drivers/net/vxlan.c

   1 /*
   2  * VXLAN: Virtual eXtensible Local Area Network
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012-2013 Vyatta Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * TODO
  11  *  - IPv6 (not in RFC)
  12  */
  13
  14 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  15
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/errno.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/skbuff.h>
  22 #include <linux/rculist.h>
  23 #include <linux/netdevice.h>
  24 #include <linux/in.h>
  25 #include <linux/ip.h>
  26 #include <linux/udp.h>
  27 #include <linux/igmp.h>
  28 #include <linux/etherdevice.h>
  29 #include <linux/if_ether.h>
  30 #include <linux/hash.h>
  31 #include <linux/ethtool.h>
  32 #include <net/arp.h>
  33 #include <net/ndisc.h>
  34 #include <net/ip.h>
  35 #include <net/ip_tunnels.h>
  36 #include <net/icmp.h>
  37 #include <net/udp.h>
  38 #include <net/rtnetlink.h>
  39 #include <net/route.h>
  40 #include <net/dsfield.h>
  41 #include <net/inet_ecn.h>
  42 #include <net/net_namespace.h>
  43 #include <net/netns/generic.h>
  44
  45 #define VXLAN_VERSION   "0.1"
  46
  47 #define VNI_HASH_BITS   10
  48 #define VNI_HASH_SIZE   (1<<VNI_HASH_BITS)
  49 #define FDB_HASH_BITS   8
  50 #define FDB_HASH_SIZE   (1<<FDB_HASH_BITS)
  51 #define FDB_AGE_DEFAULT 300 /* 5 min */
  52 #define FDB_AGE_INTERVAL (10 * HZ)      /* rescan interval */
  53
  54 #define VXLAN_N_VID     (1u << 24)
  55 #define VXLAN_VID_MASK  (VXLAN_N_VID - 1)
  56 /* IP header + UDP + VXLAN + Ethernet header */
  57 #define VXLAN_HEADROOM (20 + 8 + 8 + 14)
  58
  59 #define VXLAN_FLAGS 0x08000000  /* struct vxlanhdr.vx_flags required value. */
  60
  61 /* VXLAN protocol header */
  62 struct vxlanhdr {
  63         __be32 vx_flags;
  64         __be32 vx_vni;
  65 };
  66
  67 /* UDP port for VXLAN traffic.
  68  * The IANA assigned port is 4789, but the Linux default is 8472
  69  * for compatability with early adopters.
  70  */
  71 static unsigned int vxlan_port __read_mostly = 8472;
  72 module_param_named(udp_port, vxlan_port, uint, 0444);
  73 MODULE_PARM_DESC(udp_port, "Destination UDP port");
  74
  75 static bool log_ecn_error = true;
  76 module_param(log_ecn_error, bool, 0644);
  77 MODULE_PARM_DESC(log_ecn_error, "Log packets received with corrupted ECN");
  78
  79 /* per-net private data for this module */
  80 static unsigned int vxlan_net_id;
  81 struct vxlan_net {
  82         struct socket     *sock;        /* UDP encap socket */
  83         struct hlist_head vni_list[VNI_HASH_SIZE];
  84 };
  85
  86 struct vxlan_rdst {
  87         struct rcu_head          rcu;
  88         __be32                   remote_ip;
  89         __be16                   remote_port;
  90         u32                      remote_vni;
  91         u32                      remote_ifindex;
  92         struct vxlan_rdst       *remote_next;
  93 };
  94
  95 /* Forwarding table entry */
  96 struct vxlan_fdb {
  97         struct hlist_node hlist;        /* linked list of entries */
  98         struct rcu_head   rcu;
  99         unsigned long     updated;      /* jiffies */
 100         unsigned long     used;
 101         struct vxlan_rdst remote;
 102         u16               state;        /* see ndm_state */
 103         u8                flags;        /* see ndm_flags */
 104         u8                eth_addr[ETH_ALEN];
 105 };
 106
 107 /* Pseudo network device */
 108 struct vxlan_dev {
 109         struct hlist_node hlist;
 110         struct net_device *dev;
 111         struct vxlan_rdst default_dst;  /* default destination */
 112         __be32            saddr;        /* source address */
 113         __be16            dst_port;
 114         __u16             port_min;     /* source port range */
 115         __u16             port_max;
 116         __u8              tos;          /* TOS override */
 117         __u8              ttl;
 118         u32               flags;        /* VXLAN_F_* below */
 119
 120         unsigned long     age_interval;
 121         struct timer_list age_timer;
 122         spinlock_t        hash_lock;
 123         unsigned int      addrcnt;
 124         unsigned int      addrmax;
 125
 126         struct hlist_head fdb_head[FDB_HASH_SIZE];
 127 };
 128
 129 #define VXLAN_F_LEARN   0x01
 130 #define VXLAN_F_PROXY   0x02
 131 #define VXLAN_F_RSC     0x04
 132 #define VXLAN_F_L2MISS  0x08
 133 #define VXLAN_F_L3MISS  0x10
 134
 135 /* salt for hash table */
 136 static u32 vxlan_salt __read_mostly;
 137
 138 static inline struct hlist_head *vni_head(struct net *net, u32 id)
 139 {
 140         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
 141
 142         return &vn->vni_list[hash_32(id, VNI_HASH_BITS)];
 143 }
 144
 145 /* Look up VNI in a per net namespace table */
 146 static struct vxlan_dev *vxlan_find_vni(struct net *net, u32 id)
 147 {
 148         struct vxlan_dev *vxlan;
 149
 150         hlist_for_each_entry_rcu(vxlan, vni_head(net, id), hlist) {
 151                 if (vxlan->default_dst.remote_vni == id)
 152                         return vxlan;
 153         }
 154
 155         return NULL;
 156 }
 157
 158 /* Fill in neighbour message in skbuff. */
 159 static int vxlan_fdb_info(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *vxlan,
 160                            const struct vxlan_fdb *fdb,
 161                            u32 portid, u32 seq, int type, unsigned int flags,
 162                            const struct vxlan_rdst *rdst)
 163 {
 164         unsigned long now = jiffies;
 165         struct nda_cacheinfo ci;
 166         struct nlmsghdr *nlh;
 167         struct ndmsg *ndm;
 168         bool send_ip, send_eth;
 169
 170         nlh = nlmsg_put(skb, portid, seq, type, sizeof(*ndm), flags);
 171         if (nlh == NULL)
 172                 return -EMSGSIZE;
 173
 174         ndm = nlmsg_data(nlh);
 175         memset(ndm, 0, sizeof(*ndm));
 176
 177         send_eth = send_ip = true;
 178
 179         if (type == RTM_GETNEIGH) {
 180                 ndm->ndm_family = AF_INET;
 181                 send_ip = rdst->remote_ip != htonl(INADDR_ANY);
 182                 send_eth = !is_zero_ether_addr(fdb->eth_addr);
 183         } else
 184                 ndm->ndm_family = AF_BRIDGE;
 185         ndm->ndm_state = fdb->state;
 186         ndm->ndm_ifindex = vxlan->dev->ifindex;
 187         ndm->ndm_flags = fdb->flags;
 188         ndm->ndm_type = NDA_DST;
 189
 190         if (send_eth && nla_put(skb, NDA_LLADDR, ETH_ALEN, &fdb->eth_addr))
 191                 goto nla_put_failure;
 192
 193         if (send_ip && nla_put_be32(skb, NDA_DST, rdst->remote_ip))
 194                 goto nla_put_failure;
 195
 196         if (rdst->remote_port && rdst->remote_port != vxlan->dst_port &&
 197             nla_put_be16(skb, NDA_PORT, rdst->remote_port))
 198                 goto nla_put_failure;
 199         if (rdst->remote_vni != vxlan->default_dst.remote_vni &&
