drivers/net/vrf.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * vrf.c: device driver to encapsulate a VRF space
   4  *
   5  * Copyright (c) 2015 Cumulus Networks. All rights reserved.
   6  * Copyright (c) 2015 Shrijeet Mukherjee <shm@cumulusnetworks.com>
   7  * Copyright (c) 2015 David Ahern <dsa@cumulusnetworks.com>
   8  *
   9  * Based on dummy, team and ipvlan drivers
  10  */
  11
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/netdevice.h>
  15 #include <linux/etherdevice.h>
  16 #include <linux/ip.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/moduleparam.h>
  19 #include <linux/netfilter.h>
  20 #include <linux/rtnetlink.h>
  21 #include <net/rtnetlink.h>
  22 #include <linux/u64_stats_sync.h>
  23 #include <linux/hashtable.h>
  24 #include <linux/spinlock_types.h>
  25
  26 #include <linux/inetdevice.h>
  27 #include <net/arp.h>
  28 #include <net/ip.h>
  29 #include <net/ip_fib.h>
  30 #include <net/ip6_fib.h>
  31 #include <net/ip6_route.h>
  32 #include <net/route.h>
  33 #include <net/addrconf.h>
  34 #include <net/l3mdev.h>
  35 #include <net/fib_rules.h>
  36 #include <net/netns/generic.h>
  37
  38 #define DRV_NAME        "vrf"
  39 #define DRV_VERSION     "1.1"
  40
  41 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
  42
  43 #define HT_MAP_BITS     4
  44 #define HASH_INITVAL    ((u32)0xcafef00d)
  45
  46 struct  vrf_map {
  47         DECLARE_HASHTABLE(ht, HT_MAP_BITS);
  48         spinlock_t vmap_lock;
  49
  50         /* shared_tables:
  51          * count how many distinct tables do not comply with the strict mode
  52          * requirement.
  53          * shared_tables value must be 0 in order to enable the strict mode.
  54          *
  55          * example of the evolution of shared_tables:
  56          *                                                        | time
  57          * add  vrf0 --> table 100        shared_tables = 0       | t0
  58          * add  vrf1 --> table 101        shared_tables = 0       | t1
  59          * add  vrf2 --> table 100        shared_tables = 1       | t2
  60          * add  vrf3 --> table 100        shared_tables = 1       | t3
  61          * add  vrf4 --> table 101        shared_tables = 2       v t4
  62          *
  63          * shared_tables is a "step function" (or "staircase function")
  64          * and it is increased by one when the second vrf is associated to a
  65          * table.
  66          *
  67          * at t2, vrf0 and vrf2 are bound to table 100: shared_tables = 1.
  68          *
  69          * at t3, another dev (vrf3) is bound to the same table 100 but the
  70          * value of shared_tables is still 1.
  71          * This means that no matter how many new vrfs will register on the
  72          * table 100, the shared_tables will not increase (considering only
  73          * table 100).
  74          *
  75          * at t4, vrf4 is bound to table 101, and shared_tables = 2.
  76          *
  77          * Looking at the value of shared_tables we can immediately know if
  78          * the strict_mode can or cannot be enforced. Indeed, strict_mode
  79          * can be enforced iff shared_tables = 0.
  80          *
  81          * Conversely, shared_tables is decreased when a vrf is de-associated
  82          * from a table with exactly two associated vrfs.
  83          */
  84         u32 shared_tables;
  85
  86         bool strict_mode;
  87 };
  88
  89 struct vrf_map_elem {
  90         struct hlist_node hnode;
  91         struct list_head vrf_list;  /* VRFs registered to this table */
  92
  93         u32 table_id;
  94         int users;
  95         int ifindex;
  96 };
  97
  98 static unsigned int vrf_net_id;
  99
 100 /* per netns vrf data */
 101 struct netns_vrf {
 102         /* protected by rtnl lock */
 103         bool add_fib_rules;
 104
 105         struct vrf_map vmap;
 106         struct ctl_table_header *ctl_hdr;
 107 };
 108
 109 struct net_vrf {
 110         struct rtable __rcu     *rth;
 111         struct rt6_info __rcu   *rt6;
 112 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 113         struct fib6_table       *fib6_table;
 114 #endif
 115         u32                     tb_id;
 116
 117         struct list_head        me_list;   /* entry in vrf_map_elem */
 118         int                     ifindex;
 119 };
 120
 121 struct pcpu_dstats {
 122         u64                     tx_pkts;
 123         u64                     tx_bytes;
 124         u64                     tx_drps;
 125         u64                     rx_pkts;
 126         u64                     rx_bytes;
 127         u64                     rx_drps;
 128         struct u64_stats_sync   syncp;
 129 };
 130
 131 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
 132 {
 133         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
 134
 135         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
 136         dstats->rx_pkts++;
 137         dstats->rx_bytes += len;
 138         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
 139 }
 140
 141 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
 142 {
 143         vrf_dev->stats.tx_errors++;
 144         kfree_skb(skb);
 145 }
 146
 147 static void vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
 148                             struct rtnl_link_stats64 *stats)
 149 {
 150         int i;
 151
 152         for_each_possible_cpu(i) {
 153                 const struct pcpu_dstats *dstats;
 154                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
 155                 unsigned int start;
 156
 157                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
 158                 do {
 159                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
 160                         tbytes = dstats->tx_bytes;
 161                         tpkts = dstats->tx_pkts;
 162                         tdrops = dstats->tx_drps;
 163                         rbytes = dstats->rx_bytes;
 164                         rpkts = dstats->rx_pkts;
 165                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
 166                 stats->tx_bytes += tbytes;
 167                 stats->tx_packets += tpkts;
 168                 stats->tx_dropped += tdrops;
 169                 stats->rx_bytes += rbytes;
 170                 stats->rx_packets += rpkts;
 171         }
 172 }
 173
