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  * Return true if packet is bogus and should be droppped.
 569  */
 570 static bool vxlan_snoop(struct net_device *dev,
 571                         __be32 src_ip, const u8 *src_mac)
 572 {
 573         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 574         struct vxlan_fdb *f;
 575
 576         f = vxlan_find_mac(vxlan, src_mac);
 577         if (likely(f)) {
 578                 if (likely(f->remote.remote_ip == src_ip))
 579                         return false;
 580
 581                 /* Don't migrate static entries, drop packets */
 582                 if (f->state & NUD_NOARP)
 583                         return true;
 584
 585                 if (net_ratelimit())
 586                         netdev_info(dev,
 587                                     "%pM migrated from %pI4 to %pI4\n",
 588                                     src_mac, &f->remote.remote_ip, &src_ip);
 589
 590                 f->remote.remote_ip = src_ip;
 591                 f->updated = jiffies;
 592         } else {
 593                 /* learned new entry */
 594                 spin_lock(&vxlan->hash_lock);
 595
 596                 /* close off race between vxlan_flush and incoming packets */
 597                 if (netif_running(dev))
 598                         vxlan_fdb_create(vxlan, src_mac, src_ip,
 599                                          NUD_REACHABLE,
 600                                          NLM_F_EXCL|NLM_F_CREATE,
 601                                          vxlan->dst_port,
 602                                          vxlan->default_dst.remote_vni,
 603                                          0, NTF_SELF);
 604                 spin_unlock(&vxlan->hash_lock);
 605         }
 606
 607         return false;
 608 }
 609
 610
 611 /* See if multicast group is already in use by other ID */
 612 static bool vxlan_group_used(struct vxlan_net *vn,
 613                              const struct vxlan_dev *this)
 614 {
 615         const struct vxlan_dev *vxlan;
 616         unsigned h;
 617
 618         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
 619                 hlist_for_each_entry(vxlan, &vn->vni_list[h], hlist) {
 620                         if (vxlan == this)
 621                                 continue;
 622
 623                         if (!netif_running(vxlan->dev))
 624                                 continue;
 625
 626                         if (vxlan->default_dst.remote_ip == this->default_dst.remote_ip)
 627                                 return true;
 628                 }
 629
 630         return false;
 631 }
 632
 633 /* kernel equivalent to IP_ADD_MEMBERSHIP */
 634 static int vxlan_join_group(struct net_device *dev)
 635 {
 636         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 637         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 638         struct sock *sk = vn->sock->sk;
 639         struct ip_mreqn mreq = {
 640                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 641                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 642         };
 643         int err;
 644
 645         /* Already a member of group */
 646         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 647                 return 0;
 648
 649         /* Need to drop RTNL to call multicast join */
 650         rtnl_unlock();
 651         lock_sock(sk);
 652         err = ip_mc_join_group(sk, &mreq);
 653         release_sock(sk);
 654         rtnl_lock();
 655
 656         return err;
 657 }
 658
 659
 660 /* kernel equivalent to IP_DROP_MEMBERSHIP */
 661 static int vxlan_leave_group(struct net_device *dev)
 662 {
 663         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 664         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 665         int err = 0;
 666         struct sock *sk = vn->sock->sk;
 667         struct ip_mreqn mreq = {
 668                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 669                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 670         };
 671
 672         /* Only leave group when last vxlan is done. */
 673         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 674                 return 0;
 675
 676         /* Need to drop RTNL to call multicast leave */
 677         rtnl_unlock();
 678         lock_sock(sk);
 679         err = ip_mc_leave_group(sk, &mreq);
 680         release_sock(sk);
 681         rtnl_lock();
 682
 683         return err;
 684 }
 685
 686 /* Callback from net/ipv4/udp.c to receive packets */
 687 static int vxlan_udp_encap_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 688 {
 689         struct iphdr *oip;
 690         struct vxlanhdr *vxh;
 691         struct vxlan_dev *vxlan;
 692         struct pcpu_tstats *stats;
 693         __u32 vni;
 694         int err;
 695
 696         /* pop off outer UDP header */
 697         __skb_pull(skb, sizeof(struct udphdr));
 698
 699         /* Need Vxlan and inner Ethernet header to be present */
 700         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr)))
 701                 goto error;
 702
 703         /* Drop packets with reserved bits set */
 704         vxh = (struct vxlanhdr *) skb->data;
 705         if (vxh->vx_flags != htonl(VXLAN_FLAGS) ||
 706             (vxh->vx_vni & htonl(0xff))) {
 707                 netdev_dbg(skb->dev, "invalid vxlan flags=%#x vni=%#x\n",
 708                            ntohl(vxh->vx_flags), ntohl(vxh->vx_vni));
 709                 goto error;
 710         }
 711
 712         __skb_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr));
 713
 714         /* Is this VNI defined? */
 715         vni = ntohl(vxh->vx_vni) >> 8;
 716         vxlan = vxlan_find_vni(sock_net(sk), vni);
 717         if (!vxlan) {
 718                 netdev_dbg(skb->dev, "unknown vni %d\n", vni);
 719                 goto drop;
 720         }
 721
 722         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN)) {
 723                 vxlan->dev->stats.rx_length_errors++;
 724                 vxlan->dev->stats.rx_errors++;
 725                 goto drop;
 726         }
 727
 728         skb_reset_mac_header(skb);
 729
 730         /* Re-examine inner Ethernet packet */
 731         oip = ip_hdr(skb);
 732         skb->protocol = eth_type_trans(skb, vxlan->dev);
 733
 734         /* Ignore packet loops (and multicast echo) */
 735         if (compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_source,
 736                                vxlan->dev->dev_addr) == 0)
 737                 goto drop;
 738
 739         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN) &&
 740             vxlan_snoop(skb->dev, oip->saddr, eth_hdr(skb)->h_source))
 741                 goto drop;
 742
 743         __skb_tunnel_rx(skb, vxlan->dev);
 744         skb_reset_network_header(skb);
 745
 746         /* If the NIC driver gave us an encapsulated packet with
 747          * CHECKSUM_UNNECESSARY and Rx checksum feature is enabled,
 748          * leave the CHECKSUM_UNNECESSARY, the device checksummed it
 749          * for us. Otherwise force the upper layers to verify it.
