net/ipv6/seg6_iptunnel.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  SR-IPv6 implementation
   4  *
   5  *  Author:
   6  *  David Lebrun <david.lebrun@uclouvain.be>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/skbuff.h>
  11 #include <linux/net.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <net/ip.h>
  14 #include <net/ip_tunnels.h>
  15 #include <net/lwtunnel.h>
  16 #include <net/netevent.h>
  17 #include <net/netns/generic.h>
  18 #include <net/ip6_fib.h>
  19 #include <net/route.h>
  20 #include <net/seg6.h>
  21 #include <linux/seg6.h>
  22 #include <linux/seg6_iptunnel.h>
  23 #include <net/addrconf.h>
  24 #include <net/ip6_route.h>
  25 #include <net/dst_cache.h>
  26 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
  27 #include <net/seg6_hmac.h>
  28 #endif
  29 #include <linux/netfilter.h>
  30
  31 static size_t seg6_lwt_headroom(struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo)
  32 {
  33         int head = 0;
  34
  35         switch (tuninfo->mode) {
  36         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
  37                 break;
  38         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
  39                 head = sizeof(struct ipv6hdr);
  40                 break;
  41         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
  42                 return 0;
  43         }
  44
  45         return ((tuninfo->srh->hdrlen + 1) << 3) + head;
  46 }
  47
  48 struct seg6_lwt {
  49         struct dst_cache cache;
  50         struct seg6_iptunnel_encap tuninfo[];
  51 };
  52
  53 static inline struct seg6_lwt *seg6_lwt_lwtunnel(struct lwtunnel_state *lwt)
  54 {
  55         return (struct seg6_lwt *)lwt->data;
  56 }
  57
  58 static inline struct seg6_iptunnel_encap *
  59 seg6_encap_lwtunnel(struct lwtunnel_state *lwt)
  60 {
  61         return seg6_lwt_lwtunnel(lwt)->tuninfo;
  62 }
  63
  64 static const struct nla_policy seg6_iptunnel_policy[SEG6_IPTUNNEL_MAX + 1] = {
  65         [SEG6_IPTUNNEL_SRH]     = { .type = NLA_BINARY },
  66 };
  67
  68 static int nla_put_srh(struct sk_buff *skb, int attrtype,
  69                        struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo)
  70 {
  71         struct seg6_iptunnel_encap *data;
  72         struct nlattr *nla;
  73         int len;
  74
  75         len = SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(tuninfo);
  76
  77         nla = nla_reserve(skb, attrtype, len);
  78         if (!nla)
  79                 return -EMSGSIZE;
  80
  81         data = nla_data(nla);
  82         memcpy(data, tuninfo, len);
  83
  84         return 0;
  85 }
  86
  87 static void set_tun_src(struct net *net, struct net_device *dev,
  88                         struct in6_addr *daddr, struct in6_addr *saddr)
  89 {
  90         struct seg6_pernet_data *sdata = seg6_pernet(net);
  91         struct in6_addr *tun_src;
  92
  93         rcu_read_lock();
  94
  95         tun_src = rcu_dereference(sdata->tun_src);
  96
  97         if (!ipv6_addr_any(tun_src)) {
  98                 memcpy(saddr, tun_src, sizeof(struct in6_addr));
  99         } else {
 100                 ipv6_dev_get_saddr(net, dev, daddr, IPV6_PREFER_SRC_PUBLIC,
 101                                    saddr);
 102         }
 103
 104         rcu_read_unlock();
 105 }
 106
 107 /* Compute flowlabel for outer IPv6 header */
 108 static __be32 seg6_make_flowlabel(struct net *net, struct sk_buff *skb,
 109                                   struct ipv6hdr *inner_hdr)
 110 {
 111         int do_flowlabel = net->ipv6.sysctl.seg6_flowlabel;
 112         __be32 flowlabel = 0;
 113         u32 hash;
 114
 115         if (do_flowlabel > 0) {
 116                 hash = skb_get_hash(skb);
 117                 hash = rol32(hash, 16);
 118                 flowlabel = (__force __be32)hash & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
 119         } else if (!do_flowlabel && skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 120                 flowlabel = ip6_flowlabel(inner_hdr);
 121         }
 122         return flowlabel;
 123 }
 124
 125 /* encapsulate an IPv6 packet within an outer IPv6 header with a given SRH */
 126 int seg6_do_srh_encap(struct sk_buff *skb, struct ipv6_sr_hdr *osrh, int proto)
 127 {
 128         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 129         struct net *net = dev_net(dst->dev);
