net/xfrm/xfrm_interface_core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *      XFRM virtual interface
   4  *
   5  *      Copyright (C) 2018 secunet Security Networks AG
   6  *
   7  *      Author:
   8  *      Steffen Klassert <[email protected]>
   9  */
  10
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/capability.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/sockios.h>
  16 #include <linux/icmp.h>
  17 #include <linux/if.h>
  18 #include <linux/in.h>
  19 #include <linux/ip.h>
  20 #include <linux/net.h>
  21 #include <linux/in6.h>
  22 #include <linux/netdevice.h>
  23 #include <linux/if_link.h>
  24 #include <linux/if_arp.h>
  25 #include <linux/icmpv6.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/route.h>
  28 #include <linux/rtnetlink.h>
  29 #include <linux/netfilter_ipv6.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31 #include <linux/hash.h>
  32
  33 #include <linux/uaccess.h>
  34 #include <linux/atomic.h>
  35
  36 #include <net/icmp.h>
  37 #include <net/ip.h>
  38 #include <net/ipv6.h>
  39 #include <net/ip6_route.h>
  40 #include <net/ip_tunnels.h>
  41 #include <net/addrconf.h>
  42 #include <net/xfrm.h>
  43 #include <net/net_namespace.h>
  44 #include <net/dst_metadata.h>
  45 #include <net/netns/generic.h>
  46 #include <linux/etherdevice.h>
  47
  48 static int xfrmi_dev_init(struct net_device *dev);
  49 static void xfrmi_dev_setup(struct net_device *dev);
  50 static struct rtnl_link_ops xfrmi_link_ops __read_mostly;
  51 static unsigned int xfrmi_net_id __read_mostly;
  52 static const struct net_device_ops xfrmi_netdev_ops;
  53
  54 #define XFRMI_HASH_BITS 8
  55 #define XFRMI_HASH_SIZE BIT(XFRMI_HASH_BITS)
  56
  57 struct xfrmi_net {
  58         /* lists for storing interfaces in use */
  59         struct xfrm_if __rcu *xfrmi[XFRMI_HASH_SIZE];
  60         struct xfrm_if __rcu *collect_md_xfrmi;
  61 };
  62
  63 static const struct nla_policy xfrm_lwt_policy[LWT_XFRM_MAX + 1] = {
  64         [LWT_XFRM_IF_ID]        = NLA_POLICY_MIN(NLA_U32, 1),
  65         [LWT_XFRM_LINK]         = NLA_POLICY_MIN(NLA_U32, 1),
  66 };
  67
  68 static void xfrmi_destroy_state(struct lwtunnel_state *lwt)
  69 {
  70 }
  71
  72 static int xfrmi_build_state(struct net *net, struct nlattr *nla,
  73                              unsigned int family, const void *cfg,
  74                              struct lwtunnel_state **ts,
  75                              struct netlink_ext_ack *extack)
  76 {
  77         struct nlattr *tb[LWT_XFRM_MAX + 1];
  78         struct lwtunnel_state *new_state;
  79         struct xfrm_md_info *info;
  80         int ret;
  81
  82         ret = nla_parse_nested(tb, LWT_XFRM_MAX, nla, xfrm_lwt_policy, extack);
  83         if (ret < 0)
  84                 return ret;
  85
  86         if (!tb[LWT_XFRM_IF_ID]) {
  87                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "if_id must be set");
  88                 return -EINVAL;
  89         }
  90
  91         new_state = lwtunnel_state_alloc(sizeof(*info));
  92         if (!new_state) {
  93                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "failed to create encap info");
  94                 return -ENOMEM;
  95         }
  96
  97         new_state->type = LWTUNNEL_ENCAP_XFRM;
  98
  99         info = lwt_xfrm_info(new_state);
 100
 101         info->if_id = nla_get_u32(tb[LWT_XFRM_IF_ID]);
 102
 103         if (tb[LWT_XFRM_LINK])
 104                 info->link = nla_get_u32(tb[LWT_XFRM_LINK]);
 105
 106         *ts = new_state;
 107         return 0;
 108 }
 109
 110 static int xfrmi_fill_encap_info(struct sk_buff *skb,
 111                                  struct lwtunnel_state *lwt)
 112 {
 113         struct xfrm_md_info *info = lwt_xfrm_info(lwt);
 114
 115         if (nla_put_u32(skb, LWT_XFRM_IF_ID, info->if_id) ||
 116             (info->link && nla_put_u32(skb, LWT_XFRM_LINK, info->link)))
 117                 return -EMSGSIZE;
 118
 119         return 0;
 120 }
 121
 122 static int xfrmi_encap_nlsize(struct lwtunnel_state *lwtstate)
 123 {
 124         return nla_total_size(sizeof(u32)) + /* LWT_XFRM_IF_ID */
 125                 nla_total_size(sizeof(u32)); /* LWT_XFRM_LINK */
 126 }
 127
 128 static int xfrmi_encap_cmp(struct lwtunnel_state *a, struct lwtunnel_state *b)
 129 {
 130         struct xfrm_md_info *a_info = lwt_xfrm_info(a);