 750          */
 751         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY || !skb->encapsulation ||
 752             !(vxlan->dev->features & NETIF_F_RXCSUM))
 753                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 754
 755         skb->encapsulation = 0;
 756
 757         err = IP_ECN_decapsulate(oip, skb);
 758         if (unlikely(err)) {
 759                 if (log_ecn_error)
 760                         net_info_ratelimited("non-ECT from %pI4 with TOS=%#x\n",
 761                                              &oip->saddr, oip->tos);
 762                 if (err > 1) {
 763                         ++vxlan->dev->stats.rx_frame_errors;
 764                         ++vxlan->dev->stats.rx_errors;
 765                         goto drop;
 766                 }
 767         }
 768
 769         stats = this_cpu_ptr(vxlan->dev->tstats);
 770         u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
 771         stats->rx_packets++;
 772         stats->rx_bytes += skb->len;
 773         u64_stats_update_end(&stats->syncp);
 774
 775         netif_rx(skb);
 776
 777         return 0;
 778 error:
 779         /* Put UDP header back */
 780         __skb_push(skb, sizeof(struct udphdr));
 781
 782         return 1;
 783 drop:
 784         /* Consume bad packet */
 785         kfree_skb(skb);
 786         return 0;
 787 }
 788
 789 static int arp_reduce(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 790 {
 791         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 792         struct arphdr *parp;
 793         u8 *arpptr, *sha;
 794         __be32 sip, tip;
 795         struct neighbour *n;
 796
 797         if (dev->flags & IFF_NOARP)
 798                 goto out;
 799
 800         if (!pskb_may_pull(skb, arp_hdr_len(dev))) {
 801                 dev->stats.tx_dropped++;
 802                 goto out;
 803         }
 804         parp = arp_hdr(skb);
 805
 806         if ((parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER) &&
 807              parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_IEEE802)) ||
 808             parp->ar_pro != htons(ETH_P_IP) ||
 809             parp->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) ||
 810             parp->ar_hln != dev->addr_len ||
 811             parp->ar_pln != 4)
 812                 goto out;
 813         arpptr = (u8 *)parp + sizeof(struct arphdr);
 814         sha = arpptr;
 815         arpptr += dev->addr_len;        /* sha */
 816         memcpy(&sip, arpptr, sizeof(sip));
 817         arpptr += sizeof(sip);
 818         arpptr += dev->addr_len;        /* tha */
 819         memcpy(&tip, arpptr, sizeof(tip));
 820
 821         if (ipv4_is_loopback(tip) ||
 822             ipv4_is_multicast(tip))
 823                 goto out;
 824
 825         n = neigh_lookup(&arp_tbl, &tip, dev);
 826
 827         if (n) {
 828                 struct vxlan_fdb *f;
 829                 struct sk_buff  *reply;
 830
 831                 if (!(n->nud_state & NUD_CONNECTED)) {
 832                         neigh_release(n);
 833                         goto out;
 834                 }
 835
 836                 f = vxlan_find_mac(vxlan, n->ha);
 837                 if (f && f->remote.remote_ip == htonl(INADDR_ANY)) {
 838                         /* bridge-local neighbor */
 839                         neigh_release(n);
 840                         goto out;
 841                 }
 842
 843                 reply = arp_create(ARPOP_REPLY, ETH_P_ARP, sip, dev, tip, sha,
 844                                 n->ha, sha);
 845
 846                 neigh_release(n);
 847
 848                 if (reply == NULL)
 849                         goto out;
 850
 851                 skb_reset_mac_header(reply);
 852                 __skb_pull(reply, skb_network_offset(reply));
 853                 reply->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 854                 reply->pkt_type = PACKET_HOST;
 855
 856                 if (netif_rx_ni(reply) == NET_RX_DROP)
 857                         dev->stats.rx_dropped++;
 858         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 859                 vxlan_ip_miss(dev, tip);
 860 out:
 861         consume_skb(skb);
 862         return NETDEV_TX_OK;
 863 }
 864
 865 static bool route_shortcircuit(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 866 {
 867         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 868         struct neighbour *n;
 869         struct iphdr *pip;
 870
 871         if (is_multicast_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest))
 872                 return false;
 873
 874         n = NULL;
