net/ipv6/seg6_iptunnel.c

   1 /*
   2  *  SR-IPv6 implementation
   3  *
   4  *  Author:
   5  *  David Lebrun <david.lebrun@uclouvain.be>
   6  *
   7  *
   8  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  *        modify it under the terms of the GNU General Public License
  10  *        as published by the Free Software Foundation; either version
  11  *        2 of the License, or (at your option) any later version.
  12  */
  13
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/skbuff.h>
  16 #include <linux/net.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <net/ip.h>
  19 #include <net/ip_tunnels.h>
  20 #include <net/lwtunnel.h>
  21 #include <net/netevent.h>
  22 #include <net/netns/generic.h>
  23 #include <net/ip6_fib.h>
  24 #include <net/route.h>
  25 #include <net/seg6.h>
  26 #include <linux/seg6.h>
  27 #include <linux/seg6_iptunnel.h>
  28 #include <net/addrconf.h>
  29 #include <net/ip6_route.h>
  30 #include <net/dst_cache.h>
  31 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
  32 #include <net/seg6_hmac.h>
  33 #endif
  34
  35 struct seg6_lwt {
  36         struct dst_cache cache;
  37         struct seg6_iptunnel_encap tuninfo[0];
  38 };
  39
  40 static inline struct seg6_lwt *seg6_lwt_lwtunnel(struct lwtunnel_state *lwt)
  41 {
  42         return (struct seg6_lwt *)lwt->data;
  43 }
  44
  45 static inline struct seg6_iptunnel_encap *
  46 seg6_encap_lwtunnel(struct lwtunnel_state *lwt)
  47 {
  48         return seg6_lwt_lwtunnel(lwt)->tuninfo;
  49 }
  50
  51 static const struct nla_policy seg6_iptunnel_policy[SEG6_IPTUNNEL_MAX + 1] = {
  52         [SEG6_IPTUNNEL_SRH]     = { .type = NLA_BINARY },
  53 };
  54
  55 static int nla_put_srh(struct sk_buff *skb, int attrtype,
  56                        struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo)
  57 {
  58         struct seg6_iptunnel_encap *data;
  59         struct nlattr *nla;
  60         int len;
  61
  62         len = SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(tuninfo);
  63
  64         nla = nla_reserve(skb, attrtype, len);
  65         if (!nla)
  66                 return -EMSGSIZE;
  67
  68         data = nla_data(nla);
  69         memcpy(data, tuninfo, len);
  70
  71         return 0;
  72 }
  73
  74 static void set_tun_src(struct net *net, struct net_device *dev,
  75                         struct in6_addr *daddr, struct in6_addr *saddr)
  76 {
  77         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
  78         struct in6_addr *tun_src;
  79
  80         rcu_read_lock();
  81
  82         tun_src = rcu_dereference(sdata->tun_src);
  83
  84         if (!ipv6_addr_any(tun_src)) {
  85                 memcpy(saddr, tun_src, sizeof(struct in6_addr));
  86         } else {
  87                 ipv6_dev_get_saddr(net, dev, daddr, IPV6_PREFER_SRC_PUBLIC,
  88                                    saddr);
  89         }
  90
  91         rcu_read_unlock();
  92 }
  93
  94 /* Compute flowlabel for outer IPv6 header */
  95 static __be32 seg6_make_flowlabel(struct net *net, struct sk_buff *skb,
  96                                   struct ipv6hdr *inner_hdr)
  97 {
  98         int do_flowlabel = net->ipv6.sysctl.seg6_flowlabel;
  99         __be32 flowlabel = 0;
 100         u32 hash;
 101
 102         if (do_flowlabel > 0) {
 103                 hash = skb_get_hash(skb);
 104                 hash = rol32(hash, 16);
 105                 flowlabel = (__force __be32)hash & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
 106         } else if (!do_flowlabel && skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 107                 flowlabel = ip6_flowlabel(inner_hdr);
 108         }
 109         return flowlabel;
 110 }
 111
 112 /* encapsulate an IPv6 packet within an outer IPv6 header with a given SRH */
 113 int seg6_do_srh_encap(struct sk_buff *skb, struct ipv6_sr_hdr *osrh, int proto)
 114 {
 115         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 116         struct net *net = dev_net(dst->dev);
 117         struct ipv6hdr *hdr, *inner_hdr;
 118         struct ipv6_sr_hdr *isrh;
 119         int hdrlen, tot_len, err;
 120         __be32 flowlabel;
 121
 122         hdrlen = (osrh->hdrlen + 1) << 3;
 123         tot_len = hdrlen + sizeof(*hdr);
 124
 125         err = skb_cow_head(skb, tot_len + skb->mac_len);
 126         if (unlikely(err))
 127                 return err;
 128
 129         inner_hdr = ipv6_hdr(skb);
 130         flowlabel = seg6_make_flowlabel(net, skb, inner_hdr);
 131
 132         skb_push(skb, tot_len);
 133         skb_reset_network_header(skb);
 134         skb_mac_header_rebuild(skb);
 135         hdr = ipv6_hdr(skb);
 136
 137         /* inherit tc, flowlabel and hlim
 138          * hlim will be decremented in ip6_forward() afterwards and
 139          * decapsulation will overwrite inner hlim with outer hlim
 140          */
 141
 142         if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 143                 ip6_flow_hdr(hdr, ip6_tclass(ip6_flowinfo(inner_hdr)),
 144                              flowlabel);
 145                 hdr->hop_limit = inner_hdr->hop_limit;
 146         } else {
 147                 ip6_flow_hdr(hdr, 0, flowlabel);
 148                 hdr->hop_limit = ip6_dst_hoplimit(skb_dst(skb));
 149
 150                 memset(IP6CB(skb), 0, sizeof(*IP6CB(skb)));
 151
 152                 /* the control block has been erased, so we have to set the
 153                  * iif once again.
