Merge tag 'sound-4.11-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai...
[sfrench/cifs-2.6.git] / drivers / net / vrf.c
1 /*
2  * vrf.c: device driver to encapsulate a VRF space
3  *
4  * Copyright (c) 2015 Cumulus Networks. All rights reserved.
5  * Copyright (c) 2015 Shrijeet Mukherjee <shm@cumulusnetworks.com>
6  * Copyright (c) 2015 David Ahern <dsa@cumulusnetworks.com>
7  *
8  * Based on dummy, team and ipvlan drivers
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
13  * (at your option) any later version.
14  */
15
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/netdevice.h>
19 #include <linux/etherdevice.h>
20 #include <linux/ip.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/moduleparam.h>
23 #include <linux/netfilter.h>
24 #include <linux/rtnetlink.h>
25 #include <net/rtnetlink.h>
26 #include <linux/u64_stats_sync.h>
27 #include <linux/hashtable.h>
28
29 #include <linux/inetdevice.h>
30 #include <net/arp.h>
31 #include <net/ip.h>
32 #include <net/ip_fib.h>
33 #include <net/ip6_fib.h>
34 #include <net/ip6_route.h>
35 #include <net/route.h>
36 #include <net/addrconf.h>
37 #include <net/l3mdev.h>
38 #include <net/fib_rules.h>
39
40 #define DRV_NAME        "vrf"
41 #define DRV_VERSION     "1.0"
42
43 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
44 static bool add_fib_rules = true;
45
46 struct net_vrf {
47         struct rtable __rcu     *rth;
48         struct rtable __rcu     *rth_local;
49         struct rt6_info __rcu   *rt6;
50         struct rt6_info __rcu   *rt6_local;
51         u32                     tb_id;
52 };
53
54 struct pcpu_dstats {
55         u64                     tx_pkts;
56         u64                     tx_bytes;
57         u64                     tx_drps;
58         u64                     rx_pkts;
59         u64                     rx_bytes;
60         u64                     rx_drps;
61         struct u64_stats_sync   syncp;
62 };
63
64 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
65 {
66         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
67
68         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
69         dstats->rx_pkts++;
70         dstats->rx_bytes += len;
71         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
72 }
73
74 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
75 {
76         vrf_dev->stats.tx_errors++;
77         kfree_skb(skb);
78 }
79
80 static void vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
81                             struct rtnl_link_stats64 *stats)
82 {
83         int i;
84
85         for_each_possible_cpu(i) {
86                 const struct pcpu_dstats *dstats;
87                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
88                 unsigned int start;
89
90                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
91                 do {
92                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
93                         tbytes = dstats->tx_bytes;
94                         tpkts = dstats->tx_pkts;
95                         tdrops = dstats->tx_drps;
96                         rbytes = dstats->rx_bytes;
97                         rpkts = dstats->rx_pkts;
98                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
99                 stats->tx_bytes += tbytes;
100                 stats->tx_packets += tpkts;
101                 stats->tx_dropped += tdrops;
102                 stats->rx_bytes += rbytes;
103                 stats->rx_packets += rpkts;
104         }
105 }
106
107 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
108  * path, similar to loopback handling.