 174 static struct vrf_map *netns_vrf_map(struct net *net)
 175 {
 176         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
 177
 178         return &nn_vrf->vmap;
 179 }
 180
 181 static struct vrf_map *netns_vrf_map_by_dev(struct net_device *dev)
 182 {
 183         return netns_vrf_map(dev_net(dev));
 184 }
 185
 186 static int vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(struct vrf_map_elem *me)
 187 {
 188         struct list_head *me_head = &me->vrf_list;
 189         struct net_vrf *vrf;
 190
 191         if (list_empty(me_head))
 192                 return -ENODEV;
 193
 194         vrf = list_first_entry(me_head, struct net_vrf, me_list);
 195
 196         return vrf->ifindex;
 197 }
 198
 199 static struct vrf_map_elem *vrf_map_elem_alloc(gfp_t flags)
 200 {
 201         struct vrf_map_elem *me;
 202
 203         me = kmalloc(sizeof(*me), flags);
 204         if (!me)
 205                 return NULL;
 206
 207         return me;
 208 }
 209
 210 static void vrf_map_elem_free(struct vrf_map_elem *me)
 211 {
 212         kfree(me);
 213 }
 214
 215 static void vrf_map_elem_init(struct vrf_map_elem *me, int table_id,
 216                               int ifindex, int users)
 217 {
 218         me->table_id = table_id;
 219         me->ifindex = ifindex;
 220         me->users = users;
 221         INIT_LIST_HEAD(&me->vrf_list);
 222 }
 223
 224 static struct vrf_map_elem *vrf_map_lookup_elem(struct vrf_map *vmap,
 225                                                 u32 table_id)
 226 {
 227         struct vrf_map_elem *me;
 228         u32 key;
 229
 230         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
 231         hash_for_each_possible(vmap->ht, me, hnode, key) {
 232                 if (me->table_id == table_id)
 233                         return me;
 234         }
 235
 236         return NULL;
 237 }
 238
 239 static void vrf_map_add_elem(struct vrf_map *vmap, struct vrf_map_elem *me)
 240 {
 241         u32 table_id = me->table_id;
 242         u32 key;
 243
 244         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
 245         hash_add(vmap->ht, &me->hnode, key);
 246 }
 247
 248 static void vrf_map_del_elem(struct vrf_map_elem *me)
 249 {
 250         hash_del(&me->hnode);
 251 }
 252
 253 static void vrf_map_lock(struct vrf_map *vmap) __acquires(&vmap->vmap_lock)
 254 {
 255         spin_lock(&vmap->vmap_lock);
 256 }
 257
 258 static void vrf_map_unlock(struct vrf_map *vmap) __releases(&vmap->vmap_lock)
 259 {
 260         spin_unlock(&vmap->vmap_lock);
 261 }
 262
 263 /* called with rtnl lock held */
 264 static int
 265 vrf_map_register_dev(struct net_device *dev, struct netlink_ext_ack *extack)
 266 {
 267         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
 268         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 269         struct vrf_map_elem *new_me, *me;
 270         u32 table_id = vrf->tb_id;
 271         bool free_new_me = false;
 272         int users;
 273         int res;
 274
 275         /* we pre-allocate elements used in the spin-locked section (so that we
 276          * keep the spinlock as short as possibile).
 277          */
 278         new_me = vrf_map_elem_alloc(GFP_KERNEL);
 279         if (!new_me)
 280                 return -ENOMEM;
 281
 282         vrf_map_elem_init(new_me, table_id, dev->ifindex, 0);
 283
 284         vrf_map_lock(vmap);
 285
 286         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
 287         if (!me) {
 288                 me = new_me;
 289                 vrf_map_add_elem(vmap, me);
 290                 goto link_vrf;
 291         }
 292
 293         /* we already have an entry in the vrf_map, so it means there is (at
 294          * least) a vrf registered on the specific table.
 295          */
 296         free_new_me = true;
 297         if (vmap->strict_mode) {
 298                 /* vrfs cannot share the same table */
 299                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Table is used by another VRF");
 300                 res = -EBUSY;
 301                 goto unlock;
 302         }
 303
 304 link_vrf:
 305         users = ++me->users;
 306         if (users == 2)
 307                 ++vmap->shared_tables;
 308
 309         list_add(&vrf->me_list, &me->vrf_list);
 310
 311         res = 0;
 312
 313 unlock:
 314         vrf_map_unlock(vmap);
 315
 316         /* clean-up, if needed */
 317         if (free_new_me)
 318                 vrf_map_elem_free(new_me);
 319
 320         return res;
 321 }
 322
 323 /* called with rtnl lock held */
 324 static void vrf_map_unregister_dev(struct net_device *dev)
 325 {
 326         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
 327         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 328         u32 table_id = vrf->tb_id;
 329         struct vrf_map_elem *me;
 330         int users;
 331
 332         vrf_map_lock(vmap);
 333
 334         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
 335         if (!me)
 336                 goto unlock;
 337
 338         list_del(&vrf->me_list);
 339
 340         users = --me->users;
 341         if (users == 1) {
 342                 --vmap->shared_tables;
 343         } else if (users == 0) {
 344                 vrf_map_del_elem(me);
 345
 346                 /* no one will refer to this element anymore */
 347                 vrf_map_elem_free(me);
 348         }
 349
 350 unlock:
 351         vrf_map_unlock(vmap);
 352 }
 353
 354 /* return the vrf device index associated with the table_id */
 355 static int vrf_ifindex_lookup_by_table_id(struct net *net, u32 table_id)
 356 {
 357         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
 358         struct vrf_map_elem *me;
 359         int ifindex;
 360
 361         vrf_map_lock(vmap);
 362
 363         if (!vmap->strict_mode) {
 364                 ifindex = -EPERM;
 365                 goto unlock;
 366         }
 367
 368         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
 369         if (!me) {
 370                 ifindex = -ENODEV;
 371                 goto unlock;
 372         }
 373
 374         ifindex = vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(me);
 375
 376 unlock:
 377         vrf_map_unlock(vmap);
 378
 379         return ifindex;
 380 }
 381
 382 /* by default VRF devices do not have a qdisc and are expected
 383  * to be created with only a single queue.