 130         struct ipv6hdr *hdr, *inner_hdr;
 131         struct ipv6_sr_hdr *isrh;
 132         int hdrlen, tot_len, err;
 133         __be32 flowlabel;
 134
 135         hdrlen = (osrh->hdrlen + 1) << 3;
 136         tot_len = hdrlen + sizeof(*hdr);
 137
 138         err = skb_cow_head(skb, tot_len + skb->mac_len);
 139         if (unlikely(err))
 140                 return err;
 141
 142         inner_hdr = ipv6_hdr(skb);
 143         flowlabel = seg6_make_flowlabel(net, skb, inner_hdr);
 144
 145         skb_push(skb, tot_len);
 146         skb_reset_network_header(skb);
 147         skb_mac_header_rebuild(skb);
 148         hdr = ipv6_hdr(skb);
 149
 150         /* inherit tc, flowlabel and hlim
 151          * hlim will be decremented in ip6_forward() afterwards and
 152          * decapsulation will overwrite inner hlim with outer hlim
 153          */
 154
 155         if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 156                 ip6_flow_hdr(hdr, ip6_tclass(ip6_flowinfo(inner_hdr)),
 157                              flowlabel);
 158                 hdr->hop_limit = inner_hdr->hop_limit;
 159         } else {
 160                 ip6_flow_hdr(hdr, 0, flowlabel);
 161                 hdr->hop_limit = ip6_dst_hoplimit(skb_dst(skb));
 162
 163                 memset(IP6CB(skb), 0, sizeof(*IP6CB(skb)));
 164
 165                 /* the control block has been erased, so we have to set the
 166                  * iif once again.
 167                  * We read the receiving interface index directly from the
 168                  * skb->skb_iif as it is done in the IPv4 receiving path (i.e.:
 169                  * ip_rcv_core(...)).
 170                  */
 171                 IP6CB(skb)->iif = skb->skb_iif;
 172         }
 173
 174         hdr->nexthdr = NEXTHDR_ROUTING;
 175
 176         isrh = (void *)hdr + sizeof(*hdr);
 177         memcpy(isrh, osrh, hdrlen);
 178
 179         isrh->nexthdr = proto;
 180
 181         hdr->daddr = isrh->segments[isrh->first_segment];
 182         set_tun_src(net, dst->dev, &hdr->daddr, &hdr->saddr);
 183
 184 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
 185         if (sr_has_hmac(isrh)) {
 186                 err = seg6_push_hmac(net, &hdr->saddr, isrh);
 187                 if (unlikely(err))
 188                         return err;
 189         }
 190 #endif
 191
 192         skb_postpush_rcsum(skb, hdr, tot_len);
 193
 194         return 0;
 195 }
 196 EXPORT_SYMBOL_GPL(seg6_do_srh_encap);
 197
 198 /* insert an SRH within an IPv6 packet, just after the IPv6 header */
 199 int seg6_do_srh_inline(struct sk_buff *skb, struct ipv6_sr_hdr *osrh)
 200 {
 201         struct ipv6hdr *hdr, *oldhdr;
 202         struct ipv6_sr_hdr *isrh;
 203         int hdrlen, err;
 204
 205         hdrlen = (osrh->hdrlen + 1) << 3;
 206
 207         err = skb_cow_head(skb, hdrlen + skb->mac_len);
 208         if (unlikely(err))
 209                 return err;
 210
 211         oldhdr = ipv6_hdr(skb);
 212
 213         skb_pull(skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 214         skb_postpull_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 215                            sizeof(struct ipv6hdr));
 216
 217         skb_push(skb, sizeof(struct ipv6hdr) + hdrlen);
 218         skb_reset_network_header(skb);
 219         skb_mac_header_rebuild(skb);
 220
 221         hdr = ipv6_hdr(skb);
 222
 223         memmove(hdr, oldhdr, sizeof(*hdr));
 224
 225         isrh = (void *)hdr + sizeof(*hdr);
 226         memcpy(isrh, osrh, hdrlen);
 227
 228         isrh->nexthdr = hdr->nexthdr;
 229         hdr->nexthdr = NEXTHDR_ROUTING;
 230
 231         isrh->segments[0] = hdr->daddr;
 232         hdr->daddr = isrh->segments[isrh->first_segment];
 233
 234 #ifdef CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
 235         if (sr_has_hmac(isrh)) {
 236                 struct net *net = dev_net(skb_dst(skb)->dev);
 237
 238                 err = seg6_push_hmac(net, &hdr->saddr, isrh);
 239                 if (unlikely(err))
 240                         return err;
 241         }
 242 #endif
 243
 244         skb_postpush_rcsum(skb, hdr, sizeof(struct ipv6hdr) + hdrlen);
 245
 246         return 0;
 247 }
 248 EXPORT_SYMBOL_GPL(seg6_do_srh_inline);
 249
 250 static int seg6_do_srh(struct sk_buff *skb)
 251 {
