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         unsigned int      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         unsigned long     age_interval;
 135         struct timer_list age_timer;
 136         spinlock_t        hash_lock;
 137         unsigned int      addrcnt;
 138         unsigned int      addrmax;
 139
 140         struct hlist_head fdb_head[FDB_HASH_SIZE];
 141 };
 142
 143 #define VXLAN_F_LEARN   0x01
 144 #define VXLAN_F_PROXY   0x02
 145 #define VXLAN_F_RSC     0x04
 146 #define VXLAN_F_L2MISS  0x08
 147 #define VXLAN_F_L3MISS  0x10
 148
 149 /* salt for hash table */
 150 static u32 vxlan_salt __read_mostly;
 151
 152 /* Virtual Network hash table head */
 153 static inline struct hlist_head *vni_head(struct vxlan_sock *vs, u32 id)
 154 {
 155         return &vs->vni_list[hash_32(id, VNI_HASH_BITS)];
 156 }
 157
 158 /* Socket hash table head */
 159 static inline struct hlist_head *vs_head(struct net *net, __be16 port)
 160 {
 161         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
 162
 163         return &vn->sock_list[hash_32(ntohs(port), PORT_HASH_BITS)];
 164 }
 165
 166 /* Find VXLAN socket based on network namespace and UDP port */
 167 static struct vxlan_sock *vxlan_find_port(struct net *net, __be16 port)
 168 {
 169         struct vxlan_sock *vs;
 170
 171         hlist_for_each_entry_rcu(vs, vs_head(net, port), hlist) {
 172                 if (inet_sk(vs->sock->sk)->inet_sport == port)
 173                         return vs;
 174         }
 175         return NULL;
 176 }
 177
 178 /* Look up VNI in a per net namespace table */
 179 static struct vxlan_dev *vxlan_find_vni(struct net *net, u32 id, __be16 port)
 180 {
 181         struct vxlan_sock *vs;
 182         struct vxlan_dev *vxlan;
 183
 184         vs = vxlan_find_port(net, port);
 185         if (!vs)
 186                 return NULL;
 187
 188         hlist_for_each_entry_rcu(vxlan, vni_head(vs, id), hlist) {
 189                 if (vxlan->default_dst.remote_vni == id)
 190                         return vxlan;
 191         }
 192
 193         return NULL;
 194 }
 195
 196 /* Fill in neighbour message in skbuff. */
 197 static int vxlan_fdb_info(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *vxlan,
 198                            const struct vxlan_fdb *fdb,
 199                            u32 portid, u32 seq, int type, unsigned int flags,
 200                            const struct vxlan_rdst *rdst)
 201 {
 202         unsigned long now = jiffies;
 203         struct nda_cacheinfo ci;
 204         struct nlmsghdr *nlh;
 205         struct ndmsg *ndm;
 206         bool send_ip, send_eth;
 207
 208         nlh = nlmsg_put(skb, portid, seq, type, sizeof(*ndm), flags);
 209         if (nlh == NULL)
 210                 return -EMSGSIZE;
 211
 212         ndm = nlmsg_data(nlh);
 213         memset(ndm, 0, sizeof(*ndm));
 214
 215         send_eth = send_ip = true;
 216
 217         if (type == RTM_GETNEIGH) {
 218                 ndm->ndm_family = AF_INET;
 219                 send_ip = rdst->remote_ip != htonl(INADDR_ANY);
 220                 send_eth = !is_zero_ether_addr(fdb->eth_addr);
 221         } else
 222                 ndm->ndm_family = AF_BRIDGE;
 223         ndm->ndm_state = fdb->state;
 224         ndm->ndm_ifindex = vxlan->dev->ifindex;
 225         ndm->ndm_flags = fdb->flags;
 226         ndm->ndm_type = NDA_DST;
 227
 228         if (send_eth && nla_put(skb, NDA_LLADDR, ETH_ALEN, &fdb->eth_addr))
 229                 goto nla_put_failure;
 230
 231         if (send_ip && nla_put_be32(skb, NDA_DST, rdst->remote_ip))
 232                 goto nla_put_failure;
 233
 234         if (rdst->remote_port && rdst->remote_port != vxlan->dst_port &&
 235             nla_put_be16(skb, NDA_PORT, rdst->remote_port))
 236                 goto nla_put_failure;
 237         if (rdst->remote_vni != vxlan->default_dst.remote_vni &&
 238             nla_put_be32(skb, NDA_VNI, rdst->remote_vni))
 239                 goto nla_put_failure;
 240         if (rdst->remote_ifindex &&
 241             nla_put_u32(skb, NDA_IFINDEX, rdst->remote_ifindex))
 242                 goto nla_put_failure;
 243
 244         ci.ndm_used      = jiffies_to_clock_t(now - fdb->used);
 245         ci.ndm_confirmed = 0;
 246         ci.ndm_updated   = jiffies_to_clock_t(now - fdb->updated);
 247         ci.ndm_refcnt    = 0;
 248
 249         if (nla_put(skb, NDA_CACHEINFO, sizeof(ci), &ci))
 250                 goto nla_put_failure;
 251
 252         return nlmsg_end(skb, nlh);
 253
 254 nla_put_failure:
 255         nlmsg_cancel(skb, nlh);
 256         return -EMSGSIZE;
 257 }
 258
 259 static inline size_t vxlan_nlmsg_size(void)
 260 {
 261         return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ndmsg))
 262                 + nla_total_size(ETH_ALEN) /* NDA_LLADDR */
 263                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_DST */
 264                 + nla_total_size(sizeof(__be16)) /* NDA_PORT */
 265                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_VNI */
 266                 + nla_total_size(sizeof(__u32)) /* NDA_IFINDEX */
 267                 + nla_total_size(sizeof(struct nda_cacheinfo));
 268 }
 269
 270 static void vxlan_fdb_notify(struct vxlan_dev *vxlan,
 271                              const struct vxlan_fdb *fdb, int type)
 272 {
 273         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 274         struct sk_buff *skb;
 275         int err = -ENOBUFS;
 276
 277         skb = nlmsg_new(vxlan_nlmsg_size(), GFP_ATOMIC);
 278         if (skb == NULL)
 279                 goto errout;
 280
 281         err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, fdb, 0, 0, type, 0, &fdb->remote);
 282         if (err < 0) {
 283                 /* -EMSGSIZE implies BUG in vxlan_nlmsg_size() */
 284                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
 285                 kfree_skb(skb);
 286                 goto errout;
 287         }
 288
 289         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_NEIGH, NULL, GFP_ATOMIC);
 290         return;
 291 errout:
 292         if (err < 0)
 293                 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_NEIGH, err);
 294 }
 295
 296 static void vxlan_ip_miss(struct net_device *dev, __be32 ipa)
 297 {
 298         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 299         struct vxlan_fdb f;
 300
 301         memset(&f, 0, sizeof f);
 302         f.state = NUD_STALE;
 303         f.remote.remote_ip = ipa; /* goes to NDA_DST */
 304         f.remote.remote_vni = VXLAN_N_VID;
 305
 306         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 307 }
 308
 309 static void vxlan_fdb_miss(struct vxlan_dev *vxlan, const u8 eth_addr[ETH_ALEN])
 310 {
 311         struct vxlan_fdb        f;
 312
 313         memset(&f, 0, sizeof f);
 314         f.state = NUD_STALE;
 315         memcpy(f.eth_addr, eth_addr, ETH_ALEN);
 316
 317         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 318 }
 319
 320 /* Hash Ethernet address */
 321 static u32 eth_hash(const unsigned char *addr)
 322 {
 323         u64 value = get_unaligned((u64 *)addr);
 324
 325         /* only want 6 bytes */
 326 #ifdef __BIG_ENDIAN
 327         value >>= 16;
 328 #else
 329         value <<= 16;
 330 #endif
 331         return hash_64(value, FDB_HASH_BITS);
 332 }
 333
 334 /* Hash chain to use given mac address */
 335 static inline struct hlist_head *vxlan_fdb_head(struct vxlan_dev *vxlan,
 336                                                 const u8 *mac)
 337 {
 338         return &vxlan->fdb_head[eth_hash(mac)];
 339 }
 340
 341 /* Look up Ethernet address in forwarding table */
 342 static struct vxlan_fdb *__vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 343                                         const u8 *mac)
 344
 345 {
 346         struct hlist_head *head = vxlan_fdb_head(vxlan, mac);
 347         struct vxlan_fdb *f;
 348
 349         hlist_for_each_entry_rcu(f, head, hlist) {
 350                 if (compare_ether_addr(mac, f->eth_addr) == 0)
 351                         return f;
 352         }
 353
 354         return NULL;
