net/netfilter/nf_nat_masquerade.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 #include <linux/types.h>
   4 #include <linux/atomic.h>
   5 #include <linux/inetdevice.h>
   6 #include <linux/netfilter.h>
   7 #include <linux/netfilter_ipv4.h>
   8 #include <linux/netfilter_ipv6.h>
   9
  10 #include <net/netfilter/nf_nat_masquerade.h>
  11
  12 struct masq_dev_work {
  13         struct work_struct work;
  14         struct net *net;
  15         netns_tracker ns_tracker;
  16         union nf_inet_addr addr;
  17         int ifindex;
  18         int (*iter)(struct nf_conn *i, void *data);
  19 };
  20
  21 #define MAX_MASQ_WORKER_COUNT   16
  22
  23 static DEFINE_MUTEX(masq_mutex);
  24 static unsigned int masq_refcnt __read_mostly;
  25 static atomic_t masq_worker_count __read_mostly;
  26
  27 unsigned int
  28 nf_nat_masquerade_ipv4(struct sk_buff *skb, unsigned int hooknum,
  29                        const struct nf_nat_range2 *range,
  30                        const struct net_device *out)
  31 {
  32         struct nf_conn *ct;
  33         struct nf_conn_nat *nat;
  34         enum ip_conntrack_info ctinfo;
  35         struct nf_nat_range2 newrange;
  36         const struct rtable *rt;
  37         __be32 newsrc, nh;
  38
  39         WARN_ON(hooknum != NF_INET_POST_ROUTING);
  40
  41         ct = nf_ct_get(skb, &ctinfo);
  42
  43         WARN_ON(!(ct && (ctinfo == IP_CT_NEW || ctinfo == IP_CT_RELATED ||
  44                          ctinfo == IP_CT_RELATED_REPLY)));
  45
  46         /* Source address is 0.0.0.0 - locally generated packet that is
  47          * probably not supposed to be masqueraded.
  48          */
  49         if (ct->tuplehash[IP_CT_DIR_ORIGINAL].tuple.src.u3.ip == 0)
  50                 return NF_ACCEPT;
  51
  52         rt = skb_rtable(skb);
  53         nh = rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
  54         newsrc = inet_select_addr(out, nh, RT_SCOPE_UNIVERSE);
  55         if (!newsrc) {
  56                 pr_info("%s ate my IP address\n", out->name);
  57                 return NF_DROP;
  58         }
  59
  60         nat = nf_ct_nat_ext_add(ct);
  61         if (nat)
  62                 nat->masq_index = out->ifindex;
  63
  64         /* Transfer from original range. */
  65         memset(&newrange.min_addr, 0, sizeof(newrange.min_addr));
  66         memset(&newrange.max_addr, 0, sizeof(newrange.max_addr));
  67         newrange.flags       = range->flags | NF_NAT_RANGE_MAP_IPS;
  68         newrange.min_addr.ip = newsrc;
  69         newrange.max_addr.ip = newsrc;
  70         newrange.min_proto   = range->min_proto;
  71         newrange.max_proto   = range->max_proto;
  72
  73         /* Hand modified range to generic setup. */
  74         return nf_nat_setup_info(ct, &newrange, NF_NAT_MANIP_SRC);
  75 }
  76 EXPORT_SYMBOL_GPL(nf_nat_masquerade_ipv4);
  77
  78 static void iterate_cleanup_work(struct work_struct *work)
  79 {
  80         struct masq_dev_work *w;
  81
  82         w = container_of(work, struct masq_dev_work, work);
  83
  84         nf_ct_iterate_cleanup_net(w->net, w->iter, (void *)w, 0, 0);
  85
  86         put_net_track(w->net, &w->ns_tracker);
  87         kfree(w);
  88         atomic_dec(&masq_worker_count);
  89         module_put(THIS_MODULE);
  90 }
  91
  92 /* Iterate conntrack table in the background and remove conntrack entries
  93  * that use the device/address being removed.
  94  *
  95  * In case too many work items have been queued already or memory allocation
  96  * fails iteration is skipped, conntrack entries will time out eventually.