 384  */
 385 static bool qdisc_tx_is_default(const struct net_device *dev)
 386 {
 387         struct netdev_queue *txq;
 388         struct Qdisc *qdisc;
 389
 390         if (dev->num_tx_queues > 1)
 391                 return false;
 392
 393         txq = netdev_get_tx_queue(dev, 0);
 394         qdisc = rcu_access_pointer(txq->qdisc);
 395
 396         return !qdisc->enqueue;
 397 }
 398
 399 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
 400  * path, similar to loopback handling.
 401  */
 402 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
 403                           struct dst_entry *dst)
 404 {
 405         int len = skb->len;
 406
 407         skb_orphan(skb);
 408
 409         skb_dst_set(skb, dst);
 410
 411         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
 412          * once on Tx and again in Rx processing
 413          */
 414         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
 415
 416         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
 417
 418         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
 419                 vrf_rx_stats(dev, len);
 420         else
 421                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
 422
 423         return NETDEV_TX_OK;
 424 }
 425
 426 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 427 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
 428                              struct sk_buff *skb)
 429 {
 430         int err;
 431
 432         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
 433                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
 434
 435         if (likely(err == 1))
 436                 err = dst_output(net, sk, skb);
 437
 438         return err;
 439 }
 440
 441 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 442                                            struct net_device *dev)
 443 {
 444         const struct ipv6hdr *iph;
 445         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 446         struct flowi6 fl6;
 447         int ret = NET_XMIT_DROP;
 448         struct dst_entry *dst;
 449         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
 450
 451         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct ipv6hdr)))
 452                 goto err;
 453
 454         iph = ipv6_hdr(skb);
 455
 456         memset(&fl6, 0, sizeof(fl6));
 457         /* needed to match OIF rule */
 458         fl6.flowi6_oif = dev->ifindex;
 459         fl6.flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
 460         fl6.daddr = iph->daddr;
 461         fl6.saddr = iph->saddr;
 462         fl6.flowlabel = ip6_flowinfo(iph);
 463         fl6.flowi6_mark = skb->mark;
 464         fl6.flowi6_proto = iph->nexthdr;
 465         fl6.flowi6_flags = FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
 466
 467         dst = ip6_dst_lookup_flow(net, NULL, &fl6, NULL);
 468         if (IS_ERR(dst) || dst == dst_null)
 469                 goto err;
 470
 471         skb_dst_drop(skb);
 472
 473         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 474          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 475          * to Rx path
 476          */
 477         if (dst->dev == dev)
 478                 return vrf_local_xmit(skb, dev, dst);
 479
 480         skb_dst_set(skb, dst);
 481
 482         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 483         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 484
 485         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
 486         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 487                 dev->stats.tx_errors++;
 488         else
 489                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 490
 491         return ret;
 492 err:
 493         vrf_tx_error(dev, skb);
 494         return NET_XMIT_DROP;
 495 }
 496 #else
 497 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 498                                            struct net_device *dev)
 499 {
 500         vrf_tx_error(dev, skb);
 501         return NET_XMIT_DROP;
 502 }
 503 #endif
 504
 505 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
 506 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
 507                             struct sk_buff *skb)
 508 {
 509         int err;
 510
 511         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
 512                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
 513         if (likely(err == 1))
 514                 err = dst_output(net, sk, skb);
 515
 516         return err;
 517 }
 518
 519 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
 520                                            struct net_device *vrf_dev)
 521 {
 522         struct iphdr *ip4h;
 523         int ret = NET_XMIT_DROP;
 524         struct flowi4 fl4;
 525         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 526         struct rtable *rt;
 527
 528         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct iphdr)))
 529                 goto err;
 530
 531         ip4h = ip_hdr(skb);
 532
 533         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
 534         /* needed to match OIF rule */
 535         fl4.flowi4_oif = vrf_dev->ifindex;
 536         fl4.flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
 537         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos);
 538         fl4.flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
 539         fl4.flowi4_proto = ip4h->protocol;
 540         fl4.daddr = ip4h->daddr;
 541         fl4.saddr = ip4h->saddr;
 542
 543         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
 544         if (IS_ERR(rt))
 545                 goto err;
 546
 547         skb_dst_drop(skb);
 548
 549         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 550          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 551          * to Rx path
 552          */
 553         if (rt->dst.dev == vrf_dev)
 554                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, &rt->dst);
 555
 556         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
 557
 558         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 559         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 560
 561         if (!ip4h->saddr) {
 562                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
 563                                                RT_SCOPE_LINK);
 564         }
 565
 566         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
 567         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 568                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
 569         else
 570                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 571
 572 out:
 573         return ret;
 574 err:
 575         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 576         goto out;
 577 }
 578
 579 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 580 {
 581         switch (skb->protocol) {
 582         case htons(ETH_P_IP):
 583                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
 584         case htons(ETH_P_IPV6):
 585                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
 586         default:
 587                 vrf_tx_error(dev, skb);
 588                 return NET_XMIT_DROP;
 589         }
 590 }
 591
 592 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 593 {
 594         int len = skb->len;
 595         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
 596
 597         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
 598                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
 599
 600                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
 601                 dstats->tx_pkts++;
 602                 dstats->tx_bytes += len;
 603                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
 604         } else {
 605                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
 606         }
 607
 608         return ret;
 609 }
 610
 611 static int vrf_finish_direct(struct net *net, struct sock *sk,
 612                              struct sk_buff *skb)
 613 {
 614         struct net_device *vrf_dev = skb->dev;
 615
 616         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all) &&
 617             likely(skb_headroom(skb) >= ETH_HLEN)) {
 618                 struct ethhdr *eth = skb_push(skb, ETH_HLEN);
 619
 620                 ether_addr_copy(eth->h_source, vrf_dev->dev_addr);
 621                 eth_zero_addr(eth->h_dest);
 622                 eth->h_proto = skb->protocol;
 623
 624                 rcu_read_lock_bh();
 625                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
 626                 rcu_read_unlock_bh();
 627
 628                 skb_pull(skb, ETH_HLEN);
 629         }
 630
 631         return 1;
 632 }
 633
 634 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 635 /* modelled after ip6_finish_output2 */
 636 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
 637                               struct sk_buff *skb)
 638 {
 639         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 640         struct net_device *dev = dst->dev;
 641         const struct in6_addr *nexthop;
 642         struct neighbour *neigh;
 643         int ret;
 644
 645         nf_reset_ct(skb);
 646
 647         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 648         skb->dev = dev;
 649
 650         rcu_read_lock_bh();
 651         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