 875         switch (ntohs(eth_hdr(skb)->h_proto)) {
 876         case ETH_P_IP:
 877                 if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr)))
 878                         return false;
 879                 pip = ip_hdr(skb);
 880                 n = neigh_lookup(&arp_tbl, &pip->daddr, dev);
 881                 break;
 882         default:
 883                 return false;
 884         }
 885
 886         if (n) {
 887                 bool diff;
 888
 889                 diff = compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha) != 0;
 890                 if (diff) {
 891                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_source, eth_hdr(skb)->h_dest,
 892                                 dev->addr_len);
 893                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha, dev->addr_len);
 894                 }
 895                 neigh_release(n);
 896                 return diff;
 897         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 898                 vxlan_ip_miss(dev, pip->daddr);
 899         return false;
 900 }
 901
 902 static void vxlan_sock_free(struct sk_buff *skb)
 903 {
 904         sock_put(skb->sk);
 905 }
 906
 907 /* On transmit, associate with the tunnel socket */
 908 static void vxlan_set_owner(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 909 {
 910         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 911         struct sock *sk = vn->sock->sk;
 912
 913         skb_orphan(skb);
 914         sock_hold(sk);
 915         skb->sk = sk;
 916         skb->destructor = vxlan_sock_free;
 917 }
 918
 919 /* Compute source port for outgoing packet
 920  *   first choice to use L4 flow hash since it will spread
 921  *     better and maybe available from hardware
 922  *   secondary choice is to use jhash on the Ethernet header
 923  */
 924 static __be16 vxlan_src_port(const struct vxlan_dev *vxlan, struct sk_buff *skb)
 925 {
 926         unsigned int range = (vxlan->port_max - vxlan->port_min) + 1;
 927         u32 hash;
 928
 929         hash = skb_get_rxhash(skb);
 930         if (!hash)
 931                 hash = jhash(skb->data, 2 * ETH_ALEN,
 932                              (__force u32) skb->protocol);
 933
 934         return htons((((u64) hash * range) >> 32) + vxlan->port_min);
 935 }
 936
 937 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 938 {
 939         if (skb_is_gso(skb)) {
 940                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 941                 if (unlikely(err))
 942                         return err;
 943
 944                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 945         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 946                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 947
 948         return 0;
 949 }
 950
 951 /* Bypass encapsulation if the destination is local */
 952 static void vxlan_encap_bypass(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *src_vxlan,
 953                                struct vxlan_dev *dst_vxlan)
 954 {
 955         struct pcpu_tstats *tx_stats = this_cpu_ptr(src_vxlan->dev->tstats);
 956         struct pcpu_tstats *rx_stats = this_cpu_ptr(dst_vxlan->dev->tstats);
 957
 958         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 959         skb->encapsulation = 0;
 960         skb->dev = dst_vxlan->dev;
 961         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 962
 963         if (dst_vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)
 964                 vxlan_snoop(skb->dev, htonl(INADDR_LOOPBACK),
 965                             eth_hdr(skb)->h_source);
 966
 967         u64_stats_update_begin(&tx_stats->syncp);
 968         tx_stats->tx_packets++;
 969         tx_stats->tx_bytes += skb->len;
 970         u64_stats_update_end(&tx_stats->syncp);
 971
 972         if (netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS) {
 973                 u64_stats_update_begin(&rx_stats->syncp);
 974                 rx_stats->rx_packets++;
 975                 rx_stats->rx_bytes += skb->len;
 976                 u64_stats_update_end(&rx_stats->syncp);
 977         } else {
 978                 skb->dev->stats.rx_dropped++;
 979         }
 980 }
 981
 982 static netdev_tx_t vxlan_xmit_one(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
 983                                   struct vxlan_rdst *rdst, bool did_rsc)
 984 {
 985         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 986         struct rtable *rt;
 987         const struct iphdr *old_iph;
 988         struct iphdr *iph;
 989         struct vxlanhdr *vxh;
 990         struct udphdr *uh;