 131         struct xfrm_md_info *b_info = lwt_xfrm_info(b);
 132
 133         return memcmp(a_info, b_info, sizeof(*a_info));
 134 }
 135
 136 static const struct lwtunnel_encap_ops xfrmi_encap_ops = {
 137         .build_state    = xfrmi_build_state,
 138         .destroy_state  = xfrmi_destroy_state,
 139         .fill_encap     = xfrmi_fill_encap_info,
 140         .get_encap_size = xfrmi_encap_nlsize,
 141         .cmp_encap      = xfrmi_encap_cmp,
 142         .owner          = THIS_MODULE,
 143 };
 144
 145 #define for_each_xfrmi_rcu(start, xi) \
 146         for (xi = rcu_dereference(start); xi; xi = rcu_dereference(xi->next))
 147
 148 static u32 xfrmi_hash(u32 if_id)
 149 {
 150         return hash_32(if_id, XFRMI_HASH_BITS);
 151 }
 152
 153 static struct xfrm_if *xfrmi_lookup(struct net *net, struct xfrm_state *x)
 154 {
 155         struct xfrmi_net *xfrmn = net_generic(net, xfrmi_net_id);
 156         struct xfrm_if *xi;
 157
 158         for_each_xfrmi_rcu(xfrmn->xfrmi[xfrmi_hash(x->if_id)], xi) {
 159                 if (x->if_id == xi->p.if_id &&
 160                     (xi->dev->flags & IFF_UP))
 161                         return xi;
 162         }
 163
 164         xi = rcu_dereference(xfrmn->collect_md_xfrmi);
 165         if (xi && (xi->dev->flags & IFF_UP))
 166                 return xi;
 167
 168         return NULL;
 169 }
 170
 171 static bool xfrmi_decode_session(struct sk_buff *skb,
 172                                  unsigned short family,
 173                                  struct xfrm_if_decode_session_result *res)
 174 {
 175         struct net_device *dev;
 176         struct xfrm_if *xi;
 177         int ifindex = 0;
 178
 179         if (!secpath_exists(skb) || !skb->dev)
 180                 return false;
 181
 182         switch (family) {
 183         case AF_INET6:
 184                 ifindex = inet6_sdif(skb);
 185                 break;
 186         case AF_INET:
 187                 ifindex = inet_sdif(skb);
 188                 break;
 189         }
 190
 191         if (ifindex) {
 192                 struct net *net = xs_net(xfrm_input_state(skb));
 193
 194                 dev = dev_get_by_index_rcu(net, ifindex);
 195         } else {
 196                 dev = skb->dev;
 197         }
 198
 199         if (!dev || !(dev->flags & IFF_UP))
 200                 return false;
 201         if (dev->netdev_ops != &xfrmi_netdev_ops)
 202                 return false;
 203
 204         xi = netdev_priv(dev);
 205         res->net = xi->net;
 206
 207         if (xi->p.collect_md)
 208                 res->if_id = xfrm_input_state(skb)->if_id;
 209         else
 210                 res->if_id = xi->p.if_id;
 211         return true;
 212 }
 213
 214 static void xfrmi_link(struct xfrmi_net *xfrmn, struct xfrm_if *xi)
 215 {
 216         struct xfrm_if __rcu **xip = &xfrmn->xfrmi[xfrmi_hash(xi->p.if_id)];
 217
 218         rcu_assign_pointer(xi->next , rtnl_dereference(*xip));
 219         rcu_assign_pointer(*xip, xi);
 220 }
 221
 222 static void xfrmi_unlink(struct xfrmi_net *xfrmn, struct xfrm_if *xi)
 223 {
 224         struct xfrm_if __rcu **xip;
 225         struct xfrm_if *iter;
 226
 227         for (xip = &xfrmn->xfrmi[xfrmi_hash(xi->p.if_id)];
 228              (iter = rtnl_dereference(*xip)) != NULL;
 229              xip = &iter->next) {
 230                 if (xi == iter) {
 231                         rcu_assign_pointer(*xip, xi->next);
 232                         break;
 233                 }
 234         }
 235 }
 236
 237 static void xfrmi_dev_free(struct net_device *dev)
 238 {
 239         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 240
 241         gro_cells_destroy(&xi->gro_cells);
 242         free_percpu(dev->tstats);
 243 }
 244
 245 static int xfrmi_create(struct net_device *dev)
 246 {
 247         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 248         struct net *net = dev_net(dev);
 249         struct xfrmi_net *xfrmn = net_generic(net, xfrmi_net_id);
 250         int err;
 251
 252         dev->rtnl_link_ops = &xfrmi_link_ops;
 253         err = register_netdevice(dev);
 254         if (err < 0)
 255                 goto out;
 256
 257         if (xi->p.collect_md)
 258                 rcu_assign_pointer(xfrmn->collect_md_xfrmi, xi);
 259         else
 260                 xfrmi_link(xfrmn, xi);