 200             nla_put_be32(skb, NDA_VNI, rdst->remote_vni))
 201                 goto nla_put_failure;
 202         if (rdst->remote_ifindex &&
 203             nla_put_u32(skb, NDA_IFINDEX, rdst->remote_ifindex))
 204                 goto nla_put_failure;
 205
 206         ci.ndm_used      = jiffies_to_clock_t(now - fdb->used);
 207         ci.ndm_confirmed = 0;
 208         ci.ndm_updated   = jiffies_to_clock_t(now - fdb->updated);
 209         ci.ndm_refcnt    = 0;
 210
 211         if (nla_put(skb, NDA_CACHEINFO, sizeof(ci), &ci))
 212                 goto nla_put_failure;
 213
 214         return nlmsg_end(skb, nlh);
 215
 216 nla_put_failure:
 217         nlmsg_cancel(skb, nlh);
 218         return -EMSGSIZE;
 219 }
 220
 221 static inline size_t vxlan_nlmsg_size(void)
 222 {
 223         return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ndmsg))
 224                 + nla_total_size(ETH_ALEN) /* NDA_LLADDR */
 225                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_DST */
 226                 + nla_total_size(sizeof(__be16)) /* NDA_PORT */
 227                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_VNI */
 228                 + nla_total_size(sizeof(__u32)) /* NDA_IFINDEX */
 229                 + nla_total_size(sizeof(struct nda_cacheinfo));
 230 }
 231
 232 static void vxlan_fdb_notify(struct vxlan_dev *vxlan,
 233                              const struct vxlan_fdb *fdb, int type)
 234 {
 235         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 236         struct sk_buff *skb;
 237         int err = -ENOBUFS;
 238
 239         skb = nlmsg_new(vxlan_nlmsg_size(), GFP_ATOMIC);
 240         if (skb == NULL)
 241                 goto errout;
 242
 243         err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, fdb, 0, 0, type, 0, &fdb->remote);
 244         if (err < 0) {
 245                 /* -EMSGSIZE implies BUG in vxlan_nlmsg_size() */
 246                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
 247                 kfree_skb(skb);
 248                 goto errout;
 249         }
 250
 251         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_NEIGH, NULL, GFP_ATOMIC);
 252         return;
 253 errout:
 254         if (err < 0)
 255                 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_NEIGH, err);
 256 }
 257
 258 static void vxlan_ip_miss(struct net_device *dev, __be32 ipa)
 259 {
 260         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 261         struct vxlan_fdb f;
 262
 263         memset(&f, 0, sizeof f);
 264         f.state = NUD_STALE;
 265         f.remote.remote_ip = ipa; /* goes to NDA_DST */
 266         f.remote.remote_vni = VXLAN_N_VID;
 267
 268         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 269 }
 270
 271 static void vxlan_fdb_miss(struct vxlan_dev *vxlan, const u8 eth_addr[ETH_ALEN])
 272 {
 273         struct vxlan_fdb        f;
 274
 275         memset(&f, 0, sizeof f);
 276         f.state = NUD_STALE;
 277         memcpy(f.eth_addr, eth_addr, ETH_ALEN);
 278
 279         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 280 }
 281
 282 /* Hash Ethernet address */
 283 static u32 eth_hash(const unsigned char *addr)
 284 {
 285         u64 value = get_unaligned((u64 *)addr);
 286
 287         /* only want 6 bytes */
 288 #ifdef __BIG_ENDIAN
 289         value >>= 16;
 290 #else
 291         value <<= 16;
 292 #endif
 293         return hash_64(value, FDB_HASH_BITS);
 294 }
 295
 296 /* Hash chain to use given mac address */
 297 static inline struct hlist_head *vxlan_fdb_head(struct vxlan_dev *vxlan,
 298                                                 const u8 *mac)
 299 {
 300         return &vxlan->fdb_head[eth_hash(mac)];
 301 }
 302
 303 /* Look up Ethernet address in forwarding table */
 304 static struct vxlan_fdb *__vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 305                                         const u8 *mac)
 306
 307 {
 308         struct hlist_head *head = vxlan_fdb_head(vxlan, mac);
 309         struct vxlan_fdb *f;
 310
 311         hlist_for_each_entry_rcu(f, head, hlist) {
 312                 if (compare_ether_addr(mac, f->eth_addr) == 0)
 313                         return f;
 314         }
 315
 316         return NULL;
 317 }
 318
 319 static struct vxlan_fdb *vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 320                                         const u8 *mac)
 321 {
 322         struct vxlan_fdb *f;
 323
 324         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 325         if (f)
 326                 f->used = jiffies;
 327
 328         return f;
 329 }
 330
 331 /* Add/update destinations for multicast */
 332 static int vxlan_fdb_append(struct vxlan_fdb *f,
 333                             __be32 ip, __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex)
 334 {
 335         struct vxlan_rdst *rd_prev, *rd;
 336
 337         rd_prev = NULL;
 338         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 339                 if (rd->remote_ip == ip &&
 340                     rd->remote_port == port &&
 341                     rd->remote_vni == vni &&
 342                     rd->remote_ifindex == ifindex)
 343                         return 0;
 344                 rd_prev = rd;
 345         }
 346         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_ATOMIC);
 347         if (rd == NULL)
 348                 return -ENOBUFS;
 349         rd->remote_ip = ip;
 350         rd->remote_port = port;
 351         rd->remote_vni = vni;
 352         rd->remote_ifindex = ifindex;
 353         rd->remote_next = NULL;
 354         rd_prev->remote_next = rd;
 355         return 1;
 356 }
 357
 358 /* Add new entry to forwarding table -- assumes lock held */
 359 static int vxlan_fdb_create(struct vxlan_dev *vxlan,
 360                             const u8 *mac, __be32 ip,
 361                             __u16 state, __u16 flags,
 362                             __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex,
 363                             __u8 ndm_flags)
 364 {
 365         struct vxlan_fdb *f;
 366         int notify = 0;
 367
 368         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 369         if (f) {
 370                 if (flags & NLM_F_EXCL) {
 371                         netdev_dbg(vxlan->dev,
 372                                    "lost race to create %pM\n", mac);
 373                         return -EEXIST;
 374                 }
 375                 if (f->state != state) {
 376                         f->state = state;
 377                         f->updated = jiffies;
 378                         notify = 1;
 379                 }
 380                 if (f->flags != ndm_flags) {
 381                         f->flags = ndm_flags;
 382                         f->updated = jiffies;
 383                         notify = 1;
 384                 }
 385                 if ((flags & NLM_F_APPEND) &&