 991         struct flowi4 fl4;
 992         __be32 dst;
 993         __be16 src_port, dst_port;
 994         u32 vni;
 995         __be16 df = 0;
 996         __u8 tos, ttl;
 997
 998         dst_port = rdst->remote_port ? rdst->remote_port : vxlan->dst_port;
 999         vni = rdst->remote_vni;
1000         dst = rdst->remote_ip;
1001
1002         if (!dst) {
1003                 if (did_rsc) {
1004                         /* short-circuited back to local bridge */
1005                         vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, vxlan);
1006                         return NETDEV_TX_OK;
1007                 }
1008                 goto drop;
1009         }
1010
1011         if (!skb->encapsulation) {
1012                 skb_reset_inner_headers(skb);
1013                 skb->encapsulation = 1;
1014         }
1015
1016         /* Need space for new headers (invalidates iph ptr) */
1017         if (skb_cow_head(skb, VXLAN_HEADROOM))
1018                 goto drop;
1019
1020         old_iph = ip_hdr(skb);
1021
1022         ttl = vxlan->ttl;
1023         if (!ttl && IN_MULTICAST(ntohl(dst)))
1024                 ttl = 1;
1025
1026         tos = vxlan->tos;
1027         if (tos == 1)
1028                 tos = ip_tunnel_get_dsfield(old_iph, skb);
1029
1030         src_port = vxlan_src_port(vxlan, skb);
1031
1032         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
1033         fl4.flowi4_oif = rdst->remote_ifindex;
1034         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(tos);
1035         fl4.daddr = dst;
1036         fl4.saddr = vxlan->saddr;
1037
1038         rt = ip_route_output_key(dev_net(dev), &fl4);
1039         if (IS_ERR(rt)) {
1040                 netdev_dbg(dev, "no route to %pI4\n", &dst);
1041                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
1042                 goto tx_error;
1043         }
1044
1045         if (rt->dst.dev == dev) {
1046                 netdev_dbg(dev, "circular route to %pI4\n", &dst);
1047                 ip_rt_put(rt);
1048                 dev->stats.collisions++;
1049                 goto tx_error;
1050         }
1051
1052         /* Bypass encapsulation if the destination is local */
1053         if (rt->rt_flags & RTCF_LOCAL &&
1054             !(rt->rt_flags & (RTCF_BROADCAST | RTCF_MULTICAST))) {
1055                 struct vxlan_dev *dst_vxlan;
1056
1057                 ip_rt_put(rt);
1058                 dst_vxlan = vxlan_find_vni(dev_net(dev), vni);
1059                 if (!dst_vxlan)
1060                         goto tx_error;
1061                 vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, dst_vxlan);
1062                 return NETDEV_TX_OK;
1063         }
1064
1065         memset(&(IPCB(skb)->opt), 0, sizeof(IPCB(skb)->opt));
1066         IPCB(skb)->flags &= ~(IPSKB_XFRM_TUNNEL_SIZE | IPSKB_XFRM_TRANSFORMED |
1067                               IPSKB_REROUTED);
1068         skb_dst_drop(skb);
1069         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
1070
1071         vxh = (struct vxlanhdr *) __skb_push(skb, sizeof(*vxh));
1072         vxh->vx_flags = htonl(VXLAN_FLAGS);
1073         vxh->vx_vni = htonl(vni << 8);
1074
1075         __skb_push(skb, sizeof(*uh));
1076         skb_reset_transport_header(skb);
1077         uh = udp_hdr(skb);
1078
1079         uh->dest = dst_port;
1080         uh->source = src_port;
1081
1082         uh->len = htons(skb->len);
1083         uh->check = 0;
1084
1085         __skb_push(skb, sizeof(*iph));
1086         skb_reset_network_header(skb);
1087         iph             = ip_hdr(skb);
1088         iph->version    = 4;
1089         iph->ihl        = sizeof(struct iphdr) >> 2;
1090         iph->frag_off   = df;
1091         iph->protocol   = IPPROTO_UDP;
1092         iph->tos        = ip_tunnel_ecn_encap(tos, old_iph, skb);
1093         iph->daddr      = dst;
1094         iph->saddr      = fl4.saddr;
1095         iph->ttl        = ttl ? : ip4_dst_hoplimit(&rt->dst);
1096         __ip_select_ident(iph, skb_shinfo(skb)->gso_segs ?: 1);
1097
1098         nf_reset(skb);
1099
1100         vxlan_set_owner(dev, skb);
1101
1102         if (handle_offloads(skb))
1103                 goto drop;
1104
1105         iptunnel_xmit(skb, dev);
1106         return NETDEV_TX_OK;
1107
1108 drop:
1109         dev->stats.tx_dropped++;
1110         goto tx_free;
1111
1112 tx_error:
1113         dev->stats.tx_errors++;
1114 tx_free:
1115         dev_kfree_skb(skb);
1116         return NETDEV_TX_OK;
1117 }
1118
1119 /* Transmit local packets over Vxlan
1120  *
1121  * Outer IP header inherits ECN and DF from inner header.
1122  * Outer UDP destination is the VXLAN assigned port.
