drivers/net/vrf.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * vrf.c: device driver to encapsulate a VRF space
   4  *
   5  * Copyright (c) 2015 Cumulus Networks. All rights reserved.
   6  * Copyright (c) 2015 Shrijeet Mukherjee <shm@cumulusnetworks.com>
   7  * Copyright (c) 2015 David Ahern <dsa@cumulusnetworks.com>
   8  *
   9  * Based on dummy, team and ipvlan drivers
  10  */
  11
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/netdevice.h>
  15 #include <linux/etherdevice.h>
  16 #include <linux/ip.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/moduleparam.h>
  19 #include <linux/netfilter.h>
  20 #include <linux/rtnetlink.h>
  21 #include <net/rtnetlink.h>
  22 #include <linux/u64_stats_sync.h>
  23 #include <linux/hashtable.h>
  24 #include <linux/spinlock_types.h>
  25
  26 #include <linux/inetdevice.h>
  27 #include <net/arp.h>
  28 #include <net/ip.h>
  29 #include <net/ip_fib.h>
  30 #include <net/ip6_fib.h>
  31 #include <net/ip6_route.h>
  32 #include <net/route.h>
  33 #include <net/addrconf.h>
  34 #include <net/l3mdev.h>
  35 #include <net/fib_rules.h>
  36 #include <net/netns/generic.h>
  37 #include <net/netfilter/nf_conntrack.h>
  38
  39 #define DRV_NAME        "vrf"
  40 #define DRV_VERSION     "1.1"
  41
  42 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
  43
  44 #define HT_MAP_BITS     4
  45 #define HASH_INITVAL    ((u32)0xcafef00d)
  46
  47 struct  vrf_map {
  48         DECLARE_HASHTABLE(ht, HT_MAP_BITS);
  49         spinlock_t vmap_lock;
  50
  51         /* shared_tables:
  52          * count how many distinct tables do not comply with the strict mode
  53          * requirement.
  54          * shared_tables value must be 0 in order to enable the strict mode.
  55          *
  56          * example of the evolution of shared_tables:
  57          *                                                        | time
  58          * add  vrf0 --> table 100        shared_tables = 0       | t0
  59          * add  vrf1 --> table 101        shared_tables = 0       | t1
  60          * add  vrf2 --> table 100        shared_tables = 1       | t2
  61          * add  vrf3 --> table 100        shared_tables = 1       | t3
  62          * add  vrf4 --> table 101        shared_tables = 2       v t4
  63          *
  64          * shared_tables is a "step function" (or "staircase function")
  65          * and it is increased by one when the second vrf is associated to a
  66          * table.
  67          *
  68          * at t2, vrf0 and vrf2 are bound to table 100: shared_tables = 1.
  69          *
  70          * at t3, another dev (vrf3) is bound to the same table 100 but the
  71          * value of shared_tables is still 1.
  72          * This means that no matter how many new vrfs will register on the
  73          * table 100, the shared_tables will not increase (considering only
  74          * table 100).
  75          *
  76          * at t4, vrf4 is bound to table 101, and shared_tables = 2.
  77          *
  78          * Looking at the value of shared_tables we can immediately know if
  79          * the strict_mode can or cannot be enforced. Indeed, strict_mode
  80          * can be enforced iff shared_tables = 0.
  81          *
  82          * Conversely, shared_tables is decreased when a vrf is de-associated
  83          * from a table with exactly two associated vrfs.
  84          */
  85         u32 shared_tables;
  86
  87         bool strict_mode;
  88 };
  89
  90 struct vrf_map_elem {
  91         struct hlist_node hnode;
  92         struct list_head vrf_list;  /* VRFs registered to this table */
  93
  94         u32 table_id;
  95         int users;
  96         int ifindex;
  97 };
  98
  99 static unsigned int vrf_net_id;
 100
 101 /* per netns vrf data */
 102 struct netns_vrf {
 103         /* protected by rtnl lock */
 104         bool add_fib_rules;
 105
 106         struct vrf_map vmap;
 107         struct ctl_table_header *ctl_hdr;
 108 };
 109
 110 struct net_vrf {
 111         struct rtable __rcu     *rth;
 112         struct rt6_info __rcu   *rt6;
 113 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 114         struct fib6_table       *fib6_table;
 115 #endif
 116         u32                     tb_id;
 117
 118         struct list_head        me_list;   /* entry in vrf_map_elem */
 119         int                     ifindex;
 120 };
 121
 122 struct pcpu_dstats {
 123         u64                     tx_pkts;
 124         u64                     tx_bytes;
 125         u64                     tx_drps;
 126         u64                     rx_pkts;
 127         u64                     rx_bytes;
 128         u64                     rx_drps;
 129         struct u64_stats_sync   syncp;
 130 };
 131
 132 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
 133 {
 134         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
 135
 136         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
 137         dstats->rx_pkts++;
 138         dstats->rx_bytes += len;
 139         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
 140 }
 141
 142 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
 143 {
 144         vrf_dev->stats.tx_errors++;
 145         kfree_skb(skb);
 146 }
 147
 148 static void vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
 149                             struct rtnl_link_stats64 *stats)
 150 {
 151         int i;
 152
 153         for_each_possible_cpu(i) {
 154                 const struct pcpu_dstats *dstats;
 155                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
 156                 unsigned int start;
 157
 158                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
 159                 do {
 160                         start = u64_stats_fetch_begin_irq(&dstats->syncp);
 161                         tbytes = dstats->tx_bytes;
 162                         tpkts = dstats->tx_pkts;
 163                         tdrops = dstats->tx_drps;
 164                         rbytes = dstats->rx_bytes;
 165                         rpkts = dstats->rx_pkts;
 166                 } while (u64_stats_fetch_retry_irq(&dstats->syncp, start));
 167                 stats->tx_bytes += tbytes;
 168                 stats->tx_packets += tpkts;
 169                 stats->tx_dropped += tdrops;
 170                 stats->rx_bytes += rbytes;
 171                 stats->rx_packets += rpkts;
 172         }
