Merge tag 'topic/drm-ci-2023-08-31-1' of git://anongit.freedesktop.org/drm/drm
[platform/kernel/linux-rpi.git] / 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/ethtool.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/netdevice.h>
16 #include <linux/etherdevice.h>
17 #include <linux/ip.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/moduleparam.h>
20 #include <linux/netfilter.h>
21 #include <linux/rtnetlink.h>
22 #include <net/rtnetlink.h>
23 #include <linux/u64_stats_sync.h>
24 #include <linux/hashtable.h>
25 #include <linux/spinlock_types.h>
26
27 #include <linux/inetdevice.h>
28 #include <net/arp.h>
29 #include <net/ip.h>
30 #include <net/ip_fib.h>
31 #include <net/ip6_fib.h>
32 #include <net/ip6_route.h>
33 #include <net/route.h>
34 #include <net/addrconf.h>
35 #include <net/l3mdev.h>
36 #include <net/fib_rules.h>
37 #include <net/sch_generic.h>
38 #include <net/netns/generic.h>
39 #include <net/netfilter/nf_conntrack.h>
40
41 #define DRV_NAME        "vrf"
42 #define DRV_VERSION     "1.1"
43
44 #define FIB_RULE_PREF  1000       /* default preference for FIB rules */
45
46 #define HT_MAP_BITS     4
47 #define HASH_INITVAL    ((u32)0xcafef00d)
48
49 struct  vrf_map {
50         DECLARE_HASHTABLE(ht, HT_MAP_BITS);
51         spinlock_t vmap_lock;
52
53         /* shared_tables:
54          * count how many distinct tables do not comply with the strict mode
55          * requirement.
56          * shared_tables value must be 0 in order to enable the strict mode.
57          *
58          * example of the evolution of shared_tables:
59          *                                                        | time
60          * add  vrf0 --> table 100        shared_tables = 0       | t0
61          * add  vrf1 --> table 101        shared_tables = 0       | t1
62          * add  vrf2 --> table 100        shared_tables = 1       | t2
63          * add  vrf3 --> table 100        shared_tables = 1       | t3
64          * add  vrf4 --> table 101        shared_tables = 2       v t4
65          *
66          * shared_tables is a "step function" (or "staircase function")
67          * and it is increased by one when the second vrf is associated to a
68          * table.
69          *
70          * at t2, vrf0 and vrf2 are bound to table 100: shared_tables = 1.
71          *
72          * at t3, another dev (vrf3) is bound to the same table 100 but the
73          * value of shared_tables is still 1.
74          * This means that no matter how many new vrfs will register on the
75          * table 100, the shared_tables will not increase (considering only
76          * table 100).
77          *
78          * at t4, vrf4 is bound to table 101, and shared_tables = 2.
79          *
80          * Looking at the value of shared_tables we can immediately know if
81          * the strict_mode can or cannot be enforced. Indeed, strict_mode
82          * can be enforced iff shared_tables = 0.
83          *
84          * Conversely, shared_tables is decreased when a vrf is de-associated
85          * from a table with exactly two associated vrfs.
86          */
87         u32 shared_tables;
88
89         bool strict_mode;
90 };
91
92 struct vrf_map_elem {
93         struct hlist_node hnode;
94         struct list_head vrf_list;  /* VRFs registered to this table */
95
96         u32 table_id;
97         int users;
98         int ifindex;
99 };
100
101 static unsigned int vrf_net_id;
102
103 /* per netns vrf data */
104 struct netns_vrf {
105         /* protected by rtnl lock */
106         bool add_fib_rules;
107
108         struct vrf_map vmap;
109         struct ctl_table_header *ctl_hdr;
110 };
111
112 struct net_vrf {
113         struct rtable __rcu     *rth;
114         struct rt6_info __rcu   *rt6;
115 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
116         struct fib6_table       *fib6_table;
117 #endif
118         u32                     tb_id;
119
120         struct list_head        me_list;   /* entry in vrf_map_elem */
121         int                     ifindex;
122 };
123
124 struct pcpu_dstats {
125         u64                     tx_pkts;
126         u64                     tx_bytes;
127         u64                     tx_drps;
128         u64                     rx_pkts;
129         u64                     rx_bytes;
130         u64                     rx_drps;
131         struct u64_stats_sync   syncp;
132 };
133
134 static void vrf_rx_stats(struct net_device *dev, int len)
135 {
136         struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
137
138         u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
139         dstats->rx_pkts++;
140         dstats->rx_bytes += len;
141         u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
142 }
143
144 static void vrf_tx_error(struct net_device *vrf_dev, struct sk_buff *skb)
145 {
146         vrf_dev->stats.tx_errors++;
147         kfree_skb(skb);
148 }
149
150 static void vrf_get_stats64(struct net_device *dev,
151                             struct rtnl_link_stats64 *stats)
152 {
153         int i;
154
155         for_each_possible_cpu(i) {
156                 const struct pcpu_dstats *dstats;
157                 u64 tbytes, tpkts, tdrops, rbytes, rpkts;
158                 unsigned int start;
159
160                 dstats = per_cpu_ptr(dev->dstats, i);
161                 do {
162                         start = u64_stats_fetch_begin(&dstats->syncp);
163                         tbytes = dstats->tx_bytes;
164                         tpkts = dstats->tx_pkts;
165                         tdrops = dstats->tx_drps;
166                         rbytes = dstats->rx_bytes;
167                         rpkts = dstats->rx_pkts;
168                 } while (u64_stats_fetch_retry(&dstats->syncp, start));
169                 stats->tx_bytes += tbytes;
170                 stats->tx_packets += tpkts;
171                 stats->tx_dropped += tdrops;
172                 stats->rx_bytes += rbytes;
173                 stats->rx_packets += rpkts;
174         }
175 }
176
177 static struct vrf_map *netns_vrf_map(struct net *net)
178 {
179         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
180
181         return &nn_vrf->vmap;
182 }
183
184 static struct vrf_map *netns_vrf_map_by_dev(struct net_device *dev)
185 {
186         return netns_vrf_map(dev_net(dev));
187 }
188
