Merge tag 'kvmarm-fixes-5.17-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-starfive.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_irq(&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_irq(&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_oif = 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         fl6.flowi6_flags = FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
483
484         dst = ip6_dst_lookup_flow(net, NULL, &fl6, NULL);
485         if (IS_ERR(dst) || dst == dst_null)
486                 goto err;
487
488         skb_dst_drop(skb);
489
490         /* if dst.dev is the VRF device again this is locally originated traffic
491          * destined to a local address. Short circuit to Rx path.
492          */
493         if (dst->dev == dev)
494                 return vrf_local_xmit(skb, dev, dst);
495
496         skb_dst_set(skb, dst);
497
498         /* strip the ethernet header added for pass through VRF device */
499         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
500
501         memset(IP6CB(skb), 0, sizeof(*IP6CB(skb)));
502         ret = vrf_ip6_local_out(net, skb->sk, skb);
503         if (unlikely(net_xmit_eval(ret)))
504                 dev->stats.tx_errors++;
505         else
506                 ret = NET_XMIT_SUCCESS;
507
508         return ret;
509 err:
510         vrf_tx_error(dev, skb);
511         return NET_XMIT_DROP;
512 }
513 #else
514 static netdev_tx_t vrf_process_v6_outbound(struct sk_buff *skb,
515                                            struct net_device *dev)
516 {
517         vrf_tx_error(dev, skb);
518         return NET_XMIT_DROP;
519 }
520 #endif
521
522 /* based on ip_local_out; can't use it b/c the dst is switched pointing to us */
523 static int vrf_ip_local_out(struct net *net, struct sock *sk,
524                             struct sk_buff *skb)
525 {
526         int err;
527
528         vrf_nf_reset_ct(skb);
529
530         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
531                       skb, NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
532         if (likely(err == 1))
533                 err = dst_output(net, sk, skb);
534
535         return err;
536 }
537
538 static netdev_tx_t vrf_process_v4_outbound(struct sk_buff *skb,
539                                            struct net_device *vrf_dev)
540 {
541         struct iphdr *ip4h;
542         int ret = NET_XMIT_DROP;
543         struct flowi4 fl4;
544         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
545         struct rtable *rt;
546
547         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN + sizeof(struct iphdr)))
548                 goto err;
549
550         ip4h = ip_hdr(skb);
551
552         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
553         /* needed to match OIF rule */
554         fl4.flowi4_oif = vrf_dev->ifindex;
555         fl4.flowi4_iif = LOOPBACK_IFINDEX;
556         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(ip4h->tos);
557         fl4.flowi4_flags = FLOWI_FLAG_ANYSRC | FLOWI_FLAG_SKIP_NH_OIF;
558         fl4.flowi4_proto = ip4h->protocol;
559         fl4.daddr = ip4h->daddr;
560         fl4.saddr = ip4h->saddr;
561
562         rt = ip_route_output_flow(net, &fl4, NULL);
563         if (IS_ERR(rt))
564                 goto err;
565
566         skb_dst_drop(skb);
567
568         /* if dst.dev is the VRF device again this is locally originated traffic
569          * destined to a local address. Short circuit 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_replace_track(dst->dev, net->loopback_dev,
819                                   &dst->dev_tracker, GFP_KERNEL);
820                 dst->dev = net->loopback_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
882         vrf_nf_reset_ct(skb);
883
884         /* Be paranoid, rather than too clever. */
885         if (unlikely(skb_headroom(skb) < hh_len && dev->header_ops)) {
886                 skb = skb_expand_head(skb, hh_len);
887                 if (!skb) {
888                         dev->stats.tx_errors++;
889                         return -ENOMEM;
890                 }
891         }
892
893         rcu_read_lock_bh();
894
895         neigh = ip_neigh_for_gw(rt, skb, &is_v6gw);
896         if (!IS_ERR(neigh)) {
897                 int ret;
898
899                 sock_confirm_neigh(skb, neigh);
900                 /* if crossing protocols, can not use the cached header */
901                 ret = neigh_output(neigh, skb, is_v6gw);
902                 rcu_read_unlock_bh();
903                 return ret;
904         }
905
906         rcu_read_unlock_bh();
907         vrf_tx_error(skb->dev, skb);
908         return -EINVAL;
909 }
910
911 static int vrf_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
912 {
913         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
914
915         IP_UPD_PO_STATS(net, IPSTATS_MIB_OUT, skb->len);
916
917         skb->dev = dev;
918         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
919
920         return NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING,
921                             net, sk, skb, NULL, dev,
922                             vrf_finish_output,
923                             !(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED));
924 }
925
926 /* set dst on skb to send packet to us via dev_xmit path. Allows
927  * packet to go through device based features such as qdisc, netfilter
928  * hooks and packet sockets with skb->dev set to vrf device.