 261
 262         return 0;
 263
 264 out:
 265         return err;
 266 }
 267
 268 static struct xfrm_if *xfrmi_locate(struct net *net, struct xfrm_if_parms *p)
 269 {
 270         struct xfrm_if __rcu **xip;
 271         struct xfrm_if *xi;
 272         struct xfrmi_net *xfrmn = net_generic(net, xfrmi_net_id);
 273
 274         for (xip = &xfrmn->xfrmi[xfrmi_hash(p->if_id)];
 275              (xi = rtnl_dereference(*xip)) != NULL;
 276              xip = &xi->next)
 277                 if (xi->p.if_id == p->if_id)
 278                         return xi;
 279
 280         return NULL;
 281 }
 282
 283 static void xfrmi_dev_uninit(struct net_device *dev)
 284 {
 285         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 286         struct xfrmi_net *xfrmn = net_generic(xi->net, xfrmi_net_id);
 287
 288         if (xi->p.collect_md)
 289                 RCU_INIT_POINTER(xfrmn->collect_md_xfrmi, NULL);
 290         else
 291                 xfrmi_unlink(xfrmn, xi);
 292 }
 293
 294 static void xfrmi_scrub_packet(struct sk_buff *skb, bool xnet)
 295 {
 296         skb_clear_tstamp(skb);
 297         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 298         skb->skb_iif = 0;
 299         skb->ignore_df = 0;
 300         skb_dst_drop(skb);
 301         nf_reset_ct(skb);
 302         nf_reset_trace(skb);
 303
 304         if (!xnet)
 305                 return;
 306
 307         ipvs_reset(skb);
 308         secpath_reset(skb);
 309         skb_orphan(skb);
 310         skb->mark = 0;
 311 }
 312
 313 static int xfrmi_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
 314 {
 315         const struct xfrm_mode *inner_mode;
 316         struct net_device *dev;
 317         struct xfrm_state *x;
 318         struct xfrm_if *xi;
 319         bool xnet;
 320         int link;
 321
 322         if (err && !secpath_exists(skb))
 323                 return 0;
 324
 325         x = xfrm_input_state(skb);
 326
 327         xi = xfrmi_lookup(xs_net(x), x);
 328         if (!xi)
 329                 return 1;
 330
 331         link = skb->dev->ifindex;
 332         dev = xi->dev;
 333         skb->dev = dev;
 334
 335         if (err) {
 336                 dev->stats.rx_errors++;
 337                 dev->stats.rx_dropped++;
 338
 339                 return 0;
 340         }
 341
 342         xnet = !net_eq(xi->net, dev_net(skb->dev));
 343
 344         if (xnet) {
 345                 inner_mode = &x->inner_mode;
 346
 347                 if (x->sel.family == AF_UNSPEC) {
 348                         inner_mode = xfrm_ip2inner_mode(x, XFRM_MODE_SKB_CB(skb)->protocol);
 349                         if (inner_mode == NULL) {
 350                                 XFRM_INC_STATS(dev_net(skb->dev),
 351                                                LINUX_MIB_XFRMINSTATEMODEERROR);
 352                                 return -EINVAL;
 353                         }
 354                 }
 355
 356                 if (!xfrm_policy_check(NULL, XFRM_POLICY_IN, skb,
 357                                        inner_mode->family))
 358                         return -EPERM;
 359         }
 360
 361         xfrmi_scrub_packet(skb, xnet);
 362         if (xi->p.collect_md) {
 363                 struct metadata_dst *md_dst;
 364
 365                 md_dst = metadata_dst_alloc(0, METADATA_XFRM, GFP_ATOMIC);
 366                 if (!md_dst)
 367                         return -ENOMEM;
 368
 369                 md_dst->u.xfrm_info.if_id = x->if_id;
 370                 md_dst->u.xfrm_info.link = link;
 371                 skb_dst_set(skb, (struct dst_entry *)md_dst);
 372         }
 373         dev_sw_netstats_rx_add(dev, skb->len);
 374
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 static int
 379 xfrmi_xmit2(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, struct flowi *fl)
 380 {
 381         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 382         struct net_device_stats *stats = &xi->dev->stats;
 383         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 384         unsigned int length = skb->len;
 385         struct net_device *tdev;
 386         struct xfrm_state *x;
 387         int err = -1;
 388         u32 if_id;
 389         int mtu;
 390
 391         if (xi->p.collect_md) {
 392                 struct xfrm_md_info *md_info = skb_xfrm_md_info(skb);
 393