189 static int vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(struct vrf_map_elem *me)
190 {
191         struct list_head *me_head = &me->vrf_list;
192         struct net_vrf *vrf;
193
194         if (list_empty(me_head))
195                 return -ENODEV;
196
197         vrf = list_first_entry(me_head, struct net_vrf, me_list);
198
199         return vrf->ifindex;
200 }
201
202 static struct vrf_map_elem *vrf_map_elem_alloc(gfp_t flags)
203 {
204         struct vrf_map_elem *me;
205
206         me = kmalloc(sizeof(*me), flags);
207         if (!me)
208                 return NULL;
209
210         return me;
211 }
212
213 static void vrf_map_elem_free(struct vrf_map_elem *me)
214 {
215         kfree(me);
216 }
217
218 static void vrf_map_elem_init(struct vrf_map_elem *me, int table_id,
219                               int ifindex, int users)
220 {
221         me->table_id = table_id;
222         me->ifindex = ifindex;
223         me->users = users;
224         INIT_LIST_HEAD(&me->vrf_list);
225 }
226
227 static struct vrf_map_elem *vrf_map_lookup_elem(struct vrf_map *vmap,
228                                                 u32 table_id)
229 {
230         struct vrf_map_elem *me;
231         u32 key;
232
233         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
234         hash_for_each_possible(vmap->ht, me, hnode, key) {
235                 if (me->table_id == table_id)
236                         return me;
237         }
238
239         return NULL;
240 }
241
242 static void vrf_map_add_elem(struct vrf_map *vmap, struct vrf_map_elem *me)
243 {
244         u32 table_id = me->table_id;
245         u32 key;
246
247         key = jhash_1word(table_id, HASH_INITVAL);
248         hash_add(vmap->ht, &me->hnode, key);
249 }
250
251 static void vrf_map_del_elem(struct vrf_map_elem *me)
252 {
253         hash_del(&me->hnode);
254 }
255
256 static void vrf_map_lock(struct vrf_map *vmap) __acquires(&vmap->vmap_lock)
257 {
258         spin_lock(&vmap->vmap_lock);
259 }
260
261 static void vrf_map_unlock(struct vrf_map *vmap) __releases(&vmap->vmap_lock)
262 {
263         spin_unlock(&vmap->vmap_lock);
264 }
265
266 /* called with rtnl lock held */
267 static int
268 vrf_map_register_dev(struct net_device *dev, struct netlink_ext_ack *extack)
269 {
270         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
271         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
272         struct vrf_map_elem *new_me, *me;
273         u32 table_id = vrf->tb_id;
274         bool free_new_me = false;
275         int users;
276         int res;
277
278         /* we pre-allocate elements used in the spin-locked section (so that we
279          * keep the spinlock as short as possible).
280          */
281         new_me = vrf_map_elem_alloc(GFP_KERNEL);
282         if (!new_me)
283                 return -ENOMEM;
284
285         vrf_map_elem_init(new_me, table_id, dev->ifindex, 0);
286
287         vrf_map_lock(vmap);
288
289         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
290         if (!me) {
291                 me = new_me;
292                 vrf_map_add_elem(vmap, me);
293                 goto link_vrf;
294         }
295
296         /* we already have an entry in the vrf_map, so it means there is (at
297          * least) a vrf registered on the specific table.
298          */
299         free_new_me = true;
300         if (vmap->strict_mode) {
301                 /* vrfs cannot share the same table */
302                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Table is used by another VRF");
303                 res = -EBUSY;
304                 goto unlock;
305         }
306
307 link_vrf:
308         users = ++me->users;
309         if (users == 2)
310                 ++vmap->shared_tables;
311
312         list_add(&vrf->me_list, &me->vrf_list);
313
314         res = 0;
315
316 unlock:
317         vrf_map_unlock(vmap);
318
319         /* clean-up, if needed */
320         if (free_new_me)
321                 vrf_map_elem_free(new_me);
322
323         return res;
324 }
325
326 /* called with rtnl lock held */
327 static void vrf_map_unregister_dev(struct net_device *dev)
328 {
329         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map_by_dev(dev);
330         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
331         u32 table_id = vrf->tb_id;
332         struct vrf_map_elem *me;
333         int users;
334
335         vrf_map_lock(vmap);
336
337         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
338         if (!me)
339                 goto unlock;
340
341         list_del(&vrf->me_list);
342
343         users = --me->users;
344         if (users == 1) {
345                 --vmap->shared_tables;
346         } else if (users == 0) {
347                 vrf_map_del_elem(me);
348
349                 /* no one will refer to this element anymore */
350                 vrf_map_elem_free(me);
351         }
352
353 unlock:
354         vrf_map_unlock(vmap);
355 }
356
357 /* return the vrf device index associated with the table_id */
358 static int vrf_ifindex_lookup_by_table_id(struct net *net, u32 table_id)
359 {
360         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
361         struct vrf_map_elem *me;
362         int ifindex;
363
364         vrf_map_lock(vmap);
365
366         if (!vmap->strict_mode) {
367                 ifindex = -EPERM;
368                 goto unlock;
369         }
370
371         me = vrf_map_lookup_elem(vmap, table_id);
372         if (!me) {
373                 ifindex = -ENODEV;
374                 goto unlock;
375         }
376
377         ifindex = vrf_map_elem_get_vrf_ifindex(me);
378
379 unlock:
380         vrf_map_unlock(vmap);
381
382         return ifindex;
383 }
384
385 /* by default VRF devices do not have a qdisc and are expected
386  * to be created with only a single queue.
387  */
388 static bool qdisc_tx_is_default(const struct net_device *dev)
389 {
390         struct netdev_queue *txq;
391         struct Qdisc *qdisc;
392
393         if (dev->num_tx_queues > 1)
394                 return false;
395
396         txq = netdev_get_tx_queue(dev, 0);
397         qdisc = rcu_access_pointer(txq->qdisc);
398
399         return !qdisc->enqueue;
400 }
401
402 /* Local traffic destined to local address. Reinsert the packet to rx
403  * path, similar to loopback handling.