 652         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
 653         if (unlikely(!neigh))
 654                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
 655         if (!IS_ERR(neigh)) {
 656                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
 657                 ret = neigh_output(neigh, skb, false);
 658                 rcu_read_unlock_bh();
 659                 return ret;
 660         }
 661         rcu_read_unlock_bh();
 662
 663         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
 664                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
 665         kfree_skb(skb);
 666         return -EINVAL;
 667 }
 668
 669 /* modelled after ip6_output */
 670 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 671 {
 672         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
 673                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
 674                             vrf_finish_output6,
 675                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
 676 }
 677
 678 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
 679  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
 680  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
 681  */
 682 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
 683                                             struct sk_buff *skb)
 684 {
 685         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 686         struct dst_entry *dst = NULL;
 687         struct rt6_info *rt6;
 688
 689         rcu_read_lock();
 690
 691         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
 692         if (likely(rt6)) {
 693                 dst = &rt6->dst;
 694                 dst_hold(dst);
 695         }
 696
 697         rcu_read_unlock();
 698
 699         if (unlikely(!dst)) {
 700                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 701                 return NULL;
 702         }
 703
 704         skb_dst_drop(skb);
 705         skb_dst_set(skb, dst);
 706
 707         return skb;
 708 }
 709
 710 static int vrf_output6_direct(struct net *net, struct sock *sk,
 711                               struct sk_buff *skb)
 712 {
 713         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 714
 715         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
 716                             net, sk, skb, NULL, skb->dev,
 717                             vrf_finish_direct,
 718                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
 719 }
 720
 721 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
 722                                           struct sock *sk,
 723                                           struct sk_buff *skb)
 724 {
 725         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 726         int err;
 727
 728         skb->dev = vrf_dev;
 729
 730         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
 731                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_output6_direct);
 732
 733         if (likely(err == 1))
 734                 err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
 735
 736         /* reset skb device */
 737         if (likely(err == 1))
 738                 nf_reset_ct(skb);
 739         else
 740                 skb = NULL;
 741
 742         return skb;
 743 }
 744
 745 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
 746                                    struct sock *sk,
 747                                    struct sk_buff *skb)
 748 {
 749         /* don't divert link scope packets */
 750         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
 751                 return skb;
 752
 753         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
 754             IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_XFRM_TRANSFORMED)
 755                 return vrf_ip6_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
 756
 757         return vrf_ip6_out_redirect(vrf_dev, skb);
 758 }
 759
 760 /* holding rtnl */
 761 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
 762 {
 763         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
 764         struct net *net = dev_net(dev);
 765         struct dst_entry *dst;
 766
 767         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
 768         synchronize_rcu();
 769
 770         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
 771          * - based on dst_ifdown
 772          */
 773         if (rt6) {
 774                 dst = &rt6->dst;
 775                 dev_put(dst->dev);
 776                 dst->dev = net->loopback_dev;
 777                 dev_hold(dst->dev);
 778                 dst_release(dst);
 779         }
 780 }
 781
 782 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 783 {
 784         int flags = DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM;
 785         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 786         struct net *net = dev_net(dev);
 787         struct rt6_info *rt6;
 788         int rc = -ENOMEM;
 789
 790         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
 791         if (!ipv6_mod_enabled())
 792                 return 0;
 793
 794         vrf->fib6_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
 795         if (!vrf->fib6_table)
 796                 goto out;
 797
 798         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
 799         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
 800         if (!rt6)
 801                 goto out;
 802
 803         rt6->dst.output = vrf_output6;
 804
 805         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
 806
 807         rc = 0;
 808 out:
 809         return rc;
 810 }
 811 #else
 812 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
 813                                    struct sock *sk,
 814                                    struct sk_buff *skb)
 815 {
 816         return skb;
 817 }
 818
 819 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
 820 {
 821 }
 822
 823 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 824 {
 825         return 0;
 826 }
 827 #endif
 828
 829 /* modelled after ip_finish_output2 */
 830 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 831 {
 832         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 833         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
 834         struct net_device *dev = dst->dev;
 835         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
 836         struct neighbour *neigh;
 837         bool is_v6gw = false;
 838         int ret = -EINVAL;
 839
 840         nf_reset_ct(skb);
 841
 842         /* Be paranoid, rather than too clever. */
 843         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
 844                 struct sk_buff *skb2;
 845
 846                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
 847                 if (!skb2) {
 848                         ret = -ENOMEM;
 849                         goto err;
 850                 }
 851                 if (skb->sk)
 852                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
 853
 854                 consume_skb(skb);
 855                 skb = skb2;
 856         }
 857
 858         rcu_read_lock_bh();
 859
 860         neigh = ip_neigh_for_gw(rt, skb, &is_v6gw);
 861         if (!IS_ERR(neigh)) {
 862                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
 863                 /* if crossing protocols, can not use the cached header */
 864                 ret = neigh_output(neigh, skb, is_v6gw);
 865                 rcu_read_unlock_bh();
 866                 return ret;
 867         }
 868
 869         rcu_read_unlock_bh();
 870 err:
 871         vrf_tx_error(skb->dev, skb);
 872         return ret;
 873 }
 874
 875 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 876 {
 877         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 878
 879         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
 880
 881         skb->dev = dev;
 882         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 883
 884         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
 885                             net, sk, skb, NULL, dev,
 886                             vrf_finish_output,
 887                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
 888 }
 889
 890 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
 891  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
 892  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
 893  */
 894 static struct sk_buff *vrf_ip_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
 895                                            struct sk_buff *skb)
 896 {
 897         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 898         struct dst_entry *dst = NULL;
 899         struct rtable *rth;
 900
 901         rcu_read_lock();
 902
 903         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
 904         if (likely(rth)) {
 905                 dst = &rth->dst;
 906                 dst_hold(dst);
 907         }
 908
 909         rcu_read_unlock();
 910
 911         if (unlikely(!dst)) {
 912                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 913                 return NULL;
 914         }
 915
 916         skb_dst_drop(skb);
 917         skb_dst_set(skb, dst);
 918
 919         return skb;
 920 }
 921
 922 static int vrf_output_direct(struct net *net, struct sock *sk,
 923                              struct sk_buff *skb)
 924 {
