net/ipv6/seg6_iptunnel.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  SR-IPv6 implementation
   4  *
   5  *  Author:
   6  *  David Lebrun <david.lebrun@uclouvain.be>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/skbuff.h>
  11 #include <linux/net.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <net/ip.h>
  14 #include <net/ip_tunnels.h>
  15 #include <net/lwtunnel.h>
  16 #include <net/netevent.h>
  17 #include <net/netns/generic.h>
  18 #include <net/ip6_fib.h>
  19 #include <net/route.h>
  20 #include <net/seg6.h>
  21 #include <linux/seg6.h>
  22 #include <linux/seg6_iptunnel.h>
  23 #include <net/addrconf.h>
  24 #include <net/ip6_route.h>
  25 #include <net/dst_cache.h>
  26 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
  27 #include <net/seg6_hmac.h>
  28 #endif
  29 #include <linux/netfilter.h>
  30
  31 static size_t seg6_lwt_headroom(struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo)
  32 {
  33         int head = 0;
  34
  35         switch (tuninfo->mode) {
  36         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
  37                 break;
  38         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
  39                 head = sizeof(struct ipv6hdr);
  40                 break;
  41         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
  42                 return 0;
  43         }
  44
  45         return ((tuninfo->srh->hdrlen + 1) << 3) + head;
  46 }
  47
  48 struct seg6_lwt {
  49         struct dst_cache cache;
  50         struct seg6_iptunnel_encap tuninfo[];
  51 };
  52
  53 static inline struct seg6_lwt *seg6_lwt_lwtunnel(struct lwtunnel_state *lwt)
  54 {
  55         return (struct seg6_lwt *)lwt->data;
  56 }
  57
  58 static inline struct seg6_iptunnel_encap *
  59 seg6_encap_lwtunnel(struct lwtunnel_state *lwt)
  60 {
  61         return seg6_lwt_lwtunnel(lwt)->tuninfo;
  62 }
  63
  64 static const struct nla_policy seg6_iptunnel_policy[SEG6_IPTUNNEL_MAX + 1] = {
  65         [SEG6_IPTUNNEL_SRH]     = { .type = NLA_BINARY },
  66 };
  67
  68 static int nla_put_srh(struct sk_buff *skb, int attrtype,
  69                        struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo)
  70 {
  71         struct seg6_iptunnel_encap *data;
  72         struct nlattr *nla;
  73         int len;
  74
  75         len = SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(tuninfo);
  76
  77         nla = nla_reserve(skb, attrtype, len);
  78         if (!nla)
  79                 return -EMSGSIZE;
  80
  81         data = nla_data(nla);
  82         memcpy(data, tuninfo, len);
  83
  84         return 0;
  85 }
  86
  87 static void set_tun_src(struct net *net, struct net_device *dev,
  88                         struct in6_addr *daddr, struct in6_addr *saddr)
  89 {
  90         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
  91         struct in6_addr *tun_src;
  92
  93         rcu_read_lock();
  94
  95         tun_src = rcu_dereference(sdata->tun_src);
  96
  97         if (!ipv6_addr_any(tun_src)) {
  98                 memcpy(saddr, tun_src, sizeof(struct in6_addr));
  99         } else {
 100                 ipv6_dev_get_saddr(net, dev, daddr, IPV6_PREFER_SRC_PUBLIC,
 101                                    saddr);
 102         }
 103
 104         rcu_read_unlock();
 105 }
 106
 107 /* Compute flowlabel for outer IPv6 header */
 108 static __be32 seg6_make_flowlabel(struct net *net, struct sk_buff *skb,
 109                                   struct ipv6hdr *inner_hdr)
 110 {
 111         int do_flowlabel = net->ipv6.sysctl.seg6_flowlabel;
 112         __be32 flowlabel = 0;
 113         u32 hash;
 114
 115         if (do_flowlabel > 0) {
 116                 hash = skb_get_hash(skb);
 117                 hash = rol32(hash, 16);
 118                 flowlabel = (__force __be32)hash & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
 119         } else if (!do_flowlabel && skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 120                 flowlabel = ip6_flowlabel(inner_hdr);
 121         }
 122         return flowlabel;
 123 }
 124
 125 /* encapsulate an IPv6 packet within an outer IPv6 header with a given SRH */
 126 int seg6_do_srh_encap(struct sk_buff *skb, struct ipv6_sr_hdr *osrh, int proto)
 127 {