929  */
930 static struct sk_buff *vrf_ip_out_redirect(struct net_device *vrf_dev,
931                                            struct sk_buff *skb)
932 {
933         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
934         struct dst_entry *dst = NULL;
935         struct rtable *rth;
936
937         rcu_read_lock();
938
939         rth = rcu_dereference(vrf->rth);
940         if (likely(rth)) {
941                 dst = &rth->dst;
942                 dst_hold(dst);
943         }
944
945         rcu_read_unlock();
946
947         if (unlikely(!dst)) {
948                 vrf_tx_error(vrf_dev, skb);
949                 return NULL;
950         }
951
952         skb_dst_drop(skb);
953         skb_dst_set(skb, dst);
954
955         return skb;
956 }
957
958 static int vrf_output_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
959                                     struct sk_buff *skb)
960 {
961         vrf_finish_direct(skb);
962
963         return vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
964 }
965
966 static int vrf_output_direct(struct net *net, struct sock *sk,
967                              struct sk_buff *skb)
968 {
969         int err = 1;
970
971         skb->protocol = htons(ETH_P_IP);
972
973         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_REROUTED))
974                 err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
975                               NULL, skb->dev, vrf_output_direct_finish);
976
977         if (likely(err == 1))
978                 vrf_finish_direct(skb);
979
980         return err;
981 }
982
983 static int vrf_ip_out_direct_finish(struct net *net, struct sock *sk,
984                                     struct sk_buff *skb)
985 {
986         int err;
987
988         err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
989         if (likely(err == 1))
990                 err = vrf_ip_local_out(net, sk, skb);
991
992         return err;
993 }
994
995 static struct sk_buff *vrf_ip_out_direct(struct net_device *vrf_dev,
996                                          struct sock *sk,
997                                          struct sk_buff *skb)
998 {
999         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1000         int err;
1001
1002         skb->dev = vrf_dev;
1003
1004         err = nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk,
1005                       skb, NULL, vrf_dev, vrf_ip_out_direct_finish);
1006
1007         if (likely(err == 1))
1008                 err = vrf_output_direct(net, sk, skb);
1009
1010         if (likely(err == 1))
1011                 return skb;
1012
1013         return NULL;
1014 }
1015
1016 static struct sk_buff *vrf_ip_out(struct net_device *vrf_dev,
1017                                   struct sock *sk,
1018                                   struct sk_buff *skb)
1019 {
1020         /* don't divert multicast or local broadcast */
1021         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr) ||
1022             ipv4_is_lbcast(ip_hdr(skb)->daddr))
1023                 return skb;
1024
1025         vrf_nf_set_untracked(skb);
1026
1027         if (qdisc_tx_is_default(vrf_dev) ||
1028             IPCB(skb)->flags & IPSKB_XFRM_TRANSFORMED)
1029                 return vrf_ip_out_direct(vrf_dev, sk, skb);
1030
1031         return vrf_ip_out_redirect(vrf_dev, skb);
1032 }
1033
1034 /* called with rcu lock held */
1035 static struct sk_buff *vrf_l3_out(struct net_device *vrf_dev,
1036                                   struct sock *sk,
1037                                   struct sk_buff *skb,
1038                                   u16 proto)
1039 {
1040         switch (proto) {
1041         case AF_INET:
1042                 return vrf_ip_out(vrf_dev, sk, skb);
1043         case AF_INET6:
1044                 return vrf_ip6_out(vrf_dev, sk, skb);
1045         }
1046
1047         return skb;
1048 }
1049
1050 /* holding rtnl */
1051 static void vrf_rtable_release(struct net_device *dev, struct net_vrf *vrf)
1052 {
1053         struct rtable *rth = rtnl_dereference(vrf->rth);
1054         struct net *net = dev_net(dev);
1055         struct dst_entry *dst;
1056
1057         RCU_INIT_POINTER(vrf->rth, NULL);
1058         synchronize_rcu();
1059
1060         /* move dev in dst's to loopback so this VRF device can be deleted
1061          * - based on dst_ifdown
1062          */
1063         if (rth) {
1064                 dst = &rth->dst;
1065                 dev_replace_track(dst->dev, net->loopback_dev,
1066                                   &dst->dev_tracker, GFP_KERNEL);
1067                 dst->dev = net->loopback_dev;
1068                 dst_release(dst);
1069         }
1070 }
1071
1072 static int vrf_rtable_create(struct net_device *dev)
1073 {
1074         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1075         struct rtable *rth;
1076
1077         if (!fib_new_table(dev_net(dev), vrf->tb_id))
1078                 return -ENOMEM;
1079
1080         /* create a dst for routing packets out through a VRF device */
1081         rth = rt_dst_alloc(dev, 0, RTN_UNICAST, 1, 1);
1082         if (!rth)
1083                 return -ENOMEM;
1084
1085         rth->dst.output = vrf_output;
1086
1087         rcu_assign_pointer(vrf->rth, rth);
1088
1089         return 0;
1090 }
1091
1092 /**************************** device handling ********************/
1093
1094 /* cycle interface to flush neighbor cache and move routes across tables */
1095 static void cycle_netdev(struct net_device *dev,
1096                          struct netlink_ext_ack *extack)
1097 {
1098         unsigned int flags = dev->flags;
1099         int ret;
1100
1101         if (!netif_running(dev))
1102                 return;
1103
1104         ret = dev_change_flags(dev, flags & ~IFF_UP, extack);
1105         if (ret >= 0)
1106                 ret = dev_change_flags(dev, flags, extack);
1107
1108         if (ret < 0) {
1109                 netdev_err(dev,
1110                            "Failed to cycle device %s; route tables might be wrong!\n",
1111                            dev->name);
1112         }
1113 }
1114
1115 static int do_vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1116                             struct netlink_ext_ack *extack)
1117 {
1118         int ret;
1119
1120         /* do not allow loopback device to be enslaved to a VRF.