404  */
405 static int vrf_local_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
406                           struct dst_entry *dst)
407 {
408         int len = skb->len;
409
410         skb_orphan(skb);
411
412         skb_dst_set(skb, dst);
413
414         /* set pkt_type to avoid skb hitting packet taps twice -
415          * once on Tx and again in Rx processing
416          */
417         skb->pkt_type = PACKET_LOOPBACK;
418
419         skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
420
421         if (likely(__netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS))
422                 vrf_rx_stats(dev, len);
423         else
424                 this_cpu_inc(dev->dstats->rx_drps);
425
426         return NETDEV_TX_OK;
427 }
428
429 static void vrf_nf_set_untracked(struct sk_buff *skb)
430 {
431         if (skb_get_nfct(skb) == 0)
432                 nf_ct_set(skb, NULL, IP_CT_UNTRACKED);
433 }
434
435 static void vrf_nf_reset_ct(struct sk_buff *skb)
436 {
437         if (skb_get_nfct(skb) == IP_CT_UNTRACKED)
438                 nf_reset_ct(skb);
439 }
440
441 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
442 static int vrf_ip6_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
443                              struct sk_buff *skb)
444 {
445         int err;
446
447         vrf_nf_reset_ct(skb);
448
449         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net,
450                       sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
451
452         if (likely(err == 1))
453                 err = dst_output(net, sk, skb);
454
455         return err;
456 }
457
458 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
459                                            struct net_device *dev)
460 {
461         const struct ipv6hdr *iph;
462         struct net *net = dev_net(skb->dev);
463         struct flowi6 fl6;
464         int ret = NET_XMIT_DROP;
465         struct dst_entry *dst;
466         struct dst_entry *dst_null = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
467
468         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct ipv6hdr)))
469                 goto err;
470
471         iph = ipv6_hdr(skb);
472
473         memset(&fl6, 0, sizeof(fl6));
474         /* needed to match OIF rule */
475         fl6.flowi6_l3mdev = dev->ifindex;
476         fl6.flowi6_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
477         fl6.daddr = iph->daddr;
478         fl6.saddr = iph->saddr;
479         fl6.flowlabel = ip6_flowinfo(iph);
480         fl6.flowi6_mark = skb->mark;
481         fl6.flowi6_proto = iph->nexthdr;
482
483         dst = ip6_dst_lookup_flow(net, NULL, &fl6, NULL);
484         if (IS_ERR(dst) || dst == dst_null)
485                 goto err;
486
487         skb_dst_drop(skb);
488
489         /* if dst.dev is the VRF device again this is locally originated traffic
490          * destined to a local address. Short circuit 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_l3mdev = vrf_dev->ifindex;
554         fl4.flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
555         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos);
556         fl4.flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC;
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 the VRF device again this is locally originated traffic
568          * destined to a local address. Short circuit to Rx path.
569          */
570         if (rt->dst.dev == vrf_dev)
571                 return vrf_local_xmit(skb, vrf_dev, &rt->dst);
572
573         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
574
575         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
576         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
577
578         if (!ip4h->saddr) {
579                 ip4h->saddr = inet_select_addr(skb_dst(skb)->dev, 0,
580                                                RT_SCOPE_LINK);
581         }
582
583         memset(IPCB(skb), 0, sizeof(*IPCB(skb)));
584         ret = vrf_ip_local_out(dev_net(skb_dst(skb)->dev), skb->sk, skb);
585         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
586                 vrf_dev->stats.tx_errors++;
587         else
588                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
589
590 out:
591         return ret;
592 err:
593         vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
594         goto out;
595 }
596
597 static netdev_tx_t is_ip_tx_frame(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
598 {
599         switch (skb->protocol) {
600         case htons(ETH_P_IP):
601                 return vrf_process_v4_outbound(skb, dev);
602         case htons(ETH_P_IPV6):
603                 return vrf_process_v6_outbound(skb, dev);
604         default:
605                 vrf_tx_error(dev, skb);
606                 return NET_XMIT_DROP;
607         }
608 }
609
610 static netdev_tx_t vrf_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
611 {
612         int len = skb->len;
613         netdev_tx_t ret = is_ip_tx_frame(skb, dev);
614
615         if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS || ret == NET_XMIT_CN)) {
616                 struct pcpu_dstats *dstats = this_cpu_ptr(dev->dstats);
617
618                 u64_stats_update_begin(&dstats->syncp);
619                 dstats->tx_pkts++;
620                 dstats->tx_bytes += len;
621                 u64_stats_update_end(&dstats->syncp);
622         } else {
623                 this_cpu_inc(dev->dstats->tx_drps);
624         }
625
626         return ret;
627 }
628
629 static void vrf_finish_direct(struct sk_buff *skb)
630 {
631         struct net_device *vrf_dev = skb->dev;
632
633         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all) &&
634             likely(skb_headroom(skb) >= ETH_HLEN)) {
635                 struct ethhdr *eth = skb_push(skb, ETH_HLEN);
636
637                 ether_addr_copy(eth->h_source, vrf_dev->dev_addr);
638                 eth_zero_addr(eth->h_dest);
639                 eth->h_proto = skb->protocol;
640
641                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
642
643                 skb_pull(skb, ETH_HLEN);
644         }
645
646         vrf_nf_reset_ct(skb);
647 }
648
649 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
650 /* modelled after ip6_finish_output2 */
651 static int vrf_finish_output6(struct net *net, struct sock *sk,
652                               struct sk_buff *skb)
653 {
654         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
655         struct net_device *dev = dst->dev;
656         const struct in6_addr *nexthop;
657         struct neighbour *neigh;
658         int ret;
659
660         vrf_nf_reset_ct(skb);
661
662         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
663         skb->dev = dev;
664
665         rcu_read_lock();
666         nexthop = rt6_nexthop((struct rt6_info *)dst, &ipv6_hdr(skb)->daddr);
667         neigh = __ipv6_neigh_lookup_noref(dst->dev, nexthop);
668         if (unlikely(!neigh))
669                 neigh = __neigh_create(&nd_tbl, nexthop, dst->dev, false);
670         if (!IS_ERR(neigh)) {
671                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
672                 ret = neigh_output(neigh, skb, false);
673                 rcu_read_unlock();
674                 return ret;
675         }
676         rcu_read_unlock();
677
678         IP6_INC_STATS(dev_net(dst->dev),
679                       ip6_dst_idev(dst), IPSTATS_MIB_OUTNOROUTES);
680         kfree_skb(skb);
681         return -EINVAL;
682 }
683
684 /* modelled after ip6_output */
685 static int vrf_output6(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
686 {
687         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING,
688                             net, sk, skb, NULL, skb_dst(skb)->dev,
689                             vrf_finish_output6,
690                             !(IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_REROUTED));
691 }
692
693 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
694  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
695  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
696  */
697 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
698                                             struct sk_buff *skb)
699 {
700         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
701         struct dst_entry *dst = NULL;
702         struct rt6_info *rt6;
703
704         rcu_read_lock();
705
706         rt6 = rcu_dereference(vrf->rt6);
707         if (likely(rt6)) {
708                 dst = &rt6->dst;
709                 dst_hold(dst);
710         }
711
712         rcu_read_unlock();
713
714         if (unlikely(!dst)) {
715                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
716                 return NULL;
717         }
718
719         skb_dst_drop(skb);
720         skb_dst_set(skb, dst);
721
722         return skb;
723 }
724
725 static int vrf_output6_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
