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 void vrf_finish_direct(struct sk_buff *skb)
 612 {
 613         struct net_device *vrf_dev = skb->dev;
 614
 615         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all) &&
 616             likely(skb_headroom(skb) >= ETH_HLEN)) {
 617                 struct ethhdr *eth = skb_push(skb, ETH_HLEN);
 618
 619                 ether_addr_copy(eth->h_source, vrf_dev->dev_addr);
 620                 eth_zero_addr(eth->h_dest);
 621                 eth->h_proto = skb->protocol;
 622
 623                 rcu_read_lock_bh();
 624                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
 625                 rcu_read_unlock_bh();
 626
 627                 skb_pull(skb, ETH_HLEN);
 628         }
 629
 630         /* reset skb device */
 631         nf_reset_ct(skb);
 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_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 711                                      struct sk_buff *skb)
 712 {
 713         vrf_finish_direct(skb);
 714
 715         return vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
 716 }
 717
 718 static int vrf_output6_direct(struct net *net, struct sock *sk,
 719                               struct sk_buff *skb)
 720 {
 721         int err = 1;
 722
 723         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 724
 725         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
 726                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 727                               NULL, skb->dev, vrf_output6_direct_finish);
 728
 729         if (likely(err == 1))
 730                 vrf_finish_direct(skb);
 731
 732         return err;
 733 }
 734
 735 static int vrf_ip6_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 736                                      struct sk_buff *skb)
 737 {
 738         int err;
 739
 740         err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
 741         if (likely(err == 1))
 742                 err = vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
 743
 744         return err;
 745 }
 746
 747 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
 748                                           struct sock *sk,
 749                                           struct sk_buff *skb)
 750 {
 751         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 752         int err;
 753
 754         skb->dev = vrf_dev;
 755
 756         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
 757                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip6_out_direct_finish);
 758
 759         if (likely(err == 1))
 760                 err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
 761
 762         if (likely(err == 1))
 763                 return skb;
 764
 765         return NULL;
 766 }
 767
 768 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
 769                                    struct sock *sk,
 770                                    struct sk_buff *skb)
 771 {
 772         /* don't divert link scope packets */
 773         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
 774                 return skb;
 775
 776         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
 777             IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_XFRM_TRANSFORMED)
 778                 return vrf_ip6_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
 779
 780         return vrf_ip6_out_redirect(vrf_dev, skb);
 781 }
 782
 783 /* holding rtnl */
 784 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
 785 {
 786         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
 787         struct net *net = dev_net(dev);
 788         struct dst_entry *dst;
 789
 790         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
 791         synchronize_rcu();
 792
 793         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
 794          * - based on dst_ifdown
 795          */
 796         if (rt6) {
 797                 dst = &rt6->dst;
 798                 dev_put(dst->dev);
 799                 dst->dev = net->loopback_dev;
 800                 dev_hold(dst->dev);
 801                 dst_release(dst);
 802         }
 803 }
 804
 805 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 806 {
 807         int flags = DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM;
 808         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 809         struct net *net = dev_net(dev);
 810         struct rt6_info *rt6;
 811         int rc = -ENOMEM;
 812
 813         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
 814         if (!ipv6_mod_enabled())
 815                 return 0;
 816
 817         vrf->fib6_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
 818         if (!vrf->fib6_table)
 819                 goto out;
 820
 821         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
 822         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
 823         if (!rt6)
 824                 goto out;
 825
 826         rt6->dst.output = vrf_output6;
 827
 828         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
 829
 830         rc = 0;
 831 out:
 832         return rc;
 833 }
 834 #else
 835 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
 836                                    struct sock *sk,
 837                                    struct sk_buff *skb)
 838 {
 839         return skb;
 840 }
 841
 842 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
 843 {
 844 }
 845
 846 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 847 {
 848         return 0;
 849 }
 850 #endif
 851
 852 /* modelled after ip_finish_output2 */
 853 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 854 {
 855         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 856         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
 857         struct net_device *dev = dst->dev;
 858         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
 859         struct neighbour *neigh;
 860         bool is_v6gw = false;
 861         int ret = -EINVAL;
 862
 863         nf_reset_ct(skb);
 864
 865         /* Be paranoid, rather than too clever. */
 866         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
 867                 struct sk_buff *skb2;
 868
 869                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
 870                 if (!skb2) {