1121          * The vrf device acts as the loopback for the vrf.
1122          */
1123         if (port_dev == dev_net(dev)->loopback_dev) {
1124                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1125                                "Can not enslave loopback device to a VRF");
1126                 return -EOPNOTSUPP;
1127         }
1128
1129         port_dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_SLAVE;
1130         ret = netdev_master_upper_dev_link(port_dev, dev, NULL, NULL, extack);
1131         if (ret < 0)
1132                 goto err;
1133
1134         cycle_netdev(port_dev, extack);
1135
1136         return 0;
1137
1138 err:
1139         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1140         return ret;
1141 }
1142
1143 static int vrf_add_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev,
1144                          struct netlink_ext_ack *extack)
1145 {
1146         if (netif_is_l3_master(port_dev)) {
1147                 NL_SET_ERR_MSG(extack,
1148                                "Can not enslave an L3 master device to a VRF");
1149                 return -EINVAL;
1150         }
1151
1152         if (netif_is_l3_slave(port_dev))
1153                 return -EINVAL;
1154
1155         return do_vrf_add_slave(dev, port_dev, extack);
1156 }
1157
1158 /* inverse of do_vrf_add_slave */
1159 static int do_vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1160 {
1161         netdev_upper_dev_unlink(port_dev, dev);
1162         port_dev->priv_flags &= ~IFF_L3MDEV_SLAVE;
1163
1164         cycle_netdev(port_dev, NULL);
1165
1166         return 0;
1167 }
1168
1169 static int vrf_del_slave(struct net_device *dev, struct net_device *port_dev)
1170 {
1171         return do_vrf_del_slave(dev, port_dev);
1172 }
1173
1174 static void vrf_dev_uninit(struct net_device *dev)
1175 {
1176         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1177
1178         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1179         vrf_rt6_release(dev, vrf);
1180
1181         free_percpu(dev->dstats);
1182         dev->dstats = NULL;
1183 }
1184
1185 static int vrf_dev_init(struct net_device *dev)
1186 {
1187         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1188
1189         dev->dstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_dstats);
1190         if (!dev->dstats)
1191                 goto out_nomem;
1192
1193         /* create the default dst which points back to us */
1194         if (vrf_rtable_create(dev) != 0)
1195                 goto out_stats;
1196
1197         if (vrf_rt6_create(dev) != 0)
1198                 goto out_rth;
1199
1200         dev->flags = IFF_MASTER | IFF_NOARP;
1201
1202         /* similarly, oper state is irrelevant; set to up to avoid confusion */
1203         dev->operstate = IF_OPER_UP;
1204         netdev_lockdep_set_classes(dev);
1205         return 0;
1206
1207 out_rth:
1208         vrf_rtable_release(dev, vrf);
1209 out_stats:
1210         free_percpu(dev->dstats);
1211         dev->dstats = NULL;
1212 out_nomem:
1213         return -ENOMEM;
1214 }
1215
1216 static const struct net_device_ops vrf_netdev_ops = {
1217         .ndo_init               = vrf_dev_init,
1218         .ndo_uninit             = vrf_dev_uninit,
1219         .ndo_start_xmit         = vrf_xmit,
1220         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1221         .ndo_get_stats64        = vrf_get_stats64,
1222         .ndo_add_slave          = vrf_add_slave,
1223         .ndo_del_slave          = vrf_del_slave,
1224 };
1225
1226 static u32 vrf_fib_table(const struct net_device *dev)
1227 {
1228         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1229
1230         return vrf->tb_id;
1231 }
1232
1233 static int vrf_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
1234 {
1235         kfree_skb(skb);
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 static struct sk_buff *vrf_rcv_nfhook(u8 pf, unsigned int hook,
1240                                       struct sk_buff *skb,
1241                                       struct net_device *dev)
1242 {
1243         struct net *net = dev_net(dev);
1244
1245         if (nf_hook(pf, hook, net, NULL, skb, dev, NULL, vrf_rcv_finish) != 1)
1246                 skb = NULL;    /* kfree_skb(skb) handled by nf code */
1247
1248         return skb;
1249 }
1250
1251 static int vrf_prepare_mac_header(struct sk_buff *skb,
1252                                   struct net_device *vrf_dev, u16 proto)
1253 {
1254         struct ethhdr *eth;
1255         int err;
1256
1257         /* in general, we do not know if there is enough space in the head of
1258          * the packet for hosting the mac header.
1259          */
1260         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(vrf_dev));
1261         if (unlikely(err))
1262                 /* no space in the skb head */
1263                 return -ENOBUFS;
1264
1265         __skb_push(skb, ETH_HLEN);
1266         eth = (struct ethhdr *)skb->data;
1267
1268         skb_reset_mac_header(skb);
1269
1270         /* we set the ethernet destination and the source addresses to the
1271          * address of the VRF device.
1272          */
1273         ether_addr_copy(eth->h_dest, vrf_dev->dev_addr);
1274         ether_addr_copy(eth->h_source, vrf_dev->dev_addr);
1275         eth->h_proto = htons(proto);
1276
1277         /* the destination address of the Ethernet frame corresponds to the
1278          * address set on the VRF interface; therefore, the packet is intended
1279          * to be processed locally.