 394                 if (unlikely(!md_info))
 395                         return -EINVAL;
 396
 397                 if_id = md_info->if_id;
 398                 fl->flowi_oif = md_info->link;
 399                 if (md_info->dst_orig) {
 400                         struct dst_entry *tmp_dst = dst;
 401
 402                         dst = md_info->dst_orig;
 403                         skb_dst_set(skb, dst);
 404                         md_info->dst_orig = NULL;
 405                         dst_release(tmp_dst);
 406                 }
 407         } else {
 408                 if_id = xi->p.if_id;
 409         }
 410
 411         dst_hold(dst);
 412         dst = xfrm_lookup_with_ifid(xi->net, dst, fl, NULL, 0, if_id);
 413         if (IS_ERR(dst)) {
 414                 err = PTR_ERR(dst);
 415                 dst = NULL;
 416                 goto tx_err_link_failure;
 417         }
 418
 419         x = dst->xfrm;
 420         if (!x)
 421                 goto tx_err_link_failure;
 422
 423         if (x->if_id != if_id)
 424                 goto tx_err_link_failure;
 425
 426         tdev = dst->dev;
 427
 428         if (tdev == dev) {
 429                 stats->collisions++;
 430                 net_warn_ratelimited("%s: Local routing loop detected!\n",
 431                                      dev->name);
 432                 goto tx_err_dst_release;
 433         }
 434
 435         mtu = dst_mtu(dst);
 436         if ((!skb_is_gso(skb) && skb->len > mtu) ||
 437             (skb_is_gso(skb) && !skb_gso_validate_network_len(skb, mtu))) {
 438                 skb_dst_update_pmtu_no_confirm(skb, mtu);
 439
 440                 if (skb->protocol == htons(ETH_P_IPV6)) {
 441                         if (mtu < IPV6_MIN_MTU)
 442                                 mtu = IPV6_MIN_MTU;
 443
 444                         if (skb->len > 1280)
 445                                 icmpv6_ndo_send(skb, ICMPV6_PKT_TOOBIG, 0, mtu);
 446                         else
 447                                 goto xmit;
 448                 } else {
 449                         if (!(ip_hdr(skb)->frag_off & htons(IP_DF)))
 450                                 goto xmit;
 451                         icmp_ndo_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_FRAG_NEEDED,
 452                                       htonl(mtu));
 453                 }
 454
 455                 dst_release(dst);
 456                 return -EMSGSIZE;
 457         }
 458
 459 xmit:
 460         xfrmi_scrub_packet(skb, !net_eq(xi->net, dev_net(dev)));
 461         skb_dst_set(skb, dst);
 462         skb->dev = tdev;
 463
 464         err = dst_output(xi->net, skb->sk, skb);
 465         if (net_xmit_eval(err) == 0) {
 466                 dev_sw_netstats_tx_add(dev, 1, length);
 467         } else {
 468                 stats->tx_errors++;
 469                 stats->tx_aborted_errors++;
 470         }
 471
 472         return 0;
 473 tx_err_link_failure:
 474         stats->tx_carrier_errors++;
 475         dst_link_failure(skb);
 476 tx_err_dst_release:
 477         dst_release(dst);
 478         return err;
 479 }
 480
 481 static netdev_tx_t xfrmi_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 482 {
 483         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 484         struct net_device_stats *stats = &xi->dev->stats;
 485         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 486         struct flowi fl;
 487         int ret;
 488
 489         memset(&fl, 0, sizeof(fl));
 490
 491         switch (skb->protocol) {
 492         case htons(ETH_P_IPV6):
 493                 xfrm_decode_session(skb, &fl, AF_INET6);
 494                 memset(IP6CB(skb), 0, sizeof(*IP6CB(skb)));
 495                 if (!dst) {
 496                         fl.u.ip6.flowi6_oif = dev->ifindex;
 497                         fl.u.ip6.flowi6_flags |= FLOWI_FLAG_ANYSRC;
 498                         dst = ip6_route_output(dev_net(dev), NULL, &fl.u.ip6);
 499                         if (dst->error) {
 500                                 dst_release(dst);
 501                                 stats->tx_carrier_errors++;
 502                                 goto tx_err;
 503                         }
 504                         skb_dst_set(skb, dst);
 505                 }
 506                 break;
 507         case htons(ETH_P_IP):
 508                 xfrm_decode_session(skb, &fl, AF_INET);