 154                  * We read the receiving interface index directly from the
 155                  * skb->skb_iif as it is done in the IPv4 receiving path (i.e.:
 156                  * ip_rcv_core(...)).
 157                  */
 158                 IP6CB(skb)->iif = skb->skb_iif;
 159         }
 160
 161         hdr->nexthdr = NEXTHDR_ROUTING;
 162
 163         isrh = (void *)hdr + sizeof(*hdr);
 164         memcpy(isrh, osrh, hdrlen);
 165
 166         isrh->nexthdr = proto;
 167
 168         hdr->daddr = isrh->segments[isrh->first_segment];
 169         set_tun_src(net, dst->dev, &hdr->daddr, &hdr->saddr);
 170
 171 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
 172         if (sr_has_hmac(isrh)) {
 173                 err = seg6_push_hmac(net, &hdr->saddr, isrh);
 174                 if (unlikely(err))
 175                         return err;
 176         }
 177 #endif
 178
 179         skb_postpush_rcsum(skb, hdr, tot_len);
 180
 181         return 0;
 182 }
 183 EXPORT_SYMBOL_GPL(seg6_do_srh_encap);
 184
 185 /* insert an SRH within an IPv6 packet, just after the IPv6 header */
 186 int seg6_do_srh_inline(struct sk_buff *skb, struct ipv6_sr_hdr *osrh)
 187 {
 188         struct ipv6hdr *hdr, *oldhdr;
 189         struct ipv6_sr_hdr *isrh;
 190         int hdrlen, err;
 191
 192         hdrlen = (osrh->hdrlen + 1) << 3;
 193
 194         err = skb_cow_head(skb, hdrlen + skb->mac_len);
 195         if (unlikely(err))
 196                 return err;
 197
 198         oldhdr = ipv6_hdr(skb);
 199
 200         skb_pull(skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 201         skb_postpull_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 202                            sizeof(struct ipv6hdr));
 203
 204         skb_push(skb, sizeof(struct ipv6hdr) + hdrlen);
 205         skb_reset_network_header(skb);
 206         skb_mac_header_rebuild(skb);
 207
 208         hdr = ipv6_hdr(skb);
 209
 210         memmove(hdr, oldhdr, sizeof(*hdr));
 211
 212         isrh = (void *)hdr + sizeof(*hdr);
 213         memcpy(isrh, osrh, hdrlen);
 214
 215         isrh->nexthdr = hdr->nexthdr;
 216         hdr->nexthdr = NEXTHDR_ROUTING;
 217
 218         isrh->segments[0] = hdr->daddr;
 219         hdr->daddr = isrh->segments[isrh->first_segment];
 220
 221 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
 222         if (sr_has_hmac(isrh)) {
 223                 struct net *net = dev_net(skb_dst(skb)->dev);
 224
 225                 err = seg6_push_hmac(net, &hdr->saddr, isrh);
 226                 if (unlikely(err))
 227                         return err;
 228         }
 229 #endif
 230
 231         skb_postpush_rcsum(skb, hdr, sizeof(struct ipv6hdr) + hdrlen);
 232
 233         return 0;
 234 }
 235 EXPORT_SYMBOL_GPL(seg6_do_srh_inline);
 236
 237 static int seg6_do_srh(struct sk_buff *skb)
 238 {
 239         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 240         struct seg6_iptunnel_encap *tinfo;
 241         int proto, err = 0;
 242
 243         tinfo = seg6_encap_lwtunnel(dst->lwtstate);
 244
 245         switch (tinfo->mode) {
 246         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
 247                 if (skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6))
 248                         return -EINVAL;
 249
 250                 err = seg6_do_srh_inline(skb, tinfo->srh);
 251                 if (err)
 252                         return err;
 253                 break;
 254         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
 255                 err = iptunnel_handle_offloads(skb, SKB_GSO_IPXIP6);
 256                 if (err)
 257                         return err;
 258
 259                 if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6))
 260                         proto = IPPROTO_IPV6;
 261                 else if (skb->protocol == htons(ETH_P_IP))
 262                         proto = IPPROTO_IPIP;
 263                 else
 264                         return -EINVAL;
 265
 266                 err = seg6_do_srh_encap(skb, tinfo->srh, proto);
 267                 if (err)
 268                         return err;
 269
 270                 skb_set_inner_transport_header(skb, skb_transport_offset(skb));
 271                 skb_set_inner_protocol(skb, skb->protocol);
 272                 skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 273                 break;
 274         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