 871                         ret = -ENOMEM;
 872                         goto err;
 873                 }
 874                 if (skb->sk)
 875                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
 876
 877                 consume_skb(skb);
 878                 skb = skb2;
 879         }
 880
 881         rcu_read_lock_bh();
 882
 883         neigh = ip_neigh_for_gw(rt, skb, &is_v6gw);
 884         if (!IS_ERR(neigh)) {
 885                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
 886                 /* if crossing protocols, can not use the cached header */
 887                 ret = neigh_output(neigh, skb, is_v6gw);
 888                 rcu_read_unlock_bh();
 889                 return ret;
 890         }
 891
 892         rcu_read_unlock_bh();
 893 err:
 894         vrf_tx_error(skb->dev, skb);
 895         return ret;
 896 }
 897
 898 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 899 {
 900         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 901
 902         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
 903
 904         skb->dev = dev;
 905         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 906
 907         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
 908                             net, sk, skb, NULL, dev,
 909                             vrf_finish_output,
 910                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
 911 }
 912
 913 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
 914  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
 915  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
 916  */
 917 static struct sk_buff *vrf_ip_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
 918                                            struct sk_buff *skb)
 919 {
 920         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 921         struct dst_entry *dst = NULL;
 922         struct rtable *rth;
 923
 924         rcu_read_lock();
 925
 926         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
 927         if (likely(rth)) {
 928                 dst = &rth->dst;
 929                 dst_hold(dst);
 930         }
 931
 932         rcu_read_unlock();
 933
 934         if (unlikely(!dst)) {
 935                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 936                 return NULL;
 937         }
 938
 939         skb_dst_drop(skb);
 940         skb_dst_set(skb, dst);
 941
 942         return skb;
 943 }
 944
 945 static int vrf_output_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 946                                     struct sk_buff *skb)
 947 {
 948         vrf_finish_direct(skb);
 949
 950         return vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
 951 }
 952
 953 static int vrf_output_direct(struct net *net, struct sock *sk,
 954                              struct sk_buff *skb)
 955 {
 956         int err = 1;
 957
 958         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 959
 960         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
 961                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 962                               NULL, skb->dev, vrf_output_direct_finish);
 963
 964         if (likely(err == 1))
 965                 vrf_finish_direct(skb);
 966
 967         return err;
 968 }
 969
 970 static int vrf_ip_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 971                                     struct sk_buff *skb)
 972 {
 973         int err;
 974
 975         err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
 976         if (likely(err == 1))
 977                 err = vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
 978
 979         return err;
 980 }
 981
 982 static struct sk_buff *vrf_ip_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
 983                                          struct sock *sk,
 984                                          struct sk_buff *skb)
 985 {
 986         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 987         int err;
 988
 989         skb->dev = vrf_dev;
 990
 991         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
 992                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip_out_direct_finish);
 993
 994         if (likely(err == 1))
 995                 err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
 996
 997         if (likely(err == 1))
 998                 return skb;
 999
1000         return NULL;
1001 }
1002
1003 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
1004                                   struct sock *sk,
1005                                   struct sk_buff *skb)
1006 {
1007         /* don't divert multicast or local broadcast */
1008         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr) ||
1009             ipv4_is_lbcast(ip_hdr(skb)->daddr))
1010                 return skb;
1011
1012         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
1013             IPCB(skb)->flags & IPSKB_XFRM_TRANSFORMED)
1014                 return vrf_ip_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
1015
1016         return vrf_ip_out_redirect(vrf_dev, skb);
1017 }
1018
1019 /* called with rcu lock held */
1020 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
1021                                   struct sock *sk,
1022                                   struct sk_buff *skb,
1023                                   u16 proto)
1024 {
1025         switch (proto) {
1026         case AF_INET:
1027                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
1028         case AF_INET6:
1029                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
1030         }
1031
1032         return skb;
1033 }
1034
1035 /* holding rtnl */
1036 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
1037 {
1038         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
1039         struct net *net = dev_net(dev);
1040         struct dst_entry *dst;
1041
1042         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
1043         synchronize_rcu();
1044
1045         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
1046          * - based on dst_ifdown
1047          */
1048         if (rth) {
1049                 dst = &rth->dst;
1050                 dev_put(dst->dev);
1051                 dst->dev = net->loopback_dev;
1052                 dev_hold(dst->dev);
1053                 dst_release(dst);
1054         }
