Merge branch 'exec-update-lock-for-v5.11' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kerne...
[linux-2.6-microblaze.git] / 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/ethtool.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/netdevice.h>
16 #include <linux/etherdevice.h>
17 #include <linux/ip.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/moduleparam.h>
20 #include <linux/netfilter.h>
21 #include <linux/rtnetlink.h>
22 #include <net/rtnetlink.h>
23 #include <linux/u64_stats_sync.h>
24 #include <linux/hashtable.h>
25 #include <linux/spinlock_types.h>
26
27 #include <linux/inetdevice.h>
28 #include <net/arp.h>
29 #include <net/ip.h>
30 #include <net/ip_fib.h>
31 #include <net/ip6_fib.h>
32 #include <net/ip6_route.h>
33 #include <net/route.h>
34 #include <net/addrconf.h>
35 #include <net/l3mdev.h>
36 #include <net/fib_rules.h>
37 #include <net/netns/generic.h>
38
39 #define DRV_NAME        "vrf"
40 #define DRV_VERSION     "1.1"
41
42 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
43
44 #define HT_MAP_BITS     4
45 #define HASH_INITVAL    ((u32)0xcafef00d)
46
47 struct  vrf_map {
48         DECLARE_HASHTABLE(ht, HT_MAP_BITS);
49         spinlock_t vmap_lock;
50
51         /* shared_tables:
52          * count how many distinct tables do not comply with the strict mode
53          * requirement.
54          * shared_tables value must be 0 in order to enable the strict mode.
55          *
56          * example of the evolution of shared_tables:
57          *                                                        | time
58          * add  vrf0 --> table 100        shared_tables = 0       | t0
59          * add  vrf1 --> table 101        shared_tables = 0       | t1
60          * add  vrf2 --> table 100        shared_tables = 1       | t2
61          * add  vrf3 --> table 100        shared_tables = 1       | t3
62          * add  vrf4 --> table 101        shared_tables = 2       v t4
63          *
64          * shared_tables is a "step function" (or "staircase function")
65          * and it is increased by one when the second vrf is associated to a
66          * table.
67          *
68          * at t2, vrf0 and vrf2 are bound to table 100: shared_tables = 1.
69          *
70          * at t3, another dev (vrf3) is bound to the same table 100 but the
71          * value of shared_tables is still 1.
72          * This means that no matter how many new vrfs will register on the
73          * table 100, the shared_tables will not increase (considering only
74          * table 100).
75          *
76          * at t4, vrf4 is bound to table 101, and shared_tables = 2.
77          *
78          * Looking at the value of shared_tables we can immediately know if
79          * the strict_mode can or cannot be enforced. Indeed, strict_mode
80          * can be enforced iff shared_tables = 0.
81          *
82          * Conversely, shared_tables is decreased when a vrf is de-associated
83          * from a table with exactly two associated vrfs.
84          */
85         u32 shared_tables;
86
87         bool strict_mode;
88 };
89
90 struct vrf_map_elem {
91         struct hlist_node hnode;
92         struct list_head vrf_list;  /* VRFs registered to this table */
93
94         u32 table_id;
95         int users;
96         int ifindex;
97 };
98
99 static unsigned int vrf_net_id;
100
101 /* per netns vrf data */
102 struct netns_vrf {
103         /* protected by rtnl lock */
104         bool add_fib_rules;
105
106         struct vrf_map vmap;
107         struct ctl_table_header *ctl_hdr;
108 };
109
110 struct net_vrf {
111         struct rtable __rcu     *rth;
112         struct rt6_info __rcu   *rt6;
113 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
114         struct fib6_table       *fib6_table;
115 #endif
116         u32                     tb_id;
117
118         struct list_head        me_list;   /* entry in vrf_map_elem */
119         int                     ifindex;
120 };
121
122 struct pcpu_dstats {
123         u64                     tx_pkts;
124         u64                     tx_bytes;
125         u64                     tx_drps;
126         u64                     rx_pkts;
127         u64                     rx_bytes;
128         u64                     rx_drps;
129         struct u64_stats_sync   syncp;
130 };
131
132 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
133 {
134         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
135
136         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
137         dstats->rx_pkts++;
138         dstats->rx_bytes += len;
139         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
140 }
141
142 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
143 {
144         vrf_dev->stats.tx_errors++;
145         kfree_skb(skb);
146 }
147
148 static void vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
149                             struct rtnl_link_stats64 *stats)
150 {
151         int i;
152
153         for_each_possible_cpu(i) {
154                 const struct pcpu_dstats *dstats;
155                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
156                 unsigned int start;
157
158                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
159                 do {
160                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
161                         tbytes = dstats->tx_bytes;
162                         tpkts = dstats->tx_pkts;
163                         tdrops = dstats->tx_drps;
164                         rbytes = dstats->rx_bytes;
165                         rpkts = dstats->rx_pkts;
166                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
167                 stats->tx_bytes += tbytes;
168                 stats->tx_packets += tpkts;
169                 stats->tx_dropped += tdrops;
170                 stats->rx_bytes += rbytes;
171                 stats->rx_packets += rpkts;
172         }
173 }
174
175 static struct vrf_map *netns_vrf_map(struct net *net)
176 {
177         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
178
179         return &nn_vrf->vmap;
180 }
181
182 static struct vrf_map *netns_vrf_map_by_dev(struct net_device *dev)
183 {
184         return netns_vrf_map(dev_net(dev));
185 }
186
187 static int vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(struct vrf_map_elem *me)