 355 }
 356
 357 static struct vxlan_fdb *vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 358                                         const u8 *mac)
 359 {
 360         struct vxlan_fdb *f;
 361
 362         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 363         if (f)
 364                 f->used = jiffies;
 365
 366         return f;
 367 }
 368
 369 /* Add/update destinations for multicast */
 370 static int vxlan_fdb_append(struct vxlan_fdb *f,
 371                             __be32 ip, __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex)
 372 {
 373         struct vxlan_rdst *rd_prev, *rd;
 374
 375         rd_prev = NULL;
 376         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 377                 if (rd->remote_ip == ip &&
 378                     rd->remote_port == port &&
 379                     rd->remote_vni == vni &&
 380                     rd->remote_ifindex == ifindex)
 381                         return 0;
 382                 rd_prev = rd;
 383         }
 384         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_ATOMIC);
 385         if (rd == NULL)
 386                 return -ENOBUFS;
 387         rd->remote_ip = ip;
 388         rd->remote_port = port;
 389         rd->remote_vni = vni;
 390         rd->remote_ifindex = ifindex;
 391         rd->remote_next = NULL;
 392         rd_prev->remote_next = rd;
 393         return 1;
 394 }
 395
 396 /* Add new entry to forwarding table -- assumes lock held */
 397 static int vxlan_fdb_create(struct vxlan_dev *vxlan,
 398                             const u8 *mac, __be32 ip,
 399                             __u16 state, __u16 flags,
 400                             __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex,
 401                             __u8 ndm_flags)
 402 {
 403         struct vxlan_fdb *f;
 404         int notify = 0;
 405
 406         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 407         if (f) {
 408                 if (flags & NLM_F_EXCL) {
 409                         netdev_dbg(vxlan->dev,
 410                                    "lost race to create %pM\n", mac);
 411                         return -EEXIST;
 412                 }
 413                 if (f->state != state) {
 414                         f->state = state;
 415                         f->updated = jiffies;
 416                         notify = 1;
 417                 }
 418                 if (f->flags != ndm_flags) {
 419                         f->flags = ndm_flags;
 420                         f->updated = jiffies;
 421                         notify = 1;
 422                 }
 423                 if ((flags & NLM_F_APPEND) &&
 424                     is_multicast_ether_addr(f->eth_addr)) {
 425                         int rc = vxlan_fdb_append(f, ip, port, vni, ifindex);
 426
 427                         if (rc < 0)
 428                                 return rc;
 429                         notify |= rc;
 430                 }
 431         } else {
 432                 if (!(flags & NLM_F_CREATE))
 433                         return -ENOENT;
 434
 435                 if (vxlan->addrmax && vxlan->addrcnt >= vxlan->addrmax)
 436                         return -ENOSPC;
 437
 438                 netdev_dbg(vxlan->dev, "add %pM -> %pI4\n", mac, &ip);
 439                 f = kmalloc(sizeof(*f), GFP_ATOMIC);
 440                 if (!f)
 441                         return -ENOMEM;
 442
 443                 notify = 1;
 444                 f->remote.remote_ip = ip;
 445                 f->remote.remote_port = port;
 446                 f->remote.remote_vni = vni;
 447                 f->remote.remote_ifindex = ifindex;
 448                 f->remote.remote_next = NULL;
 449                 f->state = state;
 450                 f->flags = ndm_flags;
 451                 f->updated = f->used = jiffies;
 452                 memcpy(f->eth_addr, mac, ETH_ALEN);
 453
 454                 ++vxlan->addrcnt;
 455                 hlist_add_head_rcu(&f->hlist,
 456                                    vxlan_fdb_head(vxlan, mac));
 457         }
 458
 459         if (notify)
 460                 vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_NEWNEIGH);
 461
 462         return 0;
 463 }
 464
 465 static void vxlan_fdb_free(struct rcu_head *head)
 466 {
 467         struct vxlan_fdb *f = container_of(head, struct vxlan_fdb, rcu);
 468
 469         while (f->remote.remote_next) {
 470                 struct vxlan_rdst *rd = f->remote.remote_next;
 471
 472                 f->remote.remote_next = rd->remote_next;
 473                 kfree(rd);
 474         }
 475         kfree(f);
 476 }
 477
 478 static void vxlan_fdb_destroy(struct vxlan_dev *vxlan, struct vxlan_fdb *f)
 479 {
 480         netdev_dbg(vxlan->dev,
 481                     "delete %pM\n", f->eth_addr);
 482
 483         --vxlan->addrcnt;
 484         vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_DELNEIGH);
 485
 486         hlist_del_rcu(&f->hlist);
 487         call_rcu(&f->rcu, vxlan_fdb_free);
 488 }
 489
 490 /* Add static entry (via netlink) */
 491 static int vxlan_fdb_add(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 492                          struct net_device *dev,
 493                          const unsigned char *addr, u16 flags)
 494 {
 495         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 496         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 497         __be32 ip;
 498         __be16 port;
 499         u32 vni, ifindex;
 500         int err;
 501
 502         if (!(ndm->ndm_state & (NUD_PERMANENT|NUD_REACHABLE))) {
 503                 pr_info("RTM_NEWNEIGH with invalid state %#x\n",
 504                         ndm->ndm_state);
 505                 return -EINVAL;
 506         }
 507
 508         if (tb[NDA_DST] == NULL)
 509                 return -EINVAL;
 510
 511         if (nla_len(tb[NDA_DST]) != sizeof(__be32))
 512                 return -EAFNOSUPPORT;
 513
 514         ip = nla_get_be32(tb[NDA_DST]);
 515
 516         if (tb[NDA_PORT]) {
 517                 if (nla_len(tb[NDA_PORT]) != sizeof(__be16))
 518                         return -EINVAL;
 519                 port = nla_get_be16(tb[NDA_PORT]);
 520         } else
 521                 port = vxlan->dst_port;
 522
 523         if (tb[NDA_VNI]) {
 524                 if (nla_len(tb[NDA_VNI]) != sizeof(u32))
 525                         return -EINVAL;
 526                 vni = nla_get_u32(tb[NDA_VNI]);
 527         } else
 528                 vni = vxlan->default_dst.remote_vni;
 529
 530         if (tb[NDA_IFINDEX]) {
 531                 struct net_device *tdev;
 532
 533                 if (nla_len(tb[NDA_IFINDEX]) != sizeof(u32))
 534                         return -EINVAL;
 535                 ifindex = nla_get_u32(tb[NDA_IFINDEX]);
 536                 tdev = dev_get_by_index(net, ifindex);
 537                 if (!tdev)
 538                         return -EADDRNOTAVAIL;
 539                 dev_put(tdev);
 540         } else
 541                 ifindex = 0;
 542
 543         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 544         err = vxlan_fdb_create(vxlan, addr, ip, ndm->ndm_state, flags,
 545                                port, vni, ifindex, ndm->ndm_flags);
 546         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 547
 548         return err;
 549 }
 550
 551 /* Delete entry (via netlink) */
 552 static int vxlan_fdb_delete(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 553                             struct net_device *dev,
 554                             const unsigned char *addr)
 555 {
 556         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 557         struct vxlan_fdb *f;
 558         int err = -ENOENT;
 559
 560         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 561         f = vxlan_find_mac(vxlan, addr);
 562         if (f) {
 563                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
 564                 err = 0;
 565         }
 566         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 567
 568         return err;
 569 }
 570
 571 /* Dump forwarding table */