  97  */
  98 static void nf_nat_masq_schedule(struct net *net, union nf_inet_addr *addr,
  99                                  int ifindex,
 100                                  int (*iter)(struct nf_conn *i, void *data),
 101                                  gfp_t gfp_flags)
 102 {
 103         struct masq_dev_work *w;
 104
 105         if (atomic_read(&masq_worker_count) > MAX_MASQ_WORKER_COUNT)
 106                 return;
 107
 108         net = maybe_get_net(net);
 109         if (!net)
 110                 return;
 111
 112         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 113                 goto err_module;
 114
 115         w = kzalloc(sizeof(*w), gfp_flags);
 116         if (w) {
 117                 /* We can overshoot MAX_MASQ_WORKER_COUNT, no big deal */
 118                 atomic_inc(&masq_worker_count);
 119
 120                 INIT_WORK(&w->work, iterate_cleanup_work);
 121                 w->ifindex = ifindex;
 122                 w->net = net;
 123                 netns_tracker_alloc(net, &w->ns_tracker, gfp_flags);
 124                 w->iter = iter;
 125                 if (addr)
 126                         w->addr = *addr;
 127                 schedule_work(&w->work);
 128                 return;
 129         }
 130
 131         module_put(THIS_MODULE);
 132  err_module:
 133         put_net(net);
 134 }
 135
 136 static int device_cmp(struct nf_conn *i, void *arg)
 137 {
 138         const struct nf_conn_nat *nat = nfct_nat(i);
 139         const struct masq_dev_work *w = arg;
 140
 141         if (!nat)
 142                 return 0;
 143         return nat->masq_index == w->ifindex;
 144 }
 145
 146 static int masq_device_event(struct notifier_block *this,
 147                              unsigned long event,
 148                              void *ptr)
 149 {
 150         const struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
 151         struct net *net = dev_net(dev);
 152
 153         if (event == NETDEV_DOWN) {
 154                 /* Device was downed.  Search entire table for
 155                  * conntracks which were associated with that device,
 156                  * and forget them.
 157                  */
 158
 159                 nf_nat_masq_schedule(net, NULL, dev->ifindex,
 160                                      device_cmp, GFP_KERNEL);
 161         }
 162
 163         return NOTIFY_DONE;
 164 }
 165
 166 static int inet_cmp(struct nf_conn *ct, void *ptr)
 167 {
 168         struct nf_conntrack_tuple *tuple;
 169         struct masq_dev_work *w = ptr;
 170
 171         if (!device_cmp(ct, ptr))
 172                 return 0;
 173
 174         tuple = &ct->tuplehash[IP_CT_DIR_REPLY].tuple;
 175
 176         return nf_inet_addr_cmp(&w->addr, &tuple->dst.u3);
 177 }
 178
 179 static int masq_inet_event(struct notifier_block *this,
 180                            unsigned long event,
 181                            void *ptr)
 182 {
 183         const struct in_ifaddr *ifa = ptr;
 184         const struct in_device *idev;
 185         const struct net_device *dev;
 186         union nf_inet_addr addr;
 187
 188         if (event != NETDEV_DOWN)
 189                 return NOTIFY_DONE;
 190
 191         /* The masq_dev_notifier will catch the case of the device going
 192          * down.  So if the inetdev is dead and being destroyed we have
 193          * no work to do.  Otherwise this is an individual address removal
 194          * and we have to perform the flush.
 195          */
 196         idev = ifa->ifa_dev;
 197         if (idev->dead)
 198                 return NOTIFY_DONE;
 199
 200         memset(&addr, 0, sizeof(addr));
 201
 202         addr.ip = ifa->ifa_address;
 203
 204         dev = idev->dev;
 205         nf_nat_masq_schedule(dev_net(idev->dev), &addr, dev->ifindex,
 206                              inet_cmp, GFP_KERNEL);
 207
 208         return NOTIFY_DONE;
 209 }
 210
 211 static struct notifier_block masq_dev_notifier = {
 212         .notifier_call  = masq_device_event,
 213 };
 214
 215 static struct notifier_block masq_inet_notifier = {
 216         .notifier_call  = masq_inet_event,
 217 };
 218
 219 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 220 static int
 221 nat_ipv6_dev_get_saddr(struct net *net, const struct net_device *dev,
 222                        const struct in6_addr *daddr, unsigned int srcprefs,
 223                        struct in6_addr *saddr)
 224 {
 225 #ifdef CONFIG_IPV6_MODULE
 226         const struct nf_ipv6_ops *v6_ops = nf_get_ipv6_ops();
 227
 228         if (!v6_ops)
 229                 return -EHOSTUNREACH;
 230
 231         return v6_ops->dev_get_saddr(net, dev, daddr, srcprefs, saddr);
 232 #else
 233         return ipv6_dev_get_saddr(net, dev, daddr, srcprefs, saddr);
 234 #endif
 235 }
 236
 237 unsigned int
 238 nf_nat_masquerade_ipv6(struct sk_buff *skb, const struct nf_nat_range2 *range,
 239                        const struct net_device *out)
 240 {
 241         enum ip_conntrack_info ctinfo;
 242         struct nf_conn_nat *nat;
 243         struct in6_addr src;
 244         struct nf_conn *ct;
 245         struct nf_nat_range2 newrange;
 246
 247         ct = nf_ct_get(skb, &ctinfo);
 248         WARN_ON(!(ct && (ctinfo == IP_CT_NEW || ctinfo == IP_CT_RELATED ||
 249                          ctinfo == IP_CT_RELATED_REPLY)));
 250
 251         if (nat_ipv6_dev_get_saddr(nf_ct_net(ct), out,
 252                                    &ipv6_hdr(skb)->daddr, 0, &src) < 0)
 253                 return NF_DROP;
 254
 255         nat = nf_ct_nat_ext_add(ct);
 256         if (nat)
 257                 nat->masq_index = out->ifindex;
 258
 259         newrange.flags          = range->flags | NF_NAT_RANGE_MAP_IPS;
 260         newrange.min_addr.in6   = src;
 261         newrange.max_addr.in6   = src;
 262         newrange.min_proto      = range->min_proto;
 263         newrange.max_proto      = range->max_proto;
 264
 265         return nf_nat_setup_info(ct, &newrange, NF_NAT_MANIP_SRC);
 266 }
 267 EXPORT_SYMBOL_GPL(nf_nat_masquerade_ipv6);
 268
 269 /* atomic notifier; can't call nf_ct_iterate_cleanup_net (it can sleep).