109  */
110 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
111                           struct dst_entry *dst)
112 {
113         int len = skb->len;
114
115         skb_orphan(skb);
116
117         skb_dst_set(skb, dst);
118         skb_dst_force(skb);
119
120         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
121          * once on Tx and again in Rx processing
122          */
123         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
124
125         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
126
127         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
128                 vrf_rx_stats(dev, len);
129         else
130                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
131
132         return NETDEV_TX_OK;
133 }
134
135 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
136 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
137                              struct sk_buff *skb)
138 {
139         int err;
140
141         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
142                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
143
144         if (likely(err == 1))
145                 err = dst_output(net, sk, skb);
146
147         return err;
148 }
149
150 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
151                                            struct net_device *dev)
152 {
153         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
154         struct net *net = dev_net(skb->dev);
155         struct flowi6 fl6 = {
156                 /* needed to match OIF rule */
157                 .flowi6_oif = dev->ifindex,
158                 .flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
159                 .daddr = iph->daddr,
160                 .saddr = iph->saddr,
161                 .flowlabel = ip6_flowinfo(iph),
162                 .flowi6_mark = skb->mark,
163                 .flowi6_proto = iph->nexthdr,
164                 .flowi6_flags = FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
165         };
166         int ret = NET_XMIT_DROP;
167         struct dst_entry *dst;
168         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
169
170         dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
171         if (dst == dst_null)
172                 goto err;
173
174         skb_dst_drop(skb);
175
176         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
177          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
178          * to Rx path using our local dst
179          */
180         if (dst->dev == net->loopback_dev || dst->dev == dev) {
181                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
182                 struct rt6_info *rt6_local;
183
184                 /* release looked up dst and use cached local dst */
185                 dst_release(dst);
186
187                 rcu_read_lock();
188
189                 rt6_local = rcu_dereference(vrf->rt6_local);
190                 if (unlikely(!rt6_local)) {
191                         rcu_read_unlock();
192                         goto err;
193                 }
194
195                 /* Ordering issue: cached local dst is created on newlink
196                  * before the IPv6 initialization. Using the local dst
197                  * requires rt6i_idev to be set so make sure it is.
198                  */
199                 if (unlikely(!rt6_local->rt6i_idev)) {
200                         rt6_local->rt6i_idev = in6_dev_get(dev);
201                         if (!rt6_local->rt6i_idev) {
202                                 rcu_read_unlock();
203                                 goto err;
204                         }
205                 }
206
207                 dst = &rt6_local->dst;
208                 dst_hold(dst);
209
210                 rcu_read_unlock();
211
212                 return vrf_local_xmit(skb, dev, &rt6_local->dst);
213         }
214
215         skb_dst_set(skb, dst);
216
217         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
218         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
219
220         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
221         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
222                 dev->stats.tx_errors++;
223         else
224                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
225
226         return ret;
227 err:
228         vrf_tx_error(dev, skb);
229         return NET_XMIT_DROP;
230 }
231 #else
232 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
233                                            struct net_device *dev)
234 {
235         vrf_tx_error(dev, skb);
236         return NET_XMIT_DROP;
237 }
238 #endif
239
240 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
241 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
242                             struct sk_buff *skb)
243 {
244         int err;
245
246         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
247                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
248         if (likely(err == 1))
249                 err = dst_output(net, sk, skb);
250
251         return err;
252 }
253
254 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
255                                            struct net_device *vrf_dev)
256 {
257         struct iphdr *ip4h = ip_hdr(skb);
258         int ret = NET_XMIT_DROP;
259         struct flowi4 fl4 = {
260                 /* needed to match OIF rule */
261                 .flowi4_oif = vrf_dev->ifindex,
262                 .flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX,
263                 .flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos),
264                 .flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF,
265                 .flowi4_proto = ip4h->protocol,
266                 .daddr = ip4h->daddr,
267                 .saddr = ip4h->saddr,
268         };
269         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
270         struct rtable *rt;
271
272         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
273         if (IS_ERR(rt))
274                 goto err;
275
276         skb_dst_drop(skb);
277
278         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
279          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
280          * to Rx path using our local dst
281          */
282         if (rt->dst.dev == net->loopback_dev || rt->dst.dev == vrf_dev) {
283                 struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
284                 struct rtable *rth_local;
285                 struct dst_entry *dst = NULL;