 572 static int vxlan_fdb_dump(struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
 573                           struct net_device *dev, int idx)
 574 {
 575         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 576         unsigned int h;
 577
 578         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
 579                 struct vxlan_fdb *f;
 580                 int err;
 581
 582                 hlist_for_each_entry_rcu(f, &vxlan->fdb_head[h], hlist) {
 583                         struct vxlan_rdst *rd;
 584                         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 585                                 if (idx < cb->args[0])
 586                                         goto skip;
 587
 588                                 err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, f,
 589                                                      NETLINK_CB(cb->skb).portid,
 590                                                      cb->nlh->nlmsg_seq,
 591                                                      RTM_NEWNEIGH,
 592                                                      NLM_F_MULTI, rd);
 593                                 if (err < 0)
 594                                         break;
 595 skip:
 596                                 ++idx;
 597                         }
 598                 }
 599         }
 600
 601         return idx;
 602 }
 603
 604 /* Watch incoming packets to learn mapping between Ethernet address
 605  * and Tunnel endpoint.
 606  */
 607 static void vxlan_snoop(struct net_device *dev,
 608                         __be32 src_ip, const u8 *src_mac)
 609 {
 610         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 611         struct vxlan_fdb *f;
 612         int err;
 613
 614         f = vxlan_find_mac(vxlan, src_mac);
 615         if (likely(f)) {
 616                 if (likely(f->remote.remote_ip == src_ip))
 617                         return;
 618
 619                 if (net_ratelimit())
 620                         netdev_info(dev,
 621                                     "%pM migrated from %pI4 to %pI4\n",
 622                                     src_mac, &f->remote.remote_ip, &src_ip);
 623
 624                 f->remote.remote_ip = src_ip;
 625                 f->updated = jiffies;
 626         } else {
 627                 /* learned new entry */
 628                 spin_lock(&vxlan->hash_lock);
 629                 err = vxlan_fdb_create(vxlan, src_mac, src_ip,
 630                                        NUD_REACHABLE,
 631                                        NLM_F_EXCL|NLM_F_CREATE,
 632                                        vxlan->dst_port,
 633                                        vxlan->default_dst.remote_vni,
 634                                        0, NTF_SELF);
 635                 spin_unlock(&vxlan->hash_lock);
 636         }
 637 }
 638
 639
 640 /* See if multicast group is already in use by other ID */
 641 static bool vxlan_group_used(struct vxlan_net *vn,
 642                              const struct vxlan_dev *this)
 643 {
 644         struct vxlan_dev *vxlan;
 645
 646         list_for_each_entry(vxlan, &vn->vxlan_list, next) {
 647                 if (vxlan == this)
 648                         continue;
 649
 650                 if (!netif_running(vxlan->dev))
 651                         continue;
 652
 653                 if (vxlan->default_dst.remote_ip == this->default_dst.remote_ip)
 654                         return true;
 655         }
 656
 657         return false;
 658 }
 659
 660 /* kernel equivalent to IP_ADD_MEMBERSHIP */
 661 static int vxlan_join_group(struct net_device *dev)
 662 {
 663         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 664         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 665         struct sock *sk = vxlan->vn_sock->sock->sk;
 666         struct ip_mreqn mreq = {
 667                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 668                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 669         };
 670         int err;
 671
 672         /* Already a member of group */
 673         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 674                 return 0;
 675
 676         /* Need to drop RTNL to call multicast join */
 677         rtnl_unlock();
 678         lock_sock(sk);
 679         err = ip_mc_join_group(sk, &mreq);
 680         release_sock(sk);
 681         rtnl_lock();
 682
 683         return err;
 684 }
 685
 686
 687 /* kernel equivalent to IP_DROP_MEMBERSHIP */
 688 static int vxlan_leave_group(struct net_device *dev)
 689 {
 690         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 691         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 692         int err = 0;
 693         struct sock *sk = vxlan->vn_sock->sock->sk;
 694         struct ip_mreqn mreq = {
 695                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 696                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 697         };
 698
 699         /* Only leave group when last vxlan is done. */
 700         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 701                 return 0;
 702
 703         /* Need to drop RTNL to call multicast leave */
 704         rtnl_unlock();
 705         lock_sock(sk);
 706         err = ip_mc_leave_group(sk, &mreq);
 707         release_sock(sk);
 708         rtnl_lock();
 709
 710         return err;
 711 }
 712
 713 /* Callback from net/ipv4/udp.c to receive packets */
 714 static int vxlan_udp_encap_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 715 {
 716         struct iphdr *oip;
 717         struct vxlanhdr *vxh;
 718         struct vxlan_dev *vxlan;
 719         struct pcpu_tstats *stats;
 720         __be16 port;
 721         __u32 vni;
 722         int err;
 723
 724         /* pop off outer UDP header */
 725         __skb_pull(skb, sizeof(struct udphdr));
 726
 727         /* Need Vxlan and inner Ethernet header to be present */
 728         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr)))
 729                 goto error;
 730
 731         /* Drop packets with reserved bits set */
 732         vxh = (struct vxlanhdr *) skb->data;
 733         if (vxh->vx_flags != htonl(VXLAN_FLAGS) ||
 734             (vxh->vx_vni & htonl(0xff))) {
 735                 netdev_dbg(skb->dev, "invalid vxlan flags=%#x vni=%#x\n",
 736                            ntohl(vxh->vx_flags), ntohl(vxh->vx_vni));
 737                 goto error;
 738         }
 739
 740         __skb_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr));
 741
 742         /* Is this VNI defined? */
 743         vni = ntohl(vxh->vx_vni) >> 8;
 744         port = inet_sk(sk)->inet_sport;
 745         vxlan = vxlan_find_vni(sock_net(sk), vni, port);
 746         if (!vxlan) {
 747                 netdev_dbg(skb->dev, "unknown vni %d port %u\n",
 748                            vni, ntohs(port));
 749                 goto drop;
 750         }
 751
 752         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN)) {
 753                 vxlan->dev->stats.rx_length_errors++;
 754                 vxlan->dev->stats.rx_errors++;
 755                 goto drop;
 756         }
 757
 758         skb_reset_mac_header(skb);
 759
 760         /* Re-examine inner Ethernet packet */
 761         oip = ip_hdr(skb);
 762         skb->protocol = eth_type_trans(skb, vxlan->dev);
 763
 764         /* Ignore packet loops (and multicast echo) */
 765         if (compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_source,
 766                                vxlan->dev->dev_addr) == 0)
 767                 goto drop;
 768
 769         if (vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)
 770                 vxlan_snoop(skb->dev, oip->saddr, eth_hdr(skb)->h_source);
 771
 772         __skb_tunnel_rx(skb, vxlan->dev);
 773         skb_reset_network_header(skb);
 774
 775         /* If the NIC driver gave us an encapsulated packet with
 776          * CHECKSUM_UNNECESSARY and Rx checksum feature is enabled,
 777          * leave the CHECKSUM_UNNECESSARY, the device checksummed it
 778          * for us. Otherwise force the upper layers to verify it.