 386                     is_multicast_ether_addr(f->eth_addr)) {
 387                         int rc = vxlan_fdb_append(f, ip, port, vni, ifindex);
 388
 389                         if (rc < 0)
 390                                 return rc;
 391                         notify |= rc;
 392                 }
 393         } else {
 394                 if (!(flags & NLM_F_CREATE))
 395                         return -ENOENT;
 396
 397                 if (vxlan->addrmax && vxlan->addrcnt >= vxlan->addrmax)
 398                         return -ENOSPC;
 399
 400                 netdev_dbg(vxlan->dev, "add %pM -> %pI4\n", mac, &ip);
 401                 f = kmalloc(sizeof(*f), GFP_ATOMIC);
 402                 if (!f)
 403                         return -ENOMEM;
 404
 405                 notify = 1;
 406                 f->remote.remote_ip = ip;
 407                 f->remote.remote_port = port;
 408                 f->remote.remote_vni = vni;
 409                 f->remote.remote_ifindex = ifindex;
 410                 f->remote.remote_next = NULL;
 411                 f->state = state;
 412                 f->flags = ndm_flags;
 413                 f->updated = f->used = jiffies;
 414                 memcpy(f->eth_addr, mac, ETH_ALEN);
 415
 416                 ++vxlan->addrcnt;
 417                 hlist_add_head_rcu(&f->hlist,
 418                                    vxlan_fdb_head(vxlan, mac));
 419         }
 420
 421         if (notify)
 422                 vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_NEWNEIGH);
 423
 424         return 0;
 425 }
 426
 427 static void vxlan_fdb_free(struct rcu_head *head)
 428 {
 429         struct vxlan_fdb *f = container_of(head, struct vxlan_fdb, rcu);
 430
 431         while (f->remote.remote_next) {
 432                 struct vxlan_rdst *rd = f->remote.remote_next;
 433
 434                 f->remote.remote_next = rd->remote_next;
 435                 kfree(rd);
 436         }
 437         kfree(f);
 438 }
 439
 440 static void vxlan_fdb_destroy(struct vxlan_dev *vxlan, struct vxlan_fdb *f)
 441 {
 442         netdev_dbg(vxlan->dev,
 443                     "delete %pM\n", f->eth_addr);
 444
 445         --vxlan->addrcnt;
 446         vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_DELNEIGH);
 447
 448         hlist_del_rcu(&f->hlist);
 449         call_rcu(&f->rcu, vxlan_fdb_free);
 450 }
 451
 452 /* Add static entry (via netlink) */
 453 static int vxlan_fdb_add(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 454                          struct net_device *dev,
 455                          const unsigned char *addr, u16 flags)
 456 {
 457         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 458         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 459         __be32 ip;
 460         __be16 port;
 461         u32 vni, ifindex;
 462         int err;
 463
 464         if (!(ndm->ndm_state & (NUD_PERMANENT|NUD_REACHABLE))) {
 465                 pr_info("RTM_NEWNEIGH with invalid state %#x\n",
 466                         ndm->ndm_state);
 467                 return -EINVAL;
 468         }
 469
 470         if (tb[NDA_DST] == NULL)
 471                 return -EINVAL;
 472
 473         if (nla_len(tb[NDA_DST]) != sizeof(__be32))
 474                 return -EAFNOSUPPORT;
 475
 476         ip = nla_get_be32(tb[NDA_DST]);
 477
 478         if (tb[NDA_PORT]) {
 479                 if (nla_len(tb[NDA_PORT]) != sizeof(__be16))
 480                         return -EINVAL;
 481                 port = nla_get_be16(tb[NDA_PORT]);
 482         } else
 483                 port = vxlan->dst_port;
 484
 485         if (tb[NDA_VNI]) {
 486                 if (nla_len(tb[NDA_VNI]) != sizeof(u32))
 487                         return -EINVAL;
 488                 vni = nla_get_u32(tb[NDA_VNI]);
 489         } else
 490                 vni = vxlan->default_dst.remote_vni;
 491
 492         if (tb[NDA_IFINDEX]) {
 493                 struct net_device *tdev;
 494
 495                 if (nla_len(tb[NDA_IFINDEX]) != sizeof(u32))
 496                         return -EINVAL;
 497                 ifindex = nla_get_u32(tb[NDA_IFINDEX]);
 498                 tdev = dev_get_by_index(net, ifindex);
 499                 if (!tdev)
 500                         return -EADDRNOTAVAIL;
 501                 dev_put(tdev);
 502         } else
 503                 ifindex = 0;
 504
 505         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 506         err = vxlan_fdb_create(vxlan, addr, ip, ndm->ndm_state, flags,
 507                                port, vni, ifindex, ndm->ndm_flags);
 508         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 509
 510         return err;
 511 }
 512
 513 /* Delete entry (via netlink) */
 514 static int vxlan_fdb_delete(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 515                             struct net_device *dev,
 516                             const unsigned char *addr)
 517 {
 518         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 519         struct vxlan_fdb *f;
 520         int err = -ENOENT;
 521
 522         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 523         f = vxlan_find_mac(vxlan, addr);
 524         if (f) {
 525                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
 526                 err = 0;
 527         }
 528         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 529
 530         return err;
 531 }
 532
 533 /* Dump forwarding table */
 534 static int vxlan_fdb_dump(struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
 535                           struct net_device *dev, int idx)
 536 {
 537         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 538         unsigned int h;
 539
 540         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
 541                 struct vxlan_fdb *f;
 542                 int err;
 543
 544                 hlist_for_each_entry_rcu(f, &vxlan->fdb_head[h], hlist) {
 545                         struct vxlan_rdst *rd;
 546                         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 547                                 if (idx < cb->args[0])
 548                                         goto skip;
 549
 550                                 err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, f,
 551                                                      NETLINK_CB(cb->skb).portid,
 552                                                      cb->nlh->nlmsg_seq,
 553                                                      RTM_NEWNEIGH,
 554                                                      NLM_F_MULTI, rd);
 555                                 if (err < 0)
 556                                         break;
 557 skip:
 558                                 ++idx;
 559                         }
 560                 }
 561         }
 562
 563         return idx;
 564 }
 565
 566 /* Watch incoming packets to learn mapping between Ethernet address
 567  * and Tunnel endpoint.