1055 }
1056
1057 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
1058 {
1059         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1060         struct rtable *rth;
1061
1062         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
1063                 return -ENOMEM;
1064
1065         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
1066         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1);
1067         if (!rth)
1068                 return -ENOMEM;
1069
1070         rth->dst.output = vrf_output;
1071
1072         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
1073
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 /**************************** device handling ********************/
1078
1079 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
1080 static void cycle_netdev(struct net_device *dev,
1081                          struct netlink_ext_ack *extack)
1082 {
1083         unsigned int flags = dev->flags;
1084         int ret;
1085
1086         if (!netif_running(dev))
1087                 return;
1088
1089         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP, extack);
1090         if (ret >= 0)
1091                 ret = dev_change_flags(dev, flags, extack);
1092
1093         if (ret < 0) {
1094                 netdev_err(dev,
1095                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
1096                            dev->name);
1097         }
1098 }
1099
1100 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1101                             struct netlink_ext_ack *extack)
1102 {
1103         int ret;
1104
1105         /* do not allow loopback device to be enslaved to a VRF.
1106          * The vrf device acts as the loopback for the vrf.
1107          */
1108         if (port_dev == dev_net(dev)->loopback_dev) {
1109                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1110                                "Can not enslave loopback device to a VRF");
1111                 return -EOPNOTSUPP;
1112         }
1113
1114         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
1115         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL, extack);
1116         if (ret < 0)
1117                 goto err;
1118
1119         cycle_netdev(port_dev, extack);
1120
1121         return 0;
1122
1123 err:
1124         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1125         return ret;
1126 }
1127
1128 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1129                          struct netlink_ext_ack *extack)
1130 {
1131         if (netif_is_l3_master(port_dev)) {
1132                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1133                                "Can not enslave an L3 master device to a VRF");
1134                 return -EINVAL;
1135         }
1136
1137         if (netif_is_l3_slave(port_dev))
1138                 return -EINVAL;
1139
1140         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev, extack);
1141 }
1142
1143 /* inverse of do_vrf_add_slave */
1144 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1145 {
1146         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
1147         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1148
1149         cycle_netdev(port_dev, NULL);
1150
1151         return 0;
1152 }
1153
1154 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1155 {
1156         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
1157 }
1158
1159 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
1160 {
1161         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1162
1163         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1164         vrf_rt6_release(dev, vrf);
1165
1166         free_percpu(dev->dstats);
1167         dev->dstats = NULL;
1168 }
1169
1170 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
1171 {
1172         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1173
1174         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
1175         if (!dev->dstats)
1176                 goto out_nomem;
1177
1178         /* create the default dst which points back to us */
1179         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
1180                 goto out_stats;
1181
1182         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
1183                 goto out_rth;
1184
1185         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
1186
1187         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
1188         dev->mtu = 64 * 1024;
1189
1190         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
1191         dev->operstate = IF_OPER_UP;
1192         netdev_lockdep_set_classes(dev);
1193         return 0;
1194
1195 out_rth:
1196         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1197 out_stats:
1198         free_percpu(dev->dstats);
1199         dev->dstats = NULL;
1200 out_nomem:
1201         return -ENOMEM;
1202 }
1203
1204 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
1205         .ndo_init               = vrf_dev_init,
1206         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
1207         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
1208         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1209         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
1210         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
1211         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
1212 };
1213
1214 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
1215 {
1216         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1217
1218         return vrf->tb_id;
1219 }
1220
1221 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1222 {
1223         kfree_skb(skb);
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
1228                                       struct sk_buff *skb,
1229                                       struct net_device *dev)
1230 {
1231         struct net *net = dev_net(dev);
1232
1233         if (nf_hook(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) != 1)
1234                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
1235
1236         return skb;
1237 }
1238
1239 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1240 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
1241  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
1242  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
1243  * a start.