 779          */
 780         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY || !skb->encapsulation ||
 781             !(vxlan->dev->features & NETIF_F_RXCSUM))
 782                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 783
 784         skb->encapsulation = 0;
 785
 786         err = IP_ECN_decapsulate(oip, skb);
 787         if (unlikely(err)) {
 788                 if (log_ecn_error)
 789                         net_info_ratelimited("non-ECT from %pI4 with TOS=%#x\n",
 790                                              &oip->saddr, oip->tos);
 791                 if (err > 1) {
 792                         ++vxlan->dev->stats.rx_frame_errors;
 793                         ++vxlan->dev->stats.rx_errors;
 794                         goto drop;
 795                 }
 796         }
 797
 798         stats = this_cpu_ptr(vxlan->dev->tstats);
 799         u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
 800         stats->rx_packets++;
 801         stats->rx_bytes += skb->len;
 802         u64_stats_update_end(&stats->syncp);
 803
 804         netif_rx(skb);
 805
 806         return 0;
 807 error:
 808         /* Put UDP header back */
 809         __skb_push(skb, sizeof(struct udphdr));
 810
 811         return 1;
 812 drop:
 813         /* Consume bad packet */
 814         kfree_skb(skb);
 815         return 0;
 816 }
 817
 818 static int arp_reduce(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 819 {
 820         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 821         struct arphdr *parp;
 822         u8 *arpptr, *sha;
 823         __be32 sip, tip;
 824         struct neighbour *n;
 825
 826         if (dev->flags & IFF_NOARP)
 827                 goto out;
 828
 829         if (!pskb_may_pull(skb, arp_hdr_len(dev))) {
 830                 dev->stats.tx_dropped++;
 831                 goto out;
 832         }
 833         parp = arp_hdr(skb);
 834
 835         if ((parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER) &&
 836              parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_IEEE802)) ||
 837             parp->ar_pro != htons(ETH_P_IP) ||
 838             parp->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) ||
 839             parp->ar_hln != dev->addr_len ||
 840             parp->ar_pln != 4)
 841                 goto out;
 842         arpptr = (u8 *)parp + sizeof(struct arphdr);
 843         sha = arpptr;
 844         arpptr += dev->addr_len;        /* sha */
 845         memcpy(&sip, arpptr, sizeof(sip));
 846         arpptr += sizeof(sip);
 847         arpptr += dev->addr_len;        /* tha */
 848         memcpy(&tip, arpptr, sizeof(tip));
 849
 850         if (ipv4_is_loopback(tip) ||
 851             ipv4_is_multicast(tip))
 852                 goto out;
 853
 854         n = neigh_lookup(&arp_tbl, &tip, dev);
 855
 856         if (n) {
 857                 struct vxlan_fdb *f;
 858                 struct sk_buff  *reply;
 859
 860                 if (!(n->nud_state & NUD_CONNECTED)) {
 861                         neigh_release(n);
 862                         goto out;
 863                 }
 864
 865                 f = vxlan_find_mac(vxlan, n->ha);
 866                 if (f && f->remote.remote_ip == htonl(INADDR_ANY)) {
 867                         /* bridge-local neighbor */
 868                         neigh_release(n);
 869                         goto out;
 870                 }
 871
 872                 reply = arp_create(ARPOP_REPLY, ETH_P_ARP, sip, dev, tip, sha,
 873                                 n->ha, sha);
 874
 875                 neigh_release(n);
 876
 877                 skb_reset_mac_header(reply);
 878                 __skb_pull(reply, skb_network_offset(reply));
 879                 reply->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 880                 reply->pkt_type = PACKET_HOST;
 881
 882                 if (netif_rx_ni(reply) == NET_RX_DROP)
 883                         dev->stats.rx_dropped++;
 884         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 885                 vxlan_ip_miss(dev, tip);
 886 out:
 887         consume_skb(skb);
 888         return NETDEV_TX_OK;
 889 }
 890
 891 static bool route_shortcircuit(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 892 {
 893         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 894         struct neighbour *n;
 895         struct iphdr *pip;
 896
 897         if (is_multicast_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest))
 898                 return false;
 899
 900         n = NULL;
 901         switch (ntohs(eth_hdr(skb)->h_proto)) {
 902         case ETH_P_IP:
 903                 if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr)))
 904                         return false;
 905                 pip = ip_hdr(skb);
 906                 n = neigh_lookup(&arp_tbl, &pip->daddr, dev);
 907                 break;
 908         default:
 909                 return false;
 910         }
 911
 912         if (n) {
 913                 bool diff;
 914
 915                 diff = compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha) != 0;
 916                 if (diff) {
 917                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_source, eth_hdr(skb)->h_dest,
 918                                 dev->addr_len);
 919                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha, dev->addr_len);
 920                 }
 921                 neigh_release(n);
 922                 return diff;
 923         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 924                 vxlan_ip_miss(dev, pip->daddr);
 925         return false;
 926 }
 927
 928 static void vxlan_sock_put(struct sk_buff *skb)
 929 {
 930         sock_put(skb->sk);
 931 }
 932
 933 /* On transmit, associate with the tunnel socket */
 934 static void vxlan_set_owner(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 935 {
 936         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 937         struct sock *sk = vxlan->vn_sock->sock->sk;
 938
 939         skb_orphan(skb);
 940         sock_hold(sk);
 941         skb->sk = sk;
 942         skb->destructor = vxlan_sock_put;
 943 }
 944
 945 /* Compute source port for outgoing packet
 946  *   first choice to use L4 flow hash since it will spread
 947  *     better and maybe available from hardware
 948  *   secondary choice is to use jhash on the Ethernet header
 949  */
 950 static __be16 vxlan_src_port(const struct vxlan_dev *vxlan, struct sk_buff *skb)
 951 {
 952         unsigned int range = (vxlan->port_max - vxlan->port_min) + 1;
 953         u32 hash;
 954
 955         hash = skb_get_rxhash(skb);
 956         if (!hash)
 957                 hash = jhash(skb->data, 2 * ETH_ALEN,
 958                              (__force u32) skb->protocol);
 959
 960         return htons((((u64) hash * range) >> 32) + vxlan->port_min);
 961 }
 962
 963 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 964 {