286
287                 ip_rt_put(rt);
288
289                 rcu_read_lock();
290
291                 rth_local = rcu_dereference(vrf->rth_local);
292                 if (likely(rth_local)) {
293                         dst = &rth_local->dst;
294                         dst_hold(dst);
295                 }
296
297                 rcu_read_unlock();
298
299                 if (unlikely(!dst))
300                         goto err;
301
302                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, dst);
303         }
304
305         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
306
307         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
308         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
309
310         if (!ip4h->saddr) {
311                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
312                                                RT_SCOPE_LINK);
313         }
314
315         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
316         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
317                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
318         else
319                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
320
321 out:
322         return ret;
323 err:
324         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
325         goto out;
326 }
327
328 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
329 {
330         switch (skb->protocol) {
331         case htons(ETH_P_IP):
332                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
333         case htons(ETH_P_IPV6):
334                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
335         default:
336                 vrf_tx_error(dev, skb);
337                 return NET_XMIT_DROP;
338         }
339 }
340
341 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
342 {
343         int len = skb->len;
344         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
345
346         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
347                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
348
349                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
350                 dstats->tx_pkts++;
351                 dstats->tx_bytes += len;
352                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
353         } else {
354                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
355         }
356
357         return ret;
358 }
359
360 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
361 /* modelled after ip6_finish_output2 */
362 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
363                               struct sk_buff *skb)
364 {
365         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
366         struct net_device *dev = dst->dev;
367         struct neighbour *neigh;
368         struct in6_addr *nexthop;
369         int ret;
370
371         nf_reset(skb);
372
373         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
374         skb->dev = dev;
375
376         rcu_read_lock_bh();
377         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
378         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
379         if (unlikely(!neigh))
380                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
381         if (!IS_ERR(neigh)) {
382                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
383                 ret = neigh_output(neigh, skb);
384                 rcu_read_unlock_bh();
385                 return ret;
386         }
387         rcu_read_unlock_bh();
388
389         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
390                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
391         kfree_skb(skb);
392         return -EINVAL;
393 }
394
395 /* modelled after ip6_output */
396 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
397 {
398         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
399                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
400                             vrf_finish_output6,
401                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
402 }
403
404 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
405  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
406  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
407  */
408 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
409                                    struct sock *sk,
410                                    struct sk_buff *skb)
411 {
412         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
413         struct dst_entry *dst = NULL;
414         struct rt6_info *rt6;
415
416         /* don't divert link scope packets */
417         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
418                 return skb;
419
420         rcu_read_lock();
421
422         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
423         if (likely(rt6)) {
424                 dst = &rt6->dst;
425                 dst_hold(dst);
426         }
427
428         rcu_read_unlock();
429
430         if (unlikely(!dst)) {
431                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
432                 return NULL;
433         }
434
435         skb_dst_drop(skb);
436         skb_dst_set(skb, dst);
437
438         return skb;
439 }
440
441 /* holding rtnl */
442 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
443 {
444         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
445         struct rt6_info *rt6_local = rtnl_dereference(vrf->rt6_local);
446         struct net *net = dev_net(dev);
447         struct dst_entry *dst;
448
449         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
450         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6_local, NULL);
451         synchronize_rcu();
452
453         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
454          * - based on dst_ifdown
455          */
456         if (rt6) {
457                 dst = &rt6->dst;
458                 dev_put(dst->dev);
459                 dst->dev = net->loopback_dev;
460                 dev_hold(dst->dev);
461                 dst_release(dst);
462         }
463
464         if (rt6_local) {
465                 if (rt6_local->rt6i_idev) {
466                         in6_dev_put(rt6_local->rt6i_idev);
467                         rt6_local->rt6i_idev = NULL;
468                 }
469
470                 dst = &rt6_local->dst;
471                 dev_put(dst->dev);
472                 dst->dev = net->loopback_dev;
473                 dev_hold(dst->dev);