 925         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 926
 927         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
 928                             net, sk, skb, NULL, skb->dev,
 929                             vrf_finish_direct,
 930                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
 931 }
 932
 933 static struct sk_buff *vrf_ip_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
 934                                          struct sock *sk,
 935                                          struct sk_buff *skb)
 936 {
 937         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 938         int err;
 939
 940         skb->dev = vrf_dev;
 941
 942         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
 943                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_output_direct);
 944
 945         if (likely(err == 1))
 946                 err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
 947
 948         /* reset skb device */
 949         if (likely(err == 1))
 950                 nf_reset_ct(skb);
 951         else
 952                 skb = NULL;
 953
 954         return skb;
 955 }
 956
 957 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
 958                                   struct sock *sk,
 959                                   struct sk_buff *skb)
 960 {
 961         /* don't divert multicast or local broadcast */
 962         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr) ||
 963             ipv4_is_lbcast(ip_hdr(skb)->daddr))
 964                 return skb;
 965
 966         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
 967             IPCB(skb)->flags & IPSKB_XFRM_TRANSFORMED)
 968                 return vrf_ip_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
 969
 970         return vrf_ip_out_redirect(vrf_dev, skb);
 971 }
 972
 973 /* called with rcu lock held */
 974 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
 975                                   struct sock *sk,
 976                                   struct sk_buff *skb,
 977                                   u16 proto)
 978 {
 979         switch (proto) {
 980         case AF_INET:
 981                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
 982         case AF_INET6:
 983                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
 984         }
 985
 986         return skb;
 987 }
 988
 989 /* holding rtnl */
 990 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
 991 {
 992         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
 993         struct net *net = dev_net(dev);
 994         struct dst_entry *dst;
 995
 996         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
 997         synchronize_rcu();
 998
 999         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
1000          * - based on dst_ifdown
1001          */
1002         if (rth) {
1003                 dst = &rth->dst;
1004                 dev_put(dst->dev);
1005                 dst->dev = net->loopback_dev;
1006                 dev_hold(dst->dev);
1007                 dst_release(dst);
1008         }
1009 }
1010
1011 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
1012 {
1013         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1014         struct rtable *rth;
1015
1016         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
1017                 return -ENOMEM;
1018
1019         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
1020         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1);
1021         if (!rth)
1022                 return -ENOMEM;
1023
1024         rth->dst.output = vrf_output;
1025
1026         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
1027
1028         return 0;
1029 }
1030
1031 /**************************** device handling ********************/
1032
1033 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
1034 static void cycle_netdev(struct net_device *dev,
1035                          struct netlink_ext_ack *extack)
1036 {
1037         unsigned int flags = dev->flags;
1038         int ret;
1039
1040         if (!netif_running(dev))
1041                 return;
1042
1043         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP, extack);
1044         if (ret >= 0)
1045                 ret = dev_change_flags(dev, flags, extack);
1046
1047         if (ret < 0) {
1048                 netdev_err(dev,
1049                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
1050                            dev->name);
1051         }
1052 }
1053
1054 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1055                             struct netlink_ext_ack *extack)
1056 {
1057         int ret;
1058
1059         /* do not allow loopback device to be enslaved to a VRF.
1060          * The vrf device acts as the loopback for the vrf.
1061          */
1062         if (port_dev == dev_net(dev)->loopback_dev) {
1063                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1064                                "Can not enslave loopback device to a VRF");
1065                 return -EOPNOTSUPP;
1066         }
1067
1068         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
1069         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL, extack);
1070         if (ret < 0)
1071                 goto err;
1072
1073         cycle_netdev(port_dev, extack);
1074
1075         return 0;
1076
1077 err:
1078         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1079         return ret;
1080 }
1081
1082 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1083                          struct netlink_ext_ack *extack)
1084 {
1085         if (netif_is_l3_master(port_dev)) {
1086                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1087                                "Can not enslave an L3 master device to a VRF");
1088                 return -EINVAL;
1089         }
1090
1091         if (netif_is_l3_slave(port_dev))
1092                 return -EINVAL;
1093
1094         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev, extack);
1095 }
1096
1097 /* inverse of do_vrf_add_slave */
1098 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1099 {
1100         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
1101         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1102
1103         cycle_netdev(port_dev, NULL);
1104
1105         return 0;
1106 }
1107
1108 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1109 {
1110         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
1111 }
1112
1113 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
1114 {
1115         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1116
1117         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1118         vrf_rt6_release(dev, vrf);
1119
1120         free_percpu(dev->dstats);
1121         dev->dstats = NULL;
1122 }
1123
1124 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
1125 {
1126         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1127
1128         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
1129         if (!dev->dstats)
1130                 goto out_nomem;
1131
1132         /* create the default dst which points back to us */
1133         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
1134                 goto out_stats;
1135
1136         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
1137                 goto out_rth;
1138
1139         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
1140
1141         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
1142         dev->mtu = 64 * 1024;
1143
1144         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
1145         dev->operstate = IF_OPER_UP;
1146         netdev_lockdep_set_classes(dev);
1147         return 0;
1148
1149 out_rth:
1150         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1151 out_stats:
1152         free_percpu(dev->dstats);
1153         dev->dstats = NULL;
1154 out_nomem:
1155         return -ENOMEM;
1156 }
1157
1158 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
1159         .ndo_init               = vrf_dev_init,
1160         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
1161         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
1162         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1163         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
1164         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
1165         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
1166 };
1167
1168 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
1169 {
1170         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1171
1172         return vrf->tb_id;
1173 }
1174
1175 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1176 {
1177         kfree_skb(skb);
1178         return 0;
1179 }
1180
1181 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
1182                                       struct sk_buff *skb,
1183                                       struct net_device *dev)
1184 {
1185         struct net *net = dev_net(dev);
1186
1187         if (nf_hook(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) != 1)
1188                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
1189
1190         return skb;
1191 }
1192
1193 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1194 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
1195  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
1196  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
1197  * a start.