 965         if (skb_is_gso(skb)) {
 966                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 967                 if (unlikely(err))
 968                         return err;
 969
 970                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 971         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 972                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 973
 974         return 0;
 975 }
 976
 977 /* Bypass encapsulation if the destination is local */
 978 static void vxlan_encap_bypass(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *src_vxlan,
 979                                struct vxlan_dev *dst_vxlan)
 980 {
 981         struct pcpu_tstats *tx_stats = this_cpu_ptr(src_vxlan->dev->tstats);
 982         struct pcpu_tstats *rx_stats = this_cpu_ptr(dst_vxlan->dev->tstats);
 983
 984         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 985         skb->encapsulation = 0;
 986         skb->dev = dst_vxlan->dev;
 987         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 988
 989         if (dst_vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)
 990                 vxlan_snoop(skb->dev, htonl(INADDR_LOOPBACK),
 991                             eth_hdr(skb)->h_source);
 992
 993         u64_stats_update_begin(&tx_stats->syncp);
 994         tx_stats->tx_packets++;
 995         tx_stats->tx_bytes += skb->len;
 996         u64_stats_update_end(&tx_stats->syncp);
 997
 998         if (netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS) {
 999                 u64_stats_update_begin(&rx_stats->syncp);
1000                 rx_stats->rx_packets++;
1001                 rx_stats->rx_bytes += skb->len;
1002                 u64_stats_update_end(&rx_stats->syncp);
1003         } else {
1004                 skb->dev->stats.rx_dropped++;
1005         }
1006 }
1007
1008 static netdev_tx_t vxlan_xmit_one(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
1009                                   struct vxlan_rdst *rdst, bool did_rsc)
1010 {
1011         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1012         struct rtable *rt;
1013         const struct iphdr *old_iph;
1014         struct iphdr *iph;
1015         struct vxlanhdr *vxh;
1016         struct udphdr *uh;
1017         struct flowi4 fl4;
1018         __be32 dst;
1019         __be16 src_port, dst_port;
1020         u32 vni;
1021         __be16 df = 0;
1022         __u8 tos, ttl;
1023
1024         dst_port = rdst->remote_port ? rdst->remote_port : vxlan->dst_port;
1025         vni = rdst->remote_vni;
1026         dst = rdst->remote_ip;
1027
1028         if (!dst) {
1029                 if (did_rsc) {
1030                         /* short-circuited back to local bridge */
1031                         vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, vxlan);
1032                         return NETDEV_TX_OK;
1033                 }
1034                 goto drop;
1035         }
1036
1037         if (!skb->encapsulation) {
1038                 skb_reset_inner_headers(skb);
1039                 skb->encapsulation = 1;
1040         }
1041
1042         /* Need space for new headers (invalidates iph ptr) */
1043         if (skb_cow_head(skb, VXLAN_HEADROOM))
1044                 goto drop;
1045
1046         old_iph = ip_hdr(skb);
1047
1048         ttl = vxlan->ttl;
1049         if (!ttl && IN_MULTICAST(ntohl(dst)))
1050                 ttl = 1;
1051
1052         tos = vxlan->tos;
1053         if (tos == 1)
1054                 tos = ip_tunnel_get_dsfield(old_iph, skb);
1055
1056         src_port = vxlan_src_port(vxlan, skb);
1057
1058         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
1059         fl4.flowi4_oif = rdst->remote_ifindex;
1060         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(tos);
1061         fl4.daddr = dst;
1062         fl4.saddr = vxlan->saddr;
1063
1064         rt = ip_route_output_key(dev_net(dev), &fl4);
1065         if (IS_ERR(rt)) {
1066                 netdev_dbg(dev, "no route to %pI4\n", &dst);
1067                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
1068                 goto tx_error;
1069         }
1070
1071         if (rt->dst.dev == dev) {
1072                 netdev_dbg(dev, "circular route to %pI4\n", &dst);
1073                 ip_rt_put(rt);
1074                 dev->stats.collisions++;
1075                 goto tx_error;
1076         }
1077
1078         /* Bypass encapsulation if the destination is local */
1079         if (rt->rt_flags & RTCF_LOCAL &&
1080             !(rt->rt_flags & (RTCF_BROADCAST | RTCF_MULTICAST))) {
1081                 struct vxlan_dev *dst_vxlan;
1082
1083                 ip_rt_put(rt);
1084                 dst_vxlan = vxlan_find_vni(dev_net(dev), vni, dst_port);
1085                 if (!dst_vxlan)
1086                         goto tx_error;
1087                 vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, dst_vxlan);
1088                 return NETDEV_TX_OK;
1089         }
1090
1091         memset(&(IPCB(skb)->opt), 0, sizeof(IPCB(skb)->opt));
1092         IPCB(skb)->flags &= ~(IPSKB_XFRM_TUNNEL_SIZE | IPSKB_XFRM_TRANSFORMED |
1093                               IPSKB_REROUTED);
1094         skb_dst_drop(skb);
1095         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
1096
1097         vxh = (struct vxlanhdr *) __skb_push(skb, sizeof(*vxh));
1098         vxh->vx_flags = htonl(VXLAN_FLAGS);
1099         vxh->vx_vni = htonl(vni << 8);
1100
1101         __skb_push(skb, sizeof(*uh));
1102         skb_reset_transport_header(skb);
1103         uh = udp_hdr(skb);
1104
1105         uh->dest = dst_port;
1106         uh->source = src_port;
1107
1108         uh->len = htons(skb->len);
1109         uh->check = 0;
1110
1111         __skb_push(skb, sizeof(*iph));
1112         skb_reset_network_header(skb);
1113         iph             = ip_hdr(skb);
1114         iph->version    = 4;
1115         iph->ihl        = sizeof(struct iphdr) >> 2;
1116         iph->frag_off   = df;
1117         iph->protocol   = IPPROTO_UDP;
1118         iph->tos        = ip_tunnel_ecn_encap(tos, old_iph, skb);
1119         iph->daddr      = dst;
1120         iph->saddr      = fl4.saddr;
1121         iph->ttl        = ttl ? : ip4_dst_hoplimit(&rt->dst);
1122         tunnel_ip_select_ident(skb, old_iph, &rt->dst);
1123
1124         nf_reset(skb);
1125
1126         vxlan_set_owner(dev, skb);
1127
1128         if (handle_offloads(skb))
1129                 goto drop;
1130
1131         iptunnel_xmit(skb, dev);
1132         return NETDEV_TX_OK;
1133
1134 drop:
1135         dev->stats.tx_dropped++;
1136         goto tx_free;
1137
1138 tx_error:
1139         dev->stats.tx_errors++;
1140 tx_free:
1141         dev_kfree_skb(skb);
1142         return NETDEV_TX_OK;
1143 }
1144
1145 /* Transmit local packets over Vxlan
1146  *
1147  * Outer IP header inherits ECN and DF from inner header.
1148  * Outer UDP destination is the VXLAN assigned port.
