drivers/net/vxlan.c

   1 /*
   2  * VXLAN: Virtual eXtensible Local Area Network
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012-2013 Vyatta Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * TODO
  11  *  - IPv6 (not in RFC)
  12  */
  13
  14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  15
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/errno.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/skbuff.h>
  22 #include <linux/rculist.h>
  23 #include <linux/netdevice.h>
  24 #include <linux/in.h>
  25 #include <linux/ip.h>
  26 #include <linux/udp.h>
  27 #include <linux/igmp.h>
  28 #include <linux/etherdevice.h>
  29 #include <linux/if_ether.h>
  30 #include <linux/hash.h>
  31 #include <linux/ethtool.h>
  32 #include <net/arp.h>
  33 #include <net/ndisc.h>
  34 #include <net/ip.h>
  35 #include <net/ip_tunnels.h>
  36 #include <net/icmp.h>
  37 #include <net/udp.h>
  38 #include <net/rtnetlink.h>
  39 #include <net/route.h>
  40 #include <net/dsfield.h>
  41 #include <net/inet_ecn.h>
  42 #include <net/net_namespace.h>
  43 #include <net/netns/generic.h>
  44
  45 #define VXLAN_VERSION   "0.1"
  46
  47 #define PORT_HASH_BITS  8
  48 #define PORT_HASH_SIZE  (1<<PORT_HASH_BITS)
  49 #define VNI_HASH_BITS   10
  50 #define VNI_HASH_SIZE   (1<<VNI_HASH_BITS)
  51 #define FDB_HASH_BITS   8
  52 #define FDB_HASH_SIZE   (1<<FDB_HASH_BITS)
  53 #define FDB_AGE_DEFAULT 300 /* 5 min */
  54 #define FDB_AGE_INTERVAL (10 * HZ)      /* rescan interval */
  55
  56 #define VXLAN_N_VID     (1u << 24)
  57 #define VXLAN_VID_MASK  (VXLAN_N_VID - 1)
  58 /* IP header + UDP + VXLAN + Ethernet header */
  59 #define VXLAN_HEADROOM (20 + 8 + 8 + 14)
  60
  61 #define VXLAN_FLAGS 0x08000000  /* struct vxlanhdr.vx_flags required value. */
  62
  63 /* VXLAN protocol header */
  64 struct vxlanhdr {
  65         __be32 vx_flags;
  66         __be32 vx_vni;
  67 };
  68
  69 /* UDP port for VXLAN traffic.
  70  * The IANA assigned port is 4789, but the Linux default is 8472
  71  * for compatability with early adopters.
  72  */
  73 static unsigned int vxlan_port __read_mostly = 8472;
  74 module_param_named(udp_port, vxlan_port, uint, 0444);
  75 MODULE_PARM_DESC(udp_port, "Destination UDP port");
  76
  77 static bool log_ecn_error = true;
  78 module_param(log_ecn_error, bool, 0644);
  79 MODULE_PARM_DESC(log_ecn_error, "Log packets received with corrupted ECN");
  80
  81 static unsigned int vxlan_net_id;
  82
  83 /* per UDP socket information */
  84 struct vxlan_sock {
  85         struct hlist_node hlist;
  86         struct rcu_head   rcu;
  87         struct work_struct del_work;
  88         atomic_t          refcnt;
  89         struct socket     *sock;
  90         struct hlist_head vni_list[VNI_HASH_SIZE];
  91 };
  92
  93 /* per-network namespace private data for this module */
  94 struct vxlan_net {
  95         struct list_head  vxlan_list;
  96         struct hlist_head sock_list[PORT_HASH_SIZE];
  97 };
  98
  99 struct vxlan_rdst {
 100         __be32                   remote_ip;
 101         __be16                   remote_port;
 102         u32                      remote_vni;
 103         u32                      remote_ifindex;
 104         struct vxlan_rdst       *remote_next;
 105 };
 106
 107 /* Forwarding table entry */
 108 struct vxlan_fdb {
 109         struct hlist_node hlist;        /* linked list of entries */
 110         struct rcu_head   rcu;
 111         unsigned long     updated;      /* jiffies */
 112         unsigned long     used;
 113         struct vxlan_rdst remote;
 114         u16               state;        /* see ndm_state */
 115         u8                flags;        /* see ndm_flags */
 116         u8                eth_addr[ETH_ALEN];
 117 };
 118
 119 /* Pseudo network device */
 120 struct vxlan_dev {
 121         struct hlist_node hlist;        /* vni hash table */
 122         struct list_head  next;         /* vxlan's per namespace list */
 123         struct vxlan_sock *vn_sock;     /* listening socket */
 124         struct net_device *dev;
 125         struct vxlan_rdst default_dst;  /* default destination */
 126         __be32            saddr;        /* source address */
 127         __be16            dst_port;
 128         __u16             port_min;     /* source port range */
 129         __u16             port_max;
 130         __u8              tos;          /* TOS override */
 131         __u8              ttl;
 132         u32               flags;        /* VXLAN_F_* below */
 133
 134         struct work_struct igmp_work;
 135         unsigned long     age_interval;
 136         struct timer_list age_timer;
 137         spinlock_t        hash_lock;
 138         unsigned int      addrcnt;
 139         unsigned int      addrmax;
 140
 141         struct hlist_head fdb_head[FDB_HASH_SIZE];
 142 };
 143
 144 #define VXLAN_F_LEARN   0x01
 145 #define VXLAN_F_PROXY   0x02
 146 #define VXLAN_F_RSC     0x04
 147 #define VXLAN_F_L2MISS  0x08
 148 #define VXLAN_F_L3MISS  0x10
 149
 150 /* salt for hash table */
 151 static u32 vxlan_salt __read_mostly;
 152 static struct workqueue_struct *vxlan_wq;
 153
 154 /* Virtual Network hash table head */
 155 static inline struct hlist_head *vni_head(struct vxlan_sock *vs, u32 id)
 156 {
 157         return &vs->vni_list[hash_32(id, VNI_HASH_BITS)];
 158 }
 159
 160 /* Socket hash table head */
 161 static inline struct hlist_head *vs_head(struct net *net, __be16 port)
 162 {
 163         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
 164
 165         return &vn->sock_list[hash_32(ntohs(port), PORT_HASH_BITS)];
 166 }
 167
 168 /* Find VXLAN socket based on network namespace and UDP port */
 169 static struct vxlan_sock *vxlan_find_port(struct net *net, __be16 port)
 170 {
 171         struct vxlan_sock *vs;
 172
 173         hlist_for_each_entry_rcu(vs, vs_head(net, port), hlist) {
 174                 if (inet_sk(vs->sock->sk)->inet_sport == port)
 175                         return vs;
 176         }
 177         return NULL;
 178 }
 179
 180 /* Look up VNI in a per net namespace table */
 181 static struct vxlan_dev *vxlan_find_vni(struct net *net, u32 id, __be16 port)
 182 {
 183         struct vxlan_sock *vs;
 184         struct vxlan_dev *vxlan;
 185
 186         vs = vxlan_find_port(net, port);
 187         if (!vs)
 188                 return NULL;
 189
 190         hlist_for_each_entry_rcu(vxlan, vni_head(vs, id), hlist) {
 191                 if (vxlan->default_dst.remote_vni == id)
 192                         return vxlan;
 193         }
 194
 195         return NULL;
 196 }
 197
 198 /* Fill in neighbour message in skbuff. */
 199 static int vxlan_fdb_info(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *vxlan,
 200                            const struct vxlan_fdb *fdb,
 201                            u32 portid, u32 seq, int type, unsigned int flags,
 202                            const struct vxlan_rdst *rdst)
 203 {
 204         unsigned long now = jiffies;
 205         struct nda_cacheinfo ci;
 206         struct nlmsghdr *nlh;
 207         struct ndmsg *ndm;
 208         bool send_ip, send_eth;
 209
 210         nlh = nlmsg_put(skb, portid, seq, type, sizeof(*ndm), flags);
 211         if (nlh == NULL)
 212                 return -EMSGSIZE;
 213
 214         ndm = nlmsg_data(nlh);
 215         memset(ndm, 0, sizeof(*ndm));
 216
 217         send_eth = send_ip = true;
 218
 219         if (type == RTM_GETNEIGH) {
 220                 ndm->ndm_family = AF_INET;
 221                 send_ip = rdst->remote_ip != htonl(INADDR_ANY);
 222                 send_eth = !is_zero_ether_addr(fdb->eth_addr);
 223         } else
 224                 ndm->ndm_family = AF_BRIDGE;
 225         ndm->ndm_state = fdb->state;
 226         ndm->ndm_ifindex = vxlan->dev->ifindex;
 227         ndm->ndm_flags = fdb->flags;
 228         ndm->ndm_type = NDA_DST;
 229
 230         if (send_eth && nla_put(skb, NDA_LLADDR, ETH_ALEN, &fdb->eth_addr))
 231                 goto nla_put_failure;
 232
 233         if (send_ip && nla_put_be32(skb, NDA_DST, rdst->remote_ip))
 234                 goto nla_put_failure;
 235
 236         if (rdst->remote_port && rdst->remote_port != vxlan->dst_port &&
 237             nla_put_be16(skb, NDA_PORT, rdst->remote_port))
 238                 goto nla_put_failure;