1244  */
1245 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
1246 {
1247         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1248         bool rc = false;
1249
1250         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
1251                 const struct icmp6hdr *icmph;
1252                 struct icmp6hdr _icmph;
1253
1254                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
1255                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
1256                 if (!icmph)
1257                         goto out;
1258
1259                 switch (icmph->icmp6_type) {
1260                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
1261                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
1262                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
1263                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
1264                 case NDISC_REDIRECT:
1265                         rc = true;
1266                         break;
1267                 }
1268         }
1269
1270 out:
1271         return rc;
1272 }
1273
1274 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
1275                                              const struct net_device *dev,
1276                                              struct flowi6 *fl6,
1277                                              int ifindex,
1278                                              const struct sk_buff *skb,
1279                                              int flags)
1280 {
1281         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1282
1283         return ip6_pol_route(net, vrf->fib6_table, ifindex, fl6, skb, flags);
1284 }
1285
1286 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
1287                               int ifindex)
1288 {
1289         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1290         struct flowi6 fl6 = {
1291                 .flowi6_iif     = ifindex,
1292                 .flowi6_mark    = skb->mark,
1293                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
1294                 .daddr          = iph->daddr,
1295                 .saddr          = iph->saddr,
1296                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
1297         };
1298         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1299         struct rt6_info *rt6;
1300
1301         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex, skb,
1302                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
1303         if (unlikely(!rt6))
1304                 return;
1305
1306         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
1307                 return;
1308
1309         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
1310 }
1311
1312 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1313                                    struct sk_buff *skb)
1314 {
1315         int orig_iif = skb->skb_iif;
1316         bool need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
1317         bool is_ndisc = ipv6_ndisc_frame(skb);
1318
1319         /* loopback, multicast & non-ND link-local traffic; do not push through
1320          * packet taps again. Reset pkt_type for upper layers to process skb
1321          */
1322         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK || (need_strict && !is_ndisc)) {
1323                 skb->dev = vrf_dev;
1324                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1325                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1326                 if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK)
1327                         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1328                 goto out;
1329         }
1330
1331         /* if packet is NDISC then keep the ingress interface */
1332         if (!is_ndisc) {
1333                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1334                 skb->dev = vrf_dev;
1335                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1336
1337                 if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1338                         skb_push(skb, skb->mac_len);
1339                         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1340                         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1341                 }
1342
1343                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1344         }
1345
1346         if (need_strict)
1347                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1348
1349         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1350 out:
1351         return skb;
1352 }
1353
1354 #else
1355 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1356                                    struct sk_buff *skb)
1357 {
1358         return skb;
1359 }
1360 #endif
1361
1362 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1363                                   struct sk_buff *skb)
1364 {
1365         skb->dev = vrf_dev;
1366         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1367         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1368
1369         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1370                 goto out;
1371
1372         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1373          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1374          */
1375         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1376                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1377                 goto out;
1378         }
1379
1380         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1381
1382         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1383                 skb_push(skb, skb->mac_len);
1384                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1385                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
1386         }
1387
1388         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1389 out:
1390         return skb;
1391 }
1392
1393 /* called with rcu lock held */
1394 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1395                                   struct sk_buff *skb,
1396                                   u16 proto)
1397 {
1398         switch (proto) {
1399         case AF_INET:
1400                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1401         case AF_INET6:
1402                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1403         }
1404
1405         return skb;
1406 }
1407
1408 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1409 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1410  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1411  * Note: Caller to this function must hold rcu_read_lock() and no refcnt
1412  * is taken on the dst by this function.