 128         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 129         struct net *net = dev_net(dst->dev);
 130         struct ipv6hdr *hdr, *inner_hdr;
 131         struct ipv6_sr_hdr *isrh;
 132         int hdrlen, tot_len, err;
 133         __be32 flowlabel;
 134
 135         hdrlen = (osrh->hdrlen + 1) << 3;
 136         tot_len = hdrlen + sizeof(*hdr);
 137
 138         err = skb_cow_head(skb, tot_len + skb->mac_len);
 139         if (unlikely(err))
 140                 return err;
 141
 142         inner_hdr = ipv6_hdr(skb);
 143         flowlabel = seg6_make_flowlabel(net, skb, inner_hdr);
 144
 145         skb_push(skb, tot_len);
 146         skb_reset_network_header(skb);
 147         skb_mac_header_rebuild(skb);
 148         hdr = ipv6_hdr(skb);
 149
 150         /* inherit tc, flowlabel and hlim
 151          * hlim will be decremented in ip6_forward() afterwards and
 152          * decapsulation will overwrite inner hlim with outer hlim
 153          */
 154
 155         if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 156                 ip6_flow_hdr(hdr, ip6_tclass(ip6_flowinfo(inner_hdr)),
 157                              flowlabel);
 158                 hdr->hop_limit = inner_hdr->hop_limit;
 159         } else {
 160                 ip6_flow_hdr(hdr, 0, flowlabel);
 161                 hdr->hop_limit = ip6_dst_hoplimit(skb_dst(skb));
 162
 163                 memset(IP6CB(skb), 0, sizeof(*IP6CB(skb)));
 164         }
 165
 166         hdr->nexthdr = NEXTHDR_ROUTING;
 167
 168         isrh = (void *)hdr + sizeof(*hdr);
 169         memcpy(isrh, osrh, hdrlen);
 170
 171         isrh->nexthdr = proto;
 172
 173         hdr->daddr = isrh->segments[isrh->first_segment];
 174         set_tun_src(net, dst->dev, &hdr->daddr, &hdr->saddr);
 175
 176 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
 177         if (sr_has_hmac(isrh)) {
 178                 err = seg6_push_hmac(net, &hdr->saddr, isrh);
 179                 if (unlikely(err))
 180                         return err;
 181         }
 182 #endif
 183
 184         skb_postpush_rcsum(skb, hdr, tot_len);
 185
 186         return 0;
 187 }
 188 EXPORT_SYMBOL_GPL(seg6_do_srh_encap);
 189
 190 /* insert an SRH within an IPv6 packet, just after the IPv6 header */
 191 int seg6_do_srh_inline(struct sk_buff *skb, struct ipv6_sr_hdr *osrh)
 192 {
 193         struct ipv6hdr *hdr, *oldhdr;
 194         struct ipv6_sr_hdr *isrh;
 195         int hdrlen, err;
 196
 197         hdrlen = (osrh->hdrlen + 1) << 3;
 198
 199         err = skb_cow_head(skb, hdrlen + skb->mac_len);
 200         if (unlikely(err))
 201                 return err;
 202
 203         oldhdr = ipv6_hdr(skb);
 204
 205         skb_pull(skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 206         skb_postpull_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 207                            sizeof(struct ipv6hdr));
 208
 209         skb_push(skb, sizeof(struct ipv6hdr) + hdrlen);
 210         skb_reset_network_header(skb);
 211         skb_mac_header_rebuild(skb);
 212
 213         hdr = ipv6_hdr(skb);
 214
 215         memmove(hdr, oldhdr, sizeof(*hdr));
 216
 217         isrh = (void *)hdr + sizeof(*hdr);
 218         memcpy(isrh, osrh, hdrlen);
 219
 220         isrh->nexthdr = hdr->nexthdr;
 221         hdr->nexthdr = NEXTHDR_ROUTING;
 222
 223         isrh->segments[0] = hdr->daddr;
 224         hdr->daddr = isrh->segments[isrh->first_segment];
 225
 226 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
 227         if (sr_has_hmac(isrh)) {
 228                 struct net *net = dev_net(skb_dst(skb)->dev);
 229
 230                 err = seg6_push_hmac(net, &hdr->saddr, isrh);
 231                 if (unlikely(err))
 232                         return err;
 233         }
 234 #endif
 235
 236         skb_postpush_rcsum(skb, hdr, sizeof(struct ipv6hdr) + hdrlen);
 237
 238         return 0;
 239 }
 240 EXPORT_SYMBOL_GPL(seg6_do_srh_inline);
 241
 242 static int seg6_do_srh(struct sk_buff *skb)
 243 {
 244         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 245         struct seg6_iptunnel_encap *tinfo;
 246         int proto, err = 0;
 247
 248         tinfo = seg6_encap_lwtunnel(dst->lwtstate);
 249
 250         switch (tinfo->mode) {
 251         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