 173 }
 174
 175 static struct vrf_map *netns_vrf_map(struct net *net)
 176 {
 177         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
 178
 179         return &nn_vrf->vmap;
 180 }
 181
 182 static struct vrf_map *netns_vrf_map_by_dev(struct net_device *dev)
 183 {
 184         return netns_vrf_map(dev_net(dev));
 185 }
 186
 187 static int vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(struct vrf_map_elem *me)
 188 {
 189         struct list_head *me_head = &me->vrf_list;
 190         struct net_vrf *vrf;
 191
 192         if (list_empty(me_head))
 193                 return -ENODEV;
 194
 195         vrf = list_first_entry(me_head, struct net_vrf, me_list);
 196
 197         return vrf->ifindex;
 198 }
 199
 200 static struct vrf_map_elem *vrf_map_elem_alloc(gfp_t flags)
 201 {
 202         struct vrf_map_elem *me;
 203
 204         me = kmalloc(sizeof(*me), flags);
 205         if (!me)
 206                 return NULL;
 207
 208         return me;
 209 }
 210
 211 static void vrf_map_elem_free(struct vrf_map_elem *me)
 212 {
 213         kfree(me);
 214 }
 215
 216 static void vrf_map_elem_init(struct vrf_map_elem *me, int table_id,
 217                               int ifindex, int users)
 218 {
 219         me->table_id = table_id;
 220         me->ifindex = ifindex;
 221         me->users = users;
 222         INIT_LIST_HEAD(&me->vrf_list);
 223 }
 224
 225 static struct vrf_map_elem *vrf_map_lookup_elem(struct vrf_map *vmap,
 226                                                 u32 table_id)
 227 {
 228         struct vrf_map_elem *me;
 229         u32 key;
 230
 231         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
 232         hash_for_each_possible(vmap->ht, me, hnode, key) {
 233                 if (me->table_id == table_id)
 234                         return me;
 235         }
 236
 237         return NULL;
 238 }
 239
 240 static void vrf_map_add_elem(struct vrf_map *vmap, struct vrf_map_elem *me)
 241 {
 242         u32 table_id = me->table_id;
 243         u32 key;
 244
 245         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
 246         hash_add(vmap->ht, &me->hnode, key);
 247 }
 248
 249 static void vrf_map_del_elem(struct vrf_map_elem *me)
 250 {
 251         hash_del(&me->hnode);
 252 }
 253
 254 static void vrf_map_lock(struct vrf_map *vmap) __acquires(&vmap->vmap_lock)
 255 {
 256         spin_lock(&vmap->vmap_lock);
 257 }
 258
 259 static void vrf_map_unlock(struct vrf_map *vmap) __releases(&vmap->vmap_lock)
 260 {
 261         spin_unlock(&vmap->vmap_lock);
 262 }
 263
 264 /* called with rtnl lock held */
 265 static int
 266 vrf_map_register_dev(struct net_device *dev, struct netlink_ext_ack *extack)
 267 {
 268         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
 269         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 270         struct vrf_map_elem *new_me, *me;
 271         u32 table_id = vrf->tb_id;
 272         bool free_new_me = false;
 273         int users;
 274         int res;
 275
 276         /* we pre-allocate elements used in the spin-locked section (so that we
 277          * keep the spinlock as short as possibile).
 278          */
 279         new_me = vrf_map_elem_alloc(GFP_KERNEL);
 280         if (!new_me)
 281                 return -ENOMEM;
 282
 283         vrf_map_elem_init(new_me, table_id, dev->ifindex, 0);
 284
 285         vrf_map_lock(vmap);
 286
 287         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
 288         if (!me) {
 289                 me = new_me;
 290                 vrf_map_add_elem(vmap, me);
 291                 goto link_vrf;
 292         }
 293
 294         /* we already have an entry in the vrf_map, so it means there is (at
 295          * least) a vrf registered on the specific table.
 296          */
 297         free_new_me = true;
 298         if (vmap->strict_mode) {
 299                 /* vrfs cannot share the same table */
 300                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Table is used by another VRF");
 301                 res = -EBUSY;
 302                 goto unlock;
 303         }
 304
 305 link_vrf:
 306         users = ++me->users;
 307         if (users == 2)
 308                 ++vmap->shared_tables;
 309
 310         list_add(&vrf->me_list, &me->vrf_list);
 311
 312         res = 0;
 313
 314 unlock:
 315         vrf_map_unlock(vmap);
 316
 317         /* clean-up, if needed */
 318         if (free_new_me)
 319                 vrf_map_elem_free(new_me);
 320
 321         return res;
 322 }
 323
 324 /* called with rtnl lock held */
 325 static void vrf_map_unregister_dev(struct net_device *dev)
 326 {
 327         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
 328         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 329         u32 table_id = vrf->tb_id;
 330         struct vrf_map_elem *me;
 331         int users;
 332
 333         vrf_map_lock(vmap);
 334
 335         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
 336         if (!me)
 337                 goto unlock;
 338
 339         list_del(&vrf->me_list);
 340
 341         users = --me->users;
 342         if (users == 1) {
 343                 --vmap->shared_tables;
 344         } else if (users == 0) {
 345                 vrf_map_del_elem(me);
 346
 347                 /* no one will refer to this element anymore */
 348                 vrf_map_elem_free(me);
 349         }
 350
 351 unlock:
 352         vrf_map_unlock(vmap);
 353 }
 354
 355 /* return the vrf device index associated with the table_id */
 356 static int vrf_ifindex_lookup_by_table_id(struct net *net, u32 table_id)
 357 {
 358         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
 359         struct vrf_map_elem *me;
 360         int ifindex;
 361
 362         vrf_map_lock(vmap);
 363
 364         if (!vmap->strict_mode) {
 365                 ifindex = -EPERM;
 366                 goto unlock;
 367         }
 368
 369         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
 370         if (!me) {
 371                 ifindex = -ENODEV;
 372                 goto unlock;
 373         }
 374
 375         ifindex = vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(me);
 376
 377 unlock:
 378         vrf_map_unlock(vmap);
 379
 380         return ifindex;
 381 }
 382
 383 /* by default VRF devices do not have a qdisc and are expected
 384  * to be created with only a single queue.