 239         if (rdst->remote_vni != vxlan->default_dst.remote_vni &&
 240             nla_put_be32(skb, NDA_VNI, rdst->remote_vni))
 241                 goto nla_put_failure;
 242         if (rdst->remote_ifindex &&
 243             nla_put_u32(skb, NDA_IFINDEX, rdst->remote_ifindex))
 244                 goto nla_put_failure;
 245
 246         ci.ndm_used      = jiffies_to_clock_t(now - fdb->used);
 247         ci.ndm_confirmed = 0;
 248         ci.ndm_updated   = jiffies_to_clock_t(now - fdb->updated);
 249         ci.ndm_refcnt    = 0;
 250
 251         if (nla_put(skb, NDA_CACHEINFO, sizeof(ci), &ci))
 252                 goto nla_put_failure;
 253
 254         return nlmsg_end(skb, nlh);
 255
 256 nla_put_failure:
 257         nlmsg_cancel(skb, nlh);
 258         return -EMSGSIZE;
 259 }
 260
 261 static inline size_t vxlan_nlmsg_size(void)
 262 {
 263         return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ndmsg))
 264                 + nla_total_size(ETH_ALEN) /* NDA_LLADDR */
 265                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_DST */
 266                 + nla_total_size(sizeof(__be16)) /* NDA_PORT */
 267                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_VNI */
 268                 + nla_total_size(sizeof(__u32)) /* NDA_IFINDEX */
 269                 + nla_total_size(sizeof(struct nda_cacheinfo));
 270 }
 271
 272 static void vxlan_fdb_notify(struct vxlan_dev *vxlan,
 273                              const struct vxlan_fdb *fdb, int type)
 274 {
 275         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 276         struct sk_buff *skb;
 277         int err = -ENOBUFS;
 278
 279         skb = nlmsg_new(vxlan_nlmsg_size(), GFP_ATOMIC);
 280         if (skb == NULL)
 281                 goto errout;
 282
 283         err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, fdb, 0, 0, type, 0, &fdb->remote);
 284         if (err < 0) {
 285                 /* -EMSGSIZE implies BUG in vxlan_nlmsg_size() */
 286                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
 287                 kfree_skb(skb);
 288                 goto errout;
 289         }
 290
 291         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_NEIGH, NULL, GFP_ATOMIC);
 292         return;
 293 errout:
 294         if (err < 0)
 295                 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_NEIGH, err);
 296 }
 297
 298 static void vxlan_ip_miss(struct net_device *dev, __be32 ipa)
 299 {
 300         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 301         struct vxlan_fdb f;
 302
 303         memset(&f, 0, sizeof f);
 304         f.state = NUD_STALE;
 305         f.remote.remote_ip = ipa; /* goes to NDA_DST */
 306         f.remote.remote_vni = VXLAN_N_VID;
 307
 308         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 309 }
 310
 311 static void vxlan_fdb_miss(struct vxlan_dev *vxlan, const u8 eth_addr[ETH_ALEN])
 312 {
 313         struct vxlan_fdb        f;
 314
 315         memset(&f, 0, sizeof f);
 316         f.state = NUD_STALE;
 317         memcpy(f.eth_addr, eth_addr, ETH_ALEN);
 318
 319         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 320 }
 321
 322 /* Hash Ethernet address */
 323 static u32 eth_hash(const unsigned char *addr)
 324 {
 325         u64 value = get_unaligned((u64 *)addr);
 326
 327         /* only want 6 bytes */
 328 #ifdef __BIG_ENDIAN
 329         value >>= 16;
 330 #else
 331         value <<= 16;
 332 #endif
 333         return hash_64(value, FDB_HASH_BITS);
 334 }
 335
 336 /* Hash chain to use given mac address */
 337 static inline struct hlist_head *vxlan_fdb_head(struct vxlan_dev *vxlan,
 338                                                 const u8 *mac)
 339 {
 340         return &vxlan->fdb_head[eth_hash(mac)];
 341 }
 342
 343 /* Look up Ethernet address in forwarding table */
 344 static struct vxlan_fdb *__vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 345                                         const u8 *mac)
 346
 347 {
 348         struct hlist_head *head = vxlan_fdb_head(vxlan, mac);
 349         struct vxlan_fdb *f;
 350
 351         hlist_for_each_entry_rcu(f, head, hlist) {
 352                 if (compare_ether_addr(mac, f->eth_addr) == 0)
 353                         return f;
 354         }
 355
 356         return NULL;
 357 }
 358
 359 static struct vxlan_fdb *vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 360                                         const u8 *mac)
 361 {
 362         struct vxlan_fdb *f;
 363
 364         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 365         if (f)
 366                 f->used = jiffies;
 367
 368         return f;
 369 }
 370
 371 /* Add/update destinations for multicast */
 372 static int vxlan_fdb_append(struct vxlan_fdb *f,
 373                             __be32 ip, __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex)
 374 {
 375         struct vxlan_rdst *rd_prev, *rd;
 376
 377         rd_prev = NULL;
 378         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 379                 if (rd->remote_ip == ip &&
 380                     rd->remote_port == port &&
 381                     rd->remote_vni == vni &&
 382                     rd->remote_ifindex == ifindex)
 383                         return 0;
 384                 rd_prev = rd;
 385         }
 386         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_ATOMIC);
 387         if (rd == NULL)
 388                 return -ENOBUFS;
 389         rd->remote_ip = ip;
 390         rd->remote_port = port;
 391         rd->remote_vni = vni;
 392         rd->remote_ifindex = ifindex;
 393         rd->remote_next = NULL;
 394         rd_prev->remote_next = rd;
 395         return 1;
 396 }
 397
 398 /* Add new entry to forwarding table -- assumes lock held */
 399 static int vxlan_fdb_create(struct vxlan_dev *vxlan,
 400                             const u8 *mac, __be32 ip,
 401                             __u16 state, __u16 flags,
 402                             __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex,
 403                             __u8 ndm_flags)
 404 {
 405         struct vxlan_fdb *f;
 406         int notify = 0;
 407
 408         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 409         if (f) {
 410                 if (flags & NLM_F_EXCL) {
 411                         netdev_dbg(vxlan->dev,
 412                                    "lost race to create %pM\n", mac);
 413                         return -EEXIST;
 414                 }
 415                 if (f->state != state) {
 416                         f->state = state;
 417                         f->updated = jiffies;
 418                         notify = 1;
 419                 }
 420                 if (f->flags != ndm_flags) {
 421                         f->flags = ndm_flags;
 422                         f->updated = jiffies;
 423                         notify = 1;
 424                 }
 425                 if ((flags & NLM_F_APPEND) &&
 426                     is_multicast_ether_addr(f->eth_addr)) {
 427                         int rc = vxlan_fdb_append(f, ip, port, vni, ifindex);
 428
 429                         if (rc < 0)
 430                                 return rc;
 431                         notify |= rc;
 432                 }
 433         } else {
 434                 if (!(flags & NLM_F_CREATE))
 435                         return -ENOENT;
 436
 437                 if (vxlan->addrmax && vxlan->addrcnt >= vxlan->addrmax)
 438                         return -ENOSPC;
 439
 440                 netdev_dbg(vxlan->dev, "add %pM -> %pI4\n", mac, &ip);
 441                 f = kmalloc(sizeof(*f), GFP_ATOMIC);
 442                 if (!f)
 443                         return -ENOMEM;
 444
 445                 notify = 1;
 446                 f->remote.remote_ip = ip;
 447                 f->remote.remote_port = port;
 448                 f->remote.remote_vni = vni;
 449                 f->remote.remote_ifindex = ifindex;
 450                 f->remote.remote_next = NULL;
 451                 f->state = state;
 452                 f->flags = ndm_flags;
 453                 f->updated = f->used = jiffies;
 454                 memcpy(f->eth_addr, mac, ETH_ALEN);
 455
 456                 ++vxlan->addrcnt;
 457                 hlist_add_head_rcu(&f->hlist,