1149  *           source port is based on hash of flow
1150  */
1151 static netdev_tx_t vxlan_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1152 {
1153         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1154         struct ethhdr *eth;
1155         bool did_rsc = false;
1156         struct vxlan_rdst *rdst0, *rdst;
1157         struct vxlan_fdb *f;
1158         int rc1, rc;
1159
1160         skb_reset_mac_header(skb);
1161         eth = eth_hdr(skb);
1162
1163         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY) && ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_ARP)
1164                 return arp_reduce(dev, skb);
1165
1166         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1167         did_rsc = false;
1168
1169         if (f && (f->flags & NTF_ROUTER) && (vxlan->flags & VXLAN_F_RSC) &&
1170             ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_IP) {
1171                 did_rsc = route_shortcircuit(dev, skb);
1172                 if (did_rsc)
1173                         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1174         }
1175
1176         if (f == NULL) {
1177                 rdst0 = &vxlan->default_dst;
1178
1179                 if (rdst0->remote_ip == htonl(INADDR_ANY) &&
1180                     (vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS) &&
1181                     !is_multicast_ether_addr(eth->h_dest))
1182                         vxlan_fdb_miss(vxlan, eth->h_dest);
1183         } else
1184                 rdst0 = &f->remote;
1185
1186         rc = NETDEV_TX_OK;
1187
1188         /* if there are multiple destinations, send copies */
1189         for (rdst = rdst0->remote_next; rdst; rdst = rdst->remote_next) {
1190                 struct sk_buff *skb1;
1191
1192                 skb1 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
1193                 rc1 = vxlan_xmit_one(skb1, dev, rdst, did_rsc);
1194                 if (rc == NETDEV_TX_OK)
1195                         rc = rc1;
1196         }
1197
1198         rc1 = vxlan_xmit_one(skb, dev, rdst0, did_rsc);
1199         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1200                 rc = rc1;
1201         return rc;
1202 }
1203
1204 /* Walk the forwarding table and purge stale entries */
1205 static void vxlan_cleanup(unsigned long arg)
1206 {
1207         struct vxlan_dev *vxlan = (struct vxlan_dev *) arg;
1208         unsigned long next_timer = jiffies + FDB_AGE_INTERVAL;
1209         unsigned int h;
1210
1211         if (!netif_running(vxlan->dev))
1212                 return;
1213
1214         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1215         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1216                 struct hlist_node *p, *n;
1217                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1218                         struct vxlan_fdb *f
1219                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1220                         unsigned long timeout;
1221
1222                         if (f->state & NUD_PERMANENT)
1223                                 continue;
1224
1225                         timeout = f->used + vxlan->age_interval * HZ;
1226                         if (time_before_eq(timeout, jiffies)) {
1227                                 netdev_dbg(vxlan->dev,
1228                                            "garbage collect %pM\n",
1229                                            f->eth_addr);
1230                                 f->state = NUD_STALE;
1231                                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1232                         } else if (time_before(timeout, next_timer))
1233                                 next_timer = timeout;
1234                 }
1235         }
1236         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1237
1238         mod_timer(&vxlan->age_timer, next_timer);
1239 }
1240
1241 /* Setup stats when device is created */
1242 static int vxlan_init(struct net_device *dev)
1243 {
1244         dev->tstats = alloc_percpu(struct pcpu_tstats);
1245         if (!dev->tstats)
1246                 return -ENOMEM;
1247
1248         return 0;
1249 }
1250
1251 /* Start ageing timer and join group when device is brought up */
1252 static int vxlan_open(struct net_device *dev)
1253 {
1254         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1255         int err;
1256
1257         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip))) {
1258                 err = vxlan_join_group(dev);
1259                 if (err)
1260                         return err;
1261         }
1262
1263         if (vxlan->age_interval)
1264                 mod_timer(&vxlan->age_timer, jiffies + FDB_AGE_INTERVAL);
1265
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 /* Purge the forwarding table */
1270 static void vxlan_flush(struct vxlan_dev *vxlan)
1271 {
1272         unsigned int h;
1273
1274         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1275         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1276                 struct hlist_node *p, *n;
1277                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1278                         struct vxlan_fdb *f
1279                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1280                         vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1281                 }
1282         }
1283         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1284 }
1285
1286 /* Cleanup timer and forwarding table on shutdown */
1287 static int vxlan_stop(struct net_device *dev)
1288 {
1289         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1290
1291         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip)))
1292                 vxlan_leave_group(dev);
1293
1294         del_timer_sync(&vxlan->age_timer);
1295
1296         vxlan_flush(vxlan);
1297
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 /* Stub, nothing needs to be done. */
1302 static void vxlan_set_multicast_list(struct net_device *dev)
1303 {
1304 }
1305
1306 static const struct net_device_ops vxlan_netdev_ops = {
1307         .ndo_init               = vxlan_init,
1308         .ndo_open               = vxlan_open,
1309         .ndo_stop               = vxlan_stop,
1310         .ndo_start_xmit         = vxlan_xmit,
1311         .ndo_get_stats64        = ip_tunnel_get_stats64,
1312         .ndo_set_rx_mode        = vxlan_set_multicast_list,
1313         .ndo_change_mtu         = eth_change_mtu,
1314         .ndo_validate_addr      = eth_validate_addr,
1315         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1316         .ndo_fdb_add            = vxlan_fdb_add,
1317         .ndo_fdb_del            = vxlan_fdb_delete,
1318         .ndo_fdb_dump           = vxlan_fdb_dump,
1319 };
1320
1321 /* Info for udev, that this is a virtual tunnel endpoint */
1322 static struct device_type vxlan_type = {
1323         .name = "vxlan",
1324 };
1325
1326 static void vxlan_free(struct net_device *dev)
1327 {
1328         free_percpu(dev->tstats);
1329         free_netdev(dev);
1330 }
1331
1332 /* Initialize the device structure. */
1333 static void vxlan_setup(struct net_device *dev)
1334 {
1335         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1336         unsigned int h;
1337         int low, high;
1338
1339         eth_hw_addr_random(dev);
1340         ether_setup(dev);
1341         dev->hard_header_len = ETH_HLEN + VXLAN_HEADROOM;
1342
1343         dev->netdev_ops = &vxlan_netdev_ops;
1344         dev->destructor = vxlan_free;
1345         SET_NETDEV_DEVTYPE(dev, &vxlan_type);
1346
1347         dev->tx_queue_len = 0;
1348         dev->features   |= NETIF_F_LLTX;
1349         dev->features   |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1350         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM;
1351         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM;
1352         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1353
1354         dev->hw_features |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_RXCSUM;
1355         dev->hw_features |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1356         dev->priv_flags &= ~IFF_XMIT_DST_RELEASE;
1357         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1358
1359         INIT_LIST_HEAD(&vxlan->next);
1360         spin_lock_init(&vxlan->hash_lock);
1361
1362         init_timer_deferrable(&vxlan->age_timer);
1363         vxlan->age_timer.function = vxlan_cleanup;
1364         vxlan->age_timer.data = (unsigned long) vxlan;
1365
1366         inet_get_local_port_range(&low, &high);
1367         vxlan->port_min = low;
1368         vxlan->port_max = high;
1369         vxlan->dst_port = htons(vxlan_port);