 385  */
 386 static bool qdisc_tx_is_default(const struct net_device *dev)
 387 {
 388         struct netdev_queue *txq;
 389         struct Qdisc *qdisc;
 390
 391         if (dev->num_tx_queues > 1)
 392                 return false;
 393
 394         txq = netdev_get_tx_queue(dev, 0);
 395         qdisc = rcu_access_pointer(txq->qdisc);
 396
 397         return !qdisc->enqueue;
 398 }
 399
 400 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
 401  * path, similar to loopback handling.
 402  */
 403 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
 404                           struct dst_entry *dst)
 405 {
 406         int len = skb->len;
 407
 408         skb_orphan(skb);
 409
 410         skb_dst_set(skb, dst);
 411
 412         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
 413          * once on Tx and again in Rx processing
 414          */
 415         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
 416
 417         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
 418
 419         if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
 420                 vrf_rx_stats(dev, len);
 421         else
 422                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
 423
 424         return NETDEV_TX_OK;
 425 }
 426
 427 static void vrf_nf_set_untracked(struct sk_buff *skb)
 428 {
 429         if (skb_get_nfct(skb) == 0)
 430                 nf_ct_set(skb, NULL, IP_CT_UNTRACKED);
 431 }
 432
 433 static void vrf_nf_reset_ct(struct sk_buff *skb)
 434 {
 435         if (skb_get_nfct(skb) == IP_CT_UNTRACKED)
 436                 nf_reset_ct(skb);
 437 }
 438
 439 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 440 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
 441                              struct sk_buff *skb)
 442 {
 443         int err;
 444
 445         vrf_nf_reset_ct(skb);
 446
 447         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
 448                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
 449
 450         if (likely(err == 1))
 451                 err = dst_output(net, sk, skb);
 452
 453         return err;
 454 }
 455
 456 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 457                                            struct net_device *dev)
 458 {
 459         const struct ipv6hdr *iph;
 460         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 461         struct flowi6 fl6;
 462         int ret = NET_XMIT_DROP;
 463         struct dst_entry *dst;
 464         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
 465
 466         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct ipv6hdr)))
 467                 goto err;
 468
 469         iph = ipv6_hdr(skb);
 470
 471         memset(&fl6, 0, sizeof(fl6));
 472         /* needed to match OIF rule */
 473         fl6.flowi6_oif = dev->ifindex;
 474         fl6.flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
 475         fl6.daddr = iph->daddr;
 476         fl6.saddr = iph->saddr;
 477         fl6.flowlabel = ip6_flowinfo(iph);
 478         fl6.flowi6_mark = skb->mark;
 479         fl6.flowi6_proto = iph->nexthdr;
 480         fl6.flowi6_flags = FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
 481
 482         dst = ip6_dst_lookup_flow(net, NULL, &fl6, NULL);
 483         if (IS_ERR(dst) || dst == dst_null)
 484                 goto err;
 485
 486         skb_dst_drop(skb);
 487
 488         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 489          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 490          * to Rx path
 491          */
 492         if (dst->dev == dev)
 493                 return vrf_local_xmit(skb, dev, dst);
 494
 495         skb_dst_set(skb, dst);
 496
 497         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 498         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 499
 500         memset(IP6CB(skb), 0, sizeof(*IP6CB(skb)));
 501         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
 502         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 503                 dev->stats.tx_errors++;
 504         else
 505                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 506
 507         return ret;
 508 err:
 509         vrf_tx_error(dev, skb);
 510         return NET_XMIT_DROP;
 511 }
 512 #else
 513 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
 514                                            struct net_device *dev)
 515 {
 516         vrf_tx_error(dev, skb);
 517         return NET_XMIT_DROP;
 518 }
 519 #endif
 520
 521 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
 522 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
 523                             struct sk_buff *skb)
 524 {
 525         int err;
 526
 527         vrf_nf_reset_ct(skb);
 528
 529         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
 530                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
 531         if (likely(err == 1))
 532                 err = dst_output(net, sk, skb);
 533
 534         return err;
 535 }
 536
 537 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
 538                                            struct net_device *vrf_dev)
 539 {
 540         struct iphdr *ip4h;
 541         int ret = NET_XMIT_DROP;
 542         struct flowi4 fl4;
 543         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 544         struct rtable *rt;
 545
 546         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct iphdr)))
 547                 goto err;
 548
 549         ip4h = ip_hdr(skb);
 550
 551         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
 552         /* needed to match OIF rule */
 553         fl4.flowi4_oif = vrf_dev->ifindex;
 554         fl4.flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
 555         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos);
 556         fl4.flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
 557         fl4.flowi4_proto = ip4h->protocol;
 558         fl4.daddr = ip4h->daddr;
 559         fl4.saddr = ip4h->saddr;
 560
 561         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
 562         if (IS_ERR(rt))
 563                 goto err;
 564
 565         skb_dst_drop(skb);
 566
 567         /* if dst.dev is loopback or the VRF device again this is locally
 568          * originated traffic destined to a local address. Short circuit
 569          * to Rx path
 570          */
 571         if (rt->dst.dev == vrf_dev)
 572                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, &rt->dst);
 573
 574         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
 575
 576         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
 577         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 578
 579         if (!ip4h->saddr) {
 580                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
 581                                                RT_SCOPE_LINK);
 582         }
 583
 584         memset(IPCB(skb), 0, sizeof(*IPCB(skb)));
 585         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
 586         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
 587                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
 588         else
 589                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
 590
 591 out:
 592         return ret;
 593 err:
 594         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 595         goto out;
 596 }
 597
 598 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 599 {
 600         switch (skb->protocol) {
 601         case htons(ETH_P_IP):
 602                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
 603         case htons(ETH_P_IPV6):
 604                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
 605         default:
 606                 vrf_tx_error(dev, skb);
 607                 return NET_XMIT_DROP;
 608         }
 609 }
 610
 611 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 612 {
 613         int len = skb->len;
 614         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
 615
 616         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
 617                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
 618
 619                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
 620                 dstats->tx_pkts++;
 621                 dstats->tx_bytes += len;
 622                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
 623         } else {
 624                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
 625         }
 626
 627         return ret;
 628 }
 629
 630 static void vrf_finish_direct(struct sk_buff *skb)