1123  *           source port is based on hash of flow
1124  */
1125 static netdev_tx_t vxlan_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1126 {
1127         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1128         struct ethhdr *eth;
1129         bool did_rsc = false;
1130         struct vxlan_rdst *rdst0, *rdst;
1131         struct vxlan_fdb *f;
1132         int rc1, rc;
1133
1134         skb_reset_mac_header(skb);
1135         eth = eth_hdr(skb);
1136
1137         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY) && ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_ARP)
1138                 return arp_reduce(dev, skb);
1139
1140         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1141         did_rsc = false;
1142
1143         if (f && (f->flags & NTF_ROUTER) && (vxlan->flags & VXLAN_F_RSC) &&
1144             ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_IP) {
1145                 did_rsc = route_shortcircuit(dev, skb);
1146                 if (did_rsc)
1147                         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1148         }
1149
1150         if (f == NULL) {
1151                 rdst0 = &vxlan->default_dst;
1152
1153                 if (rdst0->remote_ip == htonl(INADDR_ANY) &&
1154                     (vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS) &&
1155                     !is_multicast_ether_addr(eth->h_dest))
1156                         vxlan_fdb_miss(vxlan, eth->h_dest);
1157         } else
1158                 rdst0 = &f->remote;
1159
1160         rc = NETDEV_TX_OK;
1161
1162         /* if there are multiple destinations, send copies */
1163         for (rdst = rdst0->remote_next; rdst; rdst = rdst->remote_next) {
1164                 struct sk_buff *skb1;
1165
1166                 skb1 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
1167                 if (skb1) {
1168                         rc1 = vxlan_xmit_one(skb1, dev, rdst, did_rsc);
1169                         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1170                                 rc = rc1;
1171                 }
1172         }
1173
1174         rc1 = vxlan_xmit_one(skb, dev, rdst0, did_rsc);
1175         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1176                 rc = rc1;
1177         return rc;
1178 }
1179
1180 /* Walk the forwarding table and purge stale entries */
1181 static void vxlan_cleanup(unsigned long arg)
1182 {
1183         struct vxlan_dev *vxlan = (struct vxlan_dev *) arg;
1184         unsigned long next_timer = jiffies + FDB_AGE_INTERVAL;
1185         unsigned int h;
1186
1187         if (!netif_running(vxlan->dev))
1188                 return;
1189
1190         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1191         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1192                 struct hlist_node *p, *n;
1193                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1194                         struct vxlan_fdb *f
1195                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1196                         unsigned long timeout;
1197
1198                         if (f->state & NUD_PERMANENT)
1199                                 continue;
1200
1201                         timeout = f->used + vxlan->age_interval * HZ;
1202                         if (time_before_eq(timeout, jiffies)) {
1203                                 netdev_dbg(vxlan->dev,
1204                                            "garbage collect %pM\n",
1205                                            f->eth_addr);
1206                                 f->state = NUD_STALE;
1207                                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1208                         } else if (time_before(timeout, next_timer))
1209                                 next_timer = timeout;
1210                 }
1211         }
1212         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1213
1214         mod_timer(&vxlan->age_timer, next_timer);
1215 }
1216
1217 /* Setup stats when device is created */
1218 static int vxlan_init(struct net_device *dev)
1219 {
1220         dev->tstats = alloc_percpu(struct pcpu_tstats);
1221         if (!dev->tstats)
1222                 return -ENOMEM;
1223
1224         return 0;
1225 }
1226
1227 /* Start ageing timer and join group when device is brought up */
1228 static int vxlan_open(struct net_device *dev)
1229 {
1230         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1231         int err;
1232
1233         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip))) {
1234                 err = vxlan_join_group(dev);
1235                 if (err)
1236                         return err;
1237         }
1238
1239         if (vxlan->age_interval)
1240                 mod_timer(&vxlan->age_timer, jiffies + FDB_AGE_INTERVAL);
1241
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 /* Purge the forwarding table */
1246 static void vxlan_flush(struct vxlan_dev *vxlan)
1247 {
1248         unsigned h;
1249
1250         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1251         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1252                 struct hlist_node *p, *n;
1253                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1254                         struct vxlan_fdb *f
1255                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1256                         vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1257                 }
1258         }
1259         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1260 }
1261
1262 /* Cleanup timer and forwarding table on shutdown */
1263 static int vxlan_stop(struct net_device *dev)
1264 {
1265         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1266
1267         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip)))
1268                 vxlan_leave_group(dev);
1269
1270         del_timer_sync(&vxlan->age_timer);
1271
1272         vxlan_flush(vxlan);
1273
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 /* Stub, nothing needs to be done. */