1370
1371         vxlan->dev = dev;
1372
1373         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h)
1374                 INIT_HLIST_HEAD(&vxlan->fdb_head[h]);
1375 }
1376
1377 static const struct nla_policy vxlan_policy[IFLA_VXLAN_MAX + 1] = {
1378         [IFLA_VXLAN_ID]         = { .type = NLA_U32 },
1379         [IFLA_VXLAN_GROUP]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, daddr) },
1380         [IFLA_VXLAN_LINK]       = { .type = NLA_U32 },
1381         [IFLA_VXLAN_LOCAL]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, saddr) },
1382         [IFLA_VXLAN_TOS]        = { .type = NLA_U8 },
1383         [IFLA_VXLAN_TTL]        = { .type = NLA_U8 },
1384         [IFLA_VXLAN_LEARNING]   = { .type = NLA_U8 },
1385         [IFLA_VXLAN_AGEING]     = { .type = NLA_U32 },
1386         [IFLA_VXLAN_LIMIT]      = { .type = NLA_U32 },
1387         [IFLA_VXLAN_PORT_RANGE] = { .len  = sizeof(struct ifla_vxlan_port_range) },
1388         [IFLA_VXLAN_PROXY]      = { .type = NLA_U8 },
1389         [IFLA_VXLAN_RSC]        = { .type = NLA_U8 },
1390         [IFLA_VXLAN_L2MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1391         [IFLA_VXLAN_L3MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1392         [IFLA_VXLAN_PORT]       = { .type = NLA_U16 },
1393 };
1394
1395 static int vxlan_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1396 {
1397         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1398                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1399                         pr_debug("invalid link address (not ethernet)\n");
1400                         return -EINVAL;
1401                 }
1402
1403                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1404                         pr_debug("invalid all zero ethernet address\n");
1405                         return -EADDRNOTAVAIL;
1406                 }
1407         }
1408
1409         if (!data)
1410                 return -EINVAL;
1411
1412         if (data[IFLA_VXLAN_ID]) {
1413                 __u32 id = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1414                 if (id >= VXLAN_VID_MASK)
1415                         return -ERANGE;
1416         }
1417
1418         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1419                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1420                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1421
1422                 if (ntohs(p->high) < ntohs(p->low)) {
1423                         pr_debug("port range %u .. %u not valid\n",
1424                                  ntohs(p->low), ntohs(p->high));
1425                         return -EINVAL;
1426                 }
1427         }
1428
1429         return 0;
1430 }
1431
1432 static void vxlan_get_drvinfo(struct net_device *netdev,
1433                               struct ethtool_drvinfo *drvinfo)
1434 {
1435         strlcpy(drvinfo->version, VXLAN_VERSION, sizeof(drvinfo->version));
1436         strlcpy(drvinfo->driver, "vxlan", sizeof(drvinfo->driver));
1437 }
1438
1439 static const struct ethtool_ops vxlan_ethtool_ops = {
1440         .get_drvinfo    = vxlan_get_drvinfo,
1441         .get_link       = ethtool_op_get_link,
1442 };
1443
1444 static void vxlan_del_work(struct work_struct *work)
1445 {
1446         struct vxlan_sock *vs = container_of(work, struct vxlan_sock, del_work);
1447
1448         sk_release_kernel(vs->sock->sk);
1449         kfree_rcu(vs, rcu);
1450 }
1451
1452 /* Create new listen socket if needed */
1453 static struct vxlan_sock *vxlan_socket_create(struct net *net, __be16 port)
1454 {
1455         struct vxlan_sock *vs;
1456         struct sock *sk;
1457         struct sockaddr_in vxlan_addr = {
1458                 .sin_family = AF_INET,
1459                 .sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY),
1460         };
1461         int rc;
1462         unsigned int h;
1463
1464         vs = kmalloc(sizeof(*vs), GFP_KERNEL);
1465         if (!vs)
1466                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1467
1468         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
1469                 INIT_HLIST_HEAD(&vs->vni_list[h]);
1470
1471         INIT_WORK(&vs->del_work, vxlan_del_work);
1472
1473         /* Create UDP socket for encapsulation receive. */
1474         rc = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP, &vs->sock);
1475         if (rc < 0) {
1476                 pr_debug("UDP socket create failed\n");
1477                 kfree(vs);
1478                 return ERR_PTR(rc);
1479         }
1480
1481         /* Put in proper namespace */
1482         sk = vs->sock->sk;
1483         sk_change_net(sk, net);
1484
1485         vxlan_addr.sin_port = port;
1486
1487         rc = kernel_bind(vs->sock, (struct sockaddr *) &vxlan_addr,
1488                          sizeof(vxlan_addr));
1489         if (rc < 0) {
1490                 pr_debug("bind for UDP socket %pI4:%u (%d)\n",
1491                          &vxlan_addr.sin_addr, ntohs(vxlan_addr.sin_port), rc);
1492                 sk_release_kernel(sk);
1493                 kfree(vs);
1494                 return ERR_PTR(rc);
1495         }
1496
1497         /* Disable multicast loopback */
1498         inet_sk(sk)->mc_loop = 0;
1499
1500         /* Mark socket as an encapsulation socket. */
1501         udp_sk(sk)->encap_type = 1;
1502         udp_sk(sk)->encap_rcv = vxlan_udp_encap_recv;
1503         udp_encap_enable();
1504
1505         vs->refcnt = 1;
1506         return vs;
1507 }
1508
1509 static int vxlan_newlink(struct net *net, struct net_device *dev,
1510                          struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1511 {
1512         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1513         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1514         struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1515         struct vxlan_sock *vs;
1516         __u32 vni;
1517         int err;
1518
1519         if (!data[IFLA_VXLAN_ID])
1520                 return -EINVAL;
1521
1522         vni = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1523         dst->remote_vni = vni;
1524
1525         if (data[IFLA_VXLAN_GROUP])
1526                 dst->remote_ip = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_GROUP]);
1527
1528         if (data[IFLA_VXLAN_LOCAL])
1529                 vxlan->saddr = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_LOCAL]);
1530
1531         if (data[IFLA_VXLAN_LINK] &&
1532             (dst->remote_ifindex = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LINK]))) {
1533                 struct net_device *lowerdev
1534                          = __dev_get_by_index(net, dst->remote_ifindex);
1535
1536                 if (!lowerdev) {
1537                         pr_info("ifindex %d does not exist\n", dst->remote_ifindex);
1538                         return -ENODEV;
1539                 }
1540
1541                 if (!tb[IFLA_MTU])
1542                         dev->mtu = lowerdev->mtu - VXLAN_HEADROOM;
1543
1544                 /* update header length based on lower device */
1545                 dev->hard_header_len = lowerdev->hard_header_len +
1546                                        VXLAN_HEADROOM;
1547         }
1548
1549         if (data[IFLA_VXLAN_TOS])
1550                 vxlan->tos  = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TOS]);
1551
1552         if (data[IFLA_VXLAN_TTL])
1553                 vxlan->ttl = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TTL]);
1554
1555         if (!data[IFLA_VXLAN_LEARNING] || nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_LEARNING]))
1556                 vxlan->flags |= VXLAN_F_LEARN;
1557
1558         if (data[IFLA_VXLAN_AGEING])
1559                 vxlan->age_interval = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_AGEING]);
1560         else
1561                 vxlan->age_interval = FDB_AGE_DEFAULT;
1562
1563         if (data[IFLA_VXLAN_PROXY] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_PROXY]))
1564                 vxlan->flags |= VXLAN_F_PROXY;
1565
1566         if (data[IFLA_VXLAN_RSC] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_RSC]))
1567                 vxlan->flags |= VXLAN_F_RSC;
1568
1569         if (data[IFLA_VXLAN_L2MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L2MISS]))
1570                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L2MISS;
1571
1572         if (data[IFLA_VXLAN_L3MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L3MISS]))
1573                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L3MISS;
1574
1575         if (data[IFLA_VXLAN_LIMIT])