726                                      struct sk_buff *skb)
727 {
728         vrf_finish_direct(skb);
729
730         return vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
731 }
732
733 static int vrf_output6_direct(struct net *net, struct sock *sk,
734                               struct sk_buff *skb)
735 {
736         int err = 1;
737
738         skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
739
740         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
741                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
742                               NULL, skb->dev, vrf_output6_direct_finish);
743
744         if (likely(err == 1))
745                 vrf_finish_direct(skb);
746
747         return err;
748 }
749
750 static int vrf_ip6_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
751                                      struct sk_buff *skb)
752 {
753         int err;
754
755         err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
756         if (likely(err == 1))
757                 err = vrf_ip6_local_out(net, sk, skb);
758
759         return err;
760 }
761
762 static struct sk_buff *vrf_ip6_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
763                                           struct sock *sk,
764                                           struct sk_buff *skb)
765 {
766         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
767         int err;
768
769         skb->dev = vrf_dev;
770
771         err = nf_hook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
772                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip6_out_direct_finish);
773
774         if (likely(err == 1))
775                 err = vrf_output6_direct(net, sk, skb);
776
777         if (likely(err == 1))
778                 return skb;
779
780         return NULL;
781 }
782
783 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
784                                    struct sock *sk,
785                                    struct sk_buff *skb)
786 {
787         /* don't divert link scope packets */
788         if (rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr))
789                 return skb;
790
791         vrf_nf_set_untracked(skb);
792
793         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
794             IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_XFRM_TRANSFORMED)
795                 return vrf_ip6_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
796
797         return vrf_ip6_out_redirect(vrf_dev, skb);
798 }
799
800 /* holding rtnl */
801 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
802 {
803         struct rt6_info *rt6 = rtnl_dereference(vrf->rt6);
804         struct net *net = dev_net(dev);
805         struct dst_entry *dst;
806
807         RCU_INIT_POINTER(vrf->rt6, NULL);
808         synchronize_rcu();
809
810         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
811          * - based on dst_ifdown
812          */
813         if (rt6) {
814                 dst = &rt6->dst;
815                 netdev_ref_replace(dst->dev, net->loopback_dev,
816                                    &dst->dev_tracker, GFP_KERNEL);
817                 dst->dev = net->loopback_dev;
818                 dst_release(dst);
819         }
820 }
821
822 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
823 {
824         int flags = DST_NOPOLICY | DST_NOXFRM;
825         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
826         struct net *net = dev_net(dev);
827         struct rt6_info *rt6;
828         int rc = -ENOMEM;
829
830         /* IPv6 can be CONFIG enabled and then disabled runtime */
831         if (!ipv6_mod_enabled())
832                 return 0;
833
834         vrf->fib6_table = fib6_new_table(net, vrf->tb_id);
835         if (!vrf->fib6_table)
836                 goto out;
837
838         /* create a dst for routing packets out a VRF device */
839         rt6 = ip6_dst_alloc(net, dev, flags);
840         if (!rt6)
841                 goto out;
842
843         rt6->dst.output = vrf_output6;
844
845         rcu_assign_pointer(vrf->rt6, rt6);
846
847         rc = 0;
848 out:
849         return rc;
850 }
851 #else
852 static struct sk_buff *vrf_ip6_out(struct net_device *vrf_dev,
853                                    struct sock *sk,
854                                    struct sk_buff *skb)
855 {
856         return skb;
857 }
858
859 static void vrf_rt6_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
860 {
861 }
862
863 static int vrf_rt6_create(struct net_device *dev)
864 {
865         return 0;
866 }
867 #endif
868
869 /* modelled after ip_finish_output2 */
870 static int vrf_finish_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
871 {
872         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
873         struct rtable *rt = (struct rtable *)dst;
874         struct net_device *dev = dst->dev;
875         unsigned int hh_len = LL_RESERVED_SPACE(dev);
876         struct neighbour *neigh;
877         bool is_v6gw = false;
878
879         vrf_nf_reset_ct(skb);
880
881         /* Be paranoid, rather than too clever. */
882         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
883                 skb = skb_expand_head(skb, hh_len);
884                 if (!skb) {
885                         dev->stats.tx_errors++;
886                         return -ENOMEM;
887                 }
888         }
889
890         rcu_read_lock();
891
892         neigh = ip_neigh_for_gw(rt, skb, &is_v6gw);
893         if (!IS_ERR(neigh)) {
894                 int ret;
895
896                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
897                 /* if crossing protocols, can not use the cached header */
898                 ret = neigh_output(neigh, skb, is_v6gw);
899                 rcu_read_unlock();
900                 return ret;
901         }
902
903         rcu_read_unlock();
904         vrf_tx_error(skb->dev, skb);
905         return -EINVAL;
906 }
907
908 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
909 {
910         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
911
912         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
913
914         skb->dev = dev;
915         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
916
917         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
918                             net, sk, skb, NULL, dev,
919                             vrf_finish_output,
920                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
921 }
922
923 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
924  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
925  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
926  */
927 static struct sk_buff *vrf_ip_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
928                                            struct sk_buff *skb)
929 {
930         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
931         struct dst_entry *dst = NULL;
932         struct rtable *rth;
933
934         rcu_read_lock();
935
936         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
937         if (likely(rth)) {
938                 dst = &rth->dst;
939                 dst_hold(dst);
940         }
941
942         rcu_read_unlock();
943
944         if (unlikely(!dst)) {
945                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
946                 return NULL;
947         }
948
949         skb_dst_drop(skb);
950         skb_dst_set(skb, dst);
951
952         return skb;
953 }
954
955 static int vrf_output_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
956                                     struct sk_buff *skb)
957 {
958         vrf_finish_direct(skb);
959
960         return vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
961 }
962
963 static int vrf_output_direct(struct net *net, struct sock *sk,
964                              struct sk_buff *skb)
965 {
966         int err = 1;
967
968         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
969
970         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
971                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
972                               NULL, skb->dev, vrf_output_direct_finish);
973
974         if (likely(err == 1))
975                 vrf_finish_direct(skb);
976
977         return err;
978 }
979
980 static int vrf_ip_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
981                                     struct sk_buff *skb)
982 {
983         int err;
984
985         err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
986         if (likely(err == 1))
987                 err = vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
988
989         return err;
990 }
991
992 static struct sk_buff *vrf_ip_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
993                                          struct sock *sk,
994                                          struct sk_buff *skb)