 509                 memset(IPCB(skb), 0, sizeof(*IPCB(skb)));
 510                 if (!dst) {
 511                         struct rtable *rt;
 512
 513                         fl.u.ip4.flowi4_oif = dev->ifindex;
 514                         fl.u.ip4.flowi4_flags |= FLOWI_FLAG_ANYSRC;
 515                         rt = __ip_route_output_key(dev_net(dev), &fl.u.ip4);
 516                         if (IS_ERR(rt)) {
 517                                 stats->tx_carrier_errors++;
 518                                 goto tx_err;
 519                         }
 520                         skb_dst_set(skb, &rt->dst);
 521                 }
 522                 break;
 523         default:
 524                 goto tx_err;
 525         }
 526
 527         fl.flowi_oif = xi->p.link;
 528
 529         ret = xfrmi_xmit2(skb, dev, &fl);
 530         if (ret < 0)
 531                 goto tx_err;
 532
 533         return NETDEV_TX_OK;
 534
 535 tx_err:
 536         stats->tx_errors++;
 537         stats->tx_dropped++;
 538         kfree_skb(skb);
 539         return NETDEV_TX_OK;
 540 }
 541
 542 static int xfrmi4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 543 {
 544         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 545         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 546         int protocol = iph->protocol;
 547         struct ip_comp_hdr *ipch;
 548         struct ip_esp_hdr *esph;
 549         struct ip_auth_hdr *ah ;
 550         struct xfrm_state *x;
 551         struct xfrm_if *xi;
 552         __be32 spi;
 553
 554         switch (protocol) {
 555         case IPPROTO_ESP:
 556                 esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 557                 spi = esph->spi;
 558                 break;
 559         case IPPROTO_AH:
 560                 ah = (struct ip_auth_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 561                 spi = ah->spi;
 562                 break;
 563         case IPPROTO_COMP:
 564                 ipch = (struct ip_comp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 565                 spi = htonl(ntohs(ipch->cpi));
 566                 break;
 567         default:
 568                 return 0;
 569         }
 570
 571         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 572         case ICMP_DEST_UNREACH:
 573                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 574                         return 0;
 575                 break;
 576         case ICMP_REDIRECT:
 577                 break;
 578         default:
 579                 return 0;
 580         }
 581
 582         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 583                               spi, protocol, AF_INET);
 584         if (!x)
 585                 return 0;
 586
 587         xi = xfrmi_lookup(net, x);
 588         if (!xi) {
 589                 xfrm_state_put(x);
 590                 return -1;
 591         }
 592
 593         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 594                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, protocol);
 595         else
 596                 ipv4_redirect(skb, net, 0, protocol);
 597         xfrm_state_put(x);
 598
 599         return 0;
 600 }
 601
 602 static int xfrmi6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
 603                     u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
 604 {
 605         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
 606         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 607         int protocol = iph->nexthdr;
 608         struct ip_comp_hdr *ipch;
 609         struct ip_esp_hdr *esph;
 610         struct ip_auth_hdr *ah;
 611         struct xfrm_state *x;
 612         struct xfrm_if *xi;
 613         __be32 spi;
 614
 615         switch (protocol) {
 616         case IPPROTO_ESP:
 617                 esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
 618                 spi = esph->spi;
 619                 break;
 620         case IPPROTO_AH:
 621                 ah = (struct ip_auth_hdr *)(skb->data + offset);
 622                 spi = ah->spi;
 623                 break;
 624         case IPPROTO_COMP:
 625                 ipch = (struct ip_comp_hdr *)(skb->data + offset);
 626                 spi = htonl(ntohs(ipch->cpi));
 627                 break;