 458                                    vxlan_fdb_head(vxlan, mac));
 459         }
 460
 461         if (notify)
 462                 vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_NEWNEIGH);
 463
 464         return 0;
 465 }
 466
 467 static void vxlan_fdb_free(struct rcu_head *head)
 468 {
 469         struct vxlan_fdb *f = container_of(head, struct vxlan_fdb, rcu);
 470
 471         while (f->remote.remote_next) {
 472                 struct vxlan_rdst *rd = f->remote.remote_next;
 473
 474                 f->remote.remote_next = rd->remote_next;
 475                 kfree(rd);
 476         }
 477         kfree(f);
 478 }
 479
 480 static void vxlan_fdb_destroy(struct vxlan_dev *vxlan, struct vxlan_fdb *f)
 481 {
 482         netdev_dbg(vxlan->dev,
 483                     "delete %pM\n", f->eth_addr);
 484
 485         --vxlan->addrcnt;
 486         vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_DELNEIGH);
 487
 488         hlist_del_rcu(&f->hlist);
 489         call_rcu(&f->rcu, vxlan_fdb_free);
 490 }
 491
 492 /* Add static entry (via netlink) */
 493 static int vxlan_fdb_add(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 494                          struct net_device *dev,
 495                          const unsigned char *addr, u16 flags)
 496 {
 497         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 498         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 499         __be32 ip;
 500         __be16 port;
 501         u32 vni, ifindex;
 502         int err;
 503
 504         if (!(ndm->ndm_state & (NUD_PERMANENT|NUD_REACHABLE))) {
 505                 pr_info("RTM_NEWNEIGH with invalid state %#x\n",
 506                         ndm->ndm_state);
 507                 return -EINVAL;
 508         }
 509
 510         if (tb[NDA_DST] == NULL)
 511                 return -EINVAL;
 512
 513         if (nla_len(tb[NDA_DST]) != sizeof(__be32))
 514                 return -EAFNOSUPPORT;
 515
 516         ip = nla_get_be32(tb[NDA_DST]);
 517
 518         if (tb[NDA_PORT]) {
 519                 if (nla_len(tb[NDA_PORT]) != sizeof(__be16))
 520                         return -EINVAL;
 521                 port = nla_get_be16(tb[NDA_PORT]);
 522         } else
 523                 port = vxlan->dst_port;
 524
 525         if (tb[NDA_VNI]) {
 526                 if (nla_len(tb[NDA_VNI]) != sizeof(u32))
 527                         return -EINVAL;
 528                 vni = nla_get_u32(tb[NDA_VNI]);
 529         } else
 530                 vni = vxlan->default_dst.remote_vni;
 531
 532         if (tb[NDA_IFINDEX]) {
 533                 struct net_device *tdev;
 534
 535                 if (nla_len(tb[NDA_IFINDEX]) != sizeof(u32))
 536                         return -EINVAL;
 537                 ifindex = nla_get_u32(tb[NDA_IFINDEX]);
 538                 tdev = dev_get_by_index(net, ifindex);
 539                 if (!tdev)
 540                         return -EADDRNOTAVAIL;
 541                 dev_put(tdev);
 542         } else
 543                 ifindex = 0;
 544
 545         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 546         err = vxlan_fdb_create(vxlan, addr, ip, ndm->ndm_state, flags,
 547                                port, vni, ifindex, ndm->ndm_flags);
 548         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 549
 550         return err;
 551 }
 552
 553 /* Delete entry (via netlink) */
 554 static int vxlan_fdb_delete(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 555                             struct net_device *dev,
 556                             const unsigned char *addr)
 557 {
 558         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 559         struct vxlan_fdb *f;
 560         int err = -ENOENT;
 561
 562         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 563         f = vxlan_find_mac(vxlan, addr);
 564         if (f) {
 565                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
 566                 err = 0;
 567         }
 568         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 569
 570         return err;
 571 }
 572
 573 /* Dump forwarding table */
 574 static int vxlan_fdb_dump(struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
 575                           struct net_device *dev, int idx)
 576 {
 577         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 578         unsigned int h;
 579
 580         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
 581                 struct vxlan_fdb *f;
 582                 int err;
 583
 584                 hlist_for_each_entry_rcu(f, &vxlan->fdb_head[h], hlist) {
 585                         struct vxlan_rdst *rd;
 586                         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 587                                 if (idx < cb->args[0])
 588                                         goto skip;
 589
 590                                 err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, f,
 591                                                      NETLINK_CB(cb->skb).portid,
 592                                                      cb->nlh->nlmsg_seq,
 593                                                      RTM_NEWNEIGH,
 594                                                      NLM_F_MULTI, rd);
 595                                 if (err < 0)
 596                                         break;
 597 skip:
 598                                 ++idx;
 599                         }
 600                 }
 601         }
 602
 603         return idx;
 604 }
 605
 606 /* Watch incoming packets to learn mapping between Ethernet address
 607  * and Tunnel endpoint.
 608  * Return true if packet is bogus and should be droppped.
 609  */
 610 static bool vxlan_snoop(struct net_device *dev,
 611                         __be32 src_ip, const u8 *src_mac)
 612 {
 613         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 614         struct vxlan_fdb *f;
 615
 616         f = vxlan_find_mac(vxlan, src_mac);
 617         if (likely(f)) {
 618                 if (likely(f->remote.remote_ip == src_ip))
 619                         return false;
 620
 621                 /* Don't migrate static entries, drop packets */
 622                 if (f->state & NUD_NOARP)
 623                         return true;
 624
 625                 if (net_ratelimit())
 626                         netdev_info(dev,
 627                                     "%pM migrated from %pI4 to %pI4\n",
 628                                     src_mac, &f->remote.remote_ip, &src_ip);
 629
 630                 f->remote.remote_ip = src_ip;
 631                 f->updated = jiffies;
 632         } else {
 633                 /* learned new entry */
 634                 spin_lock(&vxlan->hash_lock);
 635
 636                 /* close off race between vxlan_flush and incoming packets */
 637                 if (netif_running(dev))
 638                         vxlan_fdb_create(vxlan, src_mac, src_ip,
 639                                          NUD_REACHABLE,
 640                                          NLM_F_EXCL|NLM_F_CREATE,
 641                                          vxlan->dst_port,
 642                                          vxlan->default_dst.remote_vni,
 643                                          0, NTF_SELF);
 644                 spin_unlock(&vxlan->hash_lock);
 645         }
 646
 647         return false;
 648 }
 649
 650
 651 /* See if multicast group is already in use by other ID */
 652 static bool vxlan_group_used(struct vxlan_net *vn, __be32 remote_ip)
 653 {
 654         struct vxlan_dev *vxlan;
 655
 656         list_for_each_entry(vxlan, &vn->vxlan_list, next) {
 657                 if (!netif_running(vxlan->dev))
 658                         continue;
 659
 660                 if (vxlan->default_dst.remote_ip == remote_ip)
 661                         return true;
 662         }
 663
 664         return false;
 665 }
 666
 667 static void vxlan_sock_hold(struct vxlan_sock *vs)
 668 {
 669         atomic_inc(&vs->refcnt);
 670 }
 671
 672 static void vxlan_sock_release(struct vxlan_sock *vs)
 673 {
 674         if (!atomic_dec_and_test(&vs->refcnt))
 675                 return;
 676
 677         hlist_del_rcu(&vs->hlist);
 678         queue_work(vxlan_wq, &vs->del_work);
 679 }
 680
 681 /* Callback to update multicast group membership.