 631 {
 632         struct net_device *vrf_dev = skb->dev;
 633
 634         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all) &&
 635             likely(skb_headroom(skb) >= ETH_HLEN)) {
 636                 struct ethhdr *eth = skb_push(skb, ETH_HLEN);
 637
 638                 ether_addr_copy(eth->h_source, vrf_dev->dev_addr);
 639                 eth_zero_addr(eth->h_dest);
 640                 eth->h_proto = skb->protocol;
 641
 642                 rcu_read_lock_bh();
 643                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
 644                 rcu_read_unlock_bh();
 645
 646                 skb_pull(skb, ETH_HLEN);
 647         }
 648
 649         vrf_nf_reset_ct(skb);
 650 }
 651
 652 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 653 /* modelled after ip6_finish_output2 */
 654 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
 655                               struct sk_buff *skb)
 656 {
 657         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 658         struct net_device *dev = dst->dev;
 659         const struct in6_addr *nexthop;
 660         struct neighbour *neigh;
 661         int ret;
 662
 663         vrf_nf_reset_ct(skb);
 664
 665         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 666         skb->dev = dev;
 667
 668         rcu_read_lock_bh();
 669         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
 670         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
 671         if (unlikely(!neigh))
 672                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
 673         if (!IS_ERR(neigh)) {
 674                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
 675                 ret = neigh_output(neigh, skb, false);
 676                 rcu_read_unlock_bh();
 677                 return ret;
 678         }
 679         rcu_read_unlock_bh();
 680
 681         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
 682                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
 683         kfree_skb(skb);
 684         return -EINVAL;
 685 }
 686
 687 /* modelled after ip6_output */
 688 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 689 {
 690         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
 691                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
 692                             vrf_finish_output6,
 693                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
 694 }
 695
 696 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
 697  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
 698  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
 699  */
 700 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
 701                                             struct sk_buff *skb)
 702 {
 703         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 704         struct dst_entry *dst = NULL;
 705         struct rt6_info *rt6;
 706
 707         rcu_read_lock();
 708
 709         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
 710         if (likely(rt6)) {
 711                 dst = &rt6->dst;
 712                 dst_hold(dst);
 713         }
 714
 715         rcu_read_unlock();
 716
 717         if (unlikely(!dst)) {
 718                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 719                 return NULL;
 720         }
 721
 722         skb_dst_drop(skb);
 723         skb_dst_set(skb, dst);
 724
 725         return skb;
 726 }
 727
 728 static int vrf_output6_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 729                                      struct sk_buff *skb)
 730 {
 731         vrf_finish_direct(skb);
 732
 733         return vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
 734 }
 735
 736 static int vrf_output6_direct(struct net *net, struct sock *sk,
 737                               struct sk_buff *skb)
 738 {
 739         int err = 1;
 740
 741         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 742
 743         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
 744                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 745                               NULL, skb->dev, vrf_output6_direct_finish);
 746
 747         if (likely(err == 1))
 748                 vrf_finish_direct(skb);
 749
 750         return err;
 751 }
 752
 753 static int vrf_ip6_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 754                                      struct sk_buff *skb)
 755 {
 756         int err;
 757
 758         err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
 759         if (likely(err == 1))
 760                 err = vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
 761
 762         return err;
 763 }
 764
 765 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
 766                                           struct sock *sk,
 767                                           struct sk_buff *skb)
 768 {
 769         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
 770         int err;
 771
 772         skb->dev = vrf_dev;
 773
 774         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
 775                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip6_out_direct_finish);
 776
 777         if (likely(err == 1))
 778                 err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
 779
 780         if (likely(err == 1))
 781                 return skb;
 782
 783         return NULL;
 784 }
 785
 786 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
 787                                    struct sock *sk,
 788                                    struct sk_buff *skb)
 789 {
 790         /* don't divert link scope packets */
 791         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
 792                 return skb;
 793
 794         vrf_nf_set_untracked(skb);
 795
 796         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
 797             IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_XFRM_TRANSFORMED)
 798                 return vrf_ip6_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
 799
 800         return vrf_ip6_out_redirect(vrf_dev, skb);
 801 }
 802
 803 /* holding rtnl */
 804 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
 805 {
 806         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
 807         struct net *net = dev_net(dev);
 808         struct dst_entry *dst;
 809
 810         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
 811         synchronize_rcu();
 812
 813         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
 814          * - based on dst_ifdown
 815          */
 816         if (rt6) {
 817                 dst = &rt6->dst;
 818                 dev_put(dst->dev);
 819                 dst->dev = net->loopback_dev;
 820                 dev_hold(dst->dev);
 821                 dst_release(dst);
 822         }
 823 }
 824
 825 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 826 {
 827         int flags = DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM;
 828         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
 829         struct net *net = dev_net(dev);
 830         struct rt6_info *rt6;
 831         int rc = -ENOMEM;
 832
 833         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
 834         if (!ipv6_mod_enabled())
 835                 return 0;
 836
 837         vrf->fib6_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
 838         if (!vrf->fib6_table)
 839                 goto out;
 840
 841         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
 842         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
 843         if (!rt6)
 844                 goto out;
 845
 846         rt6->dst.output = vrf_output6;
 847
 848         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
 849
 850         rc = 0;
 851 out:
 852         return rc;
 853 }
 854 #else
 855 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
 856                                    struct sock *sk,
 857                                    struct sk_buff *skb)
 858 {
 859         return skb;
 860 }
 861
 862 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
 863 {
 864 }
 865
 866 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
 867 {
 868         return 0;
 869 }
 870 #endif
 871
 872 /* modelled after ip_finish_output2 */
 873 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 874 {
 875         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 876         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
 877         struct net_device *dev = dst->dev;
 878         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