1280          */
1281         skb->protocol = eth->h_proto;
1282         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1283
1284         skb_postpush_rcsum(skb, skb->data, ETH_HLEN);
1285
1286         skb_pull_inline(skb, ETH_HLEN);
1287
1288         return 0;
1289 }
1290
1291 /* prepare and add the mac header to the packet if it was not set previously.
1292  * In this way, packet sniffers such as tcpdump can parse the packet correctly.
1293  * If the mac header was already set, the original mac header is left
1294  * untouched and the function returns immediately.
1295  */
1296 static int vrf_add_mac_header_if_unset(struct sk_buff *skb,
1297                                        struct net_device *vrf_dev,
1298                                        u16 proto)
1299 {
1300         if (skb_mac_header_was_set(skb))
1301                 return 0;
1302
1303         return vrf_prepare_mac_header(skb, vrf_dev, proto);
1304 }
1305
1306 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1307 /* neighbor handling is done with actual device; do not want
1308  * to flip skb->dev for those ndisc packets. This really fails
1309  * for multiple next protocols (e.g., NEXTHDR_HOP). But it is
1310  * a start.
1311  */
1312 static bool ipv6_ndisc_frame(const struct sk_buff *skb)
1313 {
1314         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1315         bool rc = false;
1316
1317         if (iph->nexthdr == NEXTHDR_ICMP) {
1318                 const struct icmp6hdr *icmph;
1319                 struct icmp6hdr _icmph;
1320
1321                 icmph = skb_header_pointer(skb, sizeof(*iph),
1322                                            sizeof(_icmph), &_icmph);
1323                 if (!icmph)
1324                         goto out;
1325
1326                 switch (icmph->icmp6_type) {
1327                 case NDISC_ROUTER_SOLICITATION:
1328                 case NDISC_ROUTER_ADVERTISEMENT:
1329                 case NDISC_NEIGHBOUR_SOLICITATION:
1330                 case NDISC_NEIGHBOUR_ADVERTISEMENT:
1331                 case NDISC_REDIRECT:
1332                         rc = true;
1333                         break;
1334                 }
1335         }
1336
1337 out:
1338         return rc;
1339 }
1340
1341 static struct rt6_info *vrf_ip6_route_lookup(struct net *net,
1342                                              const struct net_device *dev,
1343                                              struct flowi6 *fl6,
1344                                              int ifindex,
1345                                              const struct sk_buff *skb,
1346                                              int flags)
1347 {
1348         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1349
1350         return ip6_pol_route(net, vrf->fib6_table, ifindex, fl6, skb, flags);
1351 }
1352
1353 static void vrf_ip6_input_dst(struct sk_buff *skb, struct net_device *vrf_dev,
1354                               int ifindex)
1355 {
1356         const struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
1357         struct flowi6 fl6 = {
1358                 .flowi6_iif     = ifindex,
1359                 .flowi6_mark    = skb->mark,
1360                 .flowi6_proto   = iph->nexthdr,
1361                 .daddr          = iph->daddr,
1362                 .saddr          = iph->saddr,
1363                 .flowlabel      = ip6_flowinfo(iph),
1364         };
1365         struct net *net = dev_net(vrf_dev);
1366         struct rt6_info *rt6;
1367
1368         rt6 = vrf_ip6_route_lookup(net, vrf_dev, &fl6, ifindex, skb,
1369                                    RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR | RT6_LOOKUP_F_IFACE);
1370         if (unlikely(!rt6))
1371                 return;
1372
1373         if (unlikely(&rt6->dst == &net->ipv6.ip6_null_entry->dst))
1374                 return;
1375
1376         skb_dst_set(skb, &rt6->dst);
1377 }
1378
1379 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1380                                    struct sk_buff *skb)
1381 {
1382         int orig_iif = skb->skb_iif;
1383         bool need_strict = rt6_need_strict(&ipv6_hdr(skb)->daddr);
1384         bool is_ndisc = ipv6_ndisc_frame(skb);
1385
1386         /* loopback, multicast & non-ND link-local traffic; do not push through
1387          * packet taps again. Reset pkt_type for upper layers to process skb.
1388          * For strict packets with a source LLA, determine the dst using the
1389          * original ifindex.
1390          */
1391         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK || (need_strict && !is_ndisc)) {
1392                 skb->dev = vrf_dev;
1393                 skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1394                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1395
1396                 if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK)
1397                         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1398                 else if (ipv6_addr_type(&ipv6_hdr(skb)->saddr) & IPV6_ADDR_LINKLOCAL)
1399                         vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1400
1401                 goto out;
1402         }
1403
1404         /* if packet is NDISC then keep the ingress interface */
1405         if (!is_ndisc) {
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                         if (likely(!err)) {
1416                                 skb_push(skb, skb->mac_len);
1417                                 dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1418                                 skb_pull(skb, skb->mac_len);
1419                         }
1420                 }
1421
1422                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_L3SLAVE;
1423         }
1424
1425         if (need_strict)
1426                 vrf_ip6_input_dst(skb, vrf_dev, orig_iif);
1427
1428         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV6, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1429 out:
1430         return skb;
1431 }
1432
1433 #else
1434 static struct sk_buff *vrf_ip6_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1435                                    struct sk_buff *skb)
1436 {
1437         return skb;
1438 }
1439 #endif
1440
1441 static struct sk_buff *vrf_ip_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1442                                   struct sk_buff *skb)
1443 {
1444         skb->dev = vrf_dev;
1445         skb->skb_iif = vrf_dev->ifindex;
1446         IPCB(skb)->flags |= IPSKB_L3SLAVE;
1447
1448         if (ipv4_is_multicast(ip_hdr(skb)->daddr))
1449                 goto out;
1450
1451         /* loopback traffic; do not push through packet taps again.