 682  * Scheduled when vxlan goes up/down.
 683  */
 684 static void vxlan_igmp_work(struct work_struct *work)
 685 {
 686         struct vxlan_dev *vxlan = container_of(work, struct vxlan_dev, igmp_work);
 687         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(vxlan->dev), vxlan_net_id);
 688         struct vxlan_sock *vs = vxlan->vn_sock;
 689         struct sock *sk = vs->sock->sk;
 690         struct ip_mreqn mreq = {
 691                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 692                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 693         };
 694
 695         lock_sock(sk);
 696         if (vxlan_group_used(vn, vxlan->default_dst.remote_ip))
 697                 ip_mc_join_group(sk, &mreq);
 698         else
 699                 ip_mc_leave_group(sk, &mreq);
 700         release_sock(sk);
 701
 702         vxlan_sock_release(vs);
 703         dev_put(vxlan->dev);
 704 }
 705
 706 /* Callback from net/ipv4/udp.c to receive packets */
 707 static int vxlan_udp_encap_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 708 {
 709         struct iphdr *oip;
 710         struct vxlanhdr *vxh;
 711         struct vxlan_dev *vxlan;
 712         struct pcpu_tstats *stats;
 713         __be16 port;
 714         __u32 vni;
 715         int err;
 716
 717         /* pop off outer UDP header */
 718         __skb_pull(skb, sizeof(struct udphdr));
 719
 720         /* Need Vxlan and inner Ethernet header to be present */
 721         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr)))
 722                 goto error;
 723
 724         /* Drop packets with reserved bits set */
 725         vxh = (struct vxlanhdr *) skb->data;
 726         if (vxh->vx_flags != htonl(VXLAN_FLAGS) ||
 727             (vxh->vx_vni & htonl(0xff))) {
 728                 netdev_dbg(skb->dev, "invalid vxlan flags=%#x vni=%#x\n",
 729                            ntohl(vxh->vx_flags), ntohl(vxh->vx_vni));
 730                 goto error;
 731         }
 732
 733         __skb_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr));
 734
 735         /* Is this VNI defined? */
 736         vni = ntohl(vxh->vx_vni) >> 8;
 737         port = inet_sk(sk)->inet_sport;
 738         vxlan = vxlan_find_vni(sock_net(sk), vni, port);
 739         if (!vxlan) {
 740                 netdev_dbg(skb->dev, "unknown vni %d port %u\n",
 741                            vni, ntohs(port));
 742                 goto drop;
 743         }
 744
 745         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN)) {
 746                 vxlan->dev->stats.rx_length_errors++;
 747                 vxlan->dev->stats.rx_errors++;
 748                 goto drop;
 749         }
 750
 751         skb_reset_mac_header(skb);
 752
 753         /* Re-examine inner Ethernet packet */
 754         oip = ip_hdr(skb);
 755         skb->protocol = eth_type_trans(skb, vxlan->dev);
 756
 757         /* Ignore packet loops (and multicast echo) */
 758         if (compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_source,
 759                                vxlan->dev->dev_addr) == 0)
 760                 goto drop;
 761
 762         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN) &&
 763             vxlan_snoop(skb->dev, oip->saddr, eth_hdr(skb)->h_source))
 764                 goto drop;
 765
 766         __skb_tunnel_rx(skb, vxlan->dev);
 767         skb_reset_network_header(skb);
 768
 769         /* If the NIC driver gave us an encapsulated packet with
 770          * CHECKSUM_UNNECESSARY and Rx checksum feature is enabled,
 771          * leave the CHECKSUM_UNNECESSARY, the device checksummed it
 772          * for us. Otherwise force the upper layers to verify it.
 773          */
 774         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY || !skb->encapsulation ||
 775             !(vxlan->dev->features & NETIF_F_RXCSUM))
 776                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 777
 778         skb->encapsulation = 0;
 779
 780         err = IP_ECN_decapsulate(oip, skb);
 781         if (unlikely(err)) {
 782                 if (log_ecn_error)
 783                         net_info_ratelimited("non-ECT from %pI4 with TOS=%#x\n",
 784                                              &oip->saddr, oip->tos);
 785                 if (err > 1) {
 786                         ++vxlan->dev->stats.rx_frame_errors;
 787                         ++vxlan->dev->stats.rx_errors;
 788                         goto drop;
 789                 }
 790         }
 791
 792         stats = this_cpu_ptr(vxlan->dev->tstats);
 793         u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
 794         stats->rx_packets++;
 795         stats->rx_bytes += skb->len;
 796         u64_stats_update_end(&stats->syncp);
 797
 798         netif_rx(skb);
 799
 800         return 0;
 801 error:
 802         /* Put UDP header back */
 803         __skb_push(skb, sizeof(struct udphdr));
 804
 805         return 1;
 806 drop:
 807         /* Consume bad packet */
 808         kfree_skb(skb);
 809         return 0;
 810 }
 811
 812 static int arp_reduce(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 813 {
 814         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 815         struct arphdr *parp;
 816         u8 *arpptr, *sha;
 817         __be32 sip, tip;
 818         struct neighbour *n;
 819
 820         if (dev->flags & IFF_NOARP)
 821                 goto out;
 822
 823         if (!pskb_may_pull(skb, arp_hdr_len(dev))) {
 824                 dev->stats.tx_dropped++;
 825                 goto out;
 826         }
 827         parp = arp_hdr(skb);
 828
 829         if ((parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER) &&
 830              parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_IEEE802)) ||
 831             parp->ar_pro != htons(ETH_P_IP) ||
 832             parp->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) ||
 833             parp->ar_hln != dev->addr_len ||
 834             parp->ar_pln != 4)
 835                 goto out;
 836         arpptr = (u8 *)parp + sizeof(struct arphdr);
 837         sha = arpptr;
 838         arpptr += dev->addr_len;        /* sha */
 839         memcpy(&sip, arpptr, sizeof(sip));
 840         arpptr += sizeof(sip);
 841         arpptr += dev->addr_len;        /* tha */
 842         memcpy(&tip, arpptr, sizeof(tip));
 843
 844         if (ipv4_is_loopback(tip) ||
 845             ipv4_is_multicast(tip))
 846                 goto out;
 847
 848         n = neigh_lookup(&arp_tbl, &tip, dev);
 849
 850         if (n) {
 851                 struct vxlan_fdb *f;
 852                 struct sk_buff  *reply;
 853
 854                 if (!(n->nud_state & NUD_CONNECTED)) {
 855                         neigh_release(n);
 856                         goto out;
 857                 }
 858
 859                 f = vxlan_find_mac(vxlan, n->ha);
 860                 if (f && f->remote.remote_ip == htonl(INADDR_ANY)) {
 861                         /* bridge-local neighbor */
 862                         neigh_release(n);
 863                         goto out;
 864                 }
 865
 866                 reply = arp_create(ARPOP_REPLY, ETH_P_ARP, sip, dev, tip, sha,
 867                                 n->ha, sha);
 868
 869                 neigh_release(n);
 870
 871                 skb_reset_mac_header(reply);
 872                 __skb_pull(reply, skb_network_offset(reply));
 873                 reply->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 874                 reply->pkt_type = PACKET_HOST;
 875
 876                 if (netif_rx_ni(reply) == NET_RX_DROP)
 877                         dev->stats.rx_dropped++;
 878         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 879                 vxlan_ip_miss(dev, tip);
 880 out:
 881         consume_skb(skb);
 882         return NETDEV_TX_OK;
 883 }
 884
 885 static bool route_shortcircuit(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 886 {
 887         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 888         struct neighbour *n;
 889         struct iphdr *pip;
 890
 891         if (is_multicast_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest))
 892                 return false;
 893
 894         n = NULL;
 895         switch (ntohs(eth_hdr(skb)->h_proto)) {
 896         case ETH_P_IP:
 897                 if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr)))
 898                         return false;