 252         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 253         struct seg6_iptunnel_encap *tinfo;
 254         int proto, err = 0;
 255
 256         tinfo = seg6_encap_lwtunnel(dst->lwtstate);
 257
 258         switch (tinfo->mode) {
 259         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
 260                 if (skb->protocol != htons(ETH_P_IPV6))
 261                         return -EINVAL;
 262
 263                 err = seg6_do_srh_inline(skb, tinfo->srh);
 264                 if (err)
 265                         return err;
 266                 break;
 267         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
 268                 err = iptunnel_handle_offloads(skb, SKB_GSO_IPXIP6);
 269                 if (err)
 270                         return err;
 271
 272                 if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6))
 273                         proto = IPPROTO_IPV6;
 274                 else if (skb->protocol == htons(ETH_P_IP))
 275                         proto = IPPROTO_IPIP;
 276                 else
 277                         return -EINVAL;
 278
 279                 err = seg6_do_srh_encap(skb, tinfo->srh, proto);
 280                 if (err)
 281                         return err;
 282
 283                 skb_set_inner_transport_header(skb, skb_transport_offset(skb));
 284                 skb_set_inner_protocol(skb, skb->protocol);
 285                 skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 286                 break;
 287         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
 288                 if (!skb_mac_header_was_set(skb))
 289                         return -EINVAL;
 290
 291                 if (pskb_expand_head(skb, skb->mac_len, 0, GFP_ATOMIC) < 0)
 292                         return -ENOMEM;
 293
 294                 skb_mac_header_rebuild(skb);
 295                 skb_push(skb, skb->mac_len);
 296
 297                 err = seg6_do_srh_encap(skb, tinfo->srh, IPPROTO_ETHERNET);
 298                 if (err)
 299                         return err;
 300
 301                 skb->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 302                 break;
 303         }
 304
 305         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(skb->len - sizeof(struct ipv6hdr));
 306         skb_set_transport_header(skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 307         nf_reset_ct(skb);
 308
 309         return 0;
 310 }
 311
 312 static int seg6_input_finish(struct net *net, struct sock *sk,
 313                              struct sk_buff *skb)
 314 {
 315         return dst_input(skb);
 316 }
 317
 318 static int seg6_input_core(struct net *net, struct sock *sk,
 319                            struct sk_buff *skb)
 320 {
 321         struct dst_entry *orig_dst = skb_dst(skb);
 322         struct dst_entry *dst = NULL;
 323         struct seg6_lwt *slwt;
 324         int err;
 325
 326         err = seg6_do_srh(skb);
 327         if (unlikely(err)) {
 328                 kfree_skb(skb);
 329                 return err;
 330         }
 331
 332         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(orig_dst->lwtstate);
 333
 334         preempt_disable();
 335         dst = dst_cache_get(&slwt->cache);
 336         preempt_enable();
 337
 338         skb_dst_drop(skb);
 339
 340         if (!dst) {
 341                 ip6_route_input(skb);
 342                 dst = skb_dst(skb);
 343                 if (!dst->error) {
 344                         preempt_disable();
 345                         dst_cache_set_ip6(&slwt->cache, dst,
 346                                           &ipv6_hdr(skb)->saddr);
 347                         preempt_enable();
 348                 }
 349         } else {
 350                 skb_dst_set(skb, dst);
 351         }
 352
 353         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(dst->dev));
 354         if (unlikely(err))
 355                 return err;
 356
 357         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 358                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT,
 359                                dev_net(skb->dev), NULL, skb, NULL,
 360                                skb_dst(skb)->dev, seg6_input_finish);
 361
 362         return seg6_input_finish(dev_net(skb->dev), NULL, skb);
 363 }
 364