995 {
996         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
997         int err;
998
999         skb->dev = vrf_dev;
1000
1001         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
1002                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip_out_direct_finish);
1003
1004         if (likely(err == 1))
1005                 err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
1006
1007         if (likely(err == 1))
1008                 return skb;
1009
1010         return NULL;
1011 }
1012
1013 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
1014                                   struct sock *sk,
1015                                   struct sk_buff *skb)
1016 {
1017         /* don't divert multicast or local broadcast */
1018         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr) ||
1019             ipv4_is_lbcast(ip_hdr(skb)->daddr))
1020                 return skb;
1021
1022         vrf_nf_set_untracked(skb);
1023
1024         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
1025             IPCB(skb)->flags & IPSKB_XFRM_TRANSFORMED)
1026                 return vrf_ip_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
1027
1028         return vrf_ip_out_redirect(vrf_dev, skb);
1029 }
1030
1031 /* called with rcu lock held */
1032 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
1033                                   struct sock *sk,
1034                                   struct sk_buff *skb,
1035                                   u16 proto)
1036 {
1037         switch (proto) {
1038         case AF_INET:
1039                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
1040         case AF_INET6:
1041                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
1042         }
1043
1044         return skb;
1045 }
1046
1047 /* holding rtnl */
1048 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
1049 {
1050         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
1051         struct net *net = dev_net(dev);
1052         struct dst_entry *dst;
1053
1054         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
1055         synchronize_rcu();
1056
1057         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
1058          * - based on dst_ifdown
1059          */
1060         if (rth) {
1061                 dst = &rth->dst;
1062                 netdev_ref_replace(dst->dev, net->loopback_dev,
1063                                    &dst->dev_tracker, GFP_KERNEL);
1064                 dst->dev = net->loopback_dev;
1065                 dst_release(dst);
1066         }
1067 }
1068
1069 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
1070 {
1071         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1072         struct rtable *rth;
1073
1074         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
1075                 return -ENOMEM;
1076
1077         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
1078         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1);
1079         if (!rth)
1080                 return -ENOMEM;
1081
1082         rth->dst.output = vrf_output;
1083
1084         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
1085
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 /**************************** device handling ********************/
1090
1091 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
1092 static void cycle_netdev(struct net_device *dev,
1093                          struct netlink_ext_ack *extack)
1094 {
1095         unsigned int flags = dev->flags;
1096         int ret;
1097
1098         if (!netif_running(dev))
1099                 return;
1100
1101         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP, extack);
1102         if (ret >= 0)
1103                 ret = dev_change_flags(dev, flags, extack);
1104
1105         if (ret < 0) {
1106                 netdev_err(dev,
1107                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
1108                            dev->name);
1109         }
1110 }
1111
1112 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1113                             struct netlink_ext_ack *extack)
1114 {
1115         int ret;
1116
1117         /* do not allow loopback device to be enslaved to a VRF.
1118          * The vrf device acts as the loopback for the vrf.
1119          */
1120         if (port_dev == dev_net(dev)->loopback_dev) {
1121                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1122                                "Can not enslave loopback device to a VRF");
1123                 return -EOPNOTSUPP;
1124         }
1125
1126         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
1127         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL, extack);
1128         if (ret < 0)
1129                 goto err;
1130
1131         cycle_netdev(port_dev, extack);
1132
1133         return 0;
1134
1135 err:
1136         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1137         return ret;
1138 }
1139
1140 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1141                          struct netlink_ext_ack *extack)
1142 {
1143         if (netif_is_l3_master(port_dev)) {
1144                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1145                                "Can not enslave an L3 master device to a VRF");
1146                 return -EINVAL;
1147         }
1148
1149         if (netif_is_l3_slave(port_dev))
1150                 return -EINVAL;
1151
1152         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev, extack);
1153 }
1154
1155 /* inverse of do_vrf_add_slave */
1156 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1157 {
1158         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
1159         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1160
1161         cycle_netdev(port_dev, NULL);
1162
1163         return 0;
1164 }
1165
1166 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1167 {
1168         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
1169 }
1170
1171 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
1172 {
1173         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1174
1175         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1176         vrf_rt6_release(dev, vrf);
1177
1178         free_percpu(dev->dstats);
1179         dev->dstats = NULL;
1180 }
1181
1182 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
1183 {
1184         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1185
1186         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
1187         if (!dev->dstats)
1188                 goto out_nomem;
1189
1190         /* create the default dst which points back to us */
1191         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
1192                 goto out_stats;
1193
1194         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
1195                 goto out_rth;
1196
1197         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
1198
1199         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
1200         dev->operstate = IF_OPER_UP;
1201         netdev_lockdep_set_classes(dev);
1202         return 0;
1203
1204 out_rth:
1205         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1206 out_stats:
1207         free_percpu(dev->dstats);
1208         dev->dstats = NULL;
1209 out_nomem:
1210         return -ENOMEM;
1211 }
1212
1213 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
1214         .ndo_init               = vrf_dev_init,
1215         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
1216         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
1217         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1218         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
1219         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
1220         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
1221 };
1222
1223 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
1224 {
1225         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1226
1227         return vrf->tb_id;
1228 }
1229
1230 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1231 {
1232         kfree_skb(skb);
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
1237                                       struct sk_buff *skb,
1238                                       struct net_device *dev)
1239 {
1240         struct net *net = dev_net(dev);
1241
1242         if (nf_hook(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) != 1)
1243                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
1244
1245         return skb;
1246 }
1247
1248 static int vrf_prepare_mac_header(struct sk_buff *skb,
1249                                   struct net_device *vrf_dev, u16 proto)
1250 {
1251         struct ethhdr *eth;
1252         int err;
1253
1254         /* in general, we do not know if there is enough space in the head of
1255          * the packet for hosting the mac header.