 899                 pip = ip_hdr(skb);
 900                 n = neigh_lookup(&arp_tbl, &pip->daddr, dev);
 901                 break;
 902         default:
 903                 return false;
 904         }
 905
 906         if (n) {
 907                 bool diff;
 908
 909                 diff = compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha) != 0;
 910                 if (diff) {
 911                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_source, eth_hdr(skb)->h_dest,
 912                                 dev->addr_len);
 913                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha, dev->addr_len);
 914                 }
 915                 neigh_release(n);
 916                 return diff;
 917         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 918                 vxlan_ip_miss(dev, pip->daddr);
 919         return false;
 920 }
 921
 922 static void vxlan_sock_put(struct sk_buff *skb)
 923 {
 924         sock_put(skb->sk);
 925 }
 926
 927 /* On transmit, associate with the tunnel socket */
 928 static void vxlan_set_owner(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 929 {
 930         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 931         struct sock *sk = vxlan->vn_sock->sock->sk;
 932
 933         skb_orphan(skb);
 934         sock_hold(sk);
 935         skb->sk = sk;
 936         skb->destructor = vxlan_sock_put;
 937 }
 938
 939 /* Compute source port for outgoing packet
 940  *   first choice to use L4 flow hash since it will spread
 941  *     better and maybe available from hardware
 942  *   secondary choice is to use jhash on the Ethernet header
 943  */
 944 static __be16 vxlan_src_port(const struct vxlan_dev *vxlan, struct sk_buff *skb)
 945 {
 946         unsigned int range = (vxlan->port_max - vxlan->port_min) + 1;
 947         u32 hash;
 948
 949         hash = skb_get_rxhash(skb);
 950         if (!hash)
 951                 hash = jhash(skb->data, 2 * ETH_ALEN,
 952                              (__force u32) skb->protocol);
 953
 954         return htons((((u64) hash * range) >> 32) + vxlan->port_min);
 955 }
 956
 957 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 958 {
 959         if (skb_is_gso(skb)) {
 960                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 961                 if (unlikely(err))
 962                         return err;
 963
 964                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 965         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 966                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 967
 968         return 0;
 969 }
 970
 971 /* Bypass encapsulation if the destination is local */
 972 static void vxlan_encap_bypass(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *src_vxlan,
 973                                struct vxlan_dev *dst_vxlan)
 974 {
 975         struct pcpu_tstats *tx_stats = this_cpu_ptr(src_vxlan->dev->tstats);
 976         struct pcpu_tstats *rx_stats = this_cpu_ptr(dst_vxlan->dev->tstats);
 977
 978         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 979         skb->encapsulation = 0;
 980         skb->dev = dst_vxlan->dev;
 981         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 982
 983         if (dst_vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)
 984                 vxlan_snoop(skb->dev, htonl(INADDR_LOOPBACK),
 985                             eth_hdr(skb)->h_source);
 986
 987         u64_stats_update_begin(&tx_stats->syncp);
 988         tx_stats->tx_packets++;
 989         tx_stats->tx_bytes += skb->len;
 990         u64_stats_update_end(&tx_stats->syncp);
 991
 992         if (netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS) {
 993                 u64_stats_update_begin(&rx_stats->syncp);
 994                 rx_stats->rx_packets++;
 995                 rx_stats->rx_bytes += skb->len;
 996                 u64_stats_update_end(&rx_stats->syncp);
 997         } else {
 998                 skb->dev->stats.rx_dropped++;
 999         }
1000 }
1001
1002 static netdev_tx_t vxlan_xmit_one(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
1003                                   struct vxlan_rdst *rdst, bool did_rsc)
1004 {
1005         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1006         struct rtable *rt;
1007         const struct iphdr *old_iph;
1008         struct vxlanhdr *vxh;
1009         struct udphdr *uh;
1010         struct flowi4 fl4;
1011         __be32 dst;
1012         __be16 src_port, dst_port;
1013         u32 vni;
1014         __be16 df = 0;
1015         __u8 tos, ttl;
1016         int err;
1017
1018         dst_port = rdst->remote_port ? rdst->remote_port : vxlan->dst_port;
1019         vni = rdst->remote_vni;
1020         dst = rdst->remote_ip;
1021
1022         if (!dst) {
1023                 if (did_rsc) {
1024                         /* short-circuited back to local bridge */
1025                         vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, vxlan);
1026                         return NETDEV_TX_OK;
1027                 }
1028                 goto drop;
1029         }
1030
1031         if (!skb->encapsulation) {
1032                 skb_reset_inner_headers(skb);
1033                 skb->encapsulation = 1;
1034         }
1035
1036         /* Need space for new headers (invalidates iph ptr) */
1037         if (skb_cow_head(skb, VXLAN_HEADROOM))
1038                 goto drop;
1039
1040         old_iph = ip_hdr(skb);
1041
1042         ttl = vxlan->ttl;
1043         if (!ttl && IN_MULTICAST(ntohl(dst)))
1044                 ttl = 1;
1045
1046         tos = vxlan->tos;
1047         if (tos == 1)
1048                 tos = ip_tunnel_get_dsfield(old_iph, skb);
1049
1050         src_port = vxlan_src_port(vxlan, skb);
1051
1052         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
1053         fl4.flowi4_oif = rdst->remote_ifindex;
1054         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(tos);
1055         fl4.daddr = dst;
1056         fl4.saddr = vxlan->saddr;
1057
1058         rt = ip_route_output_key(dev_net(dev), &fl4);
1059         if (IS_ERR(rt)) {
1060                 netdev_dbg(dev, "no route to %pI4\n", &dst);
1061                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
1062                 goto tx_error;
1063         }
1064
1065         if (rt->dst.dev == dev) {
1066                 netdev_dbg(dev, "circular route to %pI4\n", &dst);
1067                 ip_rt_put(rt);
1068                 dev->stats.collisions++;
1069                 goto tx_error;
1070         }
1071
1072         /* Bypass encapsulation if the destination is local */
1073         if (rt->rt_flags & RTCF_LOCAL &&
1074             !(rt->rt_flags & (RTCF_BROADCAST | RTCF_MULTICAST))) {
1075                 struct vxlan_dev *dst_vxlan;
1076
1077                 ip_rt_put(rt);
1078                 dst_vxlan = vxlan_find_vni(dev_net(dev), vni, dst_port);
1079                 if (!dst_vxlan)
1080                         goto tx_error;
1081                 vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, dst_vxlan);
1082                 return NETDEV_TX_OK;
1083         }
1084         vxh = (struct vxlanhdr *) __skb_push(skb, sizeof(*vxh));
1085         vxh->vx_flags = htonl(VXLAN_FLAGS);
1086         vxh->vx_vni = htonl(vni << 8);
1087
1088         __skb_push(skb, sizeof(*uh));
1089         skb_reset_transport_header(skb);
1090         uh = udp_hdr(skb);
1091
1092         uh->dest = dst_port;
1093         uh->source = src_port;
1094
1095         uh->len = htons(skb->len);
1096         uh->check = 0;
1097
1098         vxlan_set_owner(dev, skb);
1099
1100         if (handle_offloads(skb))
1101                 goto drop;
1102
1103         tos = ip_tunnel_ecn_encap(tos, old_iph, skb);
1104         ttl = ttl ? : ip4_dst_hoplimit(&rt->dst);
1105
1106         err = iptunnel_xmit(dev_net(dev), rt, skb, fl4.saddr, dst,
1107                             IPPROTO_UDP, tos, ttl, df);
1108         iptunnel_xmit_stats(err, &dev->stats, dev->tstats);
1109
1110         return NETDEV_TX_OK;
1111
1112 drop:
1113         dev->stats.tx_dropped++;
1114         goto tx_free;
1115
1116 tx_error:
1117         dev->stats.tx_errors++;
1118 tx_free:
1119         dev_kfree_skb(skb);
1120         return NETDEV_TX_OK;
1121 }
1122
1123 /* Transmit local packets over Vxlan
1124  *
1125  * Outer IP header inherits ECN and DF from inner header.