474                 dst_release(dst);
475         }
476 }
477
478 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
479 {
480         int flags = DST_HOST | DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM | DST_NOCACHE;
481         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
482         struct net *net = dev_net(dev);
483         struct fib6_table *rt6i_table;
484         struct rt6_info *rt6, *rt6_local;
485         int rc = -ENOMEM;
486
487         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
488         if (!ipv6_mod_enabled())
489                 return 0;
490
491         rt6i_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
492         if (!rt6i_table)
493                 goto out;
494
495         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
496         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
497         if (!rt6)
498                 goto out;
499
500         dst_hold(&rt6->dst);
501
502         rt6->rt6i_table = rt6i_table;
503         rt6->dst.output = vrf_output6;
504
505         /* create a dst for local routing - packets sent locally
506          * to local address via the VRF device as a loopback
507          */
508         rt6_local = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
509         if (!rt6_local) {
510                 dst_release(&rt6->dst);
511                 goto out;
512         }
513
514         dst_hold(&rt6_local->dst);
515
516         rt6_local->rt6i_idev  = in6_dev_get(dev);
517         rt6_local->rt6i_flags = RTF_UP | RTF_NONEXTHOP | RTF_LOCAL;
518         rt6_local->rt6i_table = rt6i_table;
519         rt6_local->dst.input  = ip6_input;
520
521         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
522         rcu_assign_pointer(vrf->rt6_local, rt6_local);
523
524         rc = 0;
525 out:
526         return rc;
527 }
528 #else
529 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
530                                    struct sock *sk,
531                                    struct sk_buff *skb)
532 {
533         return skb;
534 }
535
536 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
537 {
538 }
539
540 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
541 {
542         return 0;
543 }
544 #endif
545
546 /* modelled after ip_finish_output2 */
547 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
548 {
549         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
550         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
551         struct net_device *dev = dst->dev;
552         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
553         struct neighbour *neigh;
554         u32 nexthop;
555         int ret = -EINVAL;
556
557         nf_reset(skb);
558
559         /* Be paranoid, rather than too clever. */
560         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
561                 struct sk_buff *skb2;
562
563                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
564                 if (!skb2) {
565                         ret = -ENOMEM;
566                         goto err;
567                 }
568                 if (skb->sk)
569                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
570
571                 consume_skb(skb);
572                 skb = skb2;
573         }
574
575         rcu_read_lock_bh();
576
577         nexthop = (__force u32)rt_nexthop(rt, ip_hdr(skb)->daddr);
578         neigh = __ipv4_neigh_lookup_noref(dev, nexthop);
579         if (unlikely(!neigh))
580                 neigh = __neigh_create(&arp_tbl, &nexthop, dev, false);
581         if (!IS_ERR(neigh)) {
582                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
583                 ret = neigh_output(neigh, skb);
584         }
585
586         rcu_read_unlock_bh();
587 err:
588         if (unlikely(ret < 0))
589                 vrf_tx_error(skb->dev, skb);
590         return ret;
591 }
592
593 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
594 {
595         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
596
597         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
598
599         skb->dev = dev;
600         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
601
602         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
603                             net, sk, skb, NULL, dev,
604                             vrf_finish_output,
605                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
606 }
607
608 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
609  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
610  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
611  */
612 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
613                                   struct sock *sk,
614                                   struct sk_buff *skb)
615 {
616         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
617         struct dst_entry *dst = NULL;
618         struct rtable *rth;
619
620         /* don't divert multicast */
621         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
622                 return skb;
623
624         rcu_read_lock();
625
626         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
627         if (likely(rth)) {
628                 dst = &rth->dst;
629                 dst_hold(dst);
630         }
631
632         rcu_read_unlock();
633
634         if (unlikely(!dst)) {
635                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
636                 return NULL;
637         }
638
639         skb_dst_drop(skb);
640         skb_dst_set(skb, dst);
641
642         return skb;
643 }
644
645 /* called with rcu lock held */
646 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
647                                   struct sock *sk,
648                                   struct sk_buff *skb,
649                                   u16 proto)
650 {
651         switch (proto) {
652         case AF_INET:
653                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
654         case AF_INET6:
655                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
656         }
657
658         return skb;
659 }
660
661 /* holding rtnl */
662 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
663 {
664         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
665         struct rtable *rth_local = rtnl_dereference(vrf->rth_local);
666         struct net *net = dev_net(dev);
667         struct dst_entry *dst;
668
669         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
670         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth_local, NULL);