 879         struct neighbour *neigh;
 880         bool is_v6gw = false;
 881         int ret = -EINVAL;
 882
 883         vrf_nf_reset_ct(skb);
 884
 885         /* Be paranoid, rather than too clever. */
 886         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
 887                 struct sk_buff *skb2;
 888
 889                 skb2 = skb_realloc_headroom(skb, LL_RESERVED_SPACE(dev));
 890                 if (!skb2) {
 891                         ret = -ENOMEM;
 892                         goto err;
 893                 }
 894                 if (skb->sk)
 895                         skb_set_owner_w(skb2, skb->sk);
 896
 897                 consume_skb(skb);
 898                 skb = skb2;
 899         }
 900
 901         rcu_read_lock_bh();
 902
 903         neigh = ip_neigh_for_gw(rt, skb, &is_v6gw);
 904         if (!IS_ERR(neigh)) {
 905                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
 906                 /* if crossing protocols, can not use the cached header */
 907                 ret = neigh_output(neigh, skb, is_v6gw);
 908                 rcu_read_unlock_bh();
 909                 return ret;
 910         }
 911
 912         rcu_read_unlock_bh();
 913 err:
 914         vrf_tx_error(skb->dev, skb);
 915         return ret;
 916 }
 917
 918 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 919 {
 920         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 921
 922         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
 923
 924         skb->dev = dev;
 925         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 926
 927         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
 928                             net, sk, skb, NULL, dev,
 929                             vrf_finish_output,
 930                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
 931 }
 932
 933 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
 934  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
 935  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
 936  */
 937 static struct sk_buff *vrf_ip_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
 938                                            struct sk_buff *skb)
 939 {
 940         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
 941         struct dst_entry *dst = NULL;
 942         struct rtable *rth;
 943
 944         rcu_read_lock();
 945
 946         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
 947         if (likely(rth)) {
 948                 dst = &rth->dst;
 949                 dst_hold(dst);
 950         }
 951
 952         rcu_read_unlock();
 953
 954         if (unlikely(!dst)) {
 955                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
 956                 return NULL;
 957         }
 958
 959         skb_dst_drop(skb);
 960         skb_dst_set(skb, dst);
 961
 962         return skb;
 963 }
 964
 965 static int vrf_output_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 966                                     struct sk_buff *skb)
 967 {
 968         vrf_finish_direct(skb);
 969
 970         return vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
 971 }
 972
 973 static int vrf_output_direct(struct net *net, struct sock *sk,
 974                              struct sk_buff *skb)
 975 {
 976         int err = 1;
 977
 978         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
 979
 980         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
 981                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 982                               NULL, skb->dev, vrf_output_direct_finish);
 983
 984         if (likely(err == 1))
 985                 vrf_finish_direct(skb);
 986
 987         return err;
 988 }
 989
 990 static int vrf_ip_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 991                                     struct sk_buff *skb)
 992 {
 993         int err;
 994
 995         err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
 996         if (likely(err == 1))
 997                 err = vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
 998
 999         return err;
1000 }
1001
1002 static struct sk_buff *vrf_ip_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
1003                                          struct sock *sk,
1004                                          struct sk_buff *skb)
1005 {
1006         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1007         int err;
1008
1009         skb->dev = vrf_dev;
1010
1011         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
1012                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip_out_direct_finish);
1013
1014         if (likely(err == 1))
1015                 err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
1016
1017         if (likely(err == 1))
1018                 return skb;
1019
1020         return NULL;
1021 }
1022
1023 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
1024                                   struct sock *sk,
1025                                   struct sk_buff *skb)
1026 {
1027         /* don't divert multicast or local broadcast */
1028         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr) ||
1029             ipv4_is_lbcast(ip_hdr(skb)->daddr))
1030                 return skb;
1031
1032         vrf_nf_set_untracked(skb);
1033
1034         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
1035             IPCB(skb)->flags & IPSKB_XFRM_TRANSFORMED)
1036                 return vrf_ip_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
1037
1038         return vrf_ip_out_redirect(vrf_dev, skb);
1039 }
1040
1041 /* called with rcu lock held */
1042 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
1043                                   struct sock *sk,
1044                                   struct sk_buff *skb,
1045                                   u16 proto)
1046 {
1047         switch (proto) {
1048         case AF_INET:
1049                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
1050         case AF_INET6:
1051                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
1052         }
1053
1054         return skb;
1055 }
1056
1057 /* holding rtnl */
1058 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
1059 {
1060         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
1061         struct net *net = dev_net(dev);
1062         struct dst_entry *dst;
1063
1064         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
1065         synchronize_rcu();
1066
1067         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
1068          * - based on dst_ifdown
1069          */
1070         if (rth) {
1071                 dst = &rth->dst;
1072                 dev_put(dst->dev);
1073                 dst->dev = net->loopback_dev;
1074                 dev_hold(dst->dev);
1075                 dst_release(dst);
1076         }
1077 }
1078
1079 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
1080 {
1081         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1082         struct rtable *rth;
1083
1084         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
1085                 return -ENOMEM;
1086
1087         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
1088         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1);
1089         if (!rth)
1090                 return -ENOMEM;
1091
1092         rth->dst.output = vrf_output;
1093
1094         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
1095
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 /**************************** device handling ********************/
1100
1101 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
1102 static void cycle_netdev(struct net_device *dev,
1103                          struct netlink_ext_ack *extack)
1104 {
1105         unsigned int flags = dev->flags;
1106         int ret;
1107
1108         if (!netif_running(dev))
1109                 return;
1110
1111         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP, extack);
1112         if (ret >= 0)
1113                 ret = dev_change_flags(dev, flags, extack);
1114
1115         if (ret < 0) {
1116                 netdev_err(dev,
1117                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
1118                            dev->name);
1119         }
1120 }
1121
1122 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1123                             struct netlink_ext_ack *extack)
1124 {
1125         int ret;
1126
1127         /* do not allow loopback device to be enslaved to a VRF.
1128          * The vrf device acts as the loopback for the vrf.