 568  */
 569 static void vxlan_snoop(struct net_device *dev,
 570                         __be32 src_ip, const u8 *src_mac)
 571 {
 572         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 573         struct vxlan_fdb *f;
 574
 575         f = vxlan_find_mac(vxlan, src_mac);
 576         if (likely(f)) {
 577                 if (likely(f->remote.remote_ip == src_ip))
 578                         return;
 579
 580                 if (net_ratelimit())
 581                         netdev_info(dev,
 582                                     "%pM migrated from %pI4 to %pI4\n",
 583                                     src_mac, &f->remote.remote_ip, &src_ip);
 584
 585                 f->remote.remote_ip = src_ip;
 586                 f->updated = jiffies;
 587         } else {
 588                 /* learned new entry */
 589                 spin_lock(&vxlan->hash_lock);
 590
 591                 /* close off race between vxlan_flush and incoming packets */
 592                 if (netif_running(dev))
 593                         vxlan_fdb_create(vxlan, src_mac, src_ip,
 594                                          NUD_REACHABLE,
 595                                          NLM_F_EXCL|NLM_F_CREATE,
 596                                          vxlan->dst_port,
 597                                          vxlan->default_dst.remote_vni,
 598                                          0, NTF_SELF);
 599                 spin_unlock(&vxlan->hash_lock);
 600         }
 601 }
 602
 603
 604 /* See if multicast group is already in use by other ID */
 605 static bool vxlan_group_used(struct vxlan_net *vn,
 606                              const struct vxlan_dev *this)
 607 {
 608         const struct vxlan_dev *vxlan;
 609         unsigned h;
 610
 611         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
 612                 hlist_for_each_entry(vxlan, &vn->vni_list[h], hlist) {
 613                         if (vxlan == this)
 614                                 continue;
 615
 616                         if (!netif_running(vxlan->dev))
 617                                 continue;
 618
 619                         if (vxlan->default_dst.remote_ip == this->default_dst.remote_ip)
 620                                 return true;
 621                 }
 622
 623         return false;
 624 }
 625
 626 /* kernel equivalent to IP_ADD_MEMBERSHIP */
 627 static int vxlan_join_group(struct net_device *dev)
 628 {
 629         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 630         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 631         struct sock *sk = vn->sock->sk;
 632         struct ip_mreqn mreq = {
 633                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 634                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 635         };
 636         int err;
 637
 638         /* Already a member of group */
 639         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 640                 return 0;
 641
 642         /* Need to drop RTNL to call multicast join */
 643         rtnl_unlock();
 644         lock_sock(sk);
 645         err = ip_mc_join_group(sk, &mreq);
 646         release_sock(sk);
 647         rtnl_lock();
 648
 649         return err;
 650 }
 651
 652
 653 /* kernel equivalent to IP_DROP_MEMBERSHIP */
 654 static int vxlan_leave_group(struct net_device *dev)
 655 {
 656         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 657         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 658         int err = 0;
 659         struct sock *sk = vn->sock->sk;
 660         struct ip_mreqn mreq = {
 661                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 662                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 663         };
 664
 665         /* Only leave group when last vxlan is done. */
 666         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 667                 return 0;
 668
 669         /* Need to drop RTNL to call multicast leave */
 670         rtnl_unlock();
 671         lock_sock(sk);
 672         err = ip_mc_leave_group(sk, &mreq);
 673         release_sock(sk);
 674         rtnl_lock();
 675
 676         return err;
 677 }
 678
 679 /* Callback from net/ipv4/udp.c to receive packets */
 680 static int vxlan_udp_encap_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 681 {
 682         struct iphdr *oip;
 683         struct vxlanhdr *vxh;
 684         struct vxlan_dev *vxlan;
 685         struct pcpu_tstats *stats;
 686         __u32 vni;
 687         int err;
 688
 689         /* pop off outer UDP header */
 690         __skb_pull(skb, sizeof(struct udphdr));
 691
 692         /* Need Vxlan and inner Ethernet header to be present */
 693         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr)))
 694                 goto error;
 695
 696         /* Drop packets with reserved bits set */
 697         vxh = (struct vxlanhdr *) skb->data;
 698         if (vxh->vx_flags != htonl(VXLAN_FLAGS) ||
 699             (vxh->vx_vni & htonl(0xff))) {
 700                 netdev_dbg(skb->dev, "invalid vxlan flags=%#x vni=%#x\n",
 701                            ntohl(vxh->vx_flags), ntohl(vxh->vx_vni));
 702                 goto error;
 703         }
 704
 705         __skb_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr));
 706
 707         /* Is this VNI defined? */
 708         vni = ntohl(vxh->vx_vni) >> 8;
 709         vxlan = vxlan_find_vni(sock_net(sk), vni);
 710         if (!vxlan) {
 711                 netdev_dbg(skb->dev, "unknown vni %d\n", vni);
 712                 goto drop;
 713         }
 714
 715         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN)) {
 716                 vxlan->dev->stats.rx_length_errors++;
 717                 vxlan->dev->stats.rx_errors++;
 718                 goto drop;
 719         }
 720
 721         skb_reset_mac_header(skb);
 722
 723         /* Re-examine inner Ethernet packet */
 724         oip = ip_hdr(skb);
 725         skb->protocol = eth_type_trans(skb, vxlan->dev);
 726
 727         /* Ignore packet loops (and multicast echo) */
 728         if (compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_source,
 729                                vxlan->dev->dev_addr) == 0)
 730                 goto drop;
 731
 732         if (vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)
 733                 vxlan_snoop(skb->dev, oip->saddr, eth_hdr(skb)->h_source);
 734
 735         __skb_tunnel_rx(skb, vxlan->dev);
 736         skb_reset_network_header(skb);
 737
 738         /* If the NIC driver gave us an encapsulated packet with
 739          * CHECKSUM_UNNECESSARY and Rx checksum feature is enabled,
 740          * leave the CHECKSUM_UNNECESSARY, the device checksummed it
 741          * for us. Otherwise force the upper layers to verify it.
 742          */
 743         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY || !skb->encapsulation ||
 744             !(vxlan->dev->features & NETIF_F_RXCSUM))
 745                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 746
 747         skb->encapsulation = 0;
 748
 749         err = IP_ECN_decapsulate(oip, skb);
 750         if (unlikely(err)) {
 751                 if (log_ecn_error)
 752                         net_info_ratelimited("non-ECT from %pI4 with TOS=%#x\n",
 753                                              &oip->saddr, oip->tos);
 754                 if (err > 1) {
 755                         ++vxlan->dev->stats.rx_frame_errors;
 756                         ++vxlan->dev->stats.rx_errors;
 757                         goto drop;
 758                 }
 759         }
 760
 761         stats = this_cpu_ptr(vxlan->dev->tstats);
 762         u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
 763         stats->rx_packets++;
 764         stats->rx_bytes += skb->len;
 765         u64_stats_update_end(&stats->syncp);
 766
 767         netif_rx(skb);
 768
 769         return 0;
 770 error:
 771         /* Put UDP header back */
 772         __skb_push(skb, sizeof(struct udphdr));
 773
 774         return 1;
 775 drop:
 776         /* Consume bad packet */
 777         kfree_skb(skb);
 778         return 0;
 779 }
 780
 781 static int arp_reduce(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 782 {
 783         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 784         struct arphdr *parp;
 785         u8 *arpptr, *sha;
 786         __be32 sip, tip;
 787         struct neighbour *n;
 788
 789         if (dev->flags & IFF_NOARP)
 790                 goto out;
 791
 792         if (!pskb_may_pull(skb, arp_hdr_len(dev))) {
 793                 dev->stats.tx_dropped++;
 794                 goto out;
 795         }
 796         parp = arp_hdr(skb);
 797
 798         if ((parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER) &&
 799              parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_IEEE802)) ||
 800             parp->ar_pro != htons(ETH_P_IP) ||
 801             parp->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) ||
 802             parp->ar_hln != dev->addr_len ||
 803             parp->ar_pln != 4)
 804                 goto out;
 805         arpptr = (u8 *)parp + sizeof(struct arphdr);
 806         sha = arpptr;
 807         arpptr += dev->addr_len;        /* sha */
 808         memcpy(&sip, arpptr, sizeof(sip));
 809         arpptr += sizeof(sip);
 810         arpptr += dev->addr_len;        /* tha */
 811         memcpy(&tip, arpptr, sizeof(tip));
 812
 813         if (ipv4_is_loopback(tip) ||
 814             ipv4_is_multicast(tip))
 815                 goto out;
 816
 817         n = neigh_lookup(&arp_tbl, &tip, dev);
 818
 819         if (n) {
 820                 struct vxlan_fdb *f;
 821                 struct sk_buff  *reply;
 822
 823                 if (!(n->nud_state & NUD_CONNECTED)) {
 824                         neigh_release(n);
 825                         goto out;
 826                 }
 827
 828                 f = vxlan_find_mac(vxlan, n->ha);
 829                 if (f && f->remote.remote_ip == htonl(INADDR_ANY)) {
 830                         /* bridge-local neighbor */
 831                         neigh_release(n);
 832                         goto out;
 833                 }
 834
 835                 reply = arp_create(ARPOP_REPLY, ETH_P_ARP, sip, dev, tip, sha,