188 {
189         struct list_head *me_head = &me->vrf_list;
190         struct net_vrf *vrf;
191
192         if (list_empty(me_head))
193                 return -ENODEV;
194
195         vrf = list_first_entry(me_head, struct net_vrf, me_list);
196
197         return vrf->ifindex;
198 }
199
200 static struct vrf_map_elem *vrf_map_elem_alloc(gfp_t flags)
201 {
202         struct vrf_map_elem *me;
203
204         me = kmalloc(sizeof(*me), flags);
205         if (!me)
206                 return NULL;
207
208         return me;
209 }
210
211 static void vrf_map_elem_free(struct vrf_map_elem *me)
212 {
213         kfree(me);
214 }
215
216 static void vrf_map_elem_init(struct vrf_map_elem *me, int table_id,
217                               int ifindex, int users)
218 {
219         me->table_id = table_id;
220         me->ifindex = ifindex;
221         me->users = users;
222         INIT_LIST_HEAD(&me->vrf_list);
223 }
224
225 static struct vrf_map_elem *vrf_map_lookup_elem(struct vrf_map *vmap,
226                                                 u32 table_id)
227 {
228         struct vrf_map_elem *me;
229         u32 key;
230
231         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
232         hash_for_each_possible(vmap->ht, me, hnode, key) {
233                 if (me->table_id == table_id)
234                         return me;
235         }
236
237         return NULL;
238 }
239
240 static void vrf_map_add_elem(struct vrf_map *vmap, struct vrf_map_elem *me)
241 {
242         u32 table_id = me->table_id;
243         u32 key;
244
245         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
246         hash_add(vmap->ht, &me->hnode, key);
247 }
248
249 static void vrf_map_del_elem(struct vrf_map_elem *me)
250 {
251         hash_del(&me->hnode);
252 }
253
254 static void vrf_map_lock(struct vrf_map *vmap) __acquires(&vmap->vmap_lock)
255 {
256         spin_lock(&vmap->vmap_lock);
257 }
258
259 static void vrf_map_unlock(struct vrf_map *vmap) __releases(&vmap->vmap_lock)
260 {
261         spin_unlock(&vmap->vmap_lock);
262 }
263
264 /* called with rtnl lock held */
265 static int
266 vrf_map_register_dev(struct net_device *dev, struct netlink_ext_ack *extack)
267 {
268         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
269         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
270         struct vrf_map_elem *new_me, *me;
271         u32 table_id = vrf->tb_id;
272         bool free_new_me = false;
273         int users;
274         int res;
275
276         /* we pre-allocate elements used in the spin-locked section (so that we
277          * keep the spinlock as short as possibile).
278          */
279         new_me = vrf_map_elem_alloc(GFP_KERNEL);
280         if (!new_me)
281                 return -ENOMEM;
282
283         vrf_map_elem_init(new_me, table_id, dev->ifindex, 0);
284
285         vrf_map_lock(vmap);
286
287         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
288         if (!me) {
289                 me = new_me;
290                 vrf_map_add_elem(vmap, me);
291                 goto link_vrf;
292         }
293
294         /* we already have an entry in the vrf_map, so it means there is (at
295          * least) a vrf registered on the specific table.
296          */
297         free_new_me = true;
298         if (vmap->strict_mode) {
299                 /* vrfs cannot share the same table */
300                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Table is used by another VRF");
301                 res = -EBUSY;
302                 goto unlock;
303         }
304
305 link_vrf:
306         users = ++me->users;
307         if (users == 2)
308                 ++vmap->shared_tables;
309
310         list_add(&vrf->me_list, &me->vrf_list);
311
312         res = 0;
313
314 unlock:
315         vrf_map_unlock(vmap);
316
317         /* clean-up, if needed */
318         if (free_new_me)
319                 vrf_map_elem_free(new_me);
320
321         return res;
322 }
323
324 /* called with rtnl lock held */
325 static void vrf_map_unregister_dev(struct net_device *dev)
326 {
327         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
328         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
329         u32 table_id = vrf->tb_id;
330         struct vrf_map_elem *me;
331         int users;
332
333         vrf_map_lock(vmap);
334
335         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
336         if (!me)
337                 goto unlock;
338
339         list_del(&vrf->me_list);
340
341         users = --me->users;
342         if (users == 1) {
343                 --vmap->shared_tables;
344         } else if (users == 0) {
345                 vrf_map_del_elem(me);
346
347                 /* no one will refer to this element anymore */
348                 vrf_map_elem_free(me);
349         }
350
351 unlock:
352         vrf_map_unlock(vmap);
353 }
354
355 /* return the vrf device index associated with the table_id */
356 static int vrf_ifindex_lookup_by_table_id(struct net *net, u32 table_id)
357 {
358         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
359         struct vrf_map_elem *me;
360         int ifindex;
361
362         vrf_map_lock(vmap);
363
364         if (!vmap->strict_mode) {
365                 ifindex = -EPERM;
366                 goto unlock;
367         }
368
369         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
370         if (!me) {
371                 ifindex = -ENODEV;
372                 goto unlock;
373         }
374
375         ifindex = vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(me);
376
377 unlock:
378         vrf_map_unlock(vmap);
379
380         return ifindex;
381 }
382
383 /* by default VRF devices do not have a qdisc and are expected
384  * to be created with only a single queue.
385  */
386 static bool qdisc_tx_is_default(const struct net_device *dev)
387 {
388         struct netdev_queue *txq;
389         struct Qdisc *qdisc;
390
391         if (dev->num_tx_queues > 1)
392                 return false;
393
394         txq = netdev_get_tx_queue(dev, 0);
395         qdisc = rcu_access_pointer(txq->qdisc);
396
397         return !qdisc->enqueue;
398 }
399
400 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
401  * path, similar to loopback handling.
