net/ipv4/ip_vti.c

   1 /*
   2  *      Linux NET3: IP/IP protocol decoder modified to support
   3  *                  virtual tunnel interface
   4  *
   5  *      Authors:
   6  *              Saurabh Mohan (saurabh.mohan@vyatta.com) 05/07/2012
   7  *
   8  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  10  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  11  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  */
  14
  15 /*
  16    This version of net/ipv4/ip_vti.c is cloned of net/ipv4/ipip.c
  17
  18    For comments look at net/ipv4/ip_gre.c --ANK
  19  */
  20
  21
  22 #include <linux/capability.h>
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/uaccess.h>
  27 #include <linux/skbuff.h>
  28 #include <linux/netdevice.h>
  29 #include <linux/in.h>
  30 #include <linux/tcp.h>
  31 #include <linux/udp.h>
  32 #include <linux/if_arp.h>
  33 #include <linux/mroute.h>
  34 #include <linux/init.h>
  35 #include <linux/netfilter_ipv4.h>
  36 #include <linux/if_ether.h>
  37 #include <linux/icmpv6.h>
  38
  39 #include <net/sock.h>
  40 #include <net/ip.h>
  41 #include <net/icmp.h>
  42 #include <net/ip_tunnels.h>
  43 #include <net/inet_ecn.h>
  44 #include <net/xfrm.h>
  45 #include <net/net_namespace.h>
  46 #include <net/netns/generic.h>
  47
  48 static struct rtnl_link_ops vti_link_ops __read_mostly;
  49
  50 static int vti_net_id __read_mostly;
  51 static int vti_tunnel_init(struct net_device *dev);
  52
  53 static int vti_input(struct sk_buff *skb, int nexthdr, __be32 spi,
  54                      int encap_type)
  55 {
  56         struct ip_tunnel *tunnel;
  57         const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
  58         struct net *net = dev_net(skb->dev);
  59         struct ip_tunnel_net *itn = net_generic(net, vti_net_id);
  60
  61         tunnel = ip_tunnel_lookup(itn, skb->dev->ifindex, TUNNEL_NO_KEY,
  62                                   iph->saddr, iph->daddr, 0);
  63         if (tunnel) {
  64                 if (!xfrm4_policy_check(NULL, XFRM_POLICY_IN, skb))
  65                         goto drop;
  66
  67                 XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4 = tunnel;
  68
  69                 return xfrm_input(skb, nexthdr, spi, encap_type);
  70         }
  71
  72         return -EINVAL;
  73 drop:
  74         kfree_skb(skb);
  75         return 0;
  76 }
  77
  78 static int vti_rcv(struct sk_buff *skb)
  79 {
  80         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET;
  81         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct iphdr, daddr);
  82
  83         return vti_input(skb, ip_hdr(skb)->protocol, 0, 0);
  84 }
  85
  86 static int vti_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
  87 {
  88         unsigned short family;
  89         struct net_device *dev;
  90         struct pcpu_sw_netstats *tstats;
  91         struct xfrm_state *x;
  92         struct ip_tunnel *tunnel = XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4;
  93         u32 orig_mark = skb->mark;
  94         int ret;
  95
  96         if (!tunnel)
  97                 return 1;
  98
  99         dev = tunnel->dev;
 100
 101         if (err) {
 102                 dev->stats.rx_errors++;
 103                 dev->stats.rx_dropped++;
 104
 105                 return 0;
 106         }
 107
 108         x = xfrm_input_state(skb);
 109         family = x->inner_mode->afinfo->family;
 110
 111         skb->mark = be32_to_cpu(tunnel->parms.i_key);
 112         ret = xfrm_policy_check(NULL, XFRM_POLICY_IN, skb, family);
 113         skb->mark = orig_mark;
 114
 115         if (!ret)
 116                 return -EPERM;
 117
 118         skb_scrub_packet(skb, !net_eq(tunnel->net, dev_net(skb->dev)));
 119         skb->dev = dev;
 120
 121         tstats = this_cpu_ptr(dev->tstats);
 122
 123         u64_stats_update_begin(&tstats->syncp);
 124         tstats->rx_packets++;
 125         tstats->rx_bytes += skb->len;
 126         u64_stats_update_end(&tstats->syncp);
 127
 128         return 0;
 129 }
 130
 131 static bool vti_state_check(const struct xfrm_state *x, __be32 dst, __be32 src)
 132 {
 133         xfrm_address_t *daddr = (xfrm_address_t *)&dst;
 134         xfrm_address_t *saddr = (xfrm_address_t *)&src;
 135
 136         /* if there is no transform then this tunnel is not functional.