1413  */
1414 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1415                                               struct flowi6 *fl6)
1416 {
1417         struct net *net = dev_net(dev);
1418         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE | RT6_LOOKUP_F_DST_NOREF;
1419         struct dst_entry *dst = NULL;
1420         struct rt6_info *rt;
1421
1422         /* VRF device does not have a link-local address and
1423          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1424          * a VRF device does not make sense
1425          */
1426         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1427                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1428                 return dst;
1429         }
1430
1431         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1432                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1433
1434         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, NULL, flags);
1435         if (rt)
1436                 dst = &rt->dst;
1437
1438         return dst;
1439 }
1440 #endif
1441
1442 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1443         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1444         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1445         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1446 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1447         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1448 #endif
1449 };
1450
1451 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1452                             struct ethtool_drvinfo *info)
1453 {
1454         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1455         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1456 }
1457
1458 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1459         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1460 };
1461
1462 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1463 {
1464         size_t sz;
1465
1466         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1467         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1468         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1469         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_PROTOCOL */
1470
1471         return sz;
1472 }
1473
1474 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1475 {
1476         struct fib_rule_hdr *frh;
1477         struct nlmsghdr *nlh;
1478         struct sk_buff *skb;
1479         int err;
1480
1481         if ((family == AF_INET6 || family == RTNL_FAMILY_IP6MR) &&
1482             !ipv6_mod_enabled())
1483                 return 0;
1484
1485         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1486         if (!skb)
1487                 return -ENOMEM;
1488
1489         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1490         if (!nlh)
1491                 goto nla_put_failure;
1492
1493         /* rule only needs to appear once */
1494         nlh->nlmsg_flags |= NLM_F_EXCL;
1495
1496         frh = nlmsg_data(nlh);
1497         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1498         frh->family = family;
1499         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1500
1501         if (nla_put_u8(skb, FRA_PROTOCOL, RTPROT_KERNEL))
1502                 goto nla_put_failure;
1503
1504         if (nla_put_u8(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1505                 goto nla_put_failure;
1506
1507         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1508                 goto nla_put_failure;
1509
1510         nlmsg_end(skb, nlh);
1511
1512         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1513         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1514         if (add_it) {
1515                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh, NULL);
1516                 if (err == -EEXIST)
1517                         err = 0;
1518         } else {
1519                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh, NULL);
1520                 if (err == -ENOENT)
1521                         err = 0;
1522         }
1523         nlmsg_free(skb);
1524
1525         return err;
1526
1527 nla_put_failure:
1528         nlmsg_free(skb);
1529
1530         return -EMSGSIZE;
1531 }
1532
1533 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1534 {
1535         int err;
1536
1537         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1538         if (err < 0)
1539                 goto out_err;
1540
1541         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1542         if (err < 0)
1543                 goto ipv6_err;
1544
1545 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1546         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1547         if (err < 0)
1548                 goto ipmr_err;
1549 #endif
1550
1551 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1552         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IP6MR, true);
1553         if (err < 0)
1554                 goto ip6mr_err;
1555 #endif
1556
1557         return 0;
1558
1559 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1560 ip6mr_err:
1561         vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR,  false);
1562 #endif
1563
1564 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1565 ipmr_err:
1566         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1567 #endif
1568
1569 ipv6_err:
1570         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1571
1572 out_err:
1573         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1574         return err;
1575 }
1576
1577 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1578 {
1579         ether_setup(dev);
1580
1581         /* Initialize the device structure. */
1582         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1583         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1584         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1585         dev->needs_free_netdev = true;
1586
1587         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1588         eth_hw_addr_random(dev);
1589
1590         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1591         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1592
1593         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1594         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1595
1596         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1597         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1598
1599         /* enable offload features */
1600         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1601         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_SCTP_CRC;
1602         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1603
1604         dev->hw_features = dev->features;
1605         dev->hw_enc_features = dev->features;
1606
1607         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1608         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1609         dev->priv_flags |= IFF_NO_RX_HANDLER;
1610         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1611
1612         /* VRF devices do not care about MTU, but if the MTU is set
1613          * too low then the ipv4 and ipv6 protocols are disabled
1614          * which breaks networking.