402  */
403 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
404                           struct dst_entry *dst)
405 {
406         int len = skb->len;
407
408         skb_orphan(skb);
409
410         skb_dst_set(skb, dst);
411
412         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
413          * once on Tx and again in Rx processing
414          */
415         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
416
417         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
418
419         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
420                 vrf_rx_stats(dev, len);
421         else
422                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
423
424         return NETDEV_TX_OK;
425 }
426
427 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
428 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
429                              struct sk_buff *skb)
430 {
431         int err;
432
433         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
434                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
435
436         if (likely(err == 1))
437                 err = dst_output(net, sk, skb);
438
439         return err;
440 }
441
442 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
443                                            struct net_device *dev)
444 {
445         const struct ipv6hdr *iph;
446         struct net *net = dev_net(skb->dev);
447         struct flowi6 fl6;
448         int ret = NET_XMIT_DROP;
449         struct dst_entry *dst;
450         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
451
452         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct ipv6hdr)))
453                 goto err;
454
455         iph = ipv6_hdr(skb);
456
457         memset(&fl6, 0, sizeof(fl6));
458         /* needed to match OIF rule */
459         fl6.flowi6_oif = dev->ifindex;
460         fl6.flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
461         fl6.daddr = iph->daddr;
462         fl6.saddr = iph->saddr;
463         fl6.flowlabel = ip6_flowinfo(iph);
464         fl6.flowi6_mark = skb->mark;
465         fl6.flowi6_proto = iph->nexthdr;
466         fl6.flowi6_flags = FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
467
468         dst = ip6_dst_lookup_flow(net, NULL, &fl6, NULL);
469         if (IS_ERR(dst) || dst == dst_null)
470                 goto err;
471
472         skb_dst_drop(skb);
473
474         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
475          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
476          * to Rx path
477          */
478         if (dst->dev == dev)
479                 return vrf_local_xmit(skb, dev, dst);
480
481         skb_dst_set(skb, dst);
482
483         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
484         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
485
486         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
487         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
488                 dev->stats.tx_errors++;
489         else
490                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
491
492         return ret;
493 err:
494         vrf_tx_error(dev, skb);
495         return NET_XMIT_DROP;
496 }
497 #else
498 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
499                                            struct net_device *dev)
500 {
501         vrf_tx_error(dev, skb);
502         return NET_XMIT_DROP;
503 }
504 #endif
505
506 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
507 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
508                             struct sk_buff *skb)
509 {
510         int err;
511
512         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
513                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
514         if (likely(err == 1))
515                 err = dst_output(net, sk, skb);
516
517         return err;
518 }
519
520 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
521                                            struct net_device *vrf_dev)
522 {
523         struct iphdr *ip4h;
524         int ret = NET_XMIT_DROP;
525         struct flowi4 fl4;
526         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
527         struct rtable *rt;
528
529         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct iphdr)))
530                 goto err;
531
532         ip4h = ip_hdr(skb);
533
534         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
535         /* needed to match OIF rule */
536         fl4.flowi4_oif = vrf_dev->ifindex;
537         fl4.flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
538         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos);
539         fl4.flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
540         fl4.flowi4_proto = ip4h->protocol;
541         fl4.daddr = ip4h->daddr;
542         fl4.saddr = ip4h->saddr;
543
544         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
545         if (IS_ERR(rt))
546                 goto err;
547
548         skb_dst_drop(skb);
549
550         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
551          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
552          * to Rx path
553          */
554         if (rt->dst.dev == vrf_dev)
555                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, &rt->dst);
556
557         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
558
559         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
560         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
561
562         if (!ip4h->saddr) {
563                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
564                                                RT_SCOPE_LINK);
565         }
566
567         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
568         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
569                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
570         else
571                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
572
573 out:
574         return ret;
575 err:
576         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
577         goto out;
578 }
579
580 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
581 {
582         switch (skb->protocol) {
583         case htons(ETH_P_IP):
584                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
585         case htons(ETH_P_IPV6):
586                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
587         default:
588                 vrf_tx_error(dev, skb);
589                 return NET_XMIT_DROP;
590         }
591 }
592
593 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
594 {
595         int len = skb->len;
596         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
597
598         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
599                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
600
601                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
602                 dstats->tx_pkts++;
603                 dstats->tx_bytes += len;
604                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
605         } else {
606                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
607         }
608
609         return ret;
610 }
611
612 static void vrf_finish_direct(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         /* reset skb device */
632         nf_reset_ct(skb);
633 }
634
635 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
636 /* modelled after ip6_finish_output2 */
637 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
638                               struct sk_buff *skb)
639 {
640         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
641         struct net_device *dev = dst->dev;
642         const struct in6_addr *nexthop;
643         struct neighbour *neigh;
644         int ret;
645
646         nf_reset_ct(skb);
647
648         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
649         skb->dev = dev;
650
651         rcu_read_lock_bh();
652         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
653         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
654         if (unlikely(!neigh))
655                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
656         if (!IS_ERR(neigh)) {
657                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
658                 ret = neigh_output(neigh, skb, false);
659                 rcu_read_unlock_bh();
660                 return ret;
661         }
662         rcu_read_unlock_bh();
663
664         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
665                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
666         kfree_skb(skb);
667         return -EINVAL;
668 }
669
670 /* modelled after ip6_output */
671 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
672 {
673         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
674                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
675                             vrf_finish_output6,
676                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
677 }
678
679 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
680  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
681  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
682  */
683 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
684                                             struct sk_buff *skb)
685 {
686         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
687         struct dst_entry *dst = NULL;
688         struct rt6_info *rt6;
689
690         rcu_read_lock();
691
692         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
693         if (likely(rt6)) {
694                 dst = &rt6->dst;
695                 dst_hold(dst);
696         }
697
698         rcu_read_unlock();
699
700         if (unlikely(!dst)) {
701                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
702                 return NULL;
703         }
704
705         skb_dst_drop(skb);
706         skb_dst_set(skb, dst);
707
708         return skb;
709 }
710
711 static int vrf_output6_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
712                                      struct sk_buff *skb)
713 {
714         vrf_finish_direct(skb);
715
716         return vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
717 }
718
719 static int vrf_output6_direct(struct net *net, struct sock *sk,
720                               struct sk_buff *skb)
721 {
722         int err = 1;
723
724         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
725
726         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
727                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
728                               NULL, skb->dev, vrf_output6_direct_finish);
729
730         if (likely(err == 1))
731                 vrf_finish_direct(skb);
732
733         return err;
734 }
735
736 static int vrf_ip6_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
737                                      struct sk_buff *skb)
738 {
739         int err;
740
741         err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
742         if (likely(err == 1))
743                 err = vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
744
745         return err;
746 }
747
748 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
749                                           struct sock *sk,
750                                           struct sk_buff *skb)
751 {
752         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
753         int err;
754
755         skb->dev = vrf_dev;
756
757         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