 365 static int seg6_input_nf(struct sk_buff *skb)
 366 {
 367         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 368         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 369
 370         switch (skb->protocol) {
 371         case htons(ETH_P_IP):
 372                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, NULL,
 373                                skb, NULL, dev, seg6_input_core);
 374         case htons(ETH_P_IPV6):
 375                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, NULL,
 376                                skb, NULL, dev, seg6_input_core);
 377         }
 378
 379         return -EINVAL;
 380 }
 381
 382 static int seg6_input(struct sk_buff *skb)
 383 {
 384         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 385                 return seg6_input_nf(skb);
 386
 387         return seg6_input_core(dev_net(skb->dev), NULL, skb);
 388 }
 389
 390 static int seg6_output_core(struct net *net, struct sock *sk,
 391                             struct sk_buff *skb)
 392 {
 393         struct dst_entry *orig_dst = skb_dst(skb);
 394         struct dst_entry *dst = NULL;
 395         struct seg6_lwt *slwt;
 396         int err;
 397
 398         err = seg6_do_srh(skb);
 399         if (unlikely(err))
 400                 goto drop;
 401
 402         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(orig_dst->lwtstate);
 403
 404         preempt_disable();
 405         dst = dst_cache_get(&slwt->cache);
 406         preempt_enable();
 407
 408         if (unlikely(!dst)) {
 409                 struct ipv6hdr *hdr = ipv6_hdr(skb);
 410                 struct flowi6 fl6;
 411
 412                 memset(&fl6, 0, sizeof(fl6));
 413                 fl6.daddr = hdr->daddr;
 414                 fl6.saddr = hdr->saddr;
 415                 fl6.flowlabel = ip6_flowinfo(hdr);
 416                 fl6.flowi6_mark = skb->mark;
 417                 fl6.flowi6_proto = hdr->nexthdr;
 418
 419                 dst = ip6_route_output(net, NULL, &fl6);
 420                 if (dst->error) {
 421                         err = dst->error;
 422                         dst_release(dst);
 423                         goto drop;
 424                 }
 425
 426                 preempt_disable();
 427                 dst_cache_set_ip6(&slwt->cache, dst, &fl6.saddr);
 428                 preempt_enable();
 429         }
 430
 431         skb_dst_drop(skb);
 432         skb_dst_set(skb, dst);
 433
 434         err = skb_cow_head(skb, LL_RESERVED_SPACE(dst->dev));
 435         if (unlikely(err))
 436                 goto drop;
 437
 438         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 439                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_LOCAL_OUT, net, sk, skb,
 440                                NULL, skb_dst(skb)->dev, dst_output);
 441
 442         return dst_output(net, sk, skb);
 443 drop:
 444         kfree_skb(skb);
 445         return err;
 446 }
 447
 448 static int seg6_output_nf(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 449 {
 450         struct net_device *dev = skb_dst(skb)->dev;
 451
 452         switch (skb->protocol) {
 453         case htons(ETH_P_IP):
 454                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 455                                NULL, dev, seg6_output_core);
 456         case htons(ETH_P_IPV6):
 457                 return NF_HOOK(NFPROTO_IPV6, NF_INET_POST_ROUTING, net, sk, skb,
 458                                NULL, dev, seg6_output_core);
 459         }
 460
 461         return -EINVAL;
 462 }
 463
 464 static int seg6_output(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 465 {
 466         if (static_branch_unlikely(&nf_hooks_lwtunnel_enabled))
 467                 return seg6_output_nf(net, sk, skb);
 468
 469         return seg6_output_core(net, sk, skb);
 470 }
 471
 472 static int seg6_build_state(struct net *net, struct nlattr *nla,
 473                             unsigned int family, const void *cfg,
 474                             struct lwtunnel_state **ts,
 475                             struct netlink_ext_ack *extack)
 476 {
 477         struct nlattr *tb[SEG6_IPTUNNEL_MAX + 1];
 478         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo;
 479         struct lwtunnel_state *newts;
 480         int tuninfo_len, min_size;
 481         struct seg6_lwt *slwt;