1278 static void vxlan_set_multicast_list(struct net_device *dev)
1279 {
1280 }
1281
1282 static const struct net_device_ops vxlan_netdev_ops = {
1283         .ndo_init               = vxlan_init,
1284         .ndo_open               = vxlan_open,
1285         .ndo_stop               = vxlan_stop,
1286         .ndo_start_xmit         = vxlan_xmit,
1287         .ndo_get_stats64        = ip_tunnel_get_stats64,
1288         .ndo_set_rx_mode        = vxlan_set_multicast_list,
1289         .ndo_change_mtu         = eth_change_mtu,
1290         .ndo_validate_addr      = eth_validate_addr,
1291         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1292         .ndo_fdb_add            = vxlan_fdb_add,
1293         .ndo_fdb_del            = vxlan_fdb_delete,
1294         .ndo_fdb_dump           = vxlan_fdb_dump,
1295 };
1296
1297 /* Info for udev, that this is a virtual tunnel endpoint */
1298 static struct device_type vxlan_type = {
1299         .name = "vxlan",
1300 };
1301
1302 static void vxlan_free(struct net_device *dev)
1303 {
1304         free_percpu(dev->tstats);
1305         free_netdev(dev);
1306 }
1307
1308 /* Initialize the device structure. */
1309 static void vxlan_setup(struct net_device *dev)
1310 {
1311         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1312         unsigned h;
1313         int low, high;
1314
1315         eth_hw_addr_random(dev);
1316         ether_setup(dev);
1317         dev->needed_headroom = ETH_HLEN + VXLAN_HEADROOM;
1318
1319         dev->netdev_ops = &vxlan_netdev_ops;
1320         dev->destructor = vxlan_free;
1321         SET_NETDEV_DEVTYPE(dev, &vxlan_type);
1322
1323         dev->tx_queue_len = 0;
1324         dev->features   |= NETIF_F_LLTX;
1325         dev->features   |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1326         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM;
1327         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM;
1328         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1329
1330         dev->hw_features |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_RXCSUM;
1331         dev->hw_features |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1332         dev->priv_flags &= ~IFF_XMIT_DST_RELEASE;
1333         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1334
1335         spin_lock_init(&vxlan->hash_lock);
1336
1337         init_timer_deferrable(&vxlan->age_timer);
1338         vxlan->age_timer.function = vxlan_cleanup;
1339         vxlan->age_timer.data = (unsigned long) vxlan;
1340
1341         inet_get_local_port_range(&low, &high);
1342         vxlan->port_min = low;
1343         vxlan->port_max = high;
1344         vxlan->dst_port = htons(vxlan_port);
1345
1346         vxlan->dev = dev;
1347
1348         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h)
1349                 INIT_HLIST_HEAD(&vxlan->fdb_head[h]);
1350 }
1351
1352 static const struct nla_policy vxlan_policy[IFLA_VXLAN_MAX + 1] = {
1353         [IFLA_VXLAN_ID]         = { .type = NLA_U32 },
1354         [IFLA_VXLAN_GROUP]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, daddr) },
1355         [IFLA_VXLAN_LINK]       = { .type = NLA_U32 },
1356         [IFLA_VXLAN_LOCAL]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, saddr) },
1357         [IFLA_VXLAN_TOS]        = { .type = NLA_U8 },
1358         [IFLA_VXLAN_TTL]        = { .type = NLA_U8 },
1359         [IFLA_VXLAN_LEARNING]   = { .type = NLA_U8 },
1360         [IFLA_VXLAN_AGEING]     = { .type = NLA_U32 },
1361         [IFLA_VXLAN_LIMIT]      = { .type = NLA_U32 },
1362         [IFLA_VXLAN_PORT_RANGE] = { .len  = sizeof(struct ifla_vxlan_port_range) },
1363         [IFLA_VXLAN_PROXY]      = { .type = NLA_U8 },
1364         [IFLA_VXLAN_RSC]        = { .type = NLA_U8 },
1365         [IFLA_VXLAN_L2MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1366         [IFLA_VXLAN_L3MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1367         [IFLA_VXLAN_PORT]       = { .type = NLA_U16 },
1368 };
1369
1370 static int vxlan_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1371 {
1372         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1373                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1374                         pr_debug("invalid link address (not ethernet)\n");
1375                         return -EINVAL;
1376                 }
1377
1378                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1379                         pr_debug("invalid all zero ethernet address\n");
1380                         return -EADDRNOTAVAIL;
1381                 }
1382         }
1383
1384         if (!data)
1385                 return -EINVAL;
1386
1387         if (data[IFLA_VXLAN_ID]) {
1388                 __u32 id = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1389                 if (id >= VXLAN_VID_MASK)
1390                         return -ERANGE;
1391         }
1392
1393         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1394                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1395                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1396
1397                 if (ntohs(p->high) < ntohs(p->low)) {
1398                         pr_debug("port range %u .. %u not valid\n",
1399                                  ntohs(p->low), ntohs(p->high));
1400                         return -EINVAL;
1401                 }
1402         }
1403
1404         return 0;
1405 }
1406
1407 static void vxlan_get_drvinfo(struct net_device *netdev,
1408                               struct ethtool_drvinfo *drvinfo)
1409 {
1410         strlcpy(drvinfo->version, VXLAN_VERSION, sizeof(drvinfo->version));
1411         strlcpy(drvinfo->driver, "vxlan", sizeof(drvinfo->driver));
1412 }
1413
1414 static const struct ethtool_ops vxlan_ethtool_ops = {
1415         .get_drvinfo    = vxlan_get_drvinfo,
1416         .get_link       = ethtool_op_get_link,
1417 };
1418
1419 static int vxlan_newlink(struct net *net, struct net_device *dev,