671         synchronize_rcu();
672
673         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
674          * - based on dst_ifdown
675          */
676         if (rth) {
677                 dst = &rth->dst;
678                 dev_put(dst->dev);
679                 dst->dev = net->loopback_dev;
680                 dev_hold(dst->dev);
681                 dst_release(dst);
682         }
683
684         if (rth_local) {
685                 dst = &rth_local->dst;
686                 dev_put(dst->dev);
687                 dst->dev = net->loopback_dev;
688                 dev_hold(dst->dev);
689                 dst_release(dst);
690         }
691 }
692
693 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
694 {
695         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
696         struct rtable *rth, *rth_local;
697
698         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
699                 return -ENOMEM;
700
701         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
702         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1, 0);
703         if (!rth)
704                 return -ENOMEM;
705
706         /* create a dst for local ingress routing - packets sent locally
707          * to local address via the VRF device as a loopback
708          */
709         rth_local = rt_dst_alloc(dev, RTCF_LOCAL, RTN_LOCAL, 1, 1, 0);
710         if (!rth_local) {
711                 dst_release(&rth->dst);
712                 return -ENOMEM;
713         }
714
715         rth->dst.output = vrf_output;
716         rth->rt_table_id = vrf->tb_id;
717
718         rth_local->rt_table_id = vrf->tb_id;
719
720         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
721         rcu_assign_pointer(vrf->rth_local, rth_local);
722
723         return 0;
724 }
725
726 /**************************** device handling ********************/
727
728 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
729 static void cycle_netdev(struct net_device *dev)
730 {
731         unsigned int flags = dev->flags;
732         int ret;
733
734         if (!netif_running(dev))
735                 return;
736
737         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP);
738         if (ret >= 0)
739                 ret = dev_change_flags(dev, flags);
740
741         if (ret < 0) {
742                 netdev_err(dev,
743                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
744                            dev->name);
745         }
746 }
747
748 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
749 {
750         int ret;
751
752         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL);
753         if (ret < 0)
754                 return ret;
755
756         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
757         cycle_netdev(port_dev);
758
759         return 0;
760 }
761
762 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
763 {
764         if (netif_is_l3_master(port_dev) || netif_is_l3_slave(port_dev))
765                 return -EINVAL;
766
767         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev);
768 }
769
770 /* inverse of do_vrf_add_slave */
771 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
772 {
773         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
774         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
775
776         cycle_netdev(port_dev);
777
778         return 0;
779 }
780
781 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
782 {
783         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
784 }
785
786 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
787 {
788         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
789         struct net_device *port_dev;
790         struct list_head *iter;
791
792         vrf_rtable_release(dev, vrf);
793         vrf_rt6_release(dev, vrf);
794
795         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
796                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
797
798         free_percpu(dev->dstats);
799         dev->dstats = NULL;
800 }
801
802 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
803 {
804         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
805
806         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
807         if (!dev->dstats)
808                 goto out_nomem;
809
810         /* create the default dst which points back to us */
811         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
812                 goto out_stats;
813
814         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
815                 goto out_rth;
816
817         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
818
819         /* MTU is irrelevant for VRF device; set to 64k similar to lo */
820         dev->mtu = 64 * 1024;
821
822         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
823         dev->operstate = IF_OPER_UP;
824         netdev_lockdep_set_classes(dev);
825         return 0;
826
827 out_rth:
828         vrf_rtable_release(dev, vrf);
829 out_stats:
830         free_percpu(dev->dstats);
831         dev->dstats = NULL;
832 out_nomem:
833         return -ENOMEM;
834 }
835
836 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
837         .ndo_init               = vrf_dev_init,
838         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
839         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
840         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
841         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
842         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
843 };
844
845 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
846 {
847         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
848
849         return vrf->tb_id;
850 }
851
852 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
853 {
854         return 0;
855 }
856
857 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
858                                       struct sk_buff *skb,
859                                       struct net_device *dev)
860 {
861         struct net *net = dev_net(dev);
862
863         if (NF_HOOK(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) < 0)
864                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
865
866         return skb;
867 }
868
869 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
870 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
871  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
872  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
873  * a start.