1452          * Reset pkt_type for upper layers to process skb
1453          */
1454         if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
1455                 skb->pkt_type = PACKET_HOST;
1456                 goto out;
1457         }
1458
1459         vrf_rx_stats(vrf_dev, skb->len);
1460
1461         if (!list_empty(&vrf_dev->ptype_all)) {
1462                 int err;
1463
1464                 err = vrf_add_mac_header_if_unset(skb, vrf_dev, ETH_P_IP);
1465                 if (likely(!err)) {
1466                         skb_push(skb, skb->mac_len);
1467                         dev_queue_xmit_nit(skb, vrf_dev);
1468                         skb_pull(skb, skb->mac_len);
1469                 }
1470         }
1471
1472         skb = vrf_rcv_nfhook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING, skb, vrf_dev);
1473 out:
1474         return skb;
1475 }
1476
1477 /* called with rcu lock held */
1478 static struct sk_buff *vrf_l3_rcv(struct net_device *vrf_dev,
1479                                   struct sk_buff *skb,
1480                                   u16 proto)
1481 {
1482         switch (proto) {
1483         case AF_INET:
1484                 return vrf_ip_rcv(vrf_dev, skb);
1485         case AF_INET6:
1486                 return vrf_ip6_rcv(vrf_dev, skb);
1487         }
1488
1489         return skb;
1490 }
1491
1492 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1493 /* send to link-local or multicast address via interface enslaved to
1494  * VRF device. Force lookup to VRF table without changing flow struct
1495  * Note: Caller to this function must hold rcu_read_lock() and no refcnt
1496  * is taken on the dst by this function.
1497  */
1498 static struct dst_entry *vrf_link_scope_lookup(const struct net_device *dev,
1499                                               struct flowi6 *fl6)
1500 {
1501         struct net *net = dev_net(dev);
1502         int flags = RT6_LOOKUP_F_IFACE | RT6_LOOKUP_F_DST_NOREF;
1503         struct dst_entry *dst = NULL;
1504         struct rt6_info *rt;
1505
1506         /* VRF device does not have a link-local address and
1507          * sending packets to link-local or mcast addresses over
1508          * a VRF device does not make sense
1509          */
1510         if (fl6->flowi6_oif == dev->ifindex) {
1511                 dst = &net->ipv6.ip6_null_entry->dst;
1512                 return dst;
1513         }
1514
1515         if (!ipv6_addr_any(&fl6->saddr))
1516                 flags |= RT6_LOOKUP_F_HAS_SADDR;
1517
1518         rt = vrf_ip6_route_lookup(net, dev, fl6, fl6->flowi6_oif, NULL, flags);
1519         if (rt)
1520                 dst = &rt->dst;
1521
1522         return dst;
1523 }
1524 #endif
1525
1526 static const struct l3mdev_ops vrf_l3mdev_ops = {
1527         .l3mdev_fib_table       = vrf_fib_table,
1528         .l3mdev_l3_rcv          = vrf_l3_rcv,
1529         .l3mdev_l3_out          = vrf_l3_out,
1530 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
1531         .l3mdev_link_scope_lookup = vrf_link_scope_lookup,
1532 #endif
1533 };
1534
1535 static void vrf_get_drvinfo(struct net_device *dev,
1536                             struct ethtool_drvinfo *info)
1537 {
1538         strlcpy(info->driver, DRV_NAME, sizeof(info->driver));
1539         strlcpy(info->version, DRV_VERSION, sizeof(info->version));
1540 }
1541
1542 static const struct ethtool_ops vrf_ethtool_ops = {
1543         .get_drvinfo    = vrf_get_drvinfo,
1544 };
1545
1546 static inline size_t vrf_fib_rule_nl_size(void)
1547 {
1548         size_t sz;
1549
1550         sz  = NLMSG_ALIGN(sizeof(struct fib_rule_hdr));
1551         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_L3MDEV */
1552         sz += nla_total_size(sizeof(u32));      /* FRA_PRIORITY */
1553         sz += nla_total_size(sizeof(u8));       /* FRA_PROTOCOL */
1554
1555         return sz;
1556 }
1557
1558 static int vrf_fib_rule(const struct net_device *dev, __u8 family, bool add_it)
1559 {
1560         struct fib_rule_hdr *frh;
1561         struct nlmsghdr *nlh;
1562         struct sk_buff *skb;
1563         int err;
1564
1565         if ((family == AF_INET6 || family == RTNL_FAMILY_IP6MR) &&
1566             !ipv6_mod_enabled())
1567                 return 0;
1568
1569         skb = nlmsg_new(vrf_fib_rule_nl_size(), GFP_KERNEL);
1570         if (!skb)
1571                 return -ENOMEM;
1572
1573         nlh = nlmsg_put(skb, 0, 0, 0, sizeof(*frh), 0);
1574         if (!nlh)
1575                 goto nla_put_failure;
1576
1577         /* rule only needs to appear once */
1578         nlh->nlmsg_flags |= NLM_F_EXCL;
1579
1580         frh = nlmsg_data(nlh);
1581         memset(frh, 0, sizeof(*frh));
1582         frh->family = family;
1583         frh->action = FR_ACT_TO_TBL;
1584
1585         if (nla_put_u8(skb, FRA_PROTOCOL, RTPROT_KERNEL))
1586                 goto nla_put_failure;
1587
1588         if (nla_put_u8(skb, FRA_L3MDEV, 1))
1589                 goto nla_put_failure;
1590
1591         if (nla_put_u32(skb, FRA_PRIORITY, FIB_RULE_PREF))
1592                 goto nla_put_failure;
1593
1594         nlmsg_end(skb, nlh);
1595
1596         /* fib_nl_{new,del}rule handling looks for net from skb->sk */
1597         skb->sk = dev_net(dev)->rtnl;
1598         if (add_it) {
1599                 err = fib_nl_newrule(skb, nlh, NULL);
1600                 if (err == -EEXIST)
1601                         err = 0;
1602         } else {
1603                 err = fib_nl_delrule(skb, nlh, NULL);
1604                 if (err == -ENOENT)
1605                         err = 0;
1606         }
1607         nlmsg_free(skb);
1608
1609         return err;