1129          */
1130         if (port_dev == dev_net(dev)->loopback_dev) {
1131                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1132                                "Can not enslave loopback device to a VRF");
1133                 return -EOPNOTSUPP;
1134         }
1135
1136         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
1137         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL, extack);
1138         if (ret < 0)
1139                 goto err;
1140
1141         cycle_netdev(port_dev, extack);
1142
1143         return 0;
1144
1145 err:
1146         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1147         return ret;
1148 }
1149
1150 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1151                          struct netlink_ext_ack *extack)
1152 {
1153         if (netif_is_l3_master(port_dev)) {
1154                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1155                                "Can not enslave an L3 master device to a VRF");
1156                 return -EINVAL;
1157         }
1158
1159         if (netif_is_l3_slave(port_dev))
1160                 return -EINVAL;
1161
1162         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev, extack);
1163 }
1164
1165 /* inverse of do_vrf_add_slave */
1166 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1167 {
1168         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
1169         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1170
1171         cycle_netdev(port_dev, NULL);
1172
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1177 {
1178         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
1179 }
1180
1181 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
1182 {
1183         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1184
1185         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1186         vrf_rt6_release(dev, vrf);
1187
1188         free_percpu(dev->dstats);
1189         dev->dstats = NULL;
1190 }
1191
1192 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
1193 {
1194         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1195
1196         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
1197         if (!dev->dstats)
1198                 goto out_nomem;
1199
1200         /* create the default dst which points back to us */
1201         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
1202                 goto out_stats;
1203
1204         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
1205                 goto out_rth;
1206
1207         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
1208
1209         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
1210         dev->operstate = IF_OPER_UP;
1211         netdev_lockdep_set_classes(dev);
1212         return 0;
1213
1214 out_rth:
1215         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1216 out_stats:
1217         free_percpu(dev->dstats);
1218         dev->dstats = NULL;
1219 out_nomem:
1220         return -ENOMEM;
1221 }
1222
1223 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
1224         .ndo_init               = vrf_dev_init,
1225         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
1226         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
1227         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1228         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
1229         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
1230         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
1231 };
1232
1233 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
1234 {
1235         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1236
1237         return vrf->tb_id;
1238 }
1239
1240 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1241 {
1242         kfree_skb(skb);
1243         return 0;
1244 }
1245
1246 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
1247                                       struct sk_buff *skb,
1248                                       struct net_device *dev)
1249 {
1250         struct net *net = dev_net(dev);
1251
1252         if (nf_hook(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) != 1)
1253                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
1254
1255         return skb;
1256 }
1257
1258 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1259 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
1260  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
1261  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
1262  * a start.
1263  */
1264 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
1265 {
1266         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1267         bool rc = false;
1268
1269         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
1270                 const struct icmp6hdr *icmph;
1271                 struct icmp6hdr _icmph;
1272
1273                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
1274                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
1275                 if (!icmph)
1276                         goto out;
1277
1278                 switch (icmph->icmp6_type) {
1279                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
1280                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
1281                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
1282                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
1283                 case NDISC_REDIRECT:
1284                         rc = true;
1285                         break;
1286                 }
1287         }
1288
1289 out:
1290         return rc;
1291 }
1292
1293 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
1294                                              const struct net_device *dev,
1295                                              struct flowi6 *fl6,
1296                                              int ifindex,
1297                                              const struct sk_buff *skb,
1298                                              int flags)
1299 {
1300         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1301
1302         return ip6_pol_route(net, vrf->fib6_table, ifindex, fl6, skb, flags);
1303 }
1304
1305 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
1306                               int ifindex)
1307 {
1308         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1309         struct flowi6 fl6 = {
1310                 .flowi6_iif     = ifindex,
1311                 .flowi6_mark    = skb->mark,
1312                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
1313                 .daddr          = iph->daddr,
1314                 .saddr          = iph->saddr,
1315                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
1316         };
1317         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1318         struct rt6_info *rt6;
1319
1320         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex, skb,
1321                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
1322         if (unlikely(!rt6))
1323                 return;
1324
1325         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
1326                 return;
1327
1328         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
1329 }
1330
1331 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1332                                    struct sk_buff *skb)
1333 {
1334         int orig_iif = skb->skb_iif;
1335         bool need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
1336         bool is_ndisc = ipv6_ndisc_frame(skb);
1337
1338         /* loopback, multicast & non-ND link-local traffic; do not push through
1339          * packet taps again. Reset pkt_type for upper layers to process skb.
1340          * For strict packets with a source LLA, determine the dst using the
1341          * original ifindex.
1342          */
1343         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK || (need_strict && !is_ndisc)) {
1344                 skb->dev = vrf_dev;
1345                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1346                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1347
1348                 if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK)
1349                         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1350                 else if (ipv6_addr_type(&ipv6_hdr(skb)->saddr) & IPV6_ADDR_LINKLOCAL)
1351                         vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1352
1353                 goto out;
1354         }
1355
1356         /* if packet is NDISC then keep the ingress interface */
1357         if (!is_ndisc) {
1358                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1359                 skb->dev = vrf_dev;
1360                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1361
1362                 if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1363                         skb_push(skb, skb->mac_len);
1364                         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1365                         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1366                 }
1367
1368                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1369         }
1370
1371         if (need_strict)
1372                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1373
1374         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1375 out:
1376         return skb;
1377 }
1378
1379 #else
1380 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1381                                    struct sk_buff *skb)
1382 {
1383         return skb;
1384 }
1385 #endif
1386
1387 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1388                                   struct sk_buff *skb)
1389 {
1390         skb->dev = vrf_dev;
1391         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1392         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1393
1394         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1395                 goto out;
1396
1397         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1398          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1399          */
1400         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1401                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1402                 goto out;
1403         }
1404
1405         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1406
1407         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1408                 skb_push(skb, skb->mac_len);
1409                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1410                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
1411         }
1412
1413         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1414 out:
1415         return skb;
1416 }
1417
1418 /* called with rcu lock held */
1419 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1420                                   struct sk_buff *skb,
1421                                   u16 proto)
1422 {
1423         switch (proto) {
1424         case AF_INET:
1425                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1426         case AF_INET6:
1427                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1428         }
1429
1430         return skb;
1431 }
1432
1433 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1434 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1435  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1436  * Note: Caller to this function must hold rcu_read_lock() and no refcnt
1437  * is taken on the dst by this function.