 137          * Or if the xfrm is not mode tunnel.
 138          */
 139         if (!x || x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL ||
 140             x->props.family != AF_INET)
 141                 return false;
 142
 143         if (!dst)
 144                 return xfrm_addr_equal(saddr, &x->props.saddr, AF_INET);
 145
 146         if (!xfrm_state_addr_check(x, daddr, saddr, AF_INET))
 147                 return false;
 148
 149         return true;
 150 }
 151
 152 static netdev_tx_t vti_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
 153                             struct flowi *fl)
 154 {
 155         struct ip_tunnel *tunnel = netdev_priv(dev);
 156         struct ip_tunnel_parm *parms = &tunnel->parms;
 157         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 158         struct net_device *tdev;        /* Device to other host */
 159         int err;
 160
 161         if (!dst) {
 162                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
 163                 goto tx_error_icmp;
 164         }
 165
 166         dst_hold(dst);
 167         dst = xfrm_lookup(tunnel->net, dst, fl, NULL, 0);
 168         if (IS_ERR(dst)) {
 169                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
 170                 goto tx_error_icmp;
 171         }
 172
 173         if (!vti_state_check(dst->xfrm, parms->iph.daddr, parms->iph.saddr)) {
 174                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
 175                 dst_release(dst);
 176                 goto tx_error_icmp;
 177         }
 178
 179         tdev = dst->dev;
 180
 181         if (tdev == dev) {
 182                 dst_release(dst);
 183                 dev->stats.collisions++;
 184                 goto tx_error;
 185         }
 186
 187         if (tunnel->err_count > 0) {
 188                 if (time_before(jiffies,
 189                                 tunnel->err_time + IPTUNNEL_ERR_TIMEO)) {
 190                         tunnel->err_count--;
 191                         dst_link_failure(skb);
 192                 } else
 193                         tunnel->err_count = 0;
 194         }
 195
 196         skb_scrub_packet(skb, !net_eq(tunnel->net, dev_net(dev)));
 197         skb_dst_set(skb, dst);
 198         skb->dev = skb_dst(skb)->dev;
 199
 200         err = dst_output(tunnel->net, skb->sk, skb);
 201         if (net_xmit_eval(err) == 0)
 202                 err = skb->len;
 203         iptunnel_xmit_stats(err, &dev->stats, dev->tstats);
 204         return NETDEV_TX_OK;
 205
 206 tx_error_icmp:
 207         dst_link_failure(skb);
 208 tx_error:
 209         dev->stats.tx_errors++;
 210         kfree_skb(skb);
 211         return NETDEV_TX_OK;
 212 }
 213
 214 /* This function assumes it is being called from dev_queue_xmit()
 215  * and that skb is filled properly by that function.
 216  */
 217 static netdev_tx_t vti_tunnel_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 218 {
 219         struct ip_tunnel *tunnel = netdev_priv(dev);
 220         struct flowi fl;
 221
 222         memset(&fl, 0, sizeof(fl));
 223
 224         switch (skb->protocol) {
 225         case htons(ETH_P_IP):
 226                 xfrm_decode_session(skb, &fl, AF_INET);
 227                 memset(IPCB(skb), 0, sizeof(*IPCB(skb)));
 228                 break;
 229         case htons(ETH_P_IPV6):
 230                 xfrm_decode_session(skb, &fl, AF_INET6);
 231                 memset(IP6CB(skb), 0, sizeof(*IP6CB(skb)));
 232                 break;
 233         default:
 234                 dev->stats.tx_errors++;
 235                 dev_kfree_skb(skb);
 236                 return NETDEV_TX_OK;
 237         }
 238
 239         /* override mark with tunnel output key */
 240         fl.flowi_mark = be32_to_cpu(tunnel->parms.o_key);
 241
 242         return vti_xmit(skb, dev, &fl);
 243 }
 244
 245 static int vti4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 246 {
 247         __be32 spi;
 248         __u32 mark;
 249         struct xfrm_state *x;
 250         struct ip_tunnel *tunnel;
 251         struct ip_esp_hdr *esph;
 252         struct ip_auth_hdr *ah ;
 253         struct ip_comp_hdr *ipch;