 275                 if (!skb_mac_header_was_set(skb))
 276                         return -EINVAL;
 277
 278                 if (pskb_expand_head(skb, skb->mac_len, 0, GFP_ATOMIC) < 0)
 279                         return -ENOMEM;
 280
 281                 skb_mac_header_rebuild(skb);
 282                 skb_push(skb, skb->mac_len);
 283
 284                 err = seg6_do_srh_encap(skb, tinfo->srh, NEXTHDR_NONE);
 285                 if (err)
 286                         return err;
 287
 288                 skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 289                 break;
 290         }
 291
 292         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(skb->len - sizeof(struct ipv6hdr));
 293         skb_set_transport_header(skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 294
 295         return 0;
 296 }
 297
 298 static int seg6_input(struct sk_buff *skb)
 299 {
 300         struct dst_entry *orig_dst = skb_dst(skb);
 301         struct dst_entry *dst = NULL;
 302         struct seg6_lwt *slwt;
 303         int err;
 304
 305         err = seg6_do_srh(skb);
 306         if (unlikely(err)) {
 307                 kfree_skb(skb);
 308                 return err;
 309         }
 310
 311         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(orig_dst->lwtstate);
 312
 313         preempt_disable();
 314         dst = dst_cache_get(&slwt->cache);
 315         preempt_enable();
 316
 317         skb_dst_drop(skb);
 318
 319         if (!dst) {
 320                 ip6_route_input(skb);
 321                 dst = skb_dst(skb);
 322                 if (!dst->error) {
 323                         preempt_disable();
 324                         dst_cache_set_ip6(&slwt->cache, dst,
 325                                           &ipv6_hdr(skb)->saddr);
 326                         preempt_enable();
 327                 }
 328         } else {
 329                 skb_dst_set(skb, dst);
 330         }
 331
 332         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(dst->dev));
 333         if (unlikely(err))
 334                 return err;
 335
 336         return dst_input(skb);
 337 }
 338
 339 static int seg6_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 340 {
 341         struct dst_entry *orig_dst = skb_dst(skb);
 342         struct dst_entry *dst = NULL;
 343         struct seg6_lwt *slwt;
 344         int err = -EINVAL;
 345
 346         err = seg6_do_srh(skb);
 347         if (unlikely(err))
 348                 goto drop;
 349
 350         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(orig_dst->lwtstate);
 351
 352         preempt_disable();
 353         dst = dst_cache_get(&slwt->cache);
 354         preempt_enable();
 355
 356         if (unlikely(!dst)) {
 357                 struct ipv6hdr *hdr = ipv6_hdr(skb);
 358                 struct flowi6 fl6;
 359
 360                 memset(&fl6, 0, sizeof(fl6));
 361                 fl6.daddr = hdr->daddr;
 362                 fl6.saddr = hdr->saddr;
 363                 fl6.flowlabel = ip6_flowinfo(hdr);
 364                 fl6.flowi6_mark = skb->mark;
 365                 fl6.flowi6_proto = hdr->nexthdr;
 366
 367                 dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
 368                 if (dst->error) {
 369                         err = dst->error;
 370                         dst_release(dst);
 371                         goto drop;
 372                 }
 373
 374                 preempt_disable();
 375                 dst_cache_set_ip6(&slwt->cache, dst, &fl6.saddr);
 376                 preempt_enable();
 377         }
 378
 379         skb_dst_drop(skb);
 380         skb_dst_set(skb, dst);
 381
 382         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(dst->dev));
 383         if (unlikely(err))
 384                 goto drop;
 385
 386         return dst_output(net, sk, skb);
 387 drop:
 388         kfree_skb(skb);
 389         return err;
 390 }
 391
 392 static int seg6_build_state(struct nlattr *nla,
 393                             unsigned int family, const void *cfg,
 394                             struct lwtunnel_state **ts,
 395                             struct netlink_ext_ack *extack)
 396 {
 397         struct nlattr *tb[SEG6_IPTUNNEL_MAX + 1];
 398         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo;
 399         struct lwtunnel_state *newts;
 400         int tuninfo_len, min_size;
 401         struct seg6_lwt *slwt;
 402         int err;
 403