1438  */
1439 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1440                                               struct flowi6 *fl6)
1441 {
1442         struct net *net = dev_net(dev);
1443         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE | RT6_LOOKUP_F_DST_NOREF;
1444         struct dst_entry *dst = NULL;
1445         struct rt6_info *rt;
1446
1447         /* VRF device does not have a link-local address and
1448          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1449          * a VRF device does not make sense
1450          */
1451         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1452                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1453                 return dst;
1454         }
1455
1456         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1457                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1458
1459         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, NULL, flags);
1460         if (rt)
1461                 dst = &rt->dst;
1462
1463         return dst;
1464 }
1465 #endif
1466
1467 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1468         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1469         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1470         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1471 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1472         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1473 #endif
1474 };
1475
1476 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1477                             struct ethtool_drvinfo *info)
1478 {
1479         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1480         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1481 }
1482
1483 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1484         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1485 };
1486
1487 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1488 {
1489         size_t sz;
1490
1491         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1492         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1493         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1494         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_PROTOCOL */
1495
1496         return sz;
1497 }
1498
1499 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1500 {
1501         struct fib_rule_hdr *frh;
1502         struct nlmsghdr *nlh;
1503         struct sk_buff *skb;
1504         int err;
1505
1506         if ((family == AF_INET6 || family == RTNL_FAMILY_IP6MR) &&
1507             !ipv6_mod_enabled())
1508                 return 0;
1509
1510         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1511         if (!skb)
1512                 return -ENOMEM;
1513
1514         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1515         if (!nlh)
1516                 goto nla_put_failure;
1517
1518         /* rule only needs to appear once */
1519         nlh->nlmsg_flags |= NLM_F_EXCL;
1520
1521         frh = nlmsg_data(nlh);
1522         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1523         frh->family = family;
1524         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1525
1526         if (nla_put_u8(skb, FRA_PROTOCOL, RTPROT_KERNEL))
1527                 goto nla_put_failure;
1528
1529         if (nla_put_u8(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1530                 goto nla_put_failure;
1531
1532         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1533                 goto nla_put_failure;
1534
1535         nlmsg_end(skb, nlh);
1536
1537         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1538         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1539         if (add_it) {
1540                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh, NULL);
1541                 if (err == -EEXIST)
1542                         err = 0;
1543         } else {
1544                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh, NULL);
1545                 if (err == -ENOENT)
1546                         err = 0;
1547         }
1548         nlmsg_free(skb);
1549
1550         return err;
1551
1552 nla_put_failure:
1553         nlmsg_free(skb);
1554
1555         return -EMSGSIZE;
1556 }
1557
1558 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1559 {
1560         int err;
1561
1562         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1563         if (err < 0)
1564                 goto out_err;
1565
1566         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1567         if (err < 0)
1568                 goto ipv6_err;
1569
1570 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1571         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1572         if (err < 0)
1573                 goto ipmr_err;
1574 #endif
1575
1576 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1577         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IP6MR, true);
1578         if (err < 0)
1579                 goto ip6mr_err;
1580 #endif
1581
1582         return 0;
1583
1584 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1585 ip6mr_err:
1586         vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR,  false);
1587 #endif
1588
1589 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1590 ipmr_err:
1591         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1592 #endif
1593
1594 ipv6_err:
1595         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1596
1597 out_err:
1598         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1599         return err;
1600 }
1601
1602 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1603 {
1604         ether_setup(dev);
1605
1606         /* Initialize the device structure. */
1607         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1608         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1609         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1610         dev->needs_free_netdev = true;
1611
1612         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1613         eth_hw_addr_random(dev);
1614
1615         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1616         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1617
1618         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1619         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1620
1621         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1622         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1623
1624         /* enable offload features */
1625         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1626         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_SCTP_CRC;
1627         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1628
1629         dev->hw_features = dev->features;
1630         dev->hw_enc_features = dev->features;
1631
1632         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1633         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1634         dev->priv_flags |= IFF_NO_RX_HANDLER;
1635         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1636
1637         /* VRF devices do not care about MTU, but if the MTU is set
1638          * too low then the ipv4 and ipv6 protocols are disabled
1639          * which breaks networking.
1640          */
1641         dev->min_mtu = IPV6_MIN_MTU;
1642         dev->max_mtu = IP6_MAX_MTU;
1643         dev->mtu = dev->max_mtu;
1644 }
1645
1646 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1647                         struct netlink_ext_ack *extack)
1648 {
1649         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1650                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1651                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1652                         return -EINVAL;
1653                 }
1654                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1655                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1656                         return -EADDRNOTAVAIL;
1657                 }
1658         }
1659         return 0;
1660 }
1661
1662 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1663 {
1664         struct net_device *port_dev;
1665         struct list_head *iter;
1666
1667         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
1668                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
1669
1670         vrf_map_unregister_dev(dev);
1671
1672         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1673 }
1674
1675 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1676                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1677                        struct netlink_ext_ack *extack)
1678 {
1679         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1680         struct netns_vrf *nn_vrf;
1681         bool *add_fib_rules;
1682         struct net *net;
1683         int err;
1684
1685         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE]) {
1686                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "VRF table id is missing");
1687                 return -EINVAL;
1688         }
1689
1690         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1691         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC) {
1692                 NL_SET_ERR_MSG_ATTR(extack, data[IFLA_VRF_TABLE],
1693                                     "Invalid VRF table id");
1694                 return -EINVAL;
1695         }
1696
1697         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1698
1699         err = register_netdevice(dev);
1700         if (err)
1701                 goto out;
1702
1703         /* mapping between table_id and vrf;
1704          * note: such binding could not be done in the dev init function
1705          * because dev->ifindex id is not available yet.