1256          */
1257         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(vrf_dev));
1258         if (unlikely(err))
1259                 /* no space in the skb head */
1260                 return -ENOBUFS;
1261
1262         __skb_push(skb, ETH_HLEN);
1263         eth = (struct ethhdr *)skb->data;
1264
1265         skb_reset_mac_header(skb);
1266         skb_reset_mac_len(skb);
1267
1268         /* we set the ethernet destination and the source addresses to the
1269          * address of the VRF device.
1270          */
1271         ether_addr_copy(eth->h_dest, vrf_dev->dev_addr);
1272         ether_addr_copy(eth->h_source, vrf_dev->dev_addr);
1273         eth->h_proto = htons(proto);
1274
1275         /* the destination address of the Ethernet frame corresponds to the
1276          * address set on the VRF interface; therefore, the packet is intended
1277          * to be processed locally.
1278          */
1279         skb->protocol = eth->h_proto;
1280         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1281
1282         skb_postpush_rcsum(skb, skb->data, ETH_HLEN);
1283
1284         skb_pull_inline(skb, ETH_HLEN);
1285
1286         return 0;
1287 }
1288
1289 /* prepare and add the mac header to the packet if it was not set previously.
1290  * In this way, packet sniffers such as tcpdump can parse the packet correctly.
1291  * If the mac header was already set, the original mac header is left
1292  * untouched and the function returns immediately.
1293  */
1294 static int vrf_add_mac_header_if_unset(struct sk_buff *skb,
1295                                        struct net_device *vrf_dev,
1296                                        u16 proto, struct net_device *orig_dev)
1297 {
1298         if (skb_mac_header_was_set(skb) && dev_has_header(orig_dev))
1299                 return 0;
1300
1301         return vrf_prepare_mac_header(skb, vrf_dev, proto);
1302 }
1303
1304 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1305 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
1306  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
1307  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
1308  * a start.
1309  */
1310 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
1311 {
1312         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1313         bool rc = false;
1314
1315         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
1316                 const struct icmp6hdr *icmph;
1317                 struct icmp6hdr _icmph;
1318
1319                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
1320                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
1321                 if (!icmph)
1322                         goto out;
1323
1324                 switch (icmph->icmp6_type) {
1325                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
1326                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
1327                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
1328                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
1329                 case NDISC_REDIRECT:
1330                         rc = true;
1331                         break;
1332                 }
1333         }
1334
1335 out:
1336         return rc;
1337 }
1338
1339 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
1340                                              const struct net_device *dev,
1341                                              struct flowi6 *fl6,
1342                                              int ifindex,
1343                                              const struct sk_buff *skb,
1344                                              int flags)
1345 {
1346         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1347
1348         return ip6_pol_route(net, vrf->fib6_table, ifindex, fl6, skb, flags);
1349 }
1350
1351 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
1352                               int ifindex)
1353 {
1354         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1355         struct flowi6 fl6 = {
1356                 .flowi6_iif     = ifindex,
1357                 .flowi6_mark    = skb->mark,
1358                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
1359                 .daddr          = iph->daddr,
1360                 .saddr          = iph->saddr,
1361                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
1362         };
1363         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1364         struct rt6_info *rt6;
1365
1366         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex, skb,
1367                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
1368         if (unlikely(!rt6))
1369                 return;
1370
1371         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
1372                 return;
1373
1374         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
1375 }
1376
1377 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1378                                    struct sk_buff *skb)
1379 {
1380         int orig_iif = skb->skb_iif;
1381         bool need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
1382         bool is_ndisc = ipv6_ndisc_frame(skb);
1383
1384         /* loopback, multicast & non-ND link-local traffic; do not push through
1385          * packet taps again. Reset pkt_type for upper layers to process skb.
1386          * For non-loopback strict packets, determine the dst using the original
1387          * ifindex.
1388          */
1389         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK || (need_strict && !is_ndisc)) {
1390                 skb->dev = vrf_dev;
1391                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1392                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1393
1394                 if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK)
1395                         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1396                 else
1397                         vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1398
1399                 goto out;
1400         }
1401
1402         /* if packet is NDISC then keep the ingress interface */
1403         if (!is_ndisc) {
1404                 struct net_device *orig_dev = skb->dev;
1405
1406                 vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1407                 skb->dev = vrf_dev;
1408                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1409
1410                 if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1411                         int err;
1412
1413                         err = vrf_add_mac_header_if_unset(skb, vrf_dev,
1414                                                           ETH_P_IPV6,
1415                                                           orig_dev);
1416                         if (likely(!err)) {
1417                                 skb_push(skb, skb->mac_len);
1418                                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1419                                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
1420                         }
1421                 }
1422
1423                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1424         }
1425
1426         if (need_strict)
1427                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1428
1429         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1430 out:
1431         return skb;
1432 }
1433
1434 #else
1435 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1436                                    struct sk_buff *skb)
1437 {
1438         return skb;
1439 }
1440 #endif
1441
1442 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1443                                   struct sk_buff *skb)
1444 {
1445         struct net_device *orig_dev = skb->dev;
1446
1447         skb->dev = vrf_dev;
1448         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1449         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1450
1451         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1452                 goto out;
1453
1454         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1455          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1456          */
1457         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1458                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1459                 goto out;
1460         }
1461
1462         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1463
1464         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1465                 int err;
1466
1467                 err = vrf_add_mac_header_if_unset(skb, vrf_dev, ETH_P_IP,
1468                                                   orig_dev);
1469                 if (likely(!err)) {
1470                         skb_push(skb, skb->mac_len);
1471                         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1472                         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1473                 }
1474         }
1475
1476         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1477 out:
1478         return skb;
1479 }
1480
1481 /* called with rcu lock held */
1482 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1483                                   struct sk_buff *skb,
1484                                   u16 proto)
1485 {
1486         switch (proto) {
1487         case AF_INET:
1488                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1489         case AF_INET6:
1490                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1491         }
1492
1493         return skb;
1494 }
1495
1496 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1497 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1498  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1499  * Note: Caller to this function must hold rcu_read_lock() and no refcnt
1500  * is taken on the dst by this function.