 404         if (family != AF_INET && family != AF_INET6)
 405                 return -EINVAL;
 406
 407         err = nla_parse_nested(tb, SEG6_IPTUNNEL_MAX, nla,
 408                                seg6_iptunnel_policy, extack);
 409
 410         if (err < 0)
 411                 return err;
 412
 413         if (!tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH])
 414                 return -EINVAL;
 415
 416         tuninfo = nla_data(tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH]);
 417         tuninfo_len = nla_len(tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH]);
 418
 419         /* tuninfo must contain at least the iptunnel encap structure,
 420          * the SRH and one segment
 421          */
 422         min_size = sizeof(*tuninfo) + sizeof(struct ipv6_sr_hdr) +
 423                    sizeof(struct in6_addr);
 424         if (tuninfo_len < min_size)
 425                 return -EINVAL;
 426
 427         switch (tuninfo->mode) {
 428         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
 429                 if (family != AF_INET6)
 430                         return -EINVAL;
 431
 432                 break;
 433         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
 434                 break;
 435         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
 436                 break;
 437         default:
 438                 return -EINVAL;
 439         }
 440
 441         /* verify that SRH is consistent */
 442         if (!seg6_validate_srh(tuninfo->srh, tuninfo_len - sizeof(*tuninfo)))
 443                 return -EINVAL;
 444
 445         newts = lwtunnel_state_alloc(tuninfo_len + sizeof(*slwt));
 446         if (!newts)
 447                 return -ENOMEM;
 448
 449         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(newts);
 450
 451         err = dst_cache_init(&slwt->cache, GFP_ATOMIC);
 452         if (err) {
 453                 kfree(newts);
 454                 return err;
 455         }
 456
 457         memcpy(&slwt->tuninfo, tuninfo, tuninfo_len);
 458
 459         newts->type = LWTUNNEL_ENCAP_SEG6;
 460         newts->flags |= LWTUNNEL_STATE_INPUT_REDIRECT;
 461
 462         if (tuninfo->mode != SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP)
 463                 newts->flags |= LWTUNNEL_STATE_OUTPUT_REDIRECT;
 464
 465         newts->headroom = seg6_lwt_headroom(tuninfo);
 466
 467         *ts = newts;
 468
 469         return 0;
 470 }
 471
 472 static void seg6_destroy_state(struct lwtunnel_state *lwt)
 473 {
 474         dst_cache_destroy(&seg6_lwt_lwtunnel(lwt)->cache);
 475 }
 476
 477 static int seg6_fill_encap_info(struct sk_buff *skb,
 478                                 struct lwtunnel_state *lwtstate)
 479 {
 480         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo = seg6_encap_lwtunnel(lwtstate);
 481
 482         if (nla_put_srh(skb, SEG6_IPTUNNEL_SRH, tuninfo))
 483                 return -EMSGSIZE;
 484
 485         return 0;
 486 }
 487
 488 static int seg6_encap_nlsize(struct lwtunnel_state *lwtstate)
 489 {
 490         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo = seg6_encap_lwtunnel(lwtstate);
 491
 492         return nla_total_size(SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(tuninfo));
 493 }
 494
 495 static int seg6_encap_cmp(struct lwtunnel_state *a, struct lwtunnel_state *b)
 496 {
 497         struct seg6_iptunnel_encap *a_hdr = seg6_encap_lwtunnel(a);
 498         struct seg6_iptunnel_encap *b_hdr = seg6_encap_lwtunnel(b);
 499         int len = SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(a_hdr);
 500
 501         if (len != SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(b_hdr))
 502                 return 1;
 503
 504         return memcmp(a_hdr, b_hdr, len);
 505 }
 506
 507 static const struct lwtunnel_encap_ops seg6_iptun_ops = {
 508         .build_state = seg6_build_state,
 509         .destroy_state = seg6_destroy_state,
 510         .output = seg6_output,
 511         .input = seg6_input,
 512         .fill_encap = seg6_fill_encap_info,
 513         .get_encap_size = seg6_encap_nlsize,
 514         .cmp_encap = seg6_encap_cmp,
 515         .owner = THIS_MODULE,
 516 };
 517
 518 int __init seg6_iptunnel_init(void)
 519 {
 520         return lwtunnel_encap_add_ops(&seg6_iptun_ops, LWTUNNEL_ENCAP_SEG6);
 521 }
 522
 523 void seg6_iptunnel_exit(void)
 524 {
 525         lwtunnel_encap_del_ops(&seg6_iptun_ops, LWTUNNEL_ENCAP_SEG6);
 526 }