1615          */
1616         dev->min_mtu = IPV6_MIN_MTU;
1617         dev->max_mtu = ETH_MAX_MTU;
1618 }
1619
1620 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1621                         struct netlink_ext_ack *extack)
1622 {
1623         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1624                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1625                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1626                         return -EINVAL;
1627                 }
1628                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1629                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1630                         return -EADDRNOTAVAIL;
1631                 }
1632         }
1633         return 0;
1634 }
1635
1636 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1637 {
1638         struct net_device *port_dev;
1639         struct list_head *iter;
1640
1641         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
1642                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
1643
1644         vrf_map_unregister_dev(dev);
1645
1646         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1647 }
1648
1649 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1650                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1651                        struct netlink_ext_ack *extack)
1652 {
1653         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1654         struct netns_vrf *nn_vrf;
1655         bool *add_fib_rules;
1656         struct net *net;
1657         int err;
1658
1659         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE]) {
1660                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "VRF table id is missing");
1661                 return -EINVAL;
1662         }
1663
1664         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1665         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC) {
1666                 NL_SET_ERR_MSG_ATTR(extack, data[IFLA_VRF_TABLE],
1667                                     "Invalid VRF table id");
1668                 return -EINVAL;
1669         }
1670
1671         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1672
1673         err = register_netdevice(dev);
1674         if (err)
1675                 goto out;
1676
1677         /* mapping between table_id and vrf;
1678          * note: such binding could not be done in the dev init function
1679          * because dev->ifindex id is not available yet.
1680          */
1681         vrf->ifindex = dev->ifindex;
1682
1683         err = vrf_map_register_dev(dev, extack);
1684         if (err) {
1685                 unregister_netdevice(dev);
1686                 goto out;
1687         }
1688
1689         net = dev_net(dev);
1690         nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1691
1692         add_fib_rules = &nn_vrf->add_fib_rules;
1693         if (*add_fib_rules) {
1694                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1695                 if (err) {
1696                         vrf_map_unregister_dev(dev);
1697                         unregister_netdevice(dev);
1698                         goto out;
1699                 }
1700                 *add_fib_rules = false;
1701         }
1702
1703 out:
1704         return err;
1705 }
1706
1707 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1708 {
1709         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1710 }
1711
1712 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1713                         const struct net_device *dev)
1714 {
1715         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1716
1717         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1718 }
1719
1720 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1721                                  const struct net_device *slave_dev)
1722 {
1723         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1724 }
1725
1726 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1727                                const struct net_device *vrf_dev,
1728                                const struct net_device *slave_dev)
1729 {
1730         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1731
1732         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1733                 return -EMSGSIZE;
1734
1735         return 0;
1736 }
1737
1738 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1739         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1740 };
1741
1742 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1743         .kind           = DRV_NAME,
1744         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1745
1746         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1747         .policy         = vrf_nl_policy,
1748         .validate       = vrf_validate,
1749         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1750
1751         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1752         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1753
1754         .newlink        = vrf_newlink,
1755         .dellink        = vrf_dellink,
1756         .setup          = vrf_setup,
1757         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1758 };
1759
1760 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1761                             unsigned long event, void *ptr)
1762 {
1763         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1764
1765         /* only care about unregister events to drop slave references */
1766         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1767                 struct net_device *vrf_dev;
1768
1769                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1770                         goto out;
1771
1772                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1773                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1774         }
1775 out:
1776         return NOTIFY_DONE;
1777 }
1778
1779 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1780         .notifier_call = vrf_device_event,
1781 };
1782
1783 static int vrf_map_init(struct vrf_map *vmap)
1784 {
1785         spin_lock_init(&vmap->vmap_lock);
1786         hash_init(vmap->ht);
1787
1788         vmap->strict_mode = false;
1789
1790         return 0;
1791 }
1792
1793 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1794 static bool vrf_strict_mode(struct vrf_map *vmap)
1795 {
1796         bool strict_mode;
1797
1798         vrf_map_lock(vmap);
1799         strict_mode = vmap->strict_mode;
1800         vrf_map_unlock(vmap);
1801
1802         return strict_mode;
1803 }
1804
1805 static int vrf_strict_mode_change(struct vrf_map *vmap, bool new_mode)
1806 {
1807         bool *cur_mode;
1808         int res = 0;
1809
1810         vrf_map_lock(vmap);
1811
1812         cur_mode = &vmap->strict_mode;
1813         if (*cur_mode == new_mode)
1814                 goto unlock;
1815
1816         if (*cur_mode) {
1817                 /* disable strict mode */
1818                 *cur_mode = false;
1819         } else {
1820                 if (vmap->shared_tables) {
1821                         /* we cannot allow strict_mode because there are some
1822                          * vrfs that share one or more tables.
1823                          */
1824                         res = -EBUSY;
1825                         goto unlock;
1826                 }
1827
1828                 /* no tables are shared among vrfs, so we can go back
1829                  * to 1:1 association between a vrf with its table.