758                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip6_out_direct_finish);
759
760         if (likely(err == 1))
761                 err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
762
763         if (likely(err == 1))
764                 return skb;
765
766         return NULL;
767 }
768
769 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
770                                    struct sock *sk,
771                                    struct sk_buff *skb)
772 {
773         /* don't divert link scope packets */
774         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
775                 return skb;
776
777         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
778             IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_XFRM_TRANSFORMED)
779                 return vrf_ip6_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
780
781         return vrf_ip6_out_redirect(vrf_dev, skb);
782 }
783
784 /* holding rtnl */
785 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
786 {
787         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
788         struct net *net = dev_net(dev);
789         struct dst_entry *dst;
790
791         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
792         synchronize_rcu();
793
794         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
795          * - based on dst_ifdown
796          */
797         if (rt6) {
798                 dst = &rt6->dst;
799                 dev_put(dst->dev);
800                 dst->dev = net->loopback_dev;
801                 dev_hold(dst->dev);
802                 dst_release(dst);
803         }
804 }
805
806 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
807 {
808         int flags = DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM;
809         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
810         struct net *net = dev_net(dev);
811         struct rt6_info *rt6;
812         int rc = -ENOMEM;
813
814         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
815         if (!ipv6_mod_enabled())
816                 return 0;
817
818         vrf->fib6_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
819         if (!vrf->fib6_table)
820                 goto out;
821
822         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
823         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
824         if (!rt6)
825                 goto out;
826
827         rt6->dst.output = vrf_output6;
828
829         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
830
831         rc = 0;
832 out:
833         return rc;
834 }
835 #else
836 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
837                                    struct sock *sk,
838                                    struct sk_buff *skb)
839 {
840         return skb;
841 }
842
843 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
844 {
845 }
846
847 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
848 {
849         return 0;
850 }
851 #endif
852
853 /* modelled after ip_finish_output2 */
854 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
855 {
856         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
857         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
858         struct net_device *dev = dst->dev;
859         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
860         struct neighbour *neigh;
861         bool is_v6gw = false;
862         int ret = -EINVAL;
863
864         nf_reset_ct(skb);
865
866         /* Be paranoid, rather than too clever. */
867         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
868                 struct sk_buff *skb2;
869
870                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
871                 if (!skb2) {
872                         ret = -ENOMEM;
873                         goto err;
874                 }
875                 if (skb->sk)
876                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
877
878                 consume_skb(skb);
879                 skb = skb2;
880         }
881
882         rcu_read_lock_bh();
883
884         neigh = ip_neigh_for_gw(rt, skb, &is_v6gw);
885         if (!IS_ERR(neigh)) {
886                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
887                 /* if crossing protocols, can not use the cached header */
888                 ret = neigh_output(neigh, skb, is_v6gw);
889                 rcu_read_unlock_bh();
890                 return ret;
891         }
892
893         rcu_read_unlock_bh();
894 err:
895         vrf_tx_error(skb->dev, skb);
896         return ret;
897 }
898
899 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
900 {
901         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
902
903         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
904
905         skb->dev = dev;
906         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
907
908         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
909                             net, sk, skb, NULL, dev,
910                             vrf_finish_output,
911                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
912 }
913
914 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
915  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
916  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
917  */
918 static struct sk_buff *vrf_ip_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
919                                            struct sk_buff *skb)
920 {
921         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
922         struct dst_entry *dst = NULL;
923         struct rtable *rth;
924
925         rcu_read_lock();
926
927         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
928         if (likely(rth)) {
929                 dst = &rth->dst;
930                 dst_hold(dst);
931         }
932
933         rcu_read_unlock();
934
935         if (unlikely(!dst)) {
936                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
937                 return NULL;
938         }
939
940         skb_dst_drop(skb);
941         skb_dst_set(skb, dst);
942
943         return skb;
944 }
945
946 static int vrf_output_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
947                                     struct sk_buff *skb)
948 {
949         vrf_finish_direct(skb);
950
951         return vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
952 }
953
954 static int vrf_output_direct(struct net *net, struct sock *sk,
955                              struct sk_buff *skb)
956 {
957         int err = 1;
958
959         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
960
961         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
962                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
963                               NULL, skb->dev, vrf_output_direct_finish);
964
965         if (likely(err == 1))
966                 vrf_finish_direct(skb);
967
968         return err;
969 }
970
971 static int vrf_ip_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
972                                     struct sk_buff *skb)
973 {
974         int err;
975
976         err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
977         if (likely(err == 1))
978                 err = vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
979
980         return err;
981 }
982
983 static struct sk_buff *vrf_ip_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
984                                          struct sock *sk,
985                                          struct sk_buff *skb)
986 {
987         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
988         int err;
989
990         skb->dev = vrf_dev;
991
992         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
993                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip_out_direct_finish);
994
995         if (likely(err == 1))
996                 err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
997
998         if (likely(err == 1))
999                 return skb;
1000
1001         return NULL;
1002 }
1003
1004 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
1005                                   struct sock *sk,
1006                                   struct sk_buff *skb)
1007 {
1008         /* don't divert multicast or local broadcast */
1009         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr) ||
1010             ipv4_is_lbcast(ip_hdr(skb)->daddr))
1011                 return skb;
1012
1013         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
1014             IPCB(skb)->flags & IPSKB_XFRM_TRANSFORMED)
1015                 return vrf_ip_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
1016
1017         return vrf_ip_out_redirect(vrf_dev, skb);
1018 }
1019
1020 /* called with rcu lock held */
1021 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
1022                                   struct sock *sk,
1023                                   struct sk_buff *skb,
1024                                   u16 proto)
1025 {
1026         switch (proto) {
1027         case AF_INET:
1028                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
1029         case AF_INET6:
1030                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
1031         }
1032
1033         return skb;
1034 }
1035
1036 /* holding rtnl */
1037 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
1038 {
1039         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
1040         struct net *net = dev_net(dev);
1041         struct dst_entry *dst;
1042
1043         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
1044         synchronize_rcu();
1045
1046         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
1047          * - based on dst_ifdown
1048          */
1049         if (rth) {
1050                 dst = &rth->dst;
1051                 dev_put(dst->dev);
1052                 dst->dev = net->loopback_dev;
1053                 dev_hold(dst->dev);
1054                 dst_release(dst);
1055         }
1056 }
1057
1058 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
1059 {
1060         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1061         struct rtable *rth;
1062
1063         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
1064                 return -ENOMEM;
1065
1066         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
1067         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1);
1068         if (!rth)
1069                 return -ENOMEM;
1070
1071         rth->dst.output = vrf_output;
1072
1073         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
1074
1075         return 0;
1076 }
1077
1078 /**************************** device handling ********************/
1079
1080 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
1081 static void cycle_netdev(struct net_device *dev,
1082                          struct netlink_ext_ack *extack)
1083 {
1084         unsigned int flags = dev->flags;
1085         int ret;
1086
1087         if (!netif_running(dev))
1088                 return;
1089
1090         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP, extack);
1091         if (ret >= 0)
1092                 ret = dev_change_flags(dev, flags, extack);
1093
1094         if (ret < 0) {
1095                 netdev_err(dev,
1096                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
1097                            dev->name);
1098         }
1099 }
1100
1101 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1102                             struct netlink_ext_ack *extack)
1103 {
1104         int ret;
1105
1106         /* do not allow loopback device to be enslaved to a VRF.