 836                                 n->ha, sha);
 837
 838                 neigh_release(n);
 839
 840                 skb_reset_mac_header(reply);
 841                 __skb_pull(reply, skb_network_offset(reply));
 842                 reply->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 843                 reply->pkt_type = PACKET_HOST;
 844
 845                 if (netif_rx_ni(reply) == NET_RX_DROP)
 846                         dev->stats.rx_dropped++;
 847         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 848                 vxlan_ip_miss(dev, tip);
 849 out:
 850         consume_skb(skb);
 851         return NETDEV_TX_OK;
 852 }
 853
 854 static bool route_shortcircuit(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 855 {
 856         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 857         struct neighbour *n;
 858         struct iphdr *pip;
 859
 860         if (is_multicast_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest))
 861                 return false;
 862
 863         n = NULL;
 864         switch (ntohs(eth_hdr(skb)->h_proto)) {
 865         case ETH_P_IP:
 866                 if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr)))
 867                         return false;
 868                 pip = ip_hdr(skb);
 869                 n = neigh_lookup(&arp_tbl, &pip->daddr, dev);
 870                 break;
 871         default:
 872                 return false;
 873         }
 874
 875         if (n) {
 876                 bool diff;
 877
 878                 diff = compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha) != 0;
 879                 if (diff) {
 880                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_source, eth_hdr(skb)->h_dest,
 881                                 dev->addr_len);
 882                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha, dev->addr_len);
 883                 }
 884                 neigh_release(n);
 885                 return diff;
 886         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 887                 vxlan_ip_miss(dev, pip->daddr);
 888         return false;
 889 }
 890
 891 static void vxlan_sock_free(struct sk_buff *skb)
 892 {
 893         sock_put(skb->sk);
 894 }
 895
 896 /* On transmit, associate with the tunnel socket */
 897 static void vxlan_set_owner(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 898 {
 899         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 900         struct sock *sk = vn->sock->sk;
 901
 902         skb_orphan(skb);
 903         sock_hold(sk);
 904         skb->sk = sk;
 905         skb->destructor = vxlan_sock_free;
 906 }
 907
 908 /* Compute source port for outgoing packet
 909  *   first choice to use L4 flow hash since it will spread
 910  *     better and maybe available from hardware
 911  *   secondary choice is to use jhash on the Ethernet header
 912  */
 913 static __be16 vxlan_src_port(const struct vxlan_dev *vxlan, struct sk_buff *skb)
 914 {
 915         unsigned int range = (vxlan->port_max - vxlan->port_min) + 1;
 916         u32 hash;
 917
 918         hash = skb_get_rxhash(skb);
 919         if (!hash)
 920                 hash = jhash(skb->data, 2 * ETH_ALEN,
 921                              (__force u32) skb->protocol);
 922
 923         return htons((((u64) hash * range) >> 32) + vxlan->port_min);
 924 }
 925
 926 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 927 {
 928         if (skb_is_gso(skb)) {
 929                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 930                 if (unlikely(err))
 931                         return err;
 932
 933                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 934         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 935                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 936
 937         return 0;
 938 }
 939
 940 /* Bypass encapsulation if the destination is local */
 941 static void vxlan_encap_bypass(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *src_vxlan,
 942                                struct vxlan_dev *dst_vxlan)
 943 {
 944         struct pcpu_tstats *tx_stats = this_cpu_ptr(src_vxlan->dev->tstats);
 945         struct pcpu_tstats *rx_stats = this_cpu_ptr(dst_vxlan->dev->tstats);
 946
 947         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 948         skb->encapsulation = 0;
 949         skb->dev = dst_vxlan->dev;
 950         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 951
 952         if (dst_vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)
 953                 vxlan_snoop(skb->dev, htonl(INADDR_LOOPBACK),
 954                             eth_hdr(skb)->h_source);
 955
 956         u64_stats_update_begin(&tx_stats->syncp);
 957         tx_stats->tx_packets++;
 958         tx_stats->tx_bytes += skb->len;
 959         u64_stats_update_end(&tx_stats->syncp);
 960
 961         if (netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS) {
 962                 u64_stats_update_begin(&rx_stats->syncp);
 963                 rx_stats->rx_packets++;
 964                 rx_stats->rx_bytes += skb->len;
 965                 u64_stats_update_end(&rx_stats->syncp);
 966         } else {
 967                 skb->dev->stats.rx_dropped++;
 968         }
 969 }
 970
 971 static netdev_tx_t vxlan_xmit_one(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
 972                                   struct vxlan_rdst *rdst, bool did_rsc)
 973 {
 974         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 975         struct rtable *rt;
 976         const struct iphdr *old_iph;
 977         struct iphdr *iph;
 978         struct vxlanhdr *vxh;
 979         struct udphdr *uh;
 980         struct flowi4 fl4;
 981         __be32 dst;
 982         __be16 src_port, dst_port;
 983         u32 vni;
 984         __be16 df = 0;
 985         __u8 tos, ttl;
 986
 987         dst_port = rdst->remote_port ? rdst->remote_port : vxlan->dst_port;
 988         vni = rdst->remote_vni;
 989         dst = rdst->remote_ip;
 990
 991         if (!dst) {
 992                 if (did_rsc) {
 993                         /* short-circuited back to local bridge */
 994                         vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, vxlan);
 995                         return NETDEV_TX_OK;
 996                 }
 997                 goto drop;
 998         }
 999
1000         if (!skb->encapsulation) {
1001                 skb_reset_inner_headers(skb);
1002                 skb->encapsulation = 1;
1003         }
1004
1005         /* Need space for new headers (invalidates iph ptr) */
1006         if (skb_cow_head(skb, VXLAN_HEADROOM))
1007                 goto drop;
1008
1009         old_iph = ip_hdr(skb);
1010
1011         ttl = vxlan->ttl;
1012         if (!ttl && IN_MULTICAST(ntohl(dst)))
1013                 ttl = 1;
1014
1015         tos = vxlan->tos;
1016         if (tos == 1)
1017                 tos = ip_tunnel_get_dsfield(old_iph, skb);
1018
1019         src_port = vxlan_src_port(vxlan, skb);
1020
1021         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
1022         fl4.flowi4_oif = rdst->remote_ifindex;
1023         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(tos);
1024         fl4.daddr = dst;
1025         fl4.saddr = vxlan->saddr;
1026
1027         rt = ip_route_output_key(dev_net(dev), &fl4);
1028         if (IS_ERR(rt)) {
1029                 netdev_dbg(dev, "no route to %pI4\n", &dst);
1030                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
1031                 goto tx_error;
1032         }
1033
1034         if (rt->dst.dev == dev) {
1035                 netdev_dbg(dev, "circular route to %pI4\n", &dst);
1036                 ip_rt_put(rt);
1037                 dev->stats.collisions++;
1038                 goto tx_error;
1039         }
1040
1041         /* Bypass encapsulation if the destination is local */
1042         if (rt->rt_flags & RTCF_LOCAL &&
1043             !(rt->rt_flags & (RTCF_BROADCAST | RTCF_MULTICAST))) {
1044                 struct vxlan_dev *dst_vxlan;
1045
1046                 ip_rt_put(rt);
1047                 dst_vxlan = vxlan_find_vni(dev_net(dev), vni);
1048                 if (!dst_vxlan)
1049                         goto tx_error;
1050                 vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, dst_vxlan);
1051                 return NETDEV_TX_OK;
1052         }
1053
1054         memset(&(IPCB(skb)->opt), 0, sizeof(IPCB(skb)->opt));
1055         IPCB(skb)->flags &= ~(IPSKB_XFRM_TUNNEL_SIZE | IPSKB_XFRM_TRANSFORMED |
1056                               IPSKB_REROUTED);
1057         skb_dst_drop(skb);
1058         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
1059
1060         vxh = (struct vxlanhdr *) __skb_push(skb, sizeof(*vxh));
1061         vxh->vx_flags = htonl(VXLAN_FLAGS);
1062         vxh->vx_vni = htonl(vni << 8);
1063
1064         __skb_push(skb, sizeof(*uh));
1065         skb_reset_transport_header(skb);
1066         uh = udp_hdr(skb);
1067
1068         uh->dest = dst_port;
1069         uh->source = src_port;
1070
1071         uh->len = htons(skb->len);
1072         uh->check = 0;
1073
1074         __skb_push(skb, sizeof(*iph));
1075         skb_reset_network_header(skb);
1076         iph             = ip_hdr(skb);
1077         iph->version    = 4;
1078         iph->ihl        = sizeof(struct iphdr) >> 2;
1079         iph->frag_off   = df;
1080         iph->protocol   = IPPROTO_UDP;
1081         iph->tos        = ip_tunnel_ecn_encap(tos, old_iph, skb);
1082         iph->daddr      = dst;
1083         iph->saddr      = fl4.saddr;
1084         iph->ttl        = ttl ? : ip4_dst_hoplimit(&rt->dst);
1085         tunnel_ip_select_ident(skb, old_iph, &rt->dst);
1086
1087         nf_reset(skb);
1088
1089         vxlan_set_owner(dev, skb);
1090
1091         if (handle_offloads(skb))
1092                 goto drop;
1093
1094         iptunnel_xmit(skb, dev);
1095         return NETDEV_TX_OK;
1096
1097 drop:
1098         dev->stats.tx_dropped++;
1099         goto tx_free;
1100
1101 tx_error:
1102         dev->stats.tx_errors++;
1103 tx_free:
1104         dev_kfree_skb(skb);
1105         return NETDEV_TX_OK;
1106 }
1107
1108 /* Transmit local packets over Vxlan
1109  *
1110  * Outer IP header inherits ECN and DF from inner header.
