevice(dev);
1270                         goto out;
1271                 }
1272                 add_fib_rules = false;
1273         }
1274
1275 out:
1276         return err;
1277 }
1278
1279 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1280 {
1281         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1282 }
1283
1284 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1285                         const struct net_device *dev)
1286 {
1287         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1288
1289         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1290 }
1291
1292 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1293                                  const struct net_device *slave_dev)
1294 {
1295         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1296 }
1297
1298 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1299                                const struct net_device *vrf_dev,
1300                                const struct net_device *slave_dev)
1301 {
1302         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1303
1304         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1305                 return -EMSGSIZE;
1306
1307         return 0;
1308 }
1309
1310 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1311         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1312 };
1313
1314 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1315         .kind           = DRV_NAME,
1316         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1317
1318         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1319         .policy         = vrf_nl_policy,
1320         .validate       = vrf_validate,
1321         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1322
1323         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1324         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1325
1326         .newlink        = vrf_newlink,
1327         .dellink        = vrf_dellink,
1328         .setup          = vrf_setup,
1329         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1330 };
1331
1332 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1333                             unsigned long event, void *ptr)
1334 {
1335         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1336
1337         /* only care about unregister events to drop slave references */
1338         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1339                 struct net_device *vrf_dev;
1340
1341                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1342                         goto out;
1343
1344                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1345                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1346         }
1347 out:
1348         return NOTIFY_DONE;
1349 }
1350
1351 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1352         .notifier_call = vrf_device_event,
1353 };
1354
1355 static int __init vrf_init_module(void)
1356 {
1357         int rc;
1358
1359         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1360
1361         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1362         if (rc < 0)
1363                 goto error;
1364
1365         return 0;
1366
1367 error:
1368         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1369         return rc;
1370 }
1371
1372 module_init(vrf_init_module);
1373 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1374 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1375 MODULE_LICENSE("GPL");
1376 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1377 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);