1198  */
1199 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
1200 {
1201         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1202         bool rc = false;
1203
1204         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
1205                 const struct icmp6hdr *icmph;
1206                 struct icmp6hdr _icmph;
1207
1208                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
1209                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
1210                 if (!icmph)
1211                         goto out;
1212
1213                 switch (icmph->icmp6_type) {
1214                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
1215                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
1216                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
1217                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
1218                 case NDISC_REDIRECT:
1219                         rc = true;
1220                         break;
1221                 }
1222         }
1223
1224 out:
1225         return rc;
1226 }
1227
1228 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
1229                                              const struct net_device *dev,
1230                                              struct flowi6 *fl6,
1231                                              int ifindex,
1232                                              const struct sk_buff *skb,
1233                                              int flags)
1234 {
1235         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1236
1237         return ip6_pol_route(net, vrf->fib6_table, ifindex, fl6, skb, flags);
1238 }
1239
1240 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
1241                               int ifindex)
1242 {
1243         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1244         struct flowi6 fl6 = {
1245                 .flowi6_iif     = ifindex,
1246                 .flowi6_mark    = skb->mark,
1247                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
1248                 .daddr          = iph->daddr,
1249                 .saddr          = iph->saddr,
1250                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
1251         };
1252         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1253         struct rt6_info *rt6;
1254
1255         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex, skb,
1256                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
1257         if (unlikely(!rt6))
1258                 return;
1259
1260         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
1261                 return;
1262
1263         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
1264 }
1265
1266 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1267                                    struct sk_buff *skb)
1268 {
1269         int orig_iif = skb->skb_iif;
1270         bool need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
1271         bool is_ndisc = ipv6_ndisc_frame(skb);
1272
1273         /* loopback, multicast & non-ND link-local traffic; do not push through
1274          * packet taps again. Reset pkt_type for upper layers to process skb
1275          */
1276         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK || (need_strict && !is_ndisc)) {
1277                 skb->dev = vrf_dev;
1278                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1279                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1280                 if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK)
1281                         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1282                 goto out;
1283         }
1284
1285         /* if packet is NDISC then keep the ingress interface */
1286         if (!is_ndisc) {
1287                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1288                 skb->dev = vrf_dev;
1289                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1290
1291                 if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1292                         skb_push(skb, skb->mac_len);
1293                         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1294                         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1295                 }
1296
1297                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1298         }
1299
1300         if (need_strict)
1301                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1302
1303         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1304 out:
1305         return skb;
1306 }
1307
1308 #else
1309 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1310                                    struct sk_buff *skb)
1311 {
1312         return skb;
1313 }
1314 #endif
1315
1316 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1317                                   struct sk_buff *skb)
1318 {
1319         skb->dev = vrf_dev;
1320         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1321         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1322
1323         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1324                 goto out;
1325
1326         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1327          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1328          */
1329         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1330                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1331                 goto out;
1332         }
1333
1334         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1335
1336         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1337                 skb_push(skb, skb->mac_len);
1338                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1339                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
1340         }
1341
1342         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1343 out:
1344         return skb;
1345 }
1346
1347 /* called with rcu lock held */
1348 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1349                                   struct sk_buff *skb,
1350                                   u16 proto)
1351 {
1352         switch (proto) {
1353         case AF_INET:
1354                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1355         case AF_INET6:
1356                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1357         }
1358
1359         return skb;
1360 }
1361
1362 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1363 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1364  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1365  * Note: Caller to this function must hold rcu_read_lock() and no refcnt
1366  * is taken on the dst by this function.