1610
1611 nla_put_failure:
1612         nlmsg_free(skb);
1613
1614         return -EMSGSIZE;
1615 }
1616
1617 static int vrf_add_fib_rules(const struct net_device *dev)
1618 {
1619         int err;
1620
1621         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  true);
1622         if (err < 0)
1623                 goto out_err;
1624
1625         err = vrf_fib_rule(dev, AF_INET6, true);
1626         if (err < 0)
1627                 goto ipv6_err;
1628
1629 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1630         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR, true);
1631         if (err < 0)
1632                 goto ipmr_err;
1633 #endif
1634
1635 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1636         err = vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IP6MR, true);
1637         if (err < 0)
1638                 goto ip6mr_err;
1639 #endif
1640
1641         return 0;
1642
1643 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1644 ip6mr_err:
1645         vrf_fib_rule(dev, RTNL_FAMILY_IPMR,  false);
1646 #endif
1647
1648 #if IS_ENABLED(CONFIG_IP_MROUTE_MULTIPLE_TABLES)
1649 ipmr_err:
1650         vrf_fib_rule(dev, AF_INET6,  false);
1651 #endif
1652
1653 ipv6_err:
1654         vrf_fib_rule(dev, AF_INET,  false);
1655
1656 out_err:
1657         netdev_err(dev, "Failed to add FIB rules.\n");
1658         return err;
1659 }
1660
1661 static void vrf_setup(struct net_device *dev)
1662 {
1663         ether_setup(dev);
1664
1665         /* Initialize the device structure. */
1666         dev->netdev_ops = &vrf_netdev_ops;
1667         dev->l3mdev_ops = &vrf_l3mdev_ops;
1668         dev->ethtool_ops = &vrf_ethtool_ops;
1669         dev->needs_free_netdev = true;
1670
1671         /* Fill in device structure with ethernet-generic values. */
1672         eth_hw_addr_random(dev);
1673
1674         /* don't acquire vrf device's netif_tx_lock when transmitting */
1675         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
1676
1677         /* don't allow vrf devices to change network namespaces. */
1678         dev->features |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1679
1680         /* does not make sense for a VLAN to be added to a vrf device */
1681         dev->features   |= NETIF_F_VLAN_CHALLENGED;
1682
1683         /* enable offload features */
1684         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1685         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_SCTP_CRC;
1686         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST | NETIF_F_HIGHDMA;
1687
1688         dev->hw_features = dev->features;
1689         dev->hw_enc_features = dev->features;
1690
1691         /* default to no qdisc; user can add if desired */
1692         dev->priv_flags |= IFF_NO_QUEUE;
1693         dev->priv_flags |= IFF_NO_RX_HANDLER;
1694         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1695
1696         /* VRF devices do not care about MTU, but if the MTU is set
1697          * too low then the ipv4 and ipv6 protocols are disabled
1698          * which breaks networking.
1699          */
1700         dev->min_mtu = IPV6_MIN_MTU;
1701         dev->max_mtu = IP6_MAX_MTU;
1702         dev->mtu = dev->max_mtu;
1703 }
1704
1705 static int vrf_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1706                         struct netlink_ext_ack *extack)
1707 {
1708         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1709                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1710                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1711                         return -EINVAL;
1712                 }
1713                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1714                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Invalid hardware address");
1715                         return -EADDRNOTAVAIL;
1716                 }
1717         }
1718         return 0;
1719 }
1720
1721 static void vrf_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1722 {
1723         struct net_device *port_dev;
1724         struct list_head *iter;
1725
1726         netdev_for_each_lower_dev(dev, port_dev, iter)
1727                 vrf_del_slave(dev, port_dev);
1728
1729         vrf_map_unregister_dev(dev);
1730
1731         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1732 }
1733
1734 static int vrf_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1735                        struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
1736                        struct netlink_ext_ack *extack)
1737 {
1738         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1739         struct netns_vrf *nn_vrf;
1740         bool *add_fib_rules;
1741         struct net *net;
1742         int err;
1743
1744         if (!data || !data[IFLA_VRF_TABLE]) {
1745                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "VRF table id is missing");
1746                 return -EINVAL;
1747         }
1748
1749         vrf->tb_id = nla_get_u32(data[IFLA_VRF_TABLE]);
1750         if (vrf->tb_id == RT_TABLE_UNSPEC) {
1751                 NL_SET_ERR_MSG_ATTR(extack, data[IFLA_VRF_TABLE],
1752                                     "Invalid VRF table id");
1753                 return -EINVAL;
1754         }
1755
1756         dev->priv_flags |= IFF_L3MDEV_MASTER;
1757
1758         err = register_netdevice(dev);
1759         if (err)
1760                 goto out;
1761
1762         /* mapping between table_id and vrf;
1763          * note: such binding could not be done in the dev init function
1764          * because dev->ifindex id is not available yet.