1107          * The vrf device acts as the loopback for the vrf.
1108          */
1109         if (port_dev == dev_net(dev)->loopback_dev) {
1110                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1111                                "Can not enslave loopback device to a VRF");
1112                 return -EOPNOTSUPP;
1113         }
1114
1115         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
1116         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL, extack);
1117         if (ret < 0)
1118                 goto err;
1119
1120         cycle_netdev(port_dev, extack);
1121
1122         return 0;
1123
1124 err:
1125         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1126         return ret;
1127 }
1128
1129 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1130                          struct netlink_ext_ack *extack)
1131 {
1132         if (netif_is_l3_master(port_dev)) {
1133                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1134                                "Can not enslave an L3 master device to a VRF");
1135                 return -EINVAL;
1136         }
1137
1138         if (netif_is_l3_slave(port_dev))
1139                 return -EINVAL;
1140
1141         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev, extack);
1142 }
1143
1144 /* inverse of do_vrf_add_slave */
1145 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1146 {
1147         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
1148         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1149
1150         cycle_netdev(port_dev, NULL);
1151
1152         return 0;
1153 }
1154
1155 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1156 {
1157         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
1158 }
1159
1160 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
1161 {
1162         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1163
1164         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1165         vrf_rt6_release(dev, vrf);
1166
1167         free_percpu(dev->dstats);
1168         dev->dstats = NULL;
1169 }
1170
1171 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
1172 {
1173         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1174
1175         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
1176         if (!dev->dstats)
1177                 goto out_nomem;
1178
1179         /* create the default dst which points back to us */
1180         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
1181                 goto out_stats;
1182
1183         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
1184                 goto out_rth;
1185
1186         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
1187
1188         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
1189         dev->mtu = 64 * 1024;
1190
1191         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
1192         dev->operstate = IF_OPER_UP;
1193         netdev_lockdep_set_classes(dev);
1194         return 0;
1195
1196 out_rth:
1197         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1198 out_stats:
1199         free_percpu(dev->dstats);
1200         dev->dstats = NULL;
1201 out_nomem:
1202         return -ENOMEM;
1203 }
1204
1205 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
1206         .ndo_init               = vrf_dev_init,
1207         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
1208         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
1209         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1210         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
1211         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
1212         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
1213 };
1214
1215 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
1216 {
1217         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1218
1219         return vrf->tb_id;
1220 }
1221
1222 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1223 {
1224         kfree_skb(skb);
1225         return 0;
1226 }
1227
1228 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
1229                                       struct sk_buff *skb,
1230                                       struct net_device *dev)
1231 {
1232         struct net *net = dev_net(dev);
1233
1234         if (nf_hook(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) != 1)
1235                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
1236
1237         return skb;
1238 }
1239
1240 static int vrf_prepare_mac_header(struct sk_buff *skb,
1241                                   struct net_device *vrf_dev, u16 proto)
1242 {
1243         struct ethhdr *eth;
1244         int err;
1245
1246         /* in general, we do not know if there is enough space in the head of
1247          * the packet for hosting the mac header.
1248          */
1249         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(vrf_dev));
1250         if (unlikely(err))
1251                 /* no space in the skb head */
1252                 return -ENOBUFS;
1253
1254         __skb_push(skb, ETH_HLEN);
1255         eth = (struct ethhdr *)skb->data;
1256
1257         skb_reset_mac_header(skb);
1258
1259         /* we set the ethernet destination and the source addresses to the
1260          * address of the VRF device.
1261          */
1262         ether_addr_copy(eth->h_dest, vrf_dev->dev_addr);
1263         ether_addr_copy(eth->h_source, vrf_dev->dev_addr);
1264         eth->h_proto = htons(proto);
1265
1266         /* the destination address of the Ethernet frame corresponds to the
1267          * address set on the VRF interface; therefore, the packet is intended
1268          * to be processed locally.
1269          */
1270         skb->protocol = eth->h_proto;
1271         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1272
1273         skb_postpush_rcsum(skb, skb->data, ETH_HLEN);
1274
1275         skb_pull_inline(skb, ETH_HLEN);
1276
1277         return 0;
1278 }
1279
1280 /* prepare and add the mac header to the packet if it was not set previously.
1281  * In this way, packet sniffers such as tcpdump can parse the packet correctly.