874  */
875 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
876 {
877         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
878         bool rc = false;
879
880         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
881                 const struct icmp6hdr *icmph;
882                 struct icmp6hdr _icmph;
883
884                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
885                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
886                 if (!icmph)
887                         goto out;
888
889                 switch (icmph->icmp6_type) {
890                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
891                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
892                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
893                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
894                 case NDISC_REDIRECT:
895                         rc = true;
896                         break;
897                 }
898         }
899
900 out:
901         return rc;
902 }
903
904 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
905                                              const struct net_device *dev,
906                                              struct flowi6 *fl6,
907                                              int ifindex,
908                                              int flags)
909 {
910         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
911         struct fib6_table *table = NULL;
912         struct rt6_info *rt6;
913
914         rcu_read_lock();
915
916         /* fib6_table does not have a refcnt and can not be freed */
917         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
918         if (likely(rt6))
919                 table = rt6->rt6i_table;
920
921         rcu_read_unlock();
922
923         if (!table)
924                 return NULL;
925
926         return ip6_pol_route(net, table, ifindex, fl6, flags);
927 }
928
929 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
930                               int ifindex)
931 {
932         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
933         struct flowi6 fl6 = {
934                 .daddr          = iph->daddr,
935                 .saddr          = iph->saddr,
936                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
937                 .flowi6_mark    = skb->mark,
938                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
939                 .flowi6_iif     = ifindex,
940         };
941         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
942         struct rt6_info *rt6;
943
944         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex,
945                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
946         if (unlikely(!rt6))
947                 return;
948
949         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
950                 return;
951
952         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
953 }
954
955 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
956                                    struct sk_buff *skb)
957 {
958         int orig_iif = skb->skb_iif;
959         bool need_strict;
960
961         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
962          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
963          */
964         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
965                 skb->dev = vrf_dev;
966                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
967                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
968                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
969                 goto out;
970         }
971
972         /* if packet is NDISC or addressed to multicast or link-local
973          * then keep the ingress interface
974          */
975         need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
976         if (!ipv6_ndisc_frame(skb) && !need_strict) {
977                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
978                 skb->dev = vrf_dev;
979                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
980
981                 skb_push(skb, skb->mac_len);
982                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
983                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
984
985                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
986         }
987
988         if (need_strict)
989                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
990
991         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
992 out:
993         return skb;
994 }
995
996 #else
997 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
998                                    struct sk_buff *skb)
999 {
1000         return skb;
1001 }
1002 #endif
1003
1004 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1005                                   struct sk_buff *skb)
1006 {
1007         skb->dev = vrf_dev;
1008         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1009         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1010
1011         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1012                 goto out;
1013
1014         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1015          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1016          */
1017         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1018                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1019                 goto out;
1020         }
1021
1022         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1023
1024         skb_push(skb, skb->mac_len);
1025         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1026         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1027
1028         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1029 out:
1030         return skb;
1031 }
1032
1033 /* called with rcu lock held */
1034 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1035                                   struct sk_buff *skb,
1036                                   u16 proto)
1037 {
1038         switch (proto) {
1039         case AF_INET:
1040                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1041         case AF_INET6:
1042                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1043         }
1044
1045         return skb;
1046 }
1047
1048 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1049 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1050  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1051  */
1052 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1053                                               struct flowi6 *fl6)
1054 {
1055         struct net *net = dev_net(dev);
1056         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE;
1057         struct dst_entry *dst = NULL;
1058         struct rt6_info *rt;
1059
1060         /* VRF device does not have a link-local address and
1061          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1062          * a VRF device does not make sense
1063          */
1064         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1065                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1066                 dst_hold(dst);
1067                 return dst;
1068         }
1069
1070         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1071                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1072
1073         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, flags);
1074         if (rt)
1075                 dst = &rt->dst;
1076
1077         return dst;
1078 }
1079 #endif
1080
1081 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1082         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1083         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1084         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1085 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1086         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1087 #endif
1088 };
1089
1090 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1091                             struct ethtool_drvinfo *info)
1092 {
1093         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1094         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1095 }
1096
1097 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1098         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1099 };
1100
1101 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1102 {
1103         size_t sz;
1104
1105         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1106         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1107         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1108
1109         return sz;
1110 }
1111
1112 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1113 {
1114         struct fib_rule_hdr *frh;
1115         struct nlmsghdr *nlh;
1116         struct sk_buff *skb;