 254         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 255         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 256         int protocol = iph->protocol;
 257         struct ip_tunnel_net *itn = net_generic(net, vti_net_id);
 258
 259         tunnel = ip_tunnel_lookup(itn, skb->dev->ifindex, TUNNEL_NO_KEY,
 260                                   iph->daddr, iph->saddr, 0);
 261         if (!tunnel)
 262                 return -1;
 263
 264         mark = be32_to_cpu(tunnel->parms.o_key);
 265
 266         switch (protocol) {
 267         case IPPROTO_ESP:
 268                 esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 269                 spi = esph->spi;
 270                 break;
 271         case IPPROTO_AH:
 272                 ah = (struct ip_auth_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 273                 spi = ah->spi;
 274                 break;
 275         case IPPROTO_COMP:
 276                 ipch = (struct ip_comp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 277                 spi = htonl(ntohs(ipch->cpi));
 278                 break;
 279         default:
 280                 return 0;
 281         }
 282
 283         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 284         case ICMP_DEST_UNREACH:
 285                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 286                         return 0;
 287         case ICMP_REDIRECT:
 288                 break;
 289         default:
 290                 return 0;
 291         }
 292
 293         x = xfrm_state_lookup(net, mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 294                               spi, protocol, AF_INET);
 295         if (!x)
 296                 return 0;
 297
 298         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 299                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0, protocol, 0);
 300         else
 301                 ipv4_redirect(skb, net, 0, 0, protocol, 0);
 302         xfrm_state_put(x);
 303
 304         return 0;
 305 }
 306
 307 static int
 308 vti_tunnel_ioctl(struct net_device *dev, struct ifreq *ifr, int cmd)
 309 {
 310         int err = 0;
 311         struct ip_tunnel_parm p;
 312
 313         if (copy_from_user(&p, ifr->ifr_ifru.ifru_data, sizeof(p)))
 314                 return -EFAULT;
 315
 316         if (cmd == SIOCADDTUNNEL || cmd == SIOCCHGTUNNEL) {
 317                 if (p.iph.version != 4 || p.iph.protocol != IPPROTO_IPIP ||
 318                     p.iph.ihl != 5)
 319                         return -EINVAL;
 320         }
 321
 322         if (!(p.i_flags & GRE_KEY))
 323                 p.i_key = 0;
 324         if (!(p.o_flags & GRE_KEY))
 325                 p.o_key = 0;
 326
 327         p.i_flags = VTI_ISVTI;
 328
 329         err = ip_tunnel_ioctl(dev, &p, cmd);
 330         if (err)
 331                 return err;
 332
 333         if (cmd != SIOCDELTUNNEL) {
 334                 p.i_flags |= GRE_KEY;
 335                 p.o_flags |= GRE_KEY;
 336         }
 337
 338         if (copy_to_user(ifr->ifr_ifru.ifru_data, &p, sizeof(p)))
 339                 return -EFAULT;
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 static const struct net_device_ops vti_netdev_ops = {
 344         .ndo_init       = vti_tunnel_init,
 345         .ndo_uninit     = ip_tunnel_uninit,
 346         .ndo_start_xmit = vti_tunnel_xmit,
 347         .ndo_do_ioctl   = vti_tunnel_ioctl,
 348         .ndo_change_mtu = ip_tunnel_change_mtu,
 349         .ndo_get_stats64 = ip_tunnel_get_stats64,
 350         .ndo_get_iflink = ip_tunnel_get_iflink,
 351 };
 352
 353 static void vti_tunnel_setup(struct net_device *dev)
 354 {
 355         dev->netdev_ops         = &vti_netdev_ops;
 356         dev->type               = ARPHRD_TUNNEL;
 357         ip_tunnel_setup(dev, vti_net_id);
 358 }
 359
 360 static int vti_tunnel_init(struct net_device *dev)
 361 {
 362         struct ip_tunnel *tunnel = netdev_priv(dev);
 363         struct iphdr *iph = &tunnel->parms.iph;
 364
 365         memcpy(dev->dev_addr, &iph->saddr, 4);
 366         memcpy(dev->broadcast, &iph->daddr, 4);
 367
 368         dev->hard_header_len    = LL_MAX_HEADER + sizeof(struct iphdr);