1111  * Outer UDP destination is the VXLAN assigned port.
1112  *           source port is based on hash of flow
1113  */
1114 static netdev_tx_t vxlan_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1115 {
1116         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1117         struct ethhdr *eth;
1118         bool did_rsc = false;
1119         struct vxlan_rdst *rdst0, *rdst;
1120         struct vxlan_fdb *f;
1121         int rc1, rc;
1122
1123         skb_reset_mac_header(skb);
1124         eth = eth_hdr(skb);
1125
1126         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY) && ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_ARP)
1127                 return arp_reduce(dev, skb);
1128
1129         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1130         did_rsc = false;
1131
1132         if (f && (f->flags & NTF_ROUTER) && (vxlan->flags & VXLAN_F_RSC) &&
1133             ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_IP) {
1134                 did_rsc = route_shortcircuit(dev, skb);
1135                 if (did_rsc)
1136                         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1137         }
1138
1139         if (f == NULL) {
1140                 rdst0 = &vxlan->default_dst;
1141
1142                 if (rdst0->remote_ip == htonl(INADDR_ANY) &&
1143                     (vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS) &&
1144                     !is_multicast_ether_addr(eth->h_dest))
1145                         vxlan_fdb_miss(vxlan, eth->h_dest);
1146         } else
1147                 rdst0 = &f->remote;
1148
1149         rc = NETDEV_TX_OK;
1150
1151         /* if there are multiple destinations, send copies */
1152         for (rdst = rdst0->remote_next; rdst; rdst = rdst->remote_next) {
1153                 struct sk_buff *skb1;
1154
1155                 skb1 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
1156                 rc1 = vxlan_xmit_one(skb1, dev, rdst, did_rsc);
1157                 if (rc == NETDEV_TX_OK)
1158                         rc = rc1;
1159         }
1160
1161         rc1 = vxlan_xmit_one(skb, dev, rdst0, did_rsc);
1162         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1163                 rc = rc1;
1164         return rc;
1165 }
1166
1167 /* Walk the forwarding table and purge stale entries */
1168 static void vxlan_cleanup(unsigned long arg)
1169 {
1170         struct vxlan_dev *vxlan = (struct vxlan_dev *) arg;
1171         unsigned long next_timer = jiffies + FDB_AGE_INTERVAL;
1172         unsigned int h;
1173
1174         if (!netif_running(vxlan->dev))
1175                 return;
1176
1177         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1178         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1179                 struct hlist_node *p, *n;
1180                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1181                         struct vxlan_fdb *f
1182                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1183                         unsigned long timeout;
1184
1185                         if (f->state & NUD_PERMANENT)
1186                                 continue;
1187
1188                         timeout = f->used + vxlan->age_interval * HZ;
1189                         if (time_before_eq(timeout, jiffies)) {
1190                                 netdev_dbg(vxlan->dev,
1191                                            "garbage collect %pM\n",
1192                                            f->eth_addr);
1193                                 f->state = NUD_STALE;
1194                                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1195                         } else if (time_before(timeout, next_timer))
1196                                 next_timer = timeout;
1197                 }
1198         }
1199         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1200
1201         mod_timer(&vxlan->age_timer, next_timer);
1202 }
1203
1204 /* Setup stats when device is created */
1205 static int vxlan_init(struct net_device *dev)
1206 {
1207         dev->tstats = alloc_percpu(struct pcpu_tstats);
1208         if (!dev->tstats)
1209                 return -ENOMEM;
1210
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 /* Start ageing timer and join group when device is brought up */
1215 static int vxlan_open(struct net_device *dev)
1216 {
1217         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1218         int err;
1219
1220         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip))) {
1221                 err = vxlan_join_group(dev);
1222                 if (err)
1223                         return err;
1224         }
1225
1226         if (vxlan->age_interval)
1227                 mod_timer(&vxlan->age_timer, jiffies + FDB_AGE_INTERVAL);
1228
1229         return 0;
1230 }
1231
1232 /* Purge the forwarding table */
1233 static void vxlan_flush(struct vxlan_dev *vxlan)
1234 {
1235         unsigned h;
1236
1237         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1238         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1239                 struct hlist_node *p, *n;
1240                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1241                         struct vxlan_fdb *f
1242                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1243                         vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1244                 }
1245         }
1246         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1247 }
1248
1249 /* Cleanup timer and forwarding table on shutdown */
1250 static int vxlan_stop(struct net_device *dev)
1251 {
1252         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1253
1254         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip)))
1255                 vxlan_leave_group(dev);
1256
1257         del_timer_sync(&vxlan->age_timer);
1258
1259         vxlan_flush(vxlan);
1260
1261         return 0;
1262 }
1263
1264 /* Stub, nothing needs to be done. */
1265 static void vxlan_set_multicast_list(struct net_device *dev)
1266 {
1267 }
1268
1269 static const struct net_device_ops vxlan_netdev_ops = {
1270         .ndo_init               = vxlan_init,
1271         .ndo_open               = vxlan_open,
1272         .ndo_stop               = vxlan_stop,
1273         .ndo_start_xmit         = vxlan_xmit,
1274         .ndo_get_stats64        = ip_tunnel_get_stats64,
1275         .ndo_set_rx_mode        = vxlan_set_multicast_list,
1276         .ndo_change_mtu         = eth_change_mtu,
1277         .ndo_validate_addr      = eth_validate_addr,
1278         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1279         .ndo_fdb_add            = vxlan_fdb_add,
1280         .ndo_fdb_del            = vxlan_fdb_delete,
1281         .ndo_fdb_dump           = vxlan_fdb_dump,
1282 };
1283
1284 /* Info for udev, that this is a virtual tunnel endpoint */
1285 static struct device_type vxlan_type = {
1286         .name = "vxlan",
1287 };
1288
1289 static void vxlan_free(struct net_device *dev)
1290 {
1291         free_percpu(dev->tstats);
1292         free_netdev(dev);
1293 }
1294
1295 /* Initialize the device structure. */
1296 static void vxlan_setup(struct net_device *dev)
1297 {
1298         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1299         unsigned h;
1300         int low, high;
1301
1302         eth_hw_addr_random(dev);
1303         ether_setup(dev);
1304         dev->hard_header_len = ETH_HLEN + VXLAN_HEADROOM;
1305
1306         dev->netdev_ops = &vxlan_netdev_ops;
1307         dev->destructor = vxlan_free;
1308         SET_NETDEV_DEVTYPE(dev, &vxlan_type);
1309
1310         dev->tx_queue_len = 0;
1311         dev->features   |= NETIF_F_LLTX;
1312         dev->features   |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1313         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM;
1314         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM;
1315         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1316