 252                 if (skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6))
 253                         return -EINVAL;
 254
 255                 err = seg6_do_srh_inline(skb, tinfo->srh);
 256                 if (err)
 257                         return err;
 258                 break;
 259         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
 260                 err = iptunnel_handle_offloads(skb, SKB_GSO_IPXIP6);
 261                 if (err)
 262                         return err;
 263
 264                 if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6))
 265                         proto = IPPROTO_IPV6;
 266                 else if (skb->protocol == htons(ETH_P_IP))
 267                         proto = IPPROTO_IPIP;
 268                 else
 269                         return -EINVAL;
 270
 271                 err = seg6_do_srh_encap(skb, tinfo->srh, proto);
 272                 if (err)
 273                         return err;
 274
 275                 skb_set_inner_transport_header(skb, skb_transport_offset(skb));
 276                 skb_set_inner_protocol(skb, skb->protocol);
 277                 skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 278                 break;
 279         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
 280                 if (!skb_mac_header_was_set(skb))
 281                         return -EINVAL;
 282
 283                 if (pskb_expand_head(skb, skb->mac_len, 0, GFP_ATOMIC) < 0)
 284                         return -ENOMEM;
 285
 286                 skb_mac_header_rebuild(skb);
 287                 skb_push(skb, skb->mac_len);
 288
 289                 err = seg6_do_srh_encap(skb, tinfo->srh, IPPROTO_ETHERNET);
 290                 if (err)
 291                         return err;
 292
 293                 skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 294                 break;
 295         }
 296
 297         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(skb->len - sizeof(struct ipv6hdr));
 298         skb_set_transport_header(skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 299         nf_reset_ct(skb);
 300
 301         return 0;
 302 }
 303
 304 static int seg6_input_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 305                              struct sk_buff *skb)
 306 {
 307         return dst_input(skb);
 308 }
 309
 310 static int seg6_input_core(struct net *net, struct sock *sk,
 311                            struct sk_buff *skb)
 312 {
 313         struct dst_entry *orig_dst = skb_dst(skb);
 314         struct dst_entry *dst = NULL;
 315         struct seg6_lwt *slwt;
 316         int err;
 317
 318         err = seg6_do_srh(skb);
 319         if (unlikely(err)) {
 320                 kfree_skb(skb);
 321                 return err;
 322         }
 323
 324         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(orig_dst->lwtstate);
 325
 326         preempt_disable();
 327         dst = dst_cache_get(&slwt->cache);
 328         preempt_enable();
 329
 330         skb_dst_drop(skb);
 331
 332         if (!dst) {
 333                 ip6_route_input(skb);
 334                 dst = skb_dst(skb);
 335                 if (!dst->error) {
 336                         preempt_disable();
 337                         dst_cache_set_ip6(&slwt->cache, dst,
 338                                           &ipv6_hdr(skb)->saddr);
 339                         preempt_enable();
 340                 }
 341         } else {
 342                 skb_dst_set(skb, dst);
 343         }
 344
 345         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(dst->dev));
 346         if (unlikely(err))
 347                 return err;
 348
 349         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 350                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT,
 351                                dev_net(skb->dev), NULL, skb, NULL,
 352                                skb_dst(skb)->dev, seg6_input_finish);
 353
 354         return seg6_input_finish(dev_net(skb->dev), NULL, skb);
 355 }
 356
 357 static int seg6_input_nf(struct sk_buff *skb)
 358 {
 359         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 360         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 361
 362         switch (skb->protocol) {
 363         case htons(ETH_P_IP):