1282  * If the mac header was already set, the original mac header is left
1283  * untouched and the function returns immediately.
1284  */
1285 static int vrf_add_mac_header_if_unset(struct sk_buff *skb,
1286                                        struct net_device *vrf_dev,
1287                                        u16 proto)
1288 {
1289         if (skb_mac_header_was_set(skb))
1290                 return 0;
1291
1292         return vrf_prepare_mac_header(skb, vrf_dev, proto);
1293 }
1294
1295 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1296 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
1297  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
1298  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
1299  * a start.
1300  */
1301 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
1302 {
1303         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1304         bool rc = false;
1305
1306         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
1307                 const struct icmp6hdr *icmph;
1308                 struct icmp6hdr _icmph;
1309
1310                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
1311                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
1312                 if (!icmph)
1313                         goto out;
1314
1315                 switch (icmph->icmp6_type) {
1316                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
1317                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
1318                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
1319                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
1320                 case NDISC_REDIRECT:
1321                         rc = true;
1322                         break;
1323                 }
1324         }
1325
1326 out:
1327         return rc;
1328 }
1329
1330 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
1331                                              const struct net_device *dev,
1332                                              struct flowi6 *fl6,
1333                                              int ifindex,
1334                                              const struct sk_buff *skb,
1335                                              int flags)
1336 {
1337         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1338
1339         return ip6_pol_route(net, vrf->fib6_table, ifindex, fl6, skb, flags);
1340 }
1341
1342 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
1343                               int ifindex)
1344 {
1345         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1346         struct flowi6 fl6 = {
1347                 .flowi6_iif     = ifindex,
1348                 .flowi6_mark    = skb->mark,
1349                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
1350                 .daddr          = iph->daddr,
1351                 .saddr          = iph->saddr,
1352                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
1353         };
1354         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1355         struct rt6_info *rt6;
1356
1357         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex, skb,
1358                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
1359         if (unlikely(!rt6))
1360                 return;
1361
1362         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
1363                 return;
1364
1365         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
1366 }
1367
1368 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1369                                    struct sk_buff *skb)
1370 {
1371         int orig_iif = skb->skb_iif;
1372         bool need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
1373         bool is_ndisc = ipv6_ndisc_frame(skb);
1374         bool is_ll_src;
1375
1376         /* loopback, multicast & non-ND link-local traffic; do not push through
1377          * packet taps again. Reset pkt_type for upper layers to process skb.
1378          * for packets with lladdr src, however, skip so that the dst can be
1379          * determine at input using original ifindex in the case that daddr
1380          * needs strict
1381          */
1382         is_ll_src = ipv6_addr_type(&ipv6_hdr(skb)->saddr) & IPV6_ADDR_LINKLOCAL;
1383         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK ||
1384             (need_strict && !is_ndisc && !is_ll_src)) {
1385                 skb->dev = vrf_dev;
1386                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1387                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1388                 if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK)
1389                         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1390                 goto out;
1391         }
1392
1393         /* if packet is NDISC then keep the ingress interface */
1394         if (!is_ndisc) {
1395                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1396                 skb->dev = vrf_dev;
1397                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1398
1399                 if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1400                         int err;
1401
1402                         err = vrf_add_mac_header_if_unset(skb, vrf_dev,
1403                                                           ETH_P_IPV6);
1404                         if (likely(!err)) {
1405                                 skb_push(skb, skb->mac_len);
1406                                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1407                                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
1408                         }
1409                 }
1410
1411                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1412         }
1413
1414         if (need_strict)
1415                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1416
1417         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1418 out:
1419         return skb;
1420 }
1421
1422 #else
1423 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1424                                    struct sk_buff *skb)
1425 {
1426         return skb;
1427 }
1428 #endif
1429
1430 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1431                                   struct sk_buff *skb)
1432 {
1433         skb->dev = vrf_dev;
1434         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1435         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1436
1437         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1438                 goto out;
1439
1440         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1441          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1442          */
1443         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1444                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1445                 goto out;
1446         }
1447
1448         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1449
1450         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1451                 int err;
1452
1453                 err = vrf_add_mac_header_if_unset(skb, vrf_dev, ETH_P_IP);
1454                 if (likely(!err)) {
1455                         skb_push(skb, skb->mac_len);
1456                         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1457                         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1458                 }
1459         }
1460
1461         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1462 out:
1463         return skb;
1464 }
1465
1466 /* called with rcu lock held */
1467 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1468                                   struct sk_buff *skb,
1469                                   u16 proto)
1470 {
1471         switch (proto) {
1472         case AF_INET:
1473                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1474         case AF_INET6:
1475                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1476         }
1477
1478         return skb;
1479 }
1480
1481 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1482 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1483  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1484  * Note: Caller to this function must hold rcu_read_lock() and no refcnt
1485  * is taken on the dst by this function.