1317         dev->hw_features |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_RXCSUM;
1318         dev->hw_features |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1319         dev->priv_flags &= ~IFF_XMIT_DST_RELEASE;
1320         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1321
1322         spin_lock_init(&vxlan->hash_lock);
1323
1324         init_timer_deferrable(&vxlan->age_timer);
1325         vxlan->age_timer.function = vxlan_cleanup;
1326         vxlan->age_timer.data = (unsigned long) vxlan;
1327
1328         inet_get_local_port_range(&low, &high);
1329         vxlan->port_min = low;
1330         vxlan->port_max = high;
1331         vxlan->dst_port = htons(vxlan_port);
1332
1333         vxlan->dev = dev;
1334
1335         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h)
1336                 INIT_HLIST_HEAD(&vxlan->fdb_head[h]);
1337 }
1338
1339 static const struct nla_policy vxlan_policy[IFLA_VXLAN_MAX + 1] = {
1340         [IFLA_VXLAN_ID]         = { .type = NLA_U32 },
1341         [IFLA_VXLAN_GROUP]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, daddr) },
1342         [IFLA_VXLAN_LINK]       = { .type = NLA_U32 },
1343         [IFLA_VXLAN_LOCAL]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, saddr) },
1344         [IFLA_VXLAN_TOS]        = { .type = NLA_U8 },
1345         [IFLA_VXLAN_TTL]        = { .type = NLA_U8 },
1346         [IFLA_VXLAN_LEARNING]   = { .type = NLA_U8 },
1347         [IFLA_VXLAN_AGEING]     = { .type = NLA_U32 },
1348         [IFLA_VXLAN_LIMIT]      = { .type = NLA_U32 },
1349         [IFLA_VXLAN_PORT_RANGE] = { .len  = sizeof(struct ifla_vxlan_port_range) },
1350         [IFLA_VXLAN_PROXY]      = { .type = NLA_U8 },
1351         [IFLA_VXLAN_RSC]        = { .type = NLA_U8 },
1352         [IFLA_VXLAN_L2MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1353         [IFLA_VXLAN_L3MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1354         [IFLA_VXLAN_PORT]       = { .type = NLA_U16 },
1355 };
1356
1357 static int vxlan_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1358 {
1359         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1360                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1361                         pr_debug("invalid link address (not ethernet)\n");
1362                         return -EINVAL;
1363                 }
1364
1365                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1366                         pr_debug("invalid all zero ethernet address\n");
1367                         return -EADDRNOTAVAIL;
1368                 }
1369         }
1370
1371         if (!data)
1372                 return -EINVAL;
1373
1374         if (data[IFLA_VXLAN_ID]) {
1375                 __u32 id = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1376                 if (id >= VXLAN_VID_MASK)
1377                         return -ERANGE;
1378         }
1379
1380         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1381                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1382                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1383
1384                 if (ntohs(p->high) < ntohs(p->low)) {
1385                         pr_debug("port range %u .. %u not valid\n",
1386                                  ntohs(p->low), ntohs(p->high));
1387                         return -EINVAL;
1388                 }
1389         }
1390
1391         return 0;
1392 }
1393
1394 static void vxlan_get_drvinfo(struct net_device *netdev,
1395                               struct ethtool_drvinfo *drvinfo)
1396 {
1397         strlcpy(drvinfo->version, VXLAN_VERSION, sizeof(drvinfo->version));
1398         strlcpy(drvinfo->driver, "vxlan", sizeof(drvinfo->driver));
1399 }
1400
1401 static const struct ethtool_ops vxlan_ethtool_ops = {
1402         .get_drvinfo    = vxlan_get_drvinfo,
1403         .get_link       = ethtool_op_get_link,
1404 };
1405
1406 static int vxlan_newlink(struct net *net, struct net_device *dev,
1407                          struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1408 {
1409         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1410         struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1411         __u32 vni;
1412         int err;
1413
1414         if (!data[IFLA_VXLAN_ID])
1415                 return -EINVAL;
1416
1417         vni = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1418         if (vxlan_find_vni(net, vni)) {
1419                 pr_info("duplicate VNI %u\n", vni);
1420                 return -EEXIST;
1421         }
1422         dst->remote_vni = vni;
1423
1424         if (data[IFLA_VXLAN_GROUP])
1425                 dst->remote_ip = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_GROUP]);
1426
1427         if (data[IFLA_VXLAN_LOCAL])
1428                 vxlan->saddr = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_LOCAL]);
1429
1430         if (data[IFLA_VXLAN_LINK] &&
1431             (dst->remote_ifindex = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LINK]))) {
1432                 struct net_device *lowerdev
1433                          = __dev_get_by_index(net, dst->remote_ifindex);
1434
1435                 if (!lowerdev) {
1436                         pr_info("ifindex %d does not exist\n", dst->remote_ifindex);
1437                         return -ENODEV;
1438                 }
1439
1440                 if (!tb[IFLA_MTU])
1441                         dev->mtu = lowerdev->mtu - VXLAN_HEADROOM;
1442
1443                 /* update header length based on lower device */
1444                 dev->hard_header_len = lowerdev->hard_header_len +
1445                                        VXLAN_HEADROOM;
1446         }
1447
1448         if (data[IFLA_VXLAN_TOS])
1449                 vxlan->tos  = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TOS]);
1450
1451         if (data[IFLA_VXLAN_TTL])
1452                 vxlan->ttl = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TTL]);
1453
1454         if (!data[IFLA_VXLAN_LEARNING] || nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_LEARNING]))
1455                 vxlan->flags |= VXLAN_F_LEARN;
1456
1457         if (data[IFLA_VXLAN_AGEING])
1458                 vxlan->age_interval = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_AGEING]);
1459         else
1460                 vxlan->age_interval = FDB_AGE_DEFAULT;
1461
1462         if (data[IFLA_VXLAN_PROXY] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_PROXY]))
1463                 vxlan->flags |= VXLAN_F_PROXY;
1464
1465         if (data[IFLA_VXLAN_RSC] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_RSC]))
1466                 vxlan->flags |= VXLAN_F_RSC;
1467
1468         if (data[IFLA_VXLAN_L2MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L2MISS]))
1469                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L2MISS;
1470
1471         if (data[IFLA_VXLAN_L3MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L3MISS]))
1472                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L3MISS;
1473
1474         if (data[IFLA_VXLAN_LIMIT])
1475                 vxlan->addrmax = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LIMIT]);
1476
1477         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1478                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1479                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1480                 vxlan->port_min = ntohs(p->low);
1481                 vxlan->port_max = ntohs(p->high);
1482         }
1483
1484         if (data[IFLA_VXLAN_PORT])
1485                 vxlan->dst_port = nla_get_be16(data[IFLA_VXLAN_PORT]);
1486
1487         SET_ETHTOOL_OPS(dev, &vxlan_ethtool_ops);
1488
1489         err = register_netdevice(dev);
1490         if (!err)
1491                 hlist_add_head_rcu(&vxlan->hlist, vni_head(net, dst->remote_vni));
1492
1493         return err;
1494 }
1495
1496 static void vxlan_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1497 {
1498         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1499
1500         hlist_del_rcu(&vxlan->hlist);