 628         default:
 629                 return 0;
 630         }
 631
 632         if (type != ICMPV6_PKT_TOOBIG &&
 633             type != NDISC_REDIRECT)
 634                 return 0;
 635
 636         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 637                               spi, protocol, AF_INET6);
 638         if (!x)
 639                 return 0;
 640
 641         xi = xfrmi_lookup(net, x);
 642         if (!xi) {
 643                 xfrm_state_put(x);
 644                 return -1;
 645         }
 646
 647         if (type == NDISC_REDIRECT)
 648                 ip6_redirect(skb, net, skb->dev->ifindex, 0,
 649                              sock_net_uid(net, NULL));
 650         else
 651                 ip6_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0, sock_net_uid(net, NULL));
 652         xfrm_state_put(x);
 653
 654         return 0;
 655 }
 656
 657 static int xfrmi_change(struct xfrm_if *xi, const struct xfrm_if_parms *p)
 658 {
 659         if (xi->p.link != p->link)
 660                 return -EINVAL;
 661
 662         xi->p.if_id = p->if_id;
 663
 664         return 0;
 665 }
 666
 667 static int xfrmi_update(struct xfrm_if *xi, struct xfrm_if_parms *p)
 668 {
 669         struct net *net = xi->net;
 670         struct xfrmi_net *xfrmn = net_generic(net, xfrmi_net_id);
 671         int err;
 672
 673         xfrmi_unlink(xfrmn, xi);
 674         synchronize_net();
 675         err = xfrmi_change(xi, p);
 676         xfrmi_link(xfrmn, xi);
 677         netdev_state_change(xi->dev);
 678         return err;
 679 }
 680
 681 static int xfrmi_get_iflink(const struct net_device *dev)
 682 {
 683         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 684
 685         return xi->p.link;
 686 }
 687
 688 static const struct net_device_ops xfrmi_netdev_ops = {
 689         .ndo_init       = xfrmi_dev_init,
 690         .ndo_uninit     = xfrmi_dev_uninit,
 691         .ndo_start_xmit = xfrmi_xmit,
 692         .ndo_get_stats64 = dev_get_tstats64,
 693         .ndo_get_iflink = xfrmi_get_iflink,
 694 };
 695
 696 static void xfrmi_dev_setup(struct net_device *dev)
 697 {
 698         dev->netdev_ops         = &xfrmi_netdev_ops;
 699         dev->header_ops         = &ip_tunnel_header_ops;
 700         dev->type               = ARPHRD_NONE;
 701         dev->mtu                = ETH_DATA_LEN;
 702         dev->min_mtu            = ETH_MIN_MTU;
 703         dev->max_mtu            = IP_MAX_MTU;
 704         dev->flags              = IFF_NOARP;
 705         dev->needs_free_netdev  = true;
 706         dev->priv_destructor    = xfrmi_dev_free;
 707         netif_keep_dst(dev);
 708
 709         eth_broadcast_addr(dev->broadcast);
 710 }
 711
 712 #define XFRMI_FEATURES (NETIF_F_SG |            \
 713                         NETIF_F_FRAGLIST |      \
 714                         NETIF_F_GSO_SOFTWARE |  \
 715                         NETIF_F_HW_CSUM)
 716
 717 static int xfrmi_dev_init(struct net_device *dev)
 718 {
 719         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 720         struct net_device *phydev = __dev_get_by_index(xi->net, xi->p.link);
 721         int err;
 722
 723         dev->tstats = netdev_alloc_pcpu_stats(struct pcpu_sw_netstats);
 724         if (!dev->tstats)
 725                 return -ENOMEM;
 726
 727         err = gro_cells_init(&xi->gro_cells, dev);
 728         if (err) {
 729                 free_percpu(dev->tstats);
 730                 return err;
 731         }
 732
 733         dev->features |= NETIF_F_LLTX;
 734         dev->features |= XFRMI_FEATURES;
 735         dev->hw_features |= XFRMI_FEATURES;
 736
 737         if (phydev) {
 738                 dev->needed_headroom = phydev->needed_headroom;
 739                 dev->needed_tailroom = phydev->needed_tailroom;
 740
 741                 if (is_zero_ether_addr(dev->dev_addr))
 742                         eth_hw_addr_inherit(dev, phydev);
 743                 if (is_zero_ether_addr(dev->broadcast))
 744                         memcpy(dev->broadcast, phydev->broadcast,
 745                                dev->addr_len);
 746         } else {
 747                 eth_hw_addr_random(dev);
 748                 eth_broadcast_addr(dev->broadcast);
 749         }
 750
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 static int xfrmi_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