1486  */
1487 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1488                                               struct flowi6 *fl6)
1489 {
1490         struct net *net = dev_net(dev);
1491         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE | RT6_LOOKUP_F_DST_NOREF;
1492         struct dst_entry *dst = NULL;
1493         struct rt6_info *rt;
1494
1495         /* VRF device does not have a link-local address and
1496          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1497          * a VRF device does not make sense
1498          */
1499         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1500                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1501                 return dst;
1502         }
1503
1504         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1505                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1506
1507         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, NULL, flags);
1508         if (rt)
1509                 dst = &rt->dst;
1510
1511         return dst;
1512 }
1513 #endif
1514
1515 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1516         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1517         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1518         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1519 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1520         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1521 #endif
1522 };
1523
1524 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1525                             struct ethtool_drvinfo *info)
1526 {
1527         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1528         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1529 }
1530
1531 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1532         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1533 };
1534
1535 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1536 {
1537         size_t sz;
1538
1539         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1540         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1541         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1542         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_PROTOCOL */
1543
1544         return sz;
1545 }
1546
1547 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1548 {
1549         struct fib_rule_hdr *frh;
1550         struct nlmsghdr *nlh;
1551         struct sk_buff *skb;
1552         int err;
1553
1554         if ((family == AF_INET6 || family == RTNL_FAMILY_IP6MR) &&
1555             !ipv6_mod_enabled())
1556                 return 0;
1557
1558         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1559         if (!skb)
1560                 return -ENOMEM;
1561
1562         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1563         if (!nlh)
1564                 goto nla_put_failure;
1565
1566         /* rule only needs to appear once */
1567         nlh->nlmsg_flags |= NLM_F_EXCL;
1568
1569         frh = nlmsg_data(nlh);
1570         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1571         frh->family = family;
1572         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1573
1574         if (nla_put_u8(skb, FRA_PROTOCOL, RTPROT_KERNEL))
1575                 goto nla_put_failure;
1576
1577         if (nla_put_u8(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1578                 goto nla_put_failure;
1579
1580         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1581                 goto nla_put_failure;
1582
1583         nlmsg_end(skb, nlh);
1584
1585         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1586         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1587         if (add_it) {
1588                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh, NULL);
1589                 if (err == -EEXIST)
1590                         err = 0;
1591         } else {
1592                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh, NULL);
1593                 if (err == -ENOENT)
1594                         err = 0;
1595         }
1596         nlmsg_free(skb);
1597
1598         return err;
1599
1600 nla_put_failure:
1601         nlmsg_free(skb);
1602
1603         return -EMSGSIZE;
1604 }
1605
1606 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1607 {
1608         int err;
1609
1610         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1611         if (err < 0)
1612                 goto out_err;
1613
1614         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1615         if (err < 0)
1616                 goto ipv6_err;
1617
1618 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1619         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1620         if (err < 0)
1621                 goto ipmr_err;
1622 #endif
1623
1624 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1625         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IP6MR, true);
1626         if (err < 0)
1627                 goto ip6mr_err;
1628 #endif
1629
1630         return 0;
1631
1632 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1633 ip6mr_err:
1634         vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR,  false);
1635 #endif
1636
1637 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1638 ipmr_err:
1639         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1640 #endif
1641
1642 ipv6_err:
1643         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1644
1645 out_err:
1646         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1647         return err;
1648 }
1649
1650 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1651 {
1652         ether_setup(dev);
1653
1654         /* Initialize the device structure. */
1655         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1656         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1657         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1658         dev->needs_free_netdev = true;
1659
1660         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1661         eth_hw_addr_random(dev);
1662
1663         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1664         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1665
1666         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1667         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1668
1669         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1670         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1671
1672         /* enable offload features */
1673         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1674         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_SCTP_CRC;
1675         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1676
1677         dev->hw_features = dev->features;
1678         dev->hw_enc_features = dev->features;
1679
1680         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1681         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1682         dev->priv_flags |= IFF_NO_RX_HANDLER;
1683         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1684
1685         /* VRF devices do not care about MTU, but if the MTU is set
1686          * too low then the ipv4 and ipv6 protocols are disabled
1687          * which breaks networking.
1688          */
1689         dev->min_mtu = IPV6_MIN_MTU;
1690         dev->max_mtu = ETH_MAX_MTU;
1691 }
1692
1693 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1694                         struct netlink_ext_ack *extack)
1695 {
1696         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1697                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1698                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1699                         return -EINVAL;
1700                 }
1701                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1702                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1703                         return -EADDRNOTAVAIL;
1704                 }
1705         }
1706         return 0;
1707 }
1708
1709 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1710 {
1711         struct net_device *port_dev;
1712         struct list_head *iter;
1713
1714         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
1715                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
1716
1717         vrf_map_unregister_dev(dev);
1718
1719         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1720 }
1721
1722 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1723                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1724                        struct netlink_ext_ack *extack)
1725 {
1726         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1727         struct netns_vrf *nn_vrf;
1728         bool *add_fib_rules;
1729         struct net *net;
1730         int err;
1731
1732         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE]) {
1733                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "VRF table id is missing");
1734                 return -EINVAL;
1735         }
1736
1737         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1738         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC) {
1739                 NL_SET_ERR_MSG_ATTR(extack, data[IFLA_VRF_TABLE],
1740                                     "Invalid VRF table id");
1741                 return -EINVAL;
1742         }
1743
1744         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1745
1746         err = register_netdevice(dev);
1747         if (err)
1748                 goto out;
1749
1750         /* mapping between table_id and vrf;
1751          * note: such binding could not be done in the dev init function
1752          * because dev->ifindex id is not available yet.