1501  */
1502 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1503                                               struct flowi6 *fl6)
1504 {
1505         struct net *net = dev_net(dev);
1506         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE | RT6_LOOKUP_F_DST_NOREF;
1507         struct dst_entry *dst = NULL;
1508         struct rt6_info *rt;
1509
1510         /* VRF device does not have a link-local address and
1511          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1512          * a VRF device does not make sense
1513          */
1514         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1515                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1516                 return dst;
1517         }
1518
1519         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1520                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1521
1522         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, NULL, flags);
1523         if (rt)
1524                 dst = &rt->dst;
1525
1526         return dst;
1527 }
1528 #endif
1529
1530 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1531         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1532         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1533         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1534 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1535         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1536 #endif
1537 };
1538
1539 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1540                             struct ethtool_drvinfo *info)
1541 {
1542         strscpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1543         strscpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1544 }
1545
1546 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1547         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1548 };
1549
1550 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1551 {
1552         size_t sz;
1553
1554         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1555         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1556         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1557         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_PROTOCOL */
1558
1559         return sz;
1560 }
1561
1562 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1563 {
1564         struct fib_rule_hdr *frh;
1565         struct nlmsghdr *nlh;
1566         struct sk_buff *skb;
1567         int err;
1568
1569         if ((family == AF_INET6 || family == RTNL_FAMILY_IP6MR) &&
1570             !ipv6_mod_enabled())
1571                 return 0;
1572
1573         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1574         if (!skb)
1575                 return -ENOMEM;
1576
1577         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1578         if (!nlh)
1579                 goto nla_put_failure;
1580
1581         /* rule only needs to appear once */
1582         nlh->nlmsg_flags |= NLM_F_EXCL;
1583
1584         frh = nlmsg_data(nlh);
1585         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1586         frh->family = family;
1587         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1588
1589         if (nla_put_u8(skb, FRA_PROTOCOL, RTPROT_KERNEL))
1590                 goto nla_put_failure;
1591
1592         if (nla_put_u8(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1593                 goto nla_put_failure;
1594
1595         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1596                 goto nla_put_failure;
1597
1598         nlmsg_end(skb, nlh);
1599
1600         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1601         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1602         if (add_it) {
1603                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh, NULL);
1604                 if (err == -EEXIST)
1605                         err = 0;
1606         } else {
1607                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh, NULL);
1608                 if (err == -ENOENT)
1609                         err = 0;
1610         }
1611         nlmsg_free(skb);
1612
1613         return err;
1614
1615 nla_put_failure:
1616         nlmsg_free(skb);
1617
1618         return -EMSGSIZE;
1619 }
1620
1621 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1622 {
1623         int err;
1624
1625         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1626         if (err < 0)
1627                 goto out_err;
1628
1629         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1630         if (err < 0)
1631                 goto ipv6_err;
1632
1633 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1634         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1635         if (err < 0)
1636                 goto ipmr_err;
1637 #endif
1638
1639 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1640         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IP6MR, true);
1641         if (err < 0)
1642                 goto ip6mr_err;
1643 #endif
1644
1645         return 0;
1646
1647 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1648 ip6mr_err:
1649         vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR,  false);
1650 #endif
1651
1652 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1653 ipmr_err:
1654         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1655 #endif
1656
1657 ipv6_err:
1658         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1659
1660 out_err:
1661         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1662         return err;
1663 }
1664
1665 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1666 {
1667         ether_setup(dev);
1668
1669         /* Initialize the device structure. */
1670         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1671         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1672         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1673         dev->needs_free_netdev = true;
1674
1675         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1676         eth_hw_addr_random(dev);
1677
1678         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1679         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1680
1681         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1682         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1683
1684         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1685         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1686
1687         /* enable offload features */
1688         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1689         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_SCTP_CRC;
1690         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1691
1692         dev->hw_features = dev->features;
1693         dev->hw_enc_features = dev->features;
1694
1695         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1696         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1697         dev->priv_flags |= IFF_NO_RX_HANDLER;
1698         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1699
1700         /* VRF devices do not care about MTU, but if the MTU is set
1701          * too low then the ipv4 and ipv6 protocols are disabled
1702          * which breaks networking.
1703          */
1704         dev->min_mtu = IPV6_MIN_MTU;
1705         dev->max_mtu = IP6_MAX_MTU;
1706         dev->mtu = dev->max_mtu;
1707 }
1708
1709 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1710                         struct netlink_ext_ack *extack)
1711 {
1712         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1713                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1714                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1715                         return -EINVAL;
1716                 }
1717                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1718                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1719                         return -EADDRNOTAVAIL;
1720                 }
1721         }
1722         return 0;
1723 }
1724
1725 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1726 {
1727         struct net_device *port_dev;
1728         struct list_head *iter;
1729
1730         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
1731                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
1732
1733         vrf_map_unregister_dev(dev);
1734
1735         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1736 }
1737
1738 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1739                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1740                        struct netlink_ext_ack *extack)
1741 {
1742         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1743         struct netns_vrf *nn_vrf;
1744         bool *add_fib_rules;
1745         struct net *net;
1746         int err;
1747
1748         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE]) {
1749                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "VRF table id is missing");
1750                 return -EINVAL;
1751         }
1752
1753         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1754         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC) {
1755                 NL_SET_ERR_MSG_ATTR(extack, data[IFLA_VRF_TABLE],
1756                                     "Invalid VRF table id");
1757                 return -EINVAL;
1758         }
1759
1760         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1761
1762         err = register_netdevice(dev);
1763         if (err)
1764                 goto out;
1765
1766         /* mapping between table_id and vrf;
1767          * note: such binding could not be done in the dev init function
1768          * because dev->ifindex id is not available yet.