 369         dev->mtu                = ETH_DATA_LEN;
 370         dev->flags              = IFF_NOARP;
 371         dev->addr_len           = 4;
 372         dev->features           |= NETIF_F_LLTX;
 373         netif_keep_dst(dev);
 374
 375         return ip_tunnel_init(dev);
 376 }
 377
 378 static void __net_init vti_fb_tunnel_init(struct net_device *dev)
 379 {
 380         struct ip_tunnel *tunnel = netdev_priv(dev);
 381         struct iphdr *iph = &tunnel->parms.iph;
 382
 383         iph->version            = 4;
 384         iph->protocol           = IPPROTO_IPIP;
 385         iph->ihl                = 5;
 386 }
 387
 388 static struct xfrm4_protocol vti_esp4_protocol __read_mostly = {
 389         .handler        =       vti_rcv,
 390         .input_handler  =       vti_input,
 391         .cb_handler     =       vti_rcv_cb,
 392         .err_handler    =       vti4_err,
 393         .priority       =       100,
 394 };
 395
 396 static struct xfrm4_protocol vti_ah4_protocol __read_mostly = {
 397         .handler        =       vti_rcv,
 398         .input_handler  =       vti_input,
 399         .cb_handler     =       vti_rcv_cb,
 400         .err_handler    =       vti4_err,
 401         .priority       =       100,
 402 };
 403
 404 static struct xfrm4_protocol vti_ipcomp4_protocol __read_mostly = {
 405         .handler        =       vti_rcv,
 406         .input_handler  =       vti_input,
 407         .cb_handler     =       vti_rcv_cb,
 408         .err_handler    =       vti4_err,
 409         .priority       =       100,
 410 };
 411
 412 static int __net_init vti_init_net(struct net *net)
 413 {
 414         int err;
 415         struct ip_tunnel_net *itn;
 416
 417         err = ip_tunnel_init_net(net, vti_net_id, &vti_link_ops, "ip_vti0");
 418         if (err)
 419                 return err;
 420         itn = net_generic(net, vti_net_id);
 421         vti_fb_tunnel_init(itn->fb_tunnel_dev);
 422         return 0;
 423 }
 424
 425 static void __net_exit vti_exit_net(struct net *net)
 426 {
 427         struct ip_tunnel_net *itn = net_generic(net, vti_net_id);
 428         ip_tunnel_delete_net(itn, &vti_link_ops);
 429 }
 430
 431 static struct pernet_operations vti_net_ops = {
 432         .init = vti_init_net,
 433         .exit = vti_exit_net,
 434         .id   = &vti_net_id,
 435         .size = sizeof(struct ip_tunnel_net),
 436 };
 437
 438 static int vti_tunnel_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
 439 {
 440         return 0;
 441 }
 442
 443 static void vti_netlink_parms(struct nlattr *data[],
 444                               struct ip_tunnel_parm *parms)
 445 {
 446         memset(parms, 0, sizeof(*parms));
 447
 448         parms->iph.protocol = IPPROTO_IPIP;
 449
 450         if (!data)
 451                 return;
 452
 453         parms->i_flags = VTI_ISVTI;
 454
 455         if (data[IFLA_VTI_LINK])
 456                 parms->link = nla_get_u32(data[IFLA_VTI_LINK]);
 457
 458         if (data[IFLA_VTI_IKEY])
 459                 parms->i_key = nla_get_be32(data[IFLA_VTI_IKEY]);
 460
 461         if (data[IFLA_VTI_OKEY])
 462                 parms->o_key = nla_get_be32(data[IFLA_VTI_OKEY]);
 463
 464         if (data[IFLA_VTI_LOCAL])
 465                 parms->iph.saddr = nla_get_in_addr(data[IFLA_VTI_LOCAL]);
 466
 467         if (data[IFLA_VTI_REMOTE])
 468                 parms->iph.daddr = nla_get_in_addr(data[IFLA_VTI_REMOTE]);
 469
 470 }
 471
 472 static int vti_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
 473                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
 474 {
 475         struct ip_tunnel_parm parms;
 476
 477         vti_netlink_parms(data, &parms);
 478         return ip_tunnel_newlink(dev, tb, &parms);
 479 }
 480
 481 static int vti_changelink(struct net_device *dev, struct nlattr *tb[],
 482                           struct nlattr *data[])
 483 {
 484         struct ip_tunnel_parm p;
 485
 486         vti_netlink_parms(data, &p);
 487         return ip_tunnel_changelink(dev, tb, &p);
 488 }
 489
 490 static size_t vti_get_size(const struct net_device *dev)
 491 {
 492         return