1420                          struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1421 {
1422         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1423         struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1424         __u32 vni;
1425         int err;
1426
1427         if (!data[IFLA_VXLAN_ID])
1428                 return -EINVAL;
1429
1430         vni = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1431         if (vxlan_find_vni(net, vni)) {
1432                 pr_info("duplicate VNI %u\n", vni);
1433                 return -EEXIST;
1434         }
1435         dst->remote_vni = vni;
1436
1437         if (data[IFLA_VXLAN_GROUP])
1438                 dst->remote_ip = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_GROUP]);
1439
1440         if (data[IFLA_VXLAN_LOCAL])
1441                 vxlan->saddr = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_LOCAL]);
1442
1443         if (data[IFLA_VXLAN_LINK] &&
1444             (dst->remote_ifindex = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LINK]))) {
1445                 struct net_device *lowerdev
1446                          = __dev_get_by_index(net, dst->remote_ifindex);
1447
1448                 if (!lowerdev) {
1449                         pr_info("ifindex %d does not exist\n", dst->remote_ifindex);
1450                         return -ENODEV;
1451                 }
1452
1453                 if (!tb[IFLA_MTU])
1454                         dev->mtu = lowerdev->mtu - VXLAN_HEADROOM;
1455
1456                 /* update header length based on lower device */
1457                 dev->needed_headroom = lowerdev->hard_header_len +
1458                                        VXLAN_HEADROOM;
1459         }
1460
1461         if (data[IFLA_VXLAN_TOS])
1462                 vxlan->tos  = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TOS]);
1463
1464         if (data[IFLA_VXLAN_TTL])
1465                 vxlan->ttl = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TTL]);
1466
1467         if (!data[IFLA_VXLAN_LEARNING] || nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_LEARNING]))
1468                 vxlan->flags |= VXLAN_F_LEARN;
1469
1470         if (data[IFLA_VXLAN_AGEING])
1471                 vxlan->age_interval = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_AGEING]);
1472         else
1473                 vxlan->age_interval = FDB_AGE_DEFAULT;
1474
1475         if (data[IFLA_VXLAN_PROXY] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_PROXY]))
1476                 vxlan->flags |= VXLAN_F_PROXY;
1477
1478         if (data[IFLA_VXLAN_RSC] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_RSC]))
1479                 vxlan->flags |= VXLAN_F_RSC;
1480
1481         if (data[IFLA_VXLAN_L2MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L2MISS]))
1482                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L2MISS;
1483
1484         if (data[IFLA_VXLAN_L3MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L3MISS]))
1485                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L3MISS;
1486
1487         if (data[IFLA_VXLAN_LIMIT])
1488                 vxlan->addrmax = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LIMIT]);
1489
1490         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1491                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1492                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1493                 vxlan->port_min = ntohs(p->low);
1494                 vxlan->port_max = ntohs(p->high);
1495         }
1496
1497         if (data[IFLA_VXLAN_PORT])
1498                 vxlan->dst_port = nla_get_be16(data[IFLA_VXLAN_PORT]);
1499
1500         SET_ETHTOOL_OPS(dev, &vxlan_ethtool_ops);
1501
1502         err = register_netdevice(dev);
1503         if (!err)
1504                 hlist_add_head_rcu(&vxlan->hlist, vni_head(net, dst->remote_vni));
1505
1506         return err;
1507 }
1508
1509 static void vxlan_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1510 {
1511         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1512
1513         hlist_del_rcu(&vxlan->hlist);
1514
1515         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1516 }
1517
1518 static size_t vxlan_get_size(const struct net_device *dev)
1519 {
1520
1521         return nla_total_size(sizeof(__u32)) +  /* IFLA_VXLAN_ID */
1522                 nla_total_size(sizeof(__be32)) +/* IFLA_VXLAN_GROUP */
1523                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LINK */
1524                 nla_total_size(sizeof(__be32))+ /* IFLA_VXLAN_LOCAL */
1525                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TTL */
1526                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TOS */
1527                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_LEARNING */
1528                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_PROXY */
1529                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_RSC */
1530                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L2MISS */
1531                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L3MISS */
1532                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_AGEING */
1533                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LIMIT */
1534                 nla_total_size(sizeof(struct ifla_vxlan_port_range)) +
1535                 nla_total_size(sizeof(__be16))+ /* IFLA_VXLAN_PORT */
1536                 0;
1537 }
1538
1539 static int vxlan_fill_info(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev)
1540 {
1541         const struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1542         const struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1543         struct ifla_vxlan_port_range ports = {
1544                 .low =  htons(vxlan->port_min),
1545                 .high = htons(vxlan->port_max),
1546         };
1547
1548         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_ID, dst->remote_vni))
1549                 goto nla_put_failure;
1550