1706          */
1707         vrf->ifindex = dev->ifindex;
1708
1709         err = vrf_map_register_dev(dev, extack);
1710         if (err) {
1711                 unregister_netdevice(dev);
1712                 goto out;
1713         }
1714
1715         net = dev_net(dev);
1716         nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1717
1718         add_fib_rules = &nn_vrf->add_fib_rules;
1719         if (*add_fib_rules) {
1720                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1721                 if (err) {
1722                         vrf_map_unregister_dev(dev);
1723                         unregister_netdevice(dev);
1724                         goto out;
1725                 }
1726                 *add_fib_rules = false;
1727         }
1728
1729 out:
1730         return err;
1731 }
1732
1733 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1734 {
1735         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1736 }
1737
1738 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1739                         const struct net_device *dev)
1740 {
1741         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1742
1743         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1744 }
1745
1746 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1747                                  const struct net_device *slave_dev)
1748 {
1749         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1750 }
1751
1752 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1753                                const struct net_device *vrf_dev,
1754                                const struct net_device *slave_dev)
1755 {
1756         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1757
1758         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1759                 return -EMSGSIZE;
1760
1761         return 0;
1762 }
1763
1764 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1765         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1766 };
1767
1768 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1769         .kind           = DRV_NAME,
1770         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1771
1772         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1773         .policy         = vrf_nl_policy,
1774         .validate       = vrf_validate,
1775         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1776
1777         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1778         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1779
1780         .newlink        = vrf_newlink,
1781         .dellink        = vrf_dellink,
1782         .setup          = vrf_setup,
1783         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1784 };
1785
1786 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1787                             unsigned long event, void *ptr)
1788 {
1789         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1790
1791         /* only care about unregister events to drop slave references */
1792         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1793                 struct net_device *vrf_dev;
1794
1795                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1796                         goto out;
1797
1798                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1799                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1800         }
1801 out:
1802         return NOTIFY_DONE;
1803 }
1804
1805 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1806         .notifier_call = vrf_device_event,
1807 };
1808
1809 static int vrf_map_init(struct vrf_map *vmap)
1810 {
1811         spin_lock_init(&vmap->vmap_lock);
1812         hash_init(vmap->ht);
1813
1814         vmap->strict_mode = false;
1815
1816         return 0;
1817 }
1818
1819 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1820 static bool vrf_strict_mode(struct vrf_map *vmap)
1821 {
1822         bool strict_mode;
1823
1824         vrf_map_lock(vmap);
1825         strict_mode = vmap->strict_mode;
1826         vrf_map_unlock(vmap);
1827
1828         return strict_mode;
1829 }
1830
1831 static int vrf_strict_mode_change(struct vrf_map *vmap, bool new_mode)
1832 {
1833         bool *cur_mode;
1834         int res = 0;
1835
1836         vrf_map_lock(vmap);
1837
1838         cur_mode = &vmap->strict_mode;
1839         if (*cur_mode == new_mode)
1840                 goto unlock;
1841
1842         if (*cur_mode) {
1843                 /* disable strict mode */
1844                 *cur_mode = false;
1845         } else {
1846                 if (vmap->shared_tables) {
1847                         /* we cannot allow strict_mode because there are some
1848                          * vrfs that share one or more tables.
1849                          */
1850                         res = -EBUSY;
1851                         goto unlock;
1852                 }
1853
1854                 /* no tables are shared among vrfs, so we can go back
1855                  * to 1:1 association between a vrf with its table.
1856                  */
1857                 *cur_mode = true;
1858         }
1859
1860 unlock:
1861         vrf_map_unlock(vmap);
1862
1863         return res;
1864 }
1865
1866 static int vrf_shared_table_handler(struct ctl_table *table, int write,
1867                                     void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1868 {
1869         struct net *net = (struct net *)table->extra1;
1870         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
1871         int proc_strict_mode = 0;
1872         struct ctl_table tmp = {
1873                 .procname       = table->procname,
1874                 .data           = &proc_strict_mode,
1875                 .maxlen         = sizeof(int),
1876                 .mode           = table->mode,
1877                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
1878                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
1879         };
1880         int ret;
1881
1882         if (!write)
1883                 proc_strict_mode = vrf_strict_mode(vmap);
1884
1885         ret = proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
1886
1887         if (write && ret == 0)
1888                 ret = vrf_strict_mode_change(vmap, (bool)proc_strict_mode);
1889
1890         return ret;
1891 }
1892
1893 static const struct ctl_table vrf_table[] = {
1894         {
1895                 .procname       = "strict_mode",
1896                 .data           = NULL,
1897                 .maxlen         = sizeof(int),
1898                 .mode           = 0644,
1899                 .proc_handler   = vrf_shared_table_handler,
1900                 /* set by the vrf_netns_init */
1901                 .extra1         = NULL,
1902         },
1903         { },
1904 };
1905
1906 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1907 {
1908         struct ctl_table *table;
1909
1910         table = kmemdup(vrf_table, sizeof(vrf_table), GFP_KERNEL);
1911         if (!table)
1912                 return -ENOMEM;
1913
1914         /* init the extra1 parameter with the reference to current netns */
1915         table[0].extra1 = net;
1916
1917         nn_vrf->ctl_hdr = register_net_sysctl(net, "net/vrf", table);
1918         if (!nn_vrf->ctl_hdr) {
1919                 kfree(table);
1920                 return -ENOMEM;
1921         }
1922
1923         return 0;
1924 }
1925
1926 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1927 {
1928         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1929         struct ctl_table *table;
1930
1931         table = nn_vrf->ctl_hdr->ctl_table_arg;
1932         unregister_net_sysctl_table(nn_vrf->ctl_hdr);
1933         kfree(table);
1934 }
1935 #else
1936 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1937 {
1938         return 0;
1939 }
1940
1941 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1942 {
1943 }
1944 #endif
1945
1946 /* Initialize per network namespace state */
1947 static int __net_init vrf_netns_init(struct net *net)
1948 {
1949         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1950
1951         nn_vrf->add_fib_rules = true;
1952         vrf_map_init(&nn_vrf->vmap);
1953
1954         return vrf_netns_init_sysctl(net, nn_vrf);
1955 }
1956
1957 static void __net_exit vrf_netns_exit(struct net *net)
1958 {
1959         vrf_netns_exit_sysctl(net);
1960 }
1961
1962 static struct pernet_operations vrf_net_ops __net_initdata = {
1963         .init = vrf_netns_init,
1964         .exit = vrf_netns_exit,
1965         .id   = &vrf_net_id,
1966         .size = sizeof(struct netns_vrf),
1967 };
1968
1969 static int __init vrf_init_module(void)
1970 {
1971         int rc;
1972
1973         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1974
1975         rc = register_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
1976         if (rc < 0)
1977                 goto error;
1978
1979         rc = l3mdev_table_lookup_register(L3MDEV_TYPE_VRF,
1980                                           vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
1981         if (rc < 0)
1982                 goto unreg_pernet;
1983
1984         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
1985         if (rc < 0)
1986                 goto table_lookup_unreg;
1987
1988         return 0;
1989
1990 table_lookup_unreg:
1991         l3mdev_table_lookup_unregister(L3MDEV_TYPE_VRF,
1992                                        vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
1993
1994 unreg_pernet:
1995         unregister_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
1996
1997 error:
1998         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
1999         return rc;
2000 }
2001
2002 module_init(vrf_init_module);
2003 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
2004 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
2005 MODULE_LICENSE("GPL");
2006 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
2007 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);