1765          */
1766         vrf->ifindex = dev->ifindex;
1767
1768         err = vrf_map_register_dev(dev, extack);
1769         if (err) {
1770                 unregister_netdevice(dev);
1771                 goto out;
1772         }
1773
1774         net = dev_net(dev);
1775         nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1776
1777         add_fib_rules = &nn_vrf->add_fib_rules;
1778         if (*add_fib_rules) {
1779                 err = vrf_add_fib_rules(dev);
1780                 if (err) {
1781                         vrf_map_unregister_dev(dev);
1782                         unregister_netdevice(dev);
1783                         goto out;
1784                 }
1785                 *add_fib_rules = false;
1786         }
1787
1788 out:
1789         return err;
1790 }
1791
1792 static size_t vrf_nl_getsize(const struct net_device *dev)
1793 {
1794         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_TABLE */
1795 }
1796
1797 static int vrf_fillinfo(struct sk_buff *skb,
1798                         const struct net_device *dev)
1799 {
1800         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(dev);
1801
1802         return nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_TABLE, vrf->tb_id);
1803 }
1804
1805 static size_t vrf_get_slave_size(const struct net_device *bond_dev,
1806                                  const struct net_device *slave_dev)
1807 {
1808         return nla_total_size(sizeof(u32));  /* IFLA_VRF_PORT_TABLE */
1809 }
1810
1811 static int vrf_fill_slave_info(struct sk_buff *skb,
1812                                const struct net_device *vrf_dev,
1813                                const struct net_device *slave_dev)
1814 {
1815         struct net_vrf *vrf = netdev_priv(vrf_dev);
1816
1817         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VRF_PORT_TABLE, vrf->tb_id))
1818                 return -EMSGSIZE;
1819
1820         return 0;
1821 }
1822
1823 static const struct nla_policy vrf_nl_policy[IFLA_VRF_MAX + 1] = {
1824         [IFLA_VRF_TABLE] = { .type = NLA_U32 },
1825 };
1826
1827 static struct rtnl_link_ops vrf_link_ops __read_mostly = {
1828         .kind           = DRV_NAME,
1829         .priv_size      = sizeof(struct net_vrf),
1830
1831         .get_size       = vrf_nl_getsize,
1832         .policy         = vrf_nl_policy,
1833         .validate       = vrf_validate,
1834         .fill_info      = vrf_fillinfo,
1835
1836         .get_slave_size  = vrf_get_slave_size,
1837         .fill_slave_info = vrf_fill_slave_info,
1838
1839         .newlink        = vrf_newlink,
1840         .dellink        = vrf_dellink,
1841         .setup          = vrf_setup,
1842         .maxtype        = IFLA_VRF_MAX,
1843 };
1844
1845 static int vrf_device_event(struct notifier_block *unused,
1846                             unsigned long event, void *ptr)
1847 {
1848         struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
1849
1850         /* only care about unregister events to drop slave references */
1851         if (event == NETDEV_UNREGISTER) {
1852                 struct net_device *vrf_dev;
1853
1854                 if (!netif_is_l3_slave(dev))
1855                         goto out;
1856
1857                 vrf_dev = netdev_master_upper_dev_get(dev);
1858                 vrf_del_slave(vrf_dev, dev);
1859         }
1860 out:
1861         return NOTIFY_DONE;
1862 }
1863
1864 static struct notifier_block vrf_notifier_block __read_mostly = {
1865         .notifier_call = vrf_device_event,
1866 };
1867
1868 static int vrf_map_init(struct vrf_map *vmap)
1869 {
1870         spin_lock_init(&vmap->vmap_lock);
1871         hash_init(vmap->ht);
1872
1873         vmap->strict_mode = false;
1874
1875         return 0;
1876 }
1877
1878 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1879 static bool vrf_strict_mode(struct vrf_map *vmap)
1880 {
1881         bool strict_mode;
1882
1883         vrf_map_lock(vmap);
1884         strict_mode = vmap->strict_mode;
1885         vrf_map_unlock(vmap);
1886
1887         return strict_mode;
1888 }
1889
1890 static int vrf_strict_mode_change(struct vrf_map *vmap, bool new_mode)
1891 {
1892         bool *cur_mode;
1893         int res = 0;
1894
1895         vrf_map_lock(vmap);
1896
1897         cur_mode = &vmap->strict_mode;
1898         if (*cur_mode == new_mode)
1899                 goto unlock;
1900
1901         if (*cur_mode) {
1902                 /* disable strict mode */
1903                 *cur_mode = false;
1904         } else {
1905                 if (vmap->shared_tables) {
1906                         /* we cannot allow strict_mode because there are some
1907                          * vrfs that share one or more tables.