 755                          struct netlink_ext_ack *extack)
 756 {
 757         return 0;
 758 }
 759
 760 static void xfrmi_netlink_parms(struct nlattr *data[],
 761                                struct xfrm_if_parms *parms)
 762 {
 763         memset(parms, 0, sizeof(*parms));
 764
 765         if (!data)
 766                 return;
 767
 768         if (data[IFLA_XFRM_LINK])
 769                 parms->link = nla_get_u32(data[IFLA_XFRM_LINK]);
 770
 771         if (data[IFLA_XFRM_IF_ID])
 772                 parms->if_id = nla_get_u32(data[IFLA_XFRM_IF_ID]);
 773
 774         if (data[IFLA_XFRM_COLLECT_METADATA])
 775                 parms->collect_md = true;
 776 }
 777
 778 static int xfrmi_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
 779                         struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[],
 780                         struct netlink_ext_ack *extack)
 781 {
 782         struct net *net = dev_net(dev);
 783         struct xfrm_if_parms p = {};
 784         struct xfrm_if *xi;
 785         int err;
 786
 787         xfrmi_netlink_parms(data, &p);
 788         if (p.collect_md) {
 789                 struct xfrmi_net *xfrmn = net_generic(net, xfrmi_net_id);
 790
 791                 if (p.link || p.if_id) {
 792                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "link and if_id must be zero");
 793                         return -EINVAL;
 794                 }
 795
 796                 if (rtnl_dereference(xfrmn->collect_md_xfrmi))
 797                         return -EEXIST;
 798
 799         } else {
 800                 if (!p.if_id) {
 801                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "if_id must be non zero");
 802                         return -EINVAL;
 803                 }
 804
 805                 xi = xfrmi_locate(net, &p);
 806                 if (xi)
 807                         return -EEXIST;
 808         }
 809
 810         xi = netdev_priv(dev);
 811         xi->p = p;
 812         xi->net = net;
 813         xi->dev = dev;
 814
 815         err = xfrmi_create(dev);
 816         return err;
 817 }
 818
 819 static void xfrmi_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
 820 {
 821         unregister_netdevice_queue(dev, head);
 822 }
 823
 824 static int xfrmi_changelink(struct net_device *dev, struct nlattr *tb[],
 825                            struct nlattr *data[],
 826                            struct netlink_ext_ack *extack)
 827 {
 828         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 829         struct net *net = xi->net;
 830         struct xfrm_if_parms p = {};
 831
 832         xfrmi_netlink_parms(data, &p);
 833         if (!p.if_id) {
 834                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "if_id must be non zero");
 835                 return -EINVAL;
 836         }
 837
 838         if (p.collect_md) {
 839                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "collect_md can't be changed");
 840                 return -EINVAL;
 841         }
 842
 843         xi = xfrmi_locate(net, &p);
 844         if (!xi) {
 845                 xi = netdev_priv(dev);
 846         } else {
 847                 if (xi->dev != dev)
 848                         return -EEXIST;
 849                 if (xi->p.collect_md) {
 850                         NL_SET_ERR_MSG(extack,
 851                                        "device can't be changed to collect_md");
 852                         return -EINVAL;
 853                 }
 854         }
 855
 856         return xfrmi_update(xi, &p);
 857 }
 858
 859 static size_t xfrmi_get_size(const struct net_device *dev)
 860 {
 861         return
 862                 /* IFLA_XFRM_LINK */
 863                 nla_total_size(4) +
 864                 /* IFLA_XFRM_IF_ID */
 865                 nla_total_size(4) +
 866                 /* IFLA_XFRM_COLLECT_METADATA */
 867                 nla_total_size(0) +
 868                 0;
 869 }
 870
 871 static int xfrmi_fill_info(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev)
 872 {
 873         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 874         struct xfrm_if_parms *parm = &xi->p;
 875
 876         if (nla_put_u32(skb, IFLA_XFRM_LINK, parm->link) ||
 877             nla_put_u32(skb, IFLA_XFRM_IF_ID, parm->if_id) ||