1367  */
1368 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1369                                               struct flowi6 *fl6)
1370 {
1371         struct net *net = dev_net(dev);
1372         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE | RT6_LOOKUP_F_DST_NOREF;
1373         struct dst_entry *dst = NULL;
1374         struct rt6_info *rt;
1375
1376         /* VRF device does not have a link-local address and
1377          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1378          * a VRF device does not make sense
1379          */
1380         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1381                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1382                 return dst;
1383         }
1384
1385         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1386                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1387
1388         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, NULL, flags);
1389         if (rt)
1390                 dst = &rt->dst;
1391
1392         return dst;
1393 }
1394 #endif
1395
1396 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1397         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1398         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1399         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1400 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1401         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1402 #endif
1403 };
1404
1405 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1406                             struct ethtool_drvinfo *info)
1407 {
1408         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1409         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1410 }
1411
1412 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1413         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1414 };
1415
1416 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1417 {
1418         size_t sz;
1419
1420         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1421         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1422         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1423         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_PROTOCOL */
1424
1425         return sz;
1426 }
1427
1428 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1429 {
1430         struct fib_rule_hdr *frh;
1431         struct nlmsghdr *nlh;
1432         struct sk_buff *skb;
1433         int err;
1434
1435         if ((family == AF_INET6 || family == RTNL_FAMILY_IP6MR) &&
1436             !ipv6_mod_enabled())
1437                 return 0;
1438
1439         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1440         if (!skb)
1441                 return -ENOMEM;
1442
1443         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1444         if (!nlh)
1445                 goto nla_put_failure;
1446
1447         /* rule only needs to appear once */
1448         nlh->nlmsg_flags |= NLM_F_EXCL;
1449
1450         frh = nlmsg_data(nlh);
1451         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1452         frh->family = family;
1453         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1454
1455         if (nla_put_u8(skb, FRA_PROTOCOL, RTPROT_KERNEL))
1456                 goto nla_put_failure;
1457
1458         if (nla_put_u8(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1459                 goto nla_put_failure;
1460
1461         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1462                 goto nla_put_failure;
1463
1464         nlmsg_end(skb, nlh);
1465
1466         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1467         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1468         if (add_it) {
1469                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh, NULL);
1470                 if (err == -EEXIST)
1471                         err = 0;
1472         } else {
1473                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh, NULL);
1474                 if (err == -ENOENT)
1475                         err = 0;
1476         }
1477         nlmsg_free(skb);
1478
1479         return err;
1480
1481 nla_put_failure:
1482         nlmsg_free(skb);
1483
1484         return -EMSGSIZE;
1485 }
1486
1487 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1488 {
1489         int err;
1490
1491         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1492         if (err < 0)
1493                 goto out_err;
1494
1495         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1496         if (err < 0)
1497                 goto ipv6_err;
1498
1499 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1500         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1501         if (err < 0)
1502                 goto ipmr_err;
1503 #endif
1504
1505 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1506         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IP6MR, true);
1507         if (err < 0)
1508                 goto ip6mr_err;
1509 #endif
1510
1511         return 0;
1512
1513 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1514 ip6mr_err:
1515         vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR,  false);
1516 #endif
1517
1518 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1519 ipmr_err:
1520         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1521 #endif
1522
1523 ipv6_err:
1524         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1525
1526 out_err:
1527         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1528         return err;
1529 }
1530
1531 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1532 {
1533         ether_setup(dev);
1534
1535         /* Initialize the device structure. */
1536         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1537         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1538         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1539         dev->needs_free_netdev = true;
1540
1541         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1542         eth_hw_addr_random(dev);
1543
1544         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1545         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1546
1547         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1548         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1549
1550         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1551         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1552
1553         /* enable offload features */
1554         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1555         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_SCTP_CRC;
1556         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1557
1558         dev->hw_features = dev->features;
1559         dev->hw_enc_features = dev->features;
1560
1561         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1562         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1563         dev->priv_flags |= IFF_NO_RX_HANDLER;
1564         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1565
1566         /* VRF devices do not care about MTU, but if the MTU is set
1567          * too low then the ipv4 and ipv6 protocols are disabled
1568          * which breaks networking.
1569          */
1570         dev->min_mtu = IPV6_MIN_MTU;
1571         dev->max_mtu = ETH_MAX_MTU;
1572 }
1573
1574 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1575                         struct netlink_ext_ack *extack)
1576 {
1577         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1578                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1579                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1580                         return -EINVAL;
1581                 }
1582                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1583                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1584                         return -EADDRNOTAVAIL;
1585                 }
1586         }
1587         return 0;
1588 }
1589
1590 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1591 {
1592         struct net_device *port_dev;
1593         struct list_head *iter;
1594
1595         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
1596                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
1597
1598         vrf_map_unregister_dev(dev);
1599
1600         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1601 }
1602
1603 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1604                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1605                        struct netlink_ext_ack *extack)
1606 {
1607         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1608         struct netns_vrf *nn_vrf;
1609         bool *add_fib_rules;
1610         struct net *net;
1611         int err;
1612
1613         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE]) {
1614                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "VRF table id is missing");
1615                 return -EINVAL;
1616         }
1617
1618         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1619         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC) {
1620                 NL_SET_ERR_MSG_ATTR(extack, data[IFLA_VRF_TABLE],
1621                                     "Invalid VRF table id");
1622                 return -EINVAL;
1623         }
1624
1625         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1626
1627         err = register_netdevice(dev);
1628         if (err)
1629                 goto out;
1630
1631         /* mapping between table_id and vrf;
1632          * note: such binding could not be done in the dev init function
1633          * because dev->ifindex id is not available yet.