1830                  */
1831                 *cur_mode = true;
1832         }
1833
1834 unlock:
1835         vrf_map_unlock(vmap);
1836
1837         return res;
1838 }
1839
1840 static int vrf_shared_table_handler(struct ctl_table *table, int write,
1841                                     void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1842 {
1843         struct net *net = (struct net *)table->extra1;
1844         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
1845         int proc_strict_mode = 0;
1846         struct ctl_table tmp = {
1847                 .procname       = table->procname,
1848                 .data           = &proc_strict_mode,
1849                 .maxlen         = sizeof(int),
1850                 .mode           = table->mode,
1851                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
1852                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
1853         };
1854         int ret;
1855
1856         if (!write)
1857                 proc_strict_mode = vrf_strict_mode(vmap);
1858
1859         ret = proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
1860
1861         if (write && ret == 0)
1862                 ret = vrf_strict_mode_change(vmap, (bool)proc_strict_mode);
1863
1864         return ret;
1865 }
1866
1867 static const struct ctl_table vrf_table[] = {
1868         {
1869                 .procname       = "strict_mode",
1870                 .data           = NULL,
1871                 .maxlen         = sizeof(int),
1872                 .mode           = 0644,
1873                 .proc_handler   = vrf_shared_table_handler,
1874                 /* set by the vrf_netns_init */
1875                 .extra1         = NULL,
1876         },
1877         { },
1878 };
1879
1880 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1881 {
1882         struct ctl_table *table;
1883
1884         table = kmemdup(vrf_table, sizeof(vrf_table), GFP_KERNEL);
1885         if (!table)
1886                 return -ENOMEM;
1887
1888         /* init the extra1 parameter with the reference to current netns */
1889         table[0].extra1 = net;
1890
1891         nn_vrf->ctl_hdr = register_net_sysctl(net, "net/vrf", table);
1892         if (!nn_vrf->ctl_hdr) {
1893                 kfree(table);
1894                 return -ENOMEM;
1895         }
1896
1897         return 0;
1898 }
1899
1900 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1901 {
1902         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1903         struct ctl_table *table;
1904
1905         table = nn_vrf->ctl_hdr->ctl_table_arg;
1906         unregister_net_sysctl_table(nn_vrf->ctl_hdr);
1907         kfree(table);
1908 }
1909 #else
1910 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1911 {
1912         return 0;
1913 }
1914
1915 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1916 {
1917 }
1918 #endif
1919
1920 /* Initialize per network namespace state */
1921 static int __net_init vrf_netns_init(struct net *net)
1922 {
1923         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1924
1925         nn_vrf->add_fib_rules = true;
1926         vrf_map_init(&nn_vrf->vmap);
1927
1928         return vrf_netns_init_sysctl(net, nn_vrf);
1929 }
1930
1931 static void __net_exit vrf_netns_exit(struct net *net)
1932 {
1933         vrf_netns_exit_sysctl(net);
1934 }
1935
1936 static struct pernet_operations vrf_net_ops __net_initdata = {
1937         .init = vrf_netns_init,
1938         .exit = vrf_netns_exit,
1939         .id   = &vrf_net_id,
1940         .size = sizeof(struct netns_vrf),
1941 };
1942
1943 static int __init vrf_init_module(void)
1944 {
1945         int rc;
1946
1947         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1948
1949         rc = register_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
1950         if (rc < 0)
1951                 goto error;
1952
1953         rc = l3mdev_table_lookup_register(L3MDEV_TYPE_VRF,
1954                                           vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
1955         if (rc < 0)
1956                 goto unreg_pernet;
1957
1958         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1959         if (rc < 0)
1960                 goto table_lookup_unreg;
1961
1962         return 0;
1963
1964 table_lookup_unreg:
1965         l3mdev_table_lookup_unregister(L3MDEV_TYPE_VRF,
1966                                        vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
1967
1968 unreg_pernet:
1969         unregister_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
1970
1971 error:
1972         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1973         return rc;
1974 }
1975
1976 module_init(vrf_init_module);
1977 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1978 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1979 MODULE_LICENSE("GPL");
1980 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1981 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);