1576                 vxlan->addrmax = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LIMIT]);
1577
1578         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1579                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1580                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1581                 vxlan->port_min = ntohs(p->low);
1582                 vxlan->port_max = ntohs(p->high);
1583         }
1584
1585         if (data[IFLA_VXLAN_PORT])
1586                 vxlan->dst_port = nla_get_be16(data[IFLA_VXLAN_PORT]);
1587
1588         if (vxlan_find_vni(net, vni, vxlan->dst_port)) {
1589                 pr_info("duplicate VNI %u\n", vni);
1590                 return -EEXIST;
1591         }
1592
1593         vs = vxlan_find_port(net, vxlan->dst_port);
1594         if (vs)
1595                 ++vs->refcnt;
1596         else {
1597                 /* Drop lock because socket create acquires RTNL lock */
1598                 rtnl_unlock();
1599                 vs = vxlan_socket_create(net, vxlan->dst_port);
1600                 rtnl_lock();
1601                 if (IS_ERR(vs))
1602                         return PTR_ERR(vs);
1603
1604                 hlist_add_head_rcu(&vs->hlist, vs_head(net, vxlan->dst_port));
1605         }
1606         vxlan->vn_sock = vs;
1607
1608         SET_ETHTOOL_OPS(dev, &vxlan_ethtool_ops);
1609
1610         err = register_netdevice(dev);
1611         if (err) {
1612                 if (--vs->refcnt == 0) {
1613                         rtnl_unlock();
1614                         sk_release_kernel(vs->sock->sk);
1615                         kfree(vs);
1616                         rtnl_lock();
1617                 }
1618                 return err;
1619         }
1620
1621         list_add(&vxlan->next, &vn->vxlan_list);
1622         hlist_add_head_rcu(&vxlan->hlist, vni_head(vs, vni));
1623
1624         return 0;
1625 }
1626
1627 static void vxlan_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1628 {
1629         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1630         struct vxlan_sock *vs = vxlan->vn_sock;
1631
1632         hlist_del_rcu(&vxlan->hlist);
1633         list_del(&vxlan->next);
1634         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1635
1636         if (--vs->refcnt == 0) {
1637                 hlist_del_rcu(&vs->hlist);
1638                 schedule_work(&vs->del_work);
1639         }
1640 }
1641
1642 static size_t vxlan_get_size(const struct net_device *dev)
1643 {
1644
1645         return nla_total_size(sizeof(__u32)) +  /* IFLA_VXLAN_ID */
1646                 nla_total_size(sizeof(__be32)) +/* IFLA_VXLAN_GROUP */
1647                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LINK */
1648                 nla_total_size(sizeof(__be32))+ /* IFLA_VXLAN_LOCAL */
1649                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TTL */
1650                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TOS */
1651                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_LEARNING */
1652                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_PROXY */
1653                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_RSC */
1654                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L2MISS */
1655                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L3MISS */
1656                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_AGEING */
1657                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LIMIT */
1658                 nla_total_size(sizeof(struct ifla_vxlan_port_range)) +
1659                 nla_total_size(sizeof(__be16))+ /* IFLA_VXLAN_PORT */
1660                 0;
1661 }
1662
1663 static int vxlan_fill_info(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev)
1664 {
1665         const struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1666         const struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1667         struct ifla_vxlan_port_range ports = {
1668                 .low =  htons(vxlan->port_min),
1669                 .high = htons(vxlan->port_max),
1670         };
1671
1672         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_ID, dst->remote_vni))
1673                 goto nla_put_failure;
1674
1675         if (dst->remote_ip && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_GROUP, dst->remote_ip))
1676                 goto nla_put_failure;
1677
1678         if (dst->remote_ifindex && nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LINK, dst->remote_ifindex))
1679                 goto nla_put_failure;
1680
1681         if (vxlan->saddr && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_LOCAL, vxlan->saddr))
1682                 goto nla_put_failure;
1683
1684         if (nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TTL, vxlan->ttl) ||
1685             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TOS, vxlan->tos) ||
1686             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_LEARNING,
1687                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)) ||
1688             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_PROXY,
1689                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY)) ||
1690             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_RSC, !!(vxlan->flags & VXLAN_F_RSC)) ||
1691             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L2MISS,
1692                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS)) ||
1693             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L3MISS,
1694                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)) ||
1695             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_AGEING, vxlan->age_interval) ||
1696             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LIMIT, vxlan->addrmax) ||
1697             nla_put_be16(skb, IFLA_VXLAN_PORT, vxlan->dst_port))
1698                 goto nla_put_failure;
1699
1700         if (nla_put(skb, IFLA_VXLAN_PORT_RANGE, sizeof(ports), &ports))
1701                 goto nla_put_failure;
1702
1703         return 0;
1704
1705 nla_put_failure:
1706         return -EMSGSIZE;
1707 }
1708
1709 static struct rtnl_link_ops vxlan_link_ops __read_mostly = {
1710         .kind           = "vxlan",
1711         .maxtype        = IFLA_VXLAN_MAX,
1712         .policy         = vxlan_policy,
1713         .priv_size      = sizeof(struct vxlan_dev),
1714         .setup          = vxlan_setup,
1715         .validate       = vxlan_validate,
1716         .newlink        = vxlan_newlink,
1717         .dellink        = vxlan_dellink,
1718         .get_size       = vxlan_get_size,
1719         .fill_info      = vxlan_fill_info,
1720 };
1721
1722 static __net_init int vxlan_init_net(struct net *net)
1723 {
1724         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1725         unsigned int h;
1726
1727         INIT_LIST_HEAD(&vn->vxlan_list);
1728
1729         for (h = 0; h < PORT_HASH_SIZE; ++h)
1730                 INIT_HLIST_HEAD(&vn->sock_list[h]);
1731
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 static __net_exit void vxlan_exit_net(struct net *net)
1736 {
1737         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1738         struct vxlan_dev *vxlan;
1739
1740         rtnl_lock();
1741         list_for_each_entry(vxlan, &vn->vxlan_list, next)
1742                 dev_close(vxlan->dev);
1743         rtnl_unlock();
1744 }
1745
1746 static struct pernet_operations vxlan_net_ops = {
1747         .init = vxlan_init_net,
1748         .exit = vxlan_exit_net,
1749         .id   = &vxlan_net_id,
1750         .size = sizeof(struct vxlan_net),
1751 };
1752
1753 static int __init vxlan_init_module(void)
1754 {
1755         int rc;
1756
1757         get_random_bytes(&vxlan_salt, sizeof(vxlan_salt));
1758
1759         rc = register_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1760         if (rc)
1761                 goto out1;
1762
1763         rc = rtnl_link_register(&vxlan_link_ops);
1764         if (rc)
1765                 goto out2;
1766
1767         return 0;
1768
1769 out2:
1770         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1771 out1:
1772         return rc;
1773 }
1774 late_initcall(vxlan_init_module);
1775
1776 static void __exit vxlan_cleanup_module(void)
1777 {
1778         rtnl_link_unregister(&vxlan_link_ops);
1779         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1780         rcu_barrier();
1781 }
1782 module_exit(vxlan_cleanup_module);
1783
1784 MODULE_LICENSE("GPL");
1785 MODULE_VERSION(VXLAN_VERSION);
1786 MODULE_AUTHOR("Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>");
1787 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("vxlan");