 493                 /* IFLA_VTI_LINK */
 494                 nla_total_size(4) +
 495                 /* IFLA_VTI_IKEY */
 496                 nla_total_size(4) +
 497                 /* IFLA_VTI_OKEY */
 498                 nla_total_size(4) +
 499                 /* IFLA_VTI_LOCAL */
 500                 nla_total_size(4) +
 501                 /* IFLA_VTI_REMOTE */
 502                 nla_total_size(4) +
 503                 0;
 504 }
 505
 506 static int vti_fill_info(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev)
 507 {
 508         struct ip_tunnel *t = netdev_priv(dev);
 509         struct ip_tunnel_parm *p = &t->parms;
 510
 511         nla_put_u32(skb, IFLA_VTI_LINK, p->link);
 512         nla_put_be32(skb, IFLA_VTI_IKEY, p->i_key);
 513         nla_put_be32(skb, IFLA_VTI_OKEY, p->o_key);
 514         nla_put_in_addr(skb, IFLA_VTI_LOCAL, p->iph.saddr);
 515         nla_put_in_addr(skb, IFLA_VTI_REMOTE, p->iph.daddr);
 516
 517         return 0;
 518 }
 519
 520 static const struct nla_policy vti_policy[IFLA_VTI_MAX + 1] = {
 521         [IFLA_VTI_LINK]         = { .type = NLA_U32 },
 522         [IFLA_VTI_IKEY]         = { .type = NLA_U32 },
 523         [IFLA_VTI_OKEY]         = { .type = NLA_U32 },
 524         [IFLA_VTI_LOCAL]        = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, saddr) },
 525         [IFLA_VTI_REMOTE]       = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, daddr) },
 526 };
 527
 528 static struct rtnl_link_ops vti_link_ops __read_mostly = {
 529         .kind           = "vti",
 530         .maxtype        = IFLA_VTI_MAX,
 531         .policy         = vti_policy,
 532         .priv_size      = sizeof(struct ip_tunnel),
 533         .setup          = vti_tunnel_setup,
 534         .validate       = vti_tunnel_validate,
 535         .newlink        = vti_newlink,
 536         .changelink     = vti_changelink,
 537         .dellink        = ip_tunnel_dellink,
 538         .get_size       = vti_get_size,
 539         .fill_info      = vti_fill_info,
 540         .get_link_net   = ip_tunnel_get_link_net,
 541 };
 542
 543 static int __init vti_init(void)
 544 {
 545         const char *msg;
 546         int err;
 547
 548         pr_info("IPv4 over IPsec tunneling driver\n");
 549
 550         msg = "tunnel device";
 551         err = register_pernet_device(&vti_net_ops);
 552         if (err < 0)
 553                 goto pernet_dev_failed;
 554
 555         msg = "tunnel protocols";
 556         err = xfrm4_protocol_register(&vti_esp4_protocol, IPPROTO_ESP);
 557         if (err < 0)
 558                 goto xfrm_proto_esp_failed;
 559         err = xfrm4_protocol_register(&vti_ah4_protocol, IPPROTO_AH);
 560         if (err < 0)
 561                 goto xfrm_proto_ah_failed;
 562         err = xfrm4_protocol_register(&vti_ipcomp4_protocol, IPPROTO_COMP);
 563         if (err < 0)
 564                 goto xfrm_proto_comp_failed;
 565
 566         msg = "netlink interface";
 567         err = rtnl_link_register(&vti_link_ops);
 568         if (err < 0)
 569                 goto rtnl_link_failed;
 570
 571         return err;
 572
 573 rtnl_link_failed:
 574         xfrm4_protocol_deregister(&vti_ipcomp4_protocol, IPPROTO_COMP);
 575 xfrm_proto_comp_failed:
 576         xfrm4_protocol_deregister(&vti_ah4_protocol, IPPROTO_AH);
 577 xfrm_proto_ah_failed:
 578         xfrm4_protocol_deregister(&vti_esp4_protocol, IPPROTO_ESP);
 579 xfrm_proto_esp_failed:
 580         unregister_pernet_device(&vti_net_ops);
 581 pernet_dev_failed:
 582         pr_err("vti init: failed to register %s\n", msg);
 583         return err;
 584 }
 585
 586 static void __exit vti_fini(void)
 587 {
 588         rtnl_link_unregister(&vti_link_ops);
 589         xfrm4_protocol_deregister(&vti_ipcomp4_protocol, IPPROTO_COMP);
 590         xfrm4_protocol_deregister(&vti_ah4_protocol, IPPROTO_AH);
 591         xfrm4_protocol_deregister(&vti_esp4_protocol, IPPROTO_ESP);
 592         unregister_pernet_device(&vti_net_ops);
 593 }
 594
 595 module_init(vti_init);
 596 module_exit(vti_fini);
 597 MODULE_LICENSE("GPL");
 598 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("vti");
 599 MODULE_ALIAS_NETDEV("ip_vti0");