1634          */
1635         vrf->ifindex = dev->ifindex;
1636
1637         err = vrf_map_register_dev(dev, extack);
1638         if (err) {
1639                 unregister_netdevice(dev);
1640                 goto out;
1641         }
1642
1643         net = dev_net(dev);
1644         nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1645
1646         add_fib_rules = &nn_vrf->add_fib_rules;
1647         if (*add_fib_rules) {
1648                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1649                 if (err) {
1650                         vrf_map_unregister_dev(dev);
1651                         unregister_netdevice(dev);
1652                         goto out;
1653                 }
1654                 *add_fib_rules = false;
1655         }
1656
1657 out:
1658         return err;
1659 }
1660
1661 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1662 {
1663         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1664 }
1665
1666 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1667                         const struct net_device *dev)
1668 {
1669         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1670
1671         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1672 }
1673
1674 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1675                                  const struct net_device *slave_dev)
1676 {
1677         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1678 }
1679
1680 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1681                                const struct net_device *vrf_dev,
1682                                const struct net_device *slave_dev)
1683 {
1684         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1685
1686         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1687                 return -EMSGSIZE;
1688
1689         return 0;
1690 }
1691
1692 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1693         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1694 };
1695
1696 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1697         .kind           = DRV_NAME,
1698         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1699
1700         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1701         .policy         = vrf_nl_policy,
1702         .validate       = vrf_validate,
1703         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1704
1705         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1706         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1707
1708         .newlink        = vrf_newlink,
1709         .dellink        = vrf_dellink,
1710         .setup          = vrf_setup,
1711         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1712 };
1713
1714 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1715                             unsigned long event, void *ptr)
1716 {
1717         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1718
1719         /* only care about unregister events to drop slave references */
1720         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1721                 struct net_device *vrf_dev;
1722
1723                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1724                         goto out;
1725
1726                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1727                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1728         }
1729 out:
1730         return NOTIFY_DONE;
1731 }
1732
1733 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1734         .notifier_call = vrf_device_event,
1735 };
1736
1737 static int vrf_map_init(struct vrf_map *vmap)
1738 {
1739         spin_lock_init(&vmap->vmap_lock);
1740         hash_init(vmap->ht);
1741
1742         vmap->strict_mode = false;
1743
1744         return 0;
1745 }
1746
1747 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1748 static bool vrf_strict_mode(struct vrf_map *vmap)
1749 {
1750         bool strict_mode;
1751
1752         vrf_map_lock(vmap);
1753         strict_mode = vmap->strict_mode;
1754         vrf_map_unlock(vmap);
1755
1756         return strict_mode;
1757 }
1758
1759 static int vrf_strict_mode_change(struct vrf_map *vmap, bool new_mode)
1760 {
1761         bool *cur_mode;
1762         int res = 0;
1763
1764         vrf_map_lock(vmap);
1765
1766         cur_mode = &vmap->strict_mode;
1767         if (*cur_mode == new_mode)
1768                 goto unlock;
1769
1770         if (*cur_mode) {
1771                 /* disable strict mode */
1772                 *cur_mode = false;
1773         } else {
1774                 if (vmap->shared_tables) {
1775                         /* we cannot allow strict_mode because there are some
1776                          * vrfs that share one or more tables.
1777                          */
1778                         res = -EBUSY;
1779                         goto unlock;
1780                 }
1781
1782                 /* no tables are shared among vrfs, so we can go back
1783                  * to 1:1 association between a vrf with its table.
1784                  */
1785                 *cur_mode = true;
1786         }
1787
1788 unlock:
1789         vrf_map_unlock(vmap);
1790
1791         return res;
1792 }
1793
1794 static int vrf_shared_table_handler(struct ctl_table *table, int write,
1795                                     void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1796 {
1797         struct net *net = (struct net *)table->extra1;
1798         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
1799         int proc_strict_mode = 0;
1800         struct ctl_table tmp = {
1801                 .procname       = table->procname,
1802                 .data           = &proc_strict_mode,
1803                 .maxlen         = sizeof(int),
1804                 .mode           = table->mode,
1805                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
1806                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
1807         };
1808         int ret;
1809
1810         if (!write)
1811                 proc_strict_mode = vrf_strict_mode(vmap);
1812
1813         ret = proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
1814
1815         if (write && ret == 0)
1816                 ret = vrf_strict_mode_change(vmap, (bool)proc_strict_mode);
1817
1818         return ret;
1819 }
1820
1821 static const struct ctl_table vrf_table[] = {
1822         {
1823                 .procname       = "strict_mode",
1824                 .data           = NULL,
1825                 .maxlen         = sizeof(int),
1826                 .mode           = 0644,
1827                 .proc_handler   = vrf_shared_table_handler,
1828                 /* set by the vrf_netns_init */
1829                 .extra1         = NULL,
1830         },
1831         { },
1832 };
1833
1834 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1835 {
1836         struct ctl_table *table;
1837
1838         table = kmemdup(vrf_table, sizeof(vrf_table), GFP_KERNEL);
1839         if (!table)
1840                 return -ENOMEM;
1841
1842         /* init the extra1 parameter with the reference to current netns */
1843         table[0].extra1 = net;
1844
1845         nn_vrf->ctl_hdr = register_net_sysctl(net, "net/vrf", table);
1846         if (!nn_vrf->ctl_hdr) {
1847                 kfree(table);
1848                 return -ENOMEM;
1849         }
1850
1851         return 0;
1852 }
1853
1854 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1855 {
1856         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1857         struct ctl_table *table;
1858
1859         table = nn_vrf->ctl_hdr->ctl_table_arg;
1860         unregister_net_sysctl_table(nn_vrf->ctl_hdr);
1861         kfree(table);
1862 }
1863 #else
1864 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1865 {
1866         return 0;
1867 }
1868
1869 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1870 {
1871 }
1872 #endif
1873
1874 /* Initialize per network namespace state */
1875 static int __net_init vrf_netns_init(struct net *net)
1876 {
1877         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1878
1879         nn_vrf->add_fib_rules = true;
1880         vrf_map_init(&nn_vrf->vmap);
1881
1882         return vrf_netns_init_sysctl(net, nn_vrf);
1883 }
1884
1885 static void __net_exit vrf_netns_exit(struct net *net)
1886 {
1887         vrf_netns_exit_sysctl(net);
1888 }
1889
1890 static struct pernet_operations vrf_net_ops __net_initdata = {
1891         .init = vrf_netns_init,
1892         .exit = vrf_netns_exit,
1893         .id   = &vrf_net_id,
1894         .size = sizeof(struct netns_vrf),
1895 };
1896
1897 static int __init vrf_init_module(void)
1898 {
1899         int rc;
1900
1901         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1902
1903         rc = register_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
1904         if (rc < 0)
1905                 goto error;
1906
1907         rc = l3mdev_table_lookup_register(L3MDEV_TYPE_VRF,
1908                                           vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
1909         if (rc < 0)
1910                 goto unreg_pernet;
1911
1912         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1913         if (rc < 0)
1914                 goto table_lookup_unreg;
1915
1916         return 0;
1917
1918 table_lookup_unreg:
1919         l3mdev_table_lookup_unregister(L3MDEV_TYPE_VRF,
1920                                        vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
1921
1922 unreg_pernet:
1923         unregister_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
1924
1925 error:
1926         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1927         return rc;
1928 }
1929
1930 module_init(vrf_init_module);
1931 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1932 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1933 MODULE_LICENSE("GPL");
1934 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1935 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);