 364                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, NULL,
 365                                skb, NULL, dev, seg6_input_core);
 366         case htons(ETH_P_IPV6):
 367                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, NULL,
 368                                skb, NULL, dev, seg6_input_core);
 369         }
 370
 371         return -EINVAL;
 372 }
 373
 374 static int seg6_input(struct sk_buff *skb)
 375 {
 376         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 377                 return seg6_input_nf(skb);
 378
 379         return seg6_input_core(dev_net(skb->dev), NULL, skb);
 380 }
 381
 382 static int seg6_output_core(struct net *net, struct sock *sk,
 383                             struct sk_buff *skb)
 384 {
 385         struct dst_entry *orig_dst = skb_dst(skb);
 386         struct dst_entry *dst = NULL;
 387         struct seg6_lwt *slwt;
 388         int err;
 389
 390         err = seg6_do_srh(skb);
 391         if (unlikely(err))
 392                 goto drop;
 393
 394         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(orig_dst->lwtstate);
 395
 396         preempt_disable();
 397         dst = dst_cache_get(&slwt->cache);
 398         preempt_enable();
 399
 400         if (unlikely(!dst)) {
 401                 struct ipv6hdr *hdr = ipv6_hdr(skb);
 402                 struct flowi6 fl6;
 403
 404                 memset(&fl6, 0, sizeof(fl6));
 405                 fl6.daddr = hdr->daddr;
 406                 fl6.saddr = hdr->saddr;
 407                 fl6.flowlabel = ip6_flowinfo(hdr);
 408                 fl6.flowi6_mark = skb->mark;
 409                 fl6.flowi6_proto = hdr->nexthdr;
 410
 411                 dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
 412                 if (dst->error) {
 413                         err = dst->error;
 414                         dst_release(dst);
 415                         goto drop;
 416                 }
 417
 418                 preempt_disable();
 419                 dst_cache_set_ip6(&slwt->cache, dst, &fl6.saddr);
 420                 preempt_enable();
 421         }
 422
 423         skb_dst_drop(skb);
 424         skb_dst_set(skb, dst);
 425
 426         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(dst->dev));
 427         if (unlikely(err))
 428                 goto drop;
 429
 430         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 431                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk, skb,
 432                                NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
 433
 434         return dst_output(net, sk, skb);
 435 drop:
 436         kfree_skb(skb);
 437         return err;
 438 }
 439
 440 static int seg6_output_nf(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 441 {
 442         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 443
 444         switch (skb->protocol) {
 445         case htons(ETH_P_IP):
 446                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 447                                NULL, dev, seg6_output_core);
 448         case htons(ETH_P_IPV6):
 449                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 450                                NULL, dev, seg6_output_core);
 451         }
 452
 453         return -EINVAL;
 454 }
 455
 456 static int seg6_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 457 {
 458         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 459                 return seg6_output_nf(net, sk, skb);
 460
 461         return seg6_output_core(net, sk, skb);
 462 }
 463
 464 static int seg6_build_state(struct net *net, struct nlattr *nla,
 465                             unsigned int family, const void *cfg,
 466                             struct lwtunnel_state **ts,
 467                             struct netlink_ext_ack *extack)
 468 {
 469         struct nlattr *tb[SEG6_IPTUNNEL_MAX + 1];
 470         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo;
 471         struct lwtunnel_state *newts;
 472         int tuninfo_len, min_size;
 473         struct seg6_lwt *slwt;
 474         int err;
 475
 476         if (family != AF_INET && family != AF_INET6)
 477                 return -EINVAL;
 478
 479         err = nla_parse_nested_deprecated(tb, SEG6_IPTUNNEL_MAX, nla,