1908                          */
1909                         res = -EBUSY;
1910                         goto unlock;
1911                 }
1912
1913                 /* no tables are shared among vrfs, so we can go back
1914                  * to 1:1 association between a vrf with its table.
1915                  */
1916                 *cur_mode = true;
1917         }
1918
1919 unlock:
1920         vrf_map_unlock(vmap);
1921
1922         return res;
1923 }
1924
1925 static int vrf_shared_table_handler(struct ctl_table *table, int write,
1926                                     void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1927 {
1928         struct net *net = (struct net *)table->extra1;
1929         struct vrf_map *vmap = netns_vrf_map(net);
1930         int proc_strict_mode = 0;
1931         struct ctl_table tmp = {
1932                 .procname       = table->procname,
1933                 .data           = &proc_strict_mode,
1934                 .maxlen         = sizeof(int),
1935                 .mode           = table->mode,
1936                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
1937                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
1938         };
1939         int ret;
1940
1941         if (!write)
1942                 proc_strict_mode = vrf_strict_mode(vmap);
1943
1944         ret = proc_dointvec_minmax(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
1945
1946         if (write && ret == 0)
1947                 ret = vrf_strict_mode_change(vmap, (bool)proc_strict_mode);
1948
1949         return ret;
1950 }
1951
1952 static const struct ctl_table vrf_table[] = {
1953         {
1954                 .procname       = "strict_mode",
1955                 .data           = NULL,
1956                 .maxlen         = sizeof(int),
1957                 .mode           = 0644,
1958                 .proc_handler   = vrf_shared_table_handler,
1959                 /* set by the vrf_netns_init */
1960                 .extra1         = NULL,
1961         },
1962         { },
1963 };
1964
1965 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1966 {
1967         struct ctl_table *table;
1968
1969         table = kmemdup(vrf_table, sizeof(vrf_table), GFP_KERNEL);
1970         if (!table)
1971                 return -ENOMEM;
1972
1973         /* init the extra1 parameter with the reference to current netns */
1974         table[0].extra1 = net;
1975
1976         nn_vrf->ctl_hdr = register_net_sysctl(net, "net/vrf", table);
1977         if (!nn_vrf->ctl_hdr) {
1978                 kfree(table);
1979                 return -ENOMEM;
1980         }
1981
1982         return 0;
1983 }
1984
1985 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
1986 {
1987         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
1988         struct ctl_table *table;
1989
1990         table = nn_vrf->ctl_hdr->ctl_table_arg;
1991         unregister_net_sysctl_table(nn_vrf->ctl_hdr);
1992         kfree(table);
1993 }
1994 #else
1995 static int vrf_netns_init_sysctl(struct net *net, struct netns_vrf *nn_vrf)
1996 {
1997         return 0;
1998 }
1999
2000 static void vrf_netns_exit_sysctl(struct net *net)
2001 {
2002 }
2003 #endif
2004
2005 /* Initialize per network namespace state */
2006 static int __net_init vrf_netns_init(struct net *net)
2007 {
2008         struct netns_vrf *nn_vrf = net_generic(net, vrf_net_id);
2009
2010         nn_vrf->add_fib_rules = true;
2011         vrf_map_init(&nn_vrf->vmap);
2012
2013         return vrf_netns_init_sysctl(net, nn_vrf);
2014 }
2015
2016 static void __net_exit vrf_netns_exit(struct net *net)
2017 {
2018         vrf_netns_exit_sysctl(net);
2019 }
2020
2021 static struct pernet_operations vrf_net_ops __net_initdata = {
2022         .init = vrf_netns_init,
2023         .exit = vrf_netns_exit,
2024         .id   = &vrf_net_id,
2025         .size = sizeof(struct netns_vrf),
2026 };
2027
2028 static int __init vrf_init_module(void)
2029 {
2030         int rc;
2031
2032         register_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
2033
2034         rc = register_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
2035         if (rc < 0)
2036                 goto error;
2037
2038         rc = l3mdev_table_lookup_register(L3MDEV_TYPE_VRF,
2039                                           vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
2040         if (rc < 0)
2041                 goto unreg_pernet;
2042
2043         rc = rtnl_link_register(&vrf_link_ops);
2044         if (rc < 0)
2045                 goto table_lookup_unreg;
2046
2047         return 0;
2048
2049 table_lookup_unreg:
2050         l3mdev_table_lookup_unregister(L3MDEV_TYPE_VRF,
2051                                        vrf_ifindex_lookup_by_table_id);
2052
2053 unreg_pernet:
2054         unregister_pernet_subsys(&vrf_net_ops);
2055
2056 error:
2057         unregister_netdevice_notifier(&vrf_notifier_block);
2058         return rc;
2059 }
2060
2061 module_init(vrf_init_module);
2062 MODULE_AUTHOR("Shrijeet Mukherjee, David Ahern");
2063 MODULE_DESCRIPTION("Device driver to instantiate VRF domains");
2064 MODULE_LICENSE("GPL");
2065 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK(DRV_NAME);
2066 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);