 270  *
 271  * Defer it to the system workqueue.
 272  *
 273  * As we can have 'a lot' of inet_events (depending on amount of ipv6
 274  * addresses being deleted), we also need to limit work item queue.
 275  */
 276 static int masq_inet6_event(struct notifier_block *this,
 277                             unsigned long event, void *ptr)
 278 {
 279         struct inet6_ifaddr *ifa = ptr;
 280         const struct net_device *dev;
 281         union nf_inet_addr addr;
 282
 283         if (event != NETDEV_DOWN)
 284                 return NOTIFY_DONE;
 285
 286         dev = ifa->idev->dev;
 287
 288         memset(&addr, 0, sizeof(addr));
 289
 290         addr.in6 = ifa->addr;
 291
 292         nf_nat_masq_schedule(dev_net(dev), &addr, dev->ifindex, inet_cmp,
 293                              GFP_ATOMIC);
 294         return NOTIFY_DONE;
 295 }
 296
 297 static struct notifier_block masq_inet6_notifier = {
 298         .notifier_call  = masq_inet6_event,
 299 };
 300
 301 static int nf_nat_masquerade_ipv6_register_notifier(void)
 302 {
 303         return register_inet6addr_notifier(&masq_inet6_notifier);
 304 }
 305 #else
 306 static inline int nf_nat_masquerade_ipv6_register_notifier(void) { return 0; }
 307 #endif
 308
 309 int nf_nat_masquerade_inet_register_notifiers(void)
 310 {
 311         int ret = 0;
 312
 313         mutex_lock(&masq_mutex);
 314         if (WARN_ON_ONCE(masq_refcnt == UINT_MAX)) {
 315                 ret = -EOVERFLOW;
 316                 goto out_unlock;
 317         }
 318
 319         /* check if the notifier was already set */
 320         if (++masq_refcnt > 1)
 321                 goto out_unlock;
 322
 323         /* Register for device down reports */
 324         ret = register_netdevice_notifier(&masq_dev_notifier);
 325         if (ret)
 326                 goto err_dec;
 327         /* Register IP address change reports */
 328         ret = register_inetaddr_notifier(&masq_inet_notifier);
 329         if (ret)
 330                 goto err_unregister;
 331
 332         ret = nf_nat_masquerade_ipv6_register_notifier();
 333         if (ret)
 334                 goto err_unreg_inet;
 335
 336         mutex_unlock(&masq_mutex);
 337         return ret;
 338 err_unreg_inet:
 339         unregister_inetaddr_notifier(&masq_inet_notifier);
 340 err_unregister:
 341         unregister_netdevice_notifier(&masq_dev_notifier);
 342 err_dec:
 343         masq_refcnt--;
 344 out_unlock:
 345         mutex_unlock(&masq_mutex);
 346         return ret;
 347 }
 348 EXPORT_SYMBOL_GPL(nf_nat_masquerade_inet_register_notifiers);
 349
 350 void nf_nat_masquerade_inet_unregister_notifiers(void)
 351 {
 352         mutex_lock(&masq_mutex);
 353         /* check if the notifiers still have clients */
 354         if (--masq_refcnt > 0)
 355                 goto out_unlock;
 356
 357         unregister_netdevice_notifier(&masq_dev_notifier);
 358         unregister_inetaddr_notifier(&masq_inet_notifier);
 359 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 360         unregister_inet6addr_notifier(&masq_inet6_notifier);
 361 #endif
 362 out_unlock:
 363         mutex_unlock(&masq_mutex);
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL_GPL(nf_nat_masquerade_inet_unregister_notifiers);