1501
1502         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1503 }
1504
1505 static size_t vxlan_get_size(const struct net_device *dev)
1506 {
1507
1508         return nla_total_size(sizeof(__u32)) +  /* IFLA_VXLAN_ID */
1509                 nla_total_size(sizeof(__be32)) +/* IFLA_VXLAN_GROUP */
1510                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LINK */
1511                 nla_total_size(sizeof(__be32))+ /* IFLA_VXLAN_LOCAL */
1512                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TTL */
1513                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TOS */
1514                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_LEARNING */
1515                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_PROXY */
1516                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_RSC */
1517                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L2MISS */
1518                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L3MISS */
1519                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_AGEING */
1520                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LIMIT */
1521                 nla_total_size(sizeof(struct ifla_vxlan_port_range)) +
1522                 nla_total_size(sizeof(__be16))+ /* IFLA_VXLAN_PORT */
1523                 0;
1524 }
1525
1526 static int vxlan_fill_info(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev)
1527 {
1528         const struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1529         const struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1530         struct ifla_vxlan_port_range ports = {
1531                 .low =  htons(vxlan->port_min),
1532                 .high = htons(vxlan->port_max),
1533         };
1534
1535         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_ID, dst->remote_vni))
1536                 goto nla_put_failure;
1537
1538         if (dst->remote_ip && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_GROUP, dst->remote_ip))
1539                 goto nla_put_failure;
1540
1541         if (dst->remote_ifindex && nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LINK, dst->remote_ifindex))
1542                 goto nla_put_failure;
1543
1544         if (vxlan->saddr && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_LOCAL, vxlan->saddr))
1545                 goto nla_put_failure;
1546
1547         if (nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TTL, vxlan->ttl) ||
1548             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TOS, vxlan->tos) ||
1549             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_LEARNING,
1550                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)) ||
1551             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_PROXY,
1552                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY)) ||
1553             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_RSC, !!(vxlan->flags & VXLAN_F_RSC)) ||
1554             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L2MISS,
1555                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS)) ||
1556             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L3MISS,
1557                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)) ||
1558             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_AGEING, vxlan->age_interval) ||
1559             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LIMIT, vxlan->addrmax) ||
1560             nla_put_be16(skb, IFLA_VXLAN_PORT, vxlan->dst_port))
1561                 goto nla_put_failure;
1562
1563         if (nla_put(skb, IFLA_VXLAN_PORT_RANGE, sizeof(ports), &ports))
1564                 goto nla_put_failure;
1565
1566         return 0;
1567
1568 nla_put_failure:
1569         return -EMSGSIZE;
1570 }
1571
1572 static struct rtnl_link_ops vxlan_link_ops __read_mostly = {
1573         .kind           = "vxlan",
1574         .maxtype        = IFLA_VXLAN_MAX,
1575         .policy         = vxlan_policy,
1576         .priv_size      = sizeof(struct vxlan_dev),
1577         .setup          = vxlan_setup,
1578         .validate       = vxlan_validate,
1579         .newlink        = vxlan_newlink,
1580         .dellink        = vxlan_dellink,
1581         .get_size       = vxlan_get_size,
1582         .fill_info      = vxlan_fill_info,
1583 };
1584
1585 static __net_init int vxlan_init_net(struct net *net)
1586 {
1587         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1588         struct sock *sk;
1589         struct sockaddr_in vxlan_addr = {
1590                 .sin_family = AF_INET,
1591                 .sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY),
1592         };
1593         int rc;
1594         unsigned h;
1595
1596         /* Create UDP socket for encapsulation receive. */
1597         rc = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP, &vn->sock);
1598         if (rc < 0) {
1599                 pr_debug("UDP socket create failed\n");
1600                 return rc;
1601         }
1602         /* Put in proper namespace */
1603         sk = vn->sock->sk;
1604         sk_change_net(sk, net);
1605
1606         vxlan_addr.sin_port = htons(vxlan_port);
1607
1608         rc = kernel_bind(vn->sock, (struct sockaddr *) &vxlan_addr,
1609                          sizeof(vxlan_addr));
1610         if (rc < 0) {
1611                 pr_debug("bind for UDP socket %pI4:%u (%d)\n",
1612                          &vxlan_addr.sin_addr, ntohs(vxlan_addr.sin_port), rc);
1613                 sk_release_kernel(sk);
1614                 vn->sock = NULL;
1615                 return rc;
1616         }
1617
1618         /* Disable multicast loopback */
1619         inet_sk(sk)->mc_loop = 0;
1620
1621         /* Mark socket as an encapsulation socket. */
1622         udp_sk(sk)->encap_type = 1;
1623         udp_sk(sk)->encap_rcv = vxlan_udp_encap_recv;
1624         udp_encap_enable();
1625
1626         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
1627                 INIT_HLIST_HEAD(&vn->vni_list[h]);
1628
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static __net_exit void vxlan_exit_net(struct net *net)
1633 {
1634         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1635         struct vxlan_dev *vxlan;
1636         unsigned h;
1637
1638         rtnl_lock();
1639         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
1640                 hlist_for_each_entry(vxlan, &vn->vni_list[h], hlist)
1641                         dev_close(vxlan->dev);
1642         rtnl_unlock();
1643
1644         if (vn->sock) {
1645                 sk_release_kernel(vn->sock->sk);
1646                 vn->sock = NULL;
1647         }
1648 }
1649
1650 static struct pernet_operations vxlan_net_ops = {
1651         .init = vxlan_init_net,
1652         .exit = vxlan_exit_net,
1653         .id   = &vxlan_net_id,
1654         .size = sizeof(struct vxlan_net),
1655 };
1656
1657 static int __init vxlan_init_module(void)
1658 {
1659         int rc;
1660
1661         get_random_bytes(&vxlan_salt, sizeof(vxlan_salt));
1662
1663         rc = register_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1664         if (rc)
1665                 goto out1;
1666
1667         rc = rtnl_link_register(&vxlan_link_ops);
1668         if (rc)
1669                 goto out2;
1670
1671         return 0;
1672
1673 out2:
1674         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1675 out1:
1676         return rc;
1677 }
1678 module_init(vxlan_init_module);
1679
1680 static void __exit vxlan_cleanup_module(void)
1681 {
1682         rtnl_link_unregister(&vxlan_link_ops);
1683         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1684         rcu_barrier();
1685 }
1686 module_exit(vxlan_cleanup_module);
1687
1688 MODULE_LICENSE("GPL");
1689 MODULE_VERSION(VXLAN_VERSION);
1690 MODULE_AUTHOR("Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>");
1691 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("vxlan");