1551         if (dst->remote_ip && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_GROUP, dst->remote_ip))
1552                 goto nla_put_failure;
1553
1554         if (dst->remote_ifindex && nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LINK, dst->remote_ifindex))
1555                 goto nla_put_failure;
1556
1557         if (vxlan->saddr && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_LOCAL, vxlan->saddr))
1558                 goto nla_put_failure;
1559
1560         if (nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TTL, vxlan->ttl) ||
1561             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TOS, vxlan->tos) ||
1562             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_LEARNING,
1563                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)) ||
1564             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_PROXY,
1565                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY)) ||
1566             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_RSC, !!(vxlan->flags & VXLAN_F_RSC)) ||
1567             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L2MISS,
1568                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS)) ||
1569             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L3MISS,
1570                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)) ||
1571             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_AGEING, vxlan->age_interval) ||
1572             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LIMIT, vxlan->addrmax) ||
1573             nla_put_be16(skb, IFLA_VXLAN_PORT, vxlan->dst_port))
1574                 goto nla_put_failure;
1575
1576         if (nla_put(skb, IFLA_VXLAN_PORT_RANGE, sizeof(ports), &ports))
1577                 goto nla_put_failure;
1578
1579         return 0;
1580
1581 nla_put_failure:
1582         return -EMSGSIZE;
1583 }
1584
1585 static struct rtnl_link_ops vxlan_link_ops __read_mostly = {
1586         .kind           = "vxlan",
1587         .maxtype        = IFLA_VXLAN_MAX,
1588         .policy         = vxlan_policy,
1589         .priv_size      = sizeof(struct vxlan_dev),
1590         .setup          = vxlan_setup,
1591         .validate       = vxlan_validate,
1592         .newlink        = vxlan_newlink,
1593         .dellink        = vxlan_dellink,
1594         .get_size       = vxlan_get_size,
1595         .fill_info      = vxlan_fill_info,
1596 };
1597
1598 static __net_init int vxlan_init_net(struct net *net)
1599 {
1600         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1601         struct sock *sk;
1602         struct sockaddr_in vxlan_addr = {
1603                 .sin_family = AF_INET,
1604                 .sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY),
1605         };
1606         int rc;
1607         unsigned h;
1608
1609         /* Create UDP socket for encapsulation receive. */
1610         rc = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP, &vn->sock);
1611         if (rc < 0) {
1612                 pr_debug("UDP socket create failed\n");
1613                 return rc;
1614         }
1615         /* Put in proper namespace */
1616         sk = vn->sock->sk;
1617         sk_change_net(sk, net);
1618
1619         vxlan_addr.sin_port = htons(vxlan_port);
1620
1621         rc = kernel_bind(vn->sock, (struct sockaddr *) &vxlan_addr,
1622                          sizeof(vxlan_addr));
1623         if (rc < 0) {
1624                 pr_debug("bind for UDP socket %pI4:%u (%d)\n",
1625                          &vxlan_addr.sin_addr, ntohs(vxlan_addr.sin_port), rc);
1626                 sk_release_kernel(sk);
1627                 vn->sock = NULL;
1628                 return rc;
1629         }
1630
1631         /* Disable multicast loopback */
1632         inet_sk(sk)->mc_loop = 0;
1633
1634         /* Mark socket as an encapsulation socket. */
1635         udp_sk(sk)->encap_type = 1;
1636         udp_sk(sk)->encap_rcv = vxlan_udp_encap_recv;
1637         udp_encap_enable();
1638
1639         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
1640                 INIT_HLIST_HEAD(&vn->vni_list[h]);
1641
1642         return 0;
1643 }
1644
1645 static __net_exit void vxlan_exit_net(struct net *net)
1646 {
1647         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1648         struct vxlan_dev *vxlan;
1649         unsigned h;
1650
1651         rtnl_lock();
1652         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
1653                 hlist_for_each_entry(vxlan, &vn->vni_list[h], hlist)
1654                         dev_close(vxlan->dev);
1655         rtnl_unlock();
1656
1657         if (vn->sock) {
1658                 sk_release_kernel(vn->sock->sk);
1659                 vn->sock = NULL;
1660         }
1661 }
1662
1663 static struct pernet_operations vxlan_net_ops = {
1664         .init = vxlan_init_net,
1665         .exit = vxlan_exit_net,
1666         .id   = &vxlan_net_id,
1667         .size = sizeof(struct vxlan_net),
1668 };
1669
1670 static int __init vxlan_init_module(void)
1671 {
1672         int rc;
1673
1674         get_random_bytes(&vxlan_salt, sizeof(vxlan_salt));
1675
1676         rc = register_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1677         if (rc)
1678                 goto out1;
1679
1680         rc = rtnl_link_register(&vxlan_link_ops);
1681         if (rc)
1682                 goto out2;
1683
1684         return 0;
1685
1686 out2:
1687         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1688 out1:
1689         return rc;
1690 }
1691 module_init(vxlan_init_module);
1692
1693 static void __exit vxlan_cleanup_module(void)
1694 {
1695         rtnl_link_unregister(&vxlan_link_ops);
1696         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1697         rcu_barrier();
1698 }
1699 module_exit(vxlan_cleanup_module);
1700
1701 MODULE_LICENSE("GPL");
1702 MODULE_VERSION(VXLAN_VERSION);
1703 MODULE_AUTHOR("Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>");
1704 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("vxlan");