1753          */
1754         vrf->ifindex = dev->ifindex;
1755
1756         err = vrf_map_register_dev(dev, extack);
1757         if (err) {
1758                 unregister_netdevice(dev);
1759                 goto out;
1760         }
1761
1762         net = dev_net(dev);
1763         nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1764
1765         add_fib_rules = &nn_vrf->add_fib_rules;
1766         if (*add_fib_rules) {
1767                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1768                 if (err) {
1769                         vrf_map_unregister_dev(dev);
1770                         unregister_netdevice(dev);
1771                         goto out;
1772                 }
1773                 *add_fib_rules = false;
1774         }
1775
1776 out:
1777         return err;
1778 }
1779
1780 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1781 {
1782         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1783 }
1784
1785 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1786                         const struct net_device *dev)
1787 {
1788         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1789
1790         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1791 }
1792
1793 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1794                                  const struct net_device *slave_dev)
1795 {
1796         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1797 }
1798
1799 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1800                                const struct net_device *vrf_dev,
1801                                const struct net_device *slave_dev)
1802 {
1803         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1804
1805         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1806                 return -EMSGSIZE;
1807
1808         return 0;
1809 }
1810
1811 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1812         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1813 };
1814
1815 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1816         .kind           = DRV_NAME,
1817         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1818
1819         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1820         .policy         = vrf_nl_policy,
1821         .validate       = vrf_validate,
1822         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1823
1824         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1825         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1826
1827         .newlink        = vrf_newlink,
1828         .dellink        = vrf_dellink,
1829         .setup          = vrf_setup,
1830         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1831 };
1832
1833 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1834                             unsigned long event, void *ptr)
1835 {
1836         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1837
1838         /* only care about unregister events to drop slave references */
1839         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1840                 struct net_device *vrf_dev;
1841
1842                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1843                         goto out;
1844
1845                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1846                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1847         }
1848 out:
1849         return NOTIFY_DONE;
1850 }
1851
1852 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1853         .notifier_call = vrf_device_event,
1854 };
1855
1856 static int vrf_map_init(struct vrf_map *vmap)
1857 {
1858         spin_lock_init(&vmap->vmap_lock);
1859         hash_init(vmap->ht);
1860
1861         vmap->strict_mode = false;
1862
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1867 static bool vrf_strict_mode(struct vrf_map *vmap)
1868 {
1869         bool strict_mode;
1870
1871         vrf_map_lock(vmap);
1872         strict_mode = vmap->strict_mode;
1873         vrf_map_unlock(vmap);
1874
1875         return strict_mode;
1876 }
1877
1878 static int vrf_strict_mode_change(struct vrf_map *vmap, bool new_mode)
1879 {
1880         bool *cur_mode;
1881         int res = 0;
1882
1883         vrf_map_lock(vmap);
1884
1885         cur_mode = &vmap->strict_mode;
1886         if (*cur_mode == new_mode)
1887                 goto unlock;
1888
1889         if (*cur_mode) {
1890                 /* disable strict mode */
1891                 *cur_mode = false;
1892         } else {
1893                 if (vmap->shared_tables) {
1894                         /* we cannot allow strict_mode because there are some
1895                          * vrfs that share one or more tables.
1896                          */
1897                         res = -EBUSY;
1898                         goto unlock;
1899                 }
1900
1901                 /* no tables are shared among vrfs, so we can go back
1902                  * to 1:1 association between a vrf with its table.
1903                  */
1904                 *cur_mode = true;
1905         }
1906
1907 unlock:
1908         vrf_map_unlock(vmap);
1909
1910         return res;
1911 }
1912
1913 static int vrf_shared_table_handler(struct ctl_table *table, int write,
1914                                     void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1915 {
1916         struct net *net = (struct net *)table->extra1;
1917         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
1918         int proc_strict_mode = 0;
1919         struct ctl_table tmp = {
1920                 .procname       = table->procname,
1921                 .data           = &proc_strict_mode,
1922                 .maxlen         = sizeof(int),
1923                 .mode           = table->mode,
1924                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
1925                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
1926         };
1927         int ret;
1928
1929         if (!write)
1930                 proc_strict_mode = vrf_strict_mode(vmap);
1931
1932         ret = proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
1933
1934         if (write && ret == 0)
1935                 ret = vrf_strict_mode_change(vmap, (bool)proc_strict_mode);
1936
1937         return ret;
1938 }
1939
1940 static const struct ctl_table vrf_table[] = {
1941         {
1942                 .procname       = "strict_mode",
1943                 .data           = NULL,
1944                 .maxlen         = sizeof(int),
1945                 .mode           = 0644,
1946                 .proc_handler   = vrf_shared_table_handler,
1947                 /* set by the vrf_netns_init */
1948                 .extra1         = NULL,
1949         },
1950         { },
1951 };
1952
1953 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1954 {
1955         struct ctl_table *table;
1956
1957         table = kmemdup(vrf_table, sizeof(vrf_table), GFP_KERNEL);
1958         if (!table)
1959                 return -ENOMEM;
1960
1961         /* init the extra1 parameter with the reference to current netns */
1962         table[0].extra1 = net;
1963
1964         nn_vrf->ctl_hdr = register_net_sysctl(net, "net/vrf", table);
1965         if (!nn_vrf->ctl_hdr) {
1966                 kfree(table);
1967                 return -ENOMEM;
1968         }
1969
1970         return 0;
1971 }
1972
1973 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1974 {
1975         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1976         struct ctl_table *table;
1977
1978         table = nn_vrf->ctl_hdr->ctl_table_arg;
1979         unregister_net_sysctl_table(nn_vrf->ctl_hdr);
1980         kfree(table);
1981 }
1982 #else
1983 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1984 {
1985         return 0;
1986 }
1987
1988 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1989 {
1990 }
1991 #endif
1992
1993 /* Initialize per network namespace state */
1994 static int __net_init vrf_netns_init(struct net *net)
1995 {
1996         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1997
1998         nn_vrf->add_fib_rules = true;
1999         vrf_map_init(&nn_vrf->vmap);
2000
2001         return vrf_netns_init_sysctl(net, nn_vrf);
2002 }
2003
2004 static void __net_exit vrf_netns_exit(struct net *net)
2005 {
2006         vrf_netns_exit_sysctl(net);
2007 }
2008
2009 static struct pernet_operations vrf_net_ops __net_initdata = {
2010         .init = vrf_netns_init,
2011         .exit = vrf_netns_exit,
2012         .id   = &vrf_net_id,
2013         .size = sizeof(struct netns_vrf),
2014 };
2015
2016 static int __init vrf_init_module(void)
2017 {
2018         int rc;
2019
2020         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
2021
2022         rc = register_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
2023         if (rc < 0)
2024                 goto error;
2025
2026         rc = l3mdev_table_lookup_register(L3MDEV_TYPE_VRF,
2027                                           vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
2028         if (rc < 0)
2029                 goto unreg_pernet;
2030
2031         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
2032         if (rc < 0)
2033                 goto table_lookup_unreg;
2034
2035         return 0;
2036
2037 table_lookup_unreg:
2038         l3mdev_table_lookup_unregister(L3MDEV_TYPE_VRF,
2039                                        vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
2040
2041 unreg_pernet:
2042         unregister_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
2043
2044 error:
2045         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
2046         return rc;
2047 }
2048
2049 module_init(vrf_init_module);
2050 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
2051 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
2052 MODULE_LICENSE("GPL");
2053 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
2054 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);