1126  * Outer UDP destination is the VXLAN assigned port.
1127  *           source port is based on hash of flow
1128  */
1129 static netdev_tx_t vxlan_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1130 {
1131         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1132         struct ethhdr *eth;
1133         bool did_rsc = false;
1134         struct vxlan_rdst *rdst0, *rdst;
1135         struct vxlan_fdb *f;
1136         int rc1, rc;
1137
1138         skb_reset_mac_header(skb);
1139         eth = eth_hdr(skb);
1140
1141         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY) && ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_ARP)
1142                 return arp_reduce(dev, skb);
1143
1144         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1145         did_rsc = false;
1146
1147         if (f && (f->flags & NTF_ROUTER) && (vxlan->flags & VXLAN_F_RSC) &&
1148             ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_IP) {
1149                 did_rsc = route_shortcircuit(dev, skb);
1150                 if (did_rsc)
1151                         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1152         }
1153
1154         if (f == NULL) {
1155                 rdst0 = &vxlan->default_dst;
1156
1157                 if (rdst0->remote_ip == htonl(INADDR_ANY) &&
1158                     (vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS) &&
1159                     !is_multicast_ether_addr(eth->h_dest))
1160                         vxlan_fdb_miss(vxlan, eth->h_dest);
1161         } else
1162                 rdst0 = &f->remote;
1163
1164         rc = NETDEV_TX_OK;
1165
1166         /* if there are multiple destinations, send copies */
1167         for (rdst = rdst0->remote_next; rdst; rdst = rdst->remote_next) {
1168                 struct sk_buff *skb1;
1169
1170                 skb1 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
1171                 if (skb1) {
1172                         rc1 = vxlan_xmit_one(skb1, dev, rdst, did_rsc);
1173                         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1174                                 rc = rc1;
1175                 }
1176         }
1177
1178         rc1 = vxlan_xmit_one(skb, dev, rdst0, did_rsc);
1179         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1180                 rc = rc1;
1181         return rc;
1182 }
1183
1184 /* Walk the forwarding table and purge stale entries */
1185 static void vxlan_cleanup(unsigned long arg)
1186 {
1187         struct vxlan_dev *vxlan = (struct vxlan_dev *) arg;
1188         unsigned long next_timer = jiffies + FDB_AGE_INTERVAL;
1189         unsigned int h;
1190
1191         if (!netif_running(vxlan->dev))
1192                 return;
1193
1194         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1195         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1196                 struct hlist_node *p, *n;
1197                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1198                         struct vxlan_fdb *f
1199                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1200                         unsigned long timeout;
1201
1202                         if (f->state & NUD_PERMANENT)
1203                                 continue;
1204
1205                         timeout = f->used + vxlan->age_interval * HZ;
1206                         if (time_before_eq(timeout, jiffies)) {
1207                                 netdev_dbg(vxlan->dev,
1208                                            "garbage collect %pM\n",
1209                                            f->eth_addr);
1210                                 f->state = NUD_STALE;
1211                                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1212                         } else if (time_before(timeout, next_timer))
1213                                 next_timer = timeout;
1214                 }
1215         }
1216         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1217
1218         mod_timer(&vxlan->age_timer, next_timer);
1219 }
1220
1221 /* Setup stats when device is created */
1222 static int vxlan_init(struct net_device *dev)
1223 {
1224         dev->tstats = alloc_percpu(struct pcpu_tstats);
1225         if (!dev->tstats)
1226                 return -ENOMEM;
1227
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 /* Start ageing timer and join group when device is brought up */
1232 static int vxlan_open(struct net_device *dev)
1233 {
1234         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1235
1236         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip))) {
1237                 vxlan_sock_hold(vxlan->vn_sock);
1238                 dev_hold(dev);
1239                 queue_work(vxlan_wq, &vxlan->igmp_work);
1240         }
1241
1242         if (vxlan->age_interval)
1243                 mod_timer(&vxlan->age_timer, jiffies + FDB_AGE_INTERVAL);
1244
1245         return 0;
1246 }
1247
1248 /* Purge the forwarding table */
1249 static void vxlan_flush(struct vxlan_dev *vxlan)
1250 {
1251         unsigned int h;
1252
1253         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1254         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1255                 struct hlist_node *p, *n;
1256                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1257                         struct vxlan_fdb *f
1258                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1259                         vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1260                 }
1261         }
1262         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1263 }
1264
1265 /* Cleanup timer and forwarding table on shutdown */
1266 static int vxlan_stop(struct net_device *dev)
1267 {
1268         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1269
1270         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip))) {
1271                 vxlan_sock_hold(vxlan->vn_sock);
1272                 dev_hold(dev);
1273                 queue_work(vxlan_wq, &vxlan->igmp_work);
1274         }
1275
1276         del_timer_sync(&vxlan->age_timer);
1277
1278         vxlan_flush(vxlan);
1279
1280         return 0;
1281 }
1282
1283 /* Stub, nothing needs to be done. */
1284 static void vxlan_set_multicast_list(struct net_device *dev)
1285 {
1286 }
1287
1288 static const struct net_device_ops vxlan_netdev_ops = {
1289         .ndo_init               = vxlan_init,
1290         .ndo_open               = vxlan_open,
1291         .ndo_stop               = vxlan_stop,
1292         .ndo_start_xmit         = vxlan_xmit,
1293         .ndo_get_stats64        = ip_tunnel_get_stats64,
1294         .ndo_set_rx_mode        = vxlan_set_multicast_list,
1295         .ndo_change_mtu         = eth_change_mtu,
1296         .ndo_validate_addr      = eth_validate_addr,
1297         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1298         .ndo_fdb_add            = vxlan_fdb_add,
1299         .ndo_fdb_del            = vxlan_fdb_delete,
1300         .ndo_fdb_dump           = vxlan_fdb_dump,
1301 };
1302
1303 /* Info for udev, that this is a virtual tunnel endpoint */
1304 static struct device_type vxlan_type = {
1305         .name = "vxlan",
1306 };
1307
1308 static void vxlan_free(struct net_device *dev)
1309 {
1310         free_percpu(dev->tstats);
1311         free_netdev(dev);
1312 }
1313
1314 /* Initialize the device structure. */
1315 static void vxlan_setup(struct net_device *dev)
1316 {
1317         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1318         unsigned int h;
1319         int low, high;
1320
1321         eth_hw_addr_random(dev);
1322         ether_setup(dev);
1323         dev->hard_header_len = ETH_HLEN + VXLAN_HEADROOM;
1324
1325         dev->netdev_ops = &vxlan_netdev_ops;
1326         dev->destructor = vxlan_free;
1327         SET_NETDEV_DEVTYPE(dev, &vxlan_type);
1328
1329         dev->tx_queue_len = 0;
1330         dev->features   |= NETIF_F_LLTX;
1331         dev->features   |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1332         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM;
1333         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM;
1334         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1335
1336         dev->hw_features |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_RXCSUM;
1337         dev->hw_features |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1338         dev->priv_flags &= ~IFF_XMIT_DST_RELEASE;
1339         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1340
1341         INIT_LIST_HEAD(&vxlan->next);
1342         spin_lock_init(&vxlan->hash_lock);
1343         INIT_WORK(&vxlan->igmp_work, vxlan_igmp_work);
1344
1345         init_timer_deferrable(&vxlan->age_timer);