 482         int err;
 483
 484         if (family != AF_INET && family != AF_INET6)
 485                 return -EINVAL;
 486
 487         err = nla_parse_nested_deprecated(tb, SEG6_IPTUNNEL_MAX, nla,
 488                                           seg6_iptunnel_policy, extack);
 489
 490         if (err < 0)
 491                 return err;
 492
 493         if (!tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH])
 494                 return -EINVAL;
 495
 496         tuninfo = nla_data(tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH]);
 497         tuninfo_len = nla_len(tb[SEG6_IPTUNNEL_SRH]);
 498
 499         /* tuninfo must contain at least the iptunnel encap structure,
 500          * the SRH and one segment
 501          */
 502         min_size = sizeof(*tuninfo) + sizeof(struct ipv6_sr_hdr) +
 503                    sizeof(struct in6_addr);
 504         if (tuninfo_len < min_size)
 505                 return -EINVAL;
 506
 507         switch (tuninfo->mode) {
 508         case SEG6_IPTUN_MODE_INLINE:
 509                 if (family != AF_INET6)
 510                         return -EINVAL;
 511
 512                 break;
 513         case SEG6_IPTUN_MODE_ENCAP:
 514                 break;
 515         case SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP:
 516                 break;
 517         default:
 518                 return -EINVAL;
 519         }
 520
 521         /* verify that SRH is consistent */
 522         if (!seg6_validate_srh(tuninfo->srh, tuninfo_len - sizeof(*tuninfo), false))
 523                 return -EINVAL;
 524
 525         newts = lwtunnel_state_alloc(tuninfo_len + sizeof(*slwt));
 526         if (!newts)
 527                 return -ENOMEM;
 528
 529         slwt = seg6_lwt_lwtunnel(newts);
 530
 531         err = dst_cache_init(&slwt->cache, GFP_ATOMIC);
 532         if (err) {
 533                 kfree(newts);
 534                 return err;
 535         }
 536
 537         memcpy(&slwt->tuninfo, tuninfo, tuninfo_len);
 538
 539         newts->type = LWTUNNEL_ENCAP_SEG6;
 540         newts->flags |= LWTUNNEL_STATE_INPUT_REDIRECT;
 541
 542         if (tuninfo->mode != SEG6_IPTUN_MODE_L2ENCAP)
 543                 newts->flags |= LWTUNNEL_STATE_OUTPUT_REDIRECT;
 544
 545         newts->headroom = seg6_lwt_headroom(tuninfo);
 546
 547         *ts = newts;
 548
 549         return 0;
 550 }
 551
 552 static void seg6_destroy_state(struct lwtunnel_state *lwt)
 553 {
 554         dst_cache_destroy(&seg6_lwt_lwtunnel(lwt)->cache);
 555 }
 556
 557 static int seg6_fill_encap_info(struct sk_buff *skb,
 558                                 struct lwtunnel_state *lwtstate)
 559 {
 560         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo = seg6_encap_lwtunnel(lwtstate);
 561
 562         if (nla_put_srh(skb, SEG6_IPTUNNEL_SRH, tuninfo))
 563                 return -EMSGSIZE;
 564
 565         return 0;
 566 }
 567
 568 static int seg6_encap_nlsize(struct lwtunnel_state *lwtstate)
 569 {
 570         struct seg6_iptunnel_encap *tuninfo = seg6_encap_lwtunnel(lwtstate);
 571
 572         return nla_total_size(SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(tuninfo));
 573 }
 574
 575 static int seg6_encap_cmp(struct lwtunnel_state *a, struct lwtunnel_state *b)
 576 {
 577         struct seg6_iptunnel_encap *a_hdr = seg6_encap_lwtunnel(a);
 578         struct seg6_iptunnel_encap *b_hdr = seg6_encap_lwtunnel(b);
 579         int len = SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(a_hdr);
 580
 581         if (len != SEG6_IPTUN_ENCAP_SIZE(b_hdr))
 582                 return 1;
 583
 584         return memcmp(a_hdr, b_hdr, len);
 585 }
 586
 587 static const struct lwtunnel_encap_ops seg6_iptun_ops = {
 588         .build_state = seg6_build_state,
 589         .destroy_state = seg6_destroy_state,
 590         .output = seg6_output,
 591         .input = seg6_input,
 592         .fill_encap = seg6_fill_encap_info,
 593         .get_encap_size = seg6_encap_nlsize,
 594         .cmp_encap = seg6_encap_cmp,
 595         .owner = THIS_MODULE,
 596 };
 597
 598 int __init seg6_iptunnel_init(void)
 599 {
 600         return lwtunnel_encap_add_ops(&seg6_iptun_ops, LWTUNNEL_ENCAP_SEG6);
 601 }
 602
 603 void seg6_iptunnel_exit(void)
 604 {
 605         lwtunnel_encap_del_ops(&seg6_iptun_ops, LWTUNNEL_ENCAP_SEG6);
 606 }