1769          */
1770         vrf->ifindex = dev->ifindex;
1771
1772         err = vrf_map_register_dev(dev, extack);
1773         if (err) {
1774                 unregister_netdevice(dev);
1775                 goto out;
1776         }
1777
1778         net = dev_net(dev);
1779         nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1780
1781         add_fib_rules = &nn_vrf->add_fib_rules;
1782         if (*add_fib_rules) {
1783                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1784                 if (err) {
1785                         vrf_map_unregister_dev(dev);
1786                         unregister_netdevice(dev);
1787                         goto out;
1788                 }
1789                 *add_fib_rules = false;
1790         }
1791
1792 out:
1793         return err;
1794 }
1795
1796 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1797 {
1798         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1799 }
1800
1801 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1802                         const struct net_device *dev)
1803 {
1804         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1805
1806         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1807 }
1808
1809 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1810                                  const struct net_device *slave_dev)
1811 {
1812         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1813 }
1814
1815 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1816                                const struct net_device *vrf_dev,
1817                                const struct net_device *slave_dev)
1818 {
1819         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1820
1821         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1822                 return -EMSGSIZE;
1823
1824         return 0;
1825 }
1826
1827 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1828         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1829 };
1830
1831 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1832         .kind           = DRV_NAME,
1833         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1834
1835         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1836         .policy         = vrf_nl_policy,
1837         .validate       = vrf_validate,
1838         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1839
1840         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1841         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1842
1843         .newlink        = vrf_newlink,
1844         .dellink        = vrf_dellink,
1845         .setup          = vrf_setup,
1846         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1847 };
1848
1849 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1850                             unsigned long event, void *ptr)
1851 {
1852         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1853
1854         /* only care about unregister events to drop slave references */
1855         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1856                 struct net_device *vrf_dev;
1857
1858                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1859                         goto out;
1860
1861                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1862                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1863         }
1864 out:
1865         return NOTIFY_DONE;
1866 }
1867
1868 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1869         .notifier_call = vrf_device_event,
1870 };
1871
1872 static int vrf_map_init(struct vrf_map *vmap)
1873 {
1874         spin_lock_init(&vmap->vmap_lock);
1875         hash_init(vmap->ht);
1876
1877         vmap->strict_mode = false;
1878
1879         return 0;
1880 }
1881
1882 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1883 static bool vrf_strict_mode(struct vrf_map *vmap)
1884 {
1885         bool strict_mode;
1886
1887         vrf_map_lock(vmap);
1888         strict_mode = vmap->strict_mode;
1889         vrf_map_unlock(vmap);
1890
1891         return strict_mode;
1892 }
1893
1894 static int vrf_strict_mode_change(struct vrf_map *vmap, bool new_mode)
1895 {
1896         bool *cur_mode;
1897         int res = 0;
1898
1899         vrf_map_lock(vmap);
1900
1901         cur_mode = &vmap->strict_mode;
1902         if (*cur_mode == new_mode)
1903                 goto unlock;
1904
1905         if (*cur_mode) {
1906                 /* disable strict mode */
1907                 *cur_mode = false;
1908         } else {
1909                 if (vmap->shared_tables) {
1910                         /* we cannot allow strict_mode because there are some
1911                          * vrfs that share one or more tables.
1912                          */
1913                         res = -EBUSY;
1914                         goto unlock;
1915                 }
1916
1917                 /* no tables are shared among vrfs, so we can go back
1918                  * to 1:1 association between a vrf with its table.
1919                  */
1920                 *cur_mode = true;
1921         }
1922
1923 unlock:
1924         vrf_map_unlock(vmap);
1925
1926         return res;
1927 }
1928
1929 static int vrf_shared_table_handler(struct ctl_table *table, int write,
1930                                     void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1931 {
1932         struct net *net = (struct net *)table->extra1;
1933         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
1934         int proc_strict_mode = 0;
1935         struct ctl_table tmp = {
1936                 .procname       = table->procname,
1937                 .data           = &proc_strict_mode,
1938                 .maxlen         = sizeof(int),
1939                 .mode           = table->mode,
1940                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
1941                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
1942         };
1943         int ret;
1944
1945         if (!write)
1946                 proc_strict_mode = vrf_strict_mode(vmap);
1947
1948         ret = proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
1949
1950         if (write && ret == 0)
1951                 ret = vrf_strict_mode_change(vmap, (bool)proc_strict_mode);
1952
1953         return ret;
1954 }
1955
1956 static const struct ctl_table vrf_table[] = {
1957         {
1958                 .procname       = "strict_mode",
1959                 .data           = NULL,
1960                 .maxlen         = sizeof(int),
1961                 .mode           = 0644,
1962                 .proc_handler   = vrf_shared_table_handler,
1963                 /* set by the vrf_netns_init */
1964                 .extra1         = NULL,
1965         },
1966         { },
1967 };
1968
1969 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1970 {
1971         struct ctl_table *table;
1972
1973         table = kmemdup(vrf_table, sizeof(vrf_table), GFP_KERNEL);
1974         if (!table)
1975                 return -ENOMEM;
1976
1977         /* init the extra1 parameter with the reference to current netns */
1978         table[0].extra1 = net;
1979
1980         nn_vrf->ctl_hdr = register_net_sysctl_sz(net, "net/vrf", table,
1981                                                  ARRAY_SIZE(vrf_table));
1982         if (!nn_vrf->ctl_hdr) {
1983                 kfree(table);
1984                 return -ENOMEM;
1985         }
1986
1987         return 0;
1988 }
1989
1990 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1991 {
1992         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1993         struct ctl_table *table;
1994
1995         table = nn_vrf->ctl_hdr->ctl_table_arg;
1996         unregister_net_sysctl_table(nn_vrf->ctl_hdr);
1997         kfree(table);
1998 }
1999 #else
2000 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
2001 {
2002         return 0;
2003 }
2004
2005 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
2006 {
2007 }
2008 #endif
2009
2010 /* Initialize per network namespace state */
2011 static int __net_init vrf_netns_init(struct net *net)
2012 {
2013         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
2014
2015         nn_vrf->add_fib_rules = true;
2016         vrf_map_init(&nn_vrf->vmap);
2017
2018         return vrf_netns_init_sysctl(net, nn_vrf);
2019 }
2020
2021 static void __net_exit vrf_netns_exit(struct net *net)
2022 {
2023         vrf_netns_exit_sysctl(net);
2024 }
2025
2026 static struct pernet_operations vrf_net_ops __net_initdata = {
2027         .init = vrf_netns_init,
2028         .exit = vrf_netns_exit,
2029         .id   = &vrf_net_id,
2030         .size = sizeof(struct netns_vrf),
2031 };
2032
2033 static int __init vrf_init_module(void)
2034 {
2035         int rc;
2036
2037         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
2038
2039         rc = register_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
2040         if (rc < 0)
2041                 goto error;
2042
2043         rc = l3mdev_table_lookup_register(L3MDEV_TYPE_VRF,
2044                                           vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
2045         if (rc < 0)
2046                 goto unreg_pernet;
2047
2048         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
2049         if (rc < 0)
2050                 goto table_lookup_unreg;
2051
2052         return 0;
2053
2054 table_lookup_unreg:
2055         l3mdev_table_lookup_unregister(L3MDEV_TYPE_VRF,
2056                                        vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
2057
2058 unreg_pernet:
2059         unregister_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
2060
2061 error:
2062         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
2063         return rc;
2064 }
2065
2066 module_init(vrf_init_module);
2067 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
2068 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
2069 MODULE_LICENSE("GPL");
2070 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
2071 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);