 480                                           seg6_iptunnel_policy, extack);
 481
 482         if (err < 0)
 483                 return err;
 484
 485         if (!tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH])
 486                 return -EINVAL;
 487
 488         tuninfo = nla_data(tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH]);
 489         tuninfo_len = nla_len(tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH]);
 490
 491         /* tuninfo must contain at least the iptunnel encap structure,
 492          * the SRH and one segment
 493          */
 494         min_size = sizeof(*tuninfo) + sizeof(struct ipv6_sr_hdr) +
 495                    sizeof(struct in6_addr);
 496         if (tuninfo_len < min_size)
 497                 return -EINVAL;
 498
 499         switch (tuninfo->mode) {
 500         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
 501                 if (family != AF_INET6)
 502                         return -EINVAL;
 503
 504                 break;
 505         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
 506                 break;
 507         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
 508                 break;
 509         default:
 510                 return -EINVAL;
 511         }
 512
 513         /* verify that SRH is consistent */
 514         if (!seg6_validate_srh(tuninfo->srh, tuninfo_len - sizeof(*tuninfo), false))
 515                 return -EINVAL;
 516
 517         newts = lwtunnel_state_alloc(tuninfo_len + sizeof(*slwt));
 518         if (!newts)
 519                 return -ENOMEM;
 520
 521         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(newts);
 522
 523         err = dst_cache_init(&slwt->cache, GFP_ATOMIC);
 524         if (err) {
 525                 kfree(newts);
 526                 return err;
 527         }
 528
 529         memcpy(&slwt->tuninfo, tuninfo, tuninfo_len);
 530
 531         newts->type = LWTUNNEL_ENCAP_SEG6;
 532         newts->flags |= LWTUNNEL_STATE_INPUT_REDIRECT;
 533
 534         if (tuninfo->mode != SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP)
 535                 newts->flags |= LWTUNNEL_STATE_OUTPUT_REDIRECT;
 536
 537         newts->headroom = seg6_lwt_headroom(tuninfo);
 538
 539         *ts = newts;
 540
 541         return 0;
 542 }
 543
 544 static void seg6_destroy_state(struct lwtunnel_state *lwt)
 545 {
 546         dst_cache_destroy(&seg6_lwt_lwtunnel(lwt)->cache);
 547 }
 548
 549 static int seg6_fill_encap_info(struct sk_buff *skb,
 550                                 struct lwtunnel_state *lwtstate)
 551 {
 552         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo = seg6_encap_lwtunnel(lwtstate);
 553
 554         if (nla_put_srh(skb, SEG6_IPTUNNEL_SRH, tuninfo))
 555                 return -EMSGSIZE;
 556
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 static int seg6_encap_nlsize(struct lwtunnel_state *lwtstate)
 561 {
 562         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo = seg6_encap_lwtunnel(lwtstate);
 563
 564         return nla_total_size(SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(tuninfo));
 565 }
 566
 567 static int seg6_encap_cmp(struct lwtunnel_state *a, struct lwtunnel_state *b)
 568 {
 569         struct seg6_iptunnel_encap *a_hdr = seg6_encap_lwtunnel(a);
 570         struct seg6_iptunnel_encap *b_hdr = seg6_encap_lwtunnel(b);
 571         int len = SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(a_hdr);
 572
 573         if (len != SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(b_hdr))
 574                 return 1;
 575
 576         return memcmp(a_hdr, b_hdr, len);
 577 }
 578
 579 static const struct lwtunnel_encap_ops seg6_iptun_ops = {
 580         .build_state = seg6_build_state,
 581         .destroy_state = seg6_destroy_state,
 582         .output = seg6_output,
 583         .input = seg6_input,
 584         .fill_encap = seg6_fill_encap_info,
 585         .get_encap_size = seg6_encap_nlsize,
 586         .cmp_encap = seg6_encap_cmp,
 587         .owner = THIS_MODULE,
 588 };
 589
 590 int __init seg6_iptunnel_init(void)
 591 {
 592         return lwtunnel_encap_add_ops(&seg6_iptun_ops, LWTUNNEL_ENCAP_SEG6);
 593 }
 594
 595 void seg6_iptunnel_exit(void)
 596 {
 597         lwtunnel_encap_del_ops(&seg6_iptun_ops, LWTUNNEL_ENCAP_SEG6);
 598 }