1117         int err;
1118
1119         if (family == AF_INET6 && !ipv6_mod_enabled())
1120                 return 0;
1121
1122         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1123         if (!skb)
1124                 return -ENOMEM;
1125
1126         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1127         if (!nlh)
1128                 goto nla_put_failure;
1129
1130         /* rule only needs to appear once */
1131         nlh->nlmsg_flags &= NLM_F_EXCL;
1132
1133         frh = nlmsg_data(nlh);
1134         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1135         frh->family = family;
1136         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1137
1138         if (nla_put_u32(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1139                 goto nla_put_failure;
1140
1141         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1142                 goto nla_put_failure;
1143
1144         nlmsg_end(skb, nlh);
1145
1146         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1147         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1148         if (add_it) {
1149                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh);
1150                 if (err == -EEXIST)
1151                         err = 0;
1152         } else {
1153                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh);
1154                 if (err == -ENOENT)
1155                         err = 0;
1156         }
1157         nlmsg_free(skb);
1158
1159         return err;
1160
1161 nla_put_failure:
1162         nlmsg_free(skb);
1163
1164         return -EMSGSIZE;
1165 }
1166
1167 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1168 {
1169         int err;
1170
1171         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1172         if (err < 0)
1173                 goto out_err;
1174
1175         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1176         if (err < 0)
1177                 goto ipv6_err;
1178
1179 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1180         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1181         if (err < 0)
1182                 goto ipmr_err;
1183 #endif
1184
1185         return 0;
1186
1187 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1188 ipmr_err:
1189         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1190 #endif
1191
1192 ipv6_err:
1193         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1194
1195 out_err:
1196         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1197         return err;
1198 }
1199
1200 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1201 {
1202         ether_setup(dev);
1203
1204         /* Initialize the device structure. */
1205         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1206         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1207         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1208         dev->destructor = free_netdev;
1209
1210         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1211         eth_hw_addr_random(dev);
1212
1213         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1214         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1215
1216         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1217         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1218
1219         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1220         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1221
1222         /* enable offload features */
1223         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1224         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM;
1225         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1226
1227         dev->hw_features = dev->features;
1228         dev->hw_enc_features = dev->features;
1229
1230         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1231         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1232 }
1233
1234 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1235 {
1236         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1237                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN)
1238                         return -EINVAL;
1239                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS])))
1240                         return -EADDRNOTAVAIL;
1241         }
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1246 {
1247         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1248 }
1249
1250 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1251                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1252 {
1253         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1254         int err;
1255
1256         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE])
1257                 return -EINVAL;
1258
1259         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1260         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC)
1261                 return -EINVAL;
1262
1263         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1264
1265         err = register_netdevice(dev);
1266         if (err)
1267                 goto out;
1268
1269         if (add_fib_rules) {
1270                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1271                 if (err) {
1272                         unregister_netdevice(dev);
1273                         goto out;
1274                 }
1275                 add_fib_rules = false;
1276         }
1277
1278 out:
1279         return err;
1280 }
1281
1282 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1283 {
1284         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1285 }
1286
1287 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1288                         const struct net_device *dev)
1289 {
1290         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1291
1292         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1293 }
1294
1295 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1296                                  const struct net_device *slave_dev)
1297 {
1298         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1299 }
1300
1301 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1302                                const struct net_device *vrf_dev,
1303                                const struct net_device *slave_dev)
1304 {
1305         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1306
1307         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1308                 return -EMSGSIZE;
1309
1310         return 0;
1311 }
1312
1313 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1314         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1315 };
1316
1317 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1318         .kind           = DRV_NAME,
1319         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1320
1321         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1322         .policy         = vrf_nl_policy,
1323         .validate       = vrf_validate,
1324         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1325
1326         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1327         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1328
1329         .newlink        = vrf_newlink,
1330         .dellink        = vrf_dellink,
1331         .setup          = vrf_setup,
1332         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1333 };
1334
1335 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1336                             unsigned long event, void *ptr)
1337 {
1338         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1339
1340         /* only care about unregister events to drop slave references */
1341         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1342                 struct net_device *vrf_dev;
1343
1344                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1345                         goto out;
1346
1347                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1348                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1349         }
1350 out:
1351         return NOTIFY_DONE;
1352 }
1353
1354 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1355         .notifier_call = vrf_device_event,
1356 };
1357
1358 static int __init vrf_init_module(void)
1359 {
1360         int rc;
1361
1362         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1363
1364         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1365         if (rc < 0)
1366                 goto error;
1367
1368         return 0;
1369
1370 error:
1371         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1372         return rc;
1373 }
1374
1375 module_init(vrf_init_module);
1376 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
1377 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
1378 MODULE_LICENSE("GPL");
1379 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
1380 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);