1346         vxlan->age_timer.function = vxlan_cleanup;
1347         vxlan->age_timer.data = (unsigned long) vxlan;
1348
1349         inet_get_local_port_range(&low, &high);
1350         vxlan->port_min = low;
1351         vxlan->port_max = high;
1352         vxlan->dst_port = htons(vxlan_port);
1353
1354         vxlan->dev = dev;
1355
1356         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h)
1357                 INIT_HLIST_HEAD(&vxlan->fdb_head[h]);
1358 }
1359
1360 static const struct nla_policy vxlan_policy[IFLA_VXLAN_MAX + 1] = {
1361         [IFLA_VXLAN_ID]         = { .type = NLA_U32 },
1362         [IFLA_VXLAN_GROUP]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, daddr) },
1363         [IFLA_VXLAN_LINK]       = { .type = NLA_U32 },
1364         [IFLA_VXLAN_LOCAL]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, saddr) },
1365         [IFLA_VXLAN_TOS]        = { .type = NLA_U8 },
1366         [IFLA_VXLAN_TTL]        = { .type = NLA_U8 },
1367         [IFLA_VXLAN_LEARNING]   = { .type = NLA_U8 },
1368         [IFLA_VXLAN_AGEING]     = { .type = NLA_U32 },
1369         [IFLA_VXLAN_LIMIT]      = { .type = NLA_U32 },
1370         [IFLA_VXLAN_PORT_RANGE] = { .len  = sizeof(struct ifla_vxlan_port_range) },
1371         [IFLA_VXLAN_PROXY]      = { .type = NLA_U8 },
1372         [IFLA_VXLAN_RSC]        = { .type = NLA_U8 },
1373         [IFLA_VXLAN_L2MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1374         [IFLA_VXLAN_L3MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1375         [IFLA_VXLAN_PORT]       = { .type = NLA_U16 },
1376 };
1377
1378 static int vxlan_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1379 {
1380         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1381                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1382                         pr_debug("invalid link address (not ethernet)\n");
1383                         return -EINVAL;
1384                 }
1385
1386                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1387                         pr_debug("invalid all zero ethernet address\n");
1388                         return -EADDRNOTAVAIL;
1389                 }
1390         }
1391
1392         if (!data)
1393                 return -EINVAL;
1394
1395         if (data[IFLA_VXLAN_ID]) {
1396                 __u32 id = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1397                 if (id >= VXLAN_VID_MASK)
1398                         return -ERANGE;
1399         }
1400
1401         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1402                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1403                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1404
1405                 if (ntohs(p->high) < ntohs(p->low)) {
1406                         pr_debug("port range %u .. %u not valid\n",
1407                                  ntohs(p->low), ntohs(p->high));
1408                         return -EINVAL;
1409                 }
1410         }
1411
1412         return 0;
1413 }
1414
1415 static void vxlan_get_drvinfo(struct net_device *netdev,
1416                               struct ethtool_drvinfo *drvinfo)
1417 {
1418         strlcpy(drvinfo->version, VXLAN_VERSION, sizeof(drvinfo->version));
1419         strlcpy(drvinfo->driver, "vxlan", sizeof(drvinfo->driver));
1420 }
1421
1422 static const struct ethtool_ops vxlan_ethtool_ops = {
1423         .get_drvinfo    = vxlan_get_drvinfo,
1424         .get_link       = ethtool_op_get_link,
1425 };
1426
1427 static void vxlan_del_work(struct work_struct *work)
1428 {
1429         struct vxlan_sock *vs = container_of(work, struct vxlan_sock, del_work);
1430
1431         sk_release_kernel(vs->sock->sk);
1432         kfree_rcu(vs, rcu);
1433 }
1434
1435 /* Create new listen socket if needed */
1436 static struct vxlan_sock *vxlan_socket_create(struct net *net, __be16 port)
1437 {
1438         struct vxlan_sock *vs;
1439         struct sock *sk;
1440         struct sockaddr_in vxlan_addr = {
1441                 .sin_family = AF_INET,
1442                 .sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY),
1443         };
1444         int rc;
1445         unsigned int h;
1446
1447         vs = kmalloc(sizeof(*vs), GFP_KERNEL);
1448         if (!vs)
1449                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1450
1451         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
1452                 INIT_HLIST_HEAD(&vs->vni_list[h]);
1453
1454         INIT_WORK(&vs->del_work, vxlan_del_work);
1455
1456         /* Create UDP socket for encapsulation receive. */
1457         rc = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP, &vs->sock);
1458         if (rc < 0) {
1459                 pr_debug("UDP socket create failed\n");
1460                 kfree(vs);
1461                 return ERR_PTR(rc);
1462         }
1463
1464         /* Put in proper namespace */
1465         sk = vs->sock->sk;
1466         sk_change_net(sk, net);
1467
1468         vxlan_addr.sin_port = port;
1469
1470         rc = kernel_bind(vs->sock, (struct sockaddr *) &vxlan_addr,
1471                          sizeof(vxlan_addr));
1472         if (rc < 0) {
1473                 pr_debug("bind for UDP socket %pI4:%u (%d)\n",
1474                          &vxlan_addr.sin_addr, ntohs(vxlan_addr.sin_port), rc);
1475                 sk_release_kernel(sk);
1476                 kfree(vs);
1477                 return ERR_PTR(rc);
1478         }
1479
1480         /* Disable multicast loopback */
1481         inet_sk(sk)->mc_loop = 0;
1482
1483         /* Mark socket as an encapsulation socket. */
1484         udp_sk(sk)->encap_type = 1;
1485         udp_sk(sk)->encap_rcv = vxlan_udp_encap_recv;
1486         udp_encap_enable();
1487         atomic_set(&vs->refcnt, 1);
1488
1489         return vs;
1490 }
1491
1492 static int vxlan_newlink(struct net *net, struct net_device *dev,
1493                          struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1494 {
1495         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1496         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1497         struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1498         struct vxlan_sock *vs;
1499         __u32 vni;
1500         int err;
1501
1502         if (!data[IFLA_VXLAN_ID])
1503                 return -EINVAL;
1504
1505         vni = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1506         dst->remote_vni = vni;
1507
1508         if (data[IFLA_VXLAN_GROUP])
1509                 dst->remote_ip = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_GROUP]);
1510
1511         if (data[IFLA_VXLAN_LOCAL])
1512                 vxlan->saddr = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_LOCAL]);
1513
1514         if (data[IFLA_VXLAN_LINK] &&
1515             (dst->remote_ifindex = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LINK]))) {
1516                 struct net_device *lowerdev
1517                          = __dev_get_by_index(net, dst->remote_ifindex);
1518
1519                 if (!lowerdev) {
1520                         pr_info("ifindex %d does not exist\n", dst->remote_ifindex);
1521                         return -ENODEV;
1522                 }
1523
1524                 if (!tb[IFLA_MTU])
1525                         dev->mtu = lowerdev->mtu - VXLAN_HEADROOM;
1526
1527                 /* update header length based on lower device */
1528                 dev->hard_header_len = lowerdev->hard_header_len +
1529                                        VXLAN_HEADROOM;
1530         }
1531
1532         if (data[IFLA_VXLAN_TOS])
1533                 vxlan->tos  = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TOS]);
1534
1535         if (data[IFLA_VXLAN_TTL])
1536                 vxlan->ttl = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TTL]);
1537
1538         if (!data[IFLA_VXLAN_LEARNING] || nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_LEARNING]))
1539                 vxlan->flags |= VXLAN_F_LEARN;
1540
1541         if (data[IFLA_VXLAN_AGEING])
1542                 vxlan->age_interval = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_AGEING]);
1543         else
1544                 vxlan->age_interval = FDB_AGE_DEFAULT;
1545
1546         if (data[IFLA_VXLAN_PROXY] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_PROXY]))
1547                 vxlan->flags |= VXLAN_F_PROXY;
1548
1549         if (data[IFLA_VXLAN_RSC] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_RSC]))
1550                 vxlan->flags |= VXLAN_F_RSC;
1551
1552         if (data[IFLA_VXLAN_L2MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L2MISS]))
1553                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L2MISS;
1554
1555         if (data[IFLA_VXLAN_L3MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L3MISS]))
1556                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L3MISS;
1557
1558         if (data[IFLA_VXLAN_LIMIT])
1559                 vxlan->addrmax = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LIMIT]);
1560
1561         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1562                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1563                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1564                 vxlan->port_min = ntohs(p->low);
1565                 vxlan->port_max = ntohs(p->high);
1566         }
1567
1568         if (data[IFLA_VXLAN_PORT])
1569                 vxlan->dst_port = nla_get_be16(data[IFLA_VXLAN_PORT]);
1570
1571         if (vxlan_find_vni(net, vni, vxlan->dst_port)) {
1572                 pr_info("duplicate VNI %u\n", vni);
1573                 return -EEXIST;
1574         }
1575
1576         vs = vxlan_find_port(net, vxlan->dst_port);
1577         if (vs)
1578                 atomic_inc(&vs->refcnt);
1579         else {
1580                 /* Drop lock because socket create acquires RTNL lock */
1581                 rtnl_unlock();
1582                 vs = vxlan_socket_create(net, vxlan->dst_port);
1583                 rtnl_lock();
1584                 if (IS_ERR(vs))
1585                         return PTR_ERR(vs);
1586
1587                 hlist_add_head_rcu(&vs->hlist, vs_head(net, vxlan->dst_port));
1588         }
1589         vxlan->vn_sock = vs;
1590
1591         SET_ETHTOOL_OPS(dev, &vxlan_ethtool_ops);
1592
1593         err = register_netdevice(dev);
1594         if (err) {
1595                 vxlan_sock_release(vs);
1596                 return err;
1597         }
1598
1599         list_add(&vxlan->next, &vn->vxlan_list);
1600         hlist_add_head_rcu(&vxlan->hlist, vni_head(vs, vni));
1601
1602         return 0;
1603 }
1604
1605 static void vxlan_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1606 {
1607         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1608         struct vxlan_sock *vs = vxlan->vn_sock;
1609
1610         hlist_del_rcu(&vxlan->hlist);
1611         list_del(&vxlan->next);
1612         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1613         vxlan_sock_release(vs);
1614 }
1615
1616 static size_t vxlan_get_size(const struct net_device *dev)
1617 {
1618
1619         return nla_total_size(sizeof(__u32)) +  /* IFLA_VXLAN_ID */
1620                 nla_total_size(sizeof(__be32)) +/* IFLA_VXLAN_GROUP */
1621                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LINK */
1622                 nla_total_size(sizeof(__be32))+ /* IFLA_VXLAN_LOCAL */
1623                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TTL */
1624                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TOS */
1625                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_LEARNING */
1626                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_PROXY */
1627                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_RSC */
1628                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L2MISS */
1629                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L3MISS */
1630                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_AGEING */
1631                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LIMIT */
1632                 nla_total_size(sizeof(struct ifla_vxlan_port_range)) +
1633                 nla_total_size(sizeof(__be16))+ /* IFLA_VXLAN_PORT */
1634                 0;
1635 }
1636
1637 static int vxlan_fill_info(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev)
1638 {
1639         const struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1640         const struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1641         struct ifla_vxlan_port_range ports = {
1642                 .low =  htons(vxlan->port_min),
1643                 .high = htons(vxlan->port_max),
1644         };
1645
1646         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_ID, dst->remote_vni))
1647                 goto nla_put_failure;
1648
1649         if (dst->remote_ip && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_GROUP, dst->remote_ip))
1650                 goto nla_put_failure;
1651
1652         if (dst->remote_ifindex && nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LINK, dst->remote_ifindex))
1653                 goto nla_put_failure;
1654
1655         if (vxlan->saddr && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_LOCAL, vxlan->saddr))
1656                 goto nla_put_failure;
1657
1658         if (nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TTL, vxlan->ttl) ||
1659             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TOS, vxlan->tos) ||
1660             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_LEARNING,
1661                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)) ||
1662             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_PROXY,
1663                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY)) ||
1664             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_RSC, !!(vxlan->flags & VXLAN_F_RSC)) ||
1665             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L2MISS,
1666                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS)) ||
1667             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L3MISS,
1668                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)) ||
1669             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_AGEING, vxlan->age_interval) ||
1670             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LIMIT, vxlan->addrmax) ||
1671             nla_put_be16(skb, IFLA_VXLAN_PORT, vxlan->dst_port))
1672                 goto nla_put_failure;
1673
1674         if (nla_put(skb, IFLA_VXLAN_PORT_RANGE, sizeof(ports), &ports))
1675                 goto nla_put_failure;
1676
1677         return 0;
1678
1679 nla_put_failure:
1680         return -EMSGSIZE;
1681 }
1682
1683 static struct rtnl_link_ops vxlan_link_ops __read_mostly = {
1684         .kind           = "vxlan",
1685         .maxtype        = IFLA_VXLAN_MAX,
1686         .policy         = vxlan_policy,
1687         .priv_size      = sizeof(struct vxlan_dev),
1688         .setup          = vxlan_setup,
1689         .validate       = vxlan_validate,
1690         .newlink        = vxlan_newlink,
1691         .dellink        = vxlan_dellink,
1692         .get_size       = vxlan_get_size,
1693         .fill_info      = vxlan_fill_info,
1694 };
1695
1696 static __net_init int vxlan_init_net(struct net *net)
1697 {
1698         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1699         unsigned int h;
1700
1701         INIT_LIST_HEAD(&vn->vxlan_list);
1702
1703         for (h = 0; h < PORT_HASH_SIZE; ++h)
1704                 INIT_HLIST_HEAD(&vn->sock_list[h]);
1705
1706         return 0;
1707 }
1708
1709 static __net_exit void vxlan_exit_net(struct net *net)
1710 {
1711         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1712         struct vxlan_dev *vxlan;
1713
1714         rtnl_lock();
1715         list_for_each_entry(vxlan, &vn->vxlan_list, next)
1716                 dev_close(vxlan->dev);
1717         rtnl_unlock();
1718 }
1719
1720 static struct pernet_operations vxlan_net_ops = {
1721         .init = vxlan_init_net,
1722         .exit = vxlan_exit_net,
1723         .id   = &vxlan_net_id,
1724         .size = sizeof(struct vxlan_net),
1725 };
1726
1727 static int __init vxlan_init_module(void)
1728 {
1729         int rc;
1730
1731         vxlan_wq = alloc_workqueue("vxlan", 0, 0);
1732         if (!vxlan_wq)
1733                 return -ENOMEM;
1734
1735         get_random_bytes(&vxlan_salt, sizeof(vxlan_salt));
1736
1737         rc = register_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1738         if (rc)
1739                 goto out1;
1740
1741         rc = rtnl_link_register(&vxlan_link_ops);
1742         if (rc)
1743                 goto out2;
1744
1745         return 0;
1746
1747 out2:
1748         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1749 out1:
1750         destroy_workqueue(vxlan_wq);
1751         return rc;
1752 }
1753 late_initcall(vxlan_init_module);
1754
1755 static void __exit vxlan_cleanup_module(void)
1756 {
1757         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1758         rtnl_link_unregister(&vxlan_link_ops);
1759         destroy_workqueue(vxlan_wq);
1760         rcu_barrier();
1761 }
1762 module_exit(vxlan_cleanup_module);
1763
1764 MODULE_LICENSE("GPL");
1765 MODULE_VERSION(VXLAN_VERSION);
1766 MODULE_AUTHOR("Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>");
1767 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("vxlan");