 878             (xi->p.collect_md && nla_put_flag(skb, IFLA_XFRM_COLLECT_METADATA)))
 879                 goto nla_put_failure;
 880         return 0;
 881
 882 nla_put_failure:
 883         return -EMSGSIZE;
 884 }
 885
 886 static struct net *xfrmi_get_link_net(const struct net_device *dev)
 887 {
 888         struct xfrm_if *xi = netdev_priv(dev);
 889
 890         return xi->net;
 891 }
 892
 893 static const struct nla_policy xfrmi_policy[IFLA_XFRM_MAX + 1] = {
 894         [IFLA_XFRM_UNSPEC]              = { .strict_start_type = IFLA_XFRM_COLLECT_METADATA },
 895         [IFLA_XFRM_LINK]                = { .type = NLA_U32 },
 896         [IFLA_XFRM_IF_ID]               = { .type = NLA_U32 },
 897         [IFLA_XFRM_COLLECT_METADATA]    = { .type = NLA_FLAG },
 898 };
 899
 900 static struct rtnl_link_ops xfrmi_link_ops __read_mostly = {
 901         .kind           = "xfrm",
 902         .maxtype        = IFLA_XFRM_MAX,
 903         .policy         = xfrmi_policy,
 904         .priv_size      = sizeof(struct xfrm_if),
 905         .setup          = xfrmi_dev_setup,
 906         .validate       = xfrmi_validate,
 907         .newlink        = xfrmi_newlink,
 908         .dellink        = xfrmi_dellink,
 909         .changelink     = xfrmi_changelink,
 910         .get_size       = xfrmi_get_size,
 911         .fill_info      = xfrmi_fill_info,
 912         .get_link_net   = xfrmi_get_link_net,
 913 };
 914
 915 static void __net_exit xfrmi_exit_batch_net(struct list_head *net_exit_list)
 916 {
 917         struct net *net;
 918         LIST_HEAD(list);
 919
 920         rtnl_lock();
 921         list_for_each_entry(net, net_exit_list, exit_list) {
 922                 struct xfrmi_net *xfrmn = net_generic(net, xfrmi_net_id);
 923                 struct xfrm_if __rcu **xip;
 924                 struct xfrm_if *xi;
 925                 int i;
 926
 927                 for (i = 0; i < XFRMI_HASH_SIZE; i++) {
 928                         for (xip = &xfrmn->xfrmi[i];
 929                              (xi = rtnl_dereference(*xip)) != NULL;
 930                              xip = &xi->next)
 931                                 unregister_netdevice_queue(xi->dev, &list);
 932                 }
 933                 xi = rtnl_dereference(xfrmn->collect_md_xfrmi);
 934                 if (xi)
 935                         unregister_netdevice_queue(xi->dev, &list);
 936         }
 937         unregister_netdevice_many(&list);
 938         rtnl_unlock();
 939 }
 940
 941 static struct pernet_operations xfrmi_net_ops = {
 942         .exit_batch = xfrmi_exit_batch_net,
 943         .id   = &xfrmi_net_id,
 944         .size = sizeof(struct xfrmi_net),
 945 };
 946
 947 static struct xfrm6_protocol xfrmi_esp6_protocol __read_mostly = {
 948         .handler        =       xfrm6_rcv,
 949         .input_handler  =       xfrm_input,
 950         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
 951         .err_handler    =       xfrmi6_err,
 952         .priority       =       10,
 953 };
 954
 955 static struct xfrm6_protocol xfrmi_ah6_protocol __read_mostly = {
 956         .handler        =       xfrm6_rcv,
 957         .input_handler  =       xfrm_input,
 958         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
 959         .err_handler    =       xfrmi6_err,
 960         .priority       =       10,
 961 };
 962
 963 static struct xfrm6_protocol xfrmi_ipcomp6_protocol __read_mostly = {
 964         .handler        =       xfrm6_rcv,
 965         .input_handler  =       xfrm_input,
 966         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
 967         .err_handler    =       xfrmi6_err,
 968         .priority       =       10,
 969 };
 970
 971 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET6_XFRM_TUNNEL)
 972 static int xfrmi6_rcv_tunnel(struct sk_buff *skb)
 973 {
 974         const xfrm_address_t *saddr;
 975         __be32 spi;
 976
 977         saddr = (const xfrm_address_t *)&ipv6_hdr(skb)->saddr;
 978         spi = xfrm6_tunnel_spi_lookup(dev_net(skb->dev), saddr);
 979
 980         return xfrm6_rcv_spi(skb, IPPROTO_IPV6, spi, NULL);
 981 }
 982
 983 static struct xfrm6_tunnel xfrmi_ipv6_handler __read_mostly = {
 984         .handler        =       xfrmi6_rcv_tunnel,
 985         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
 986         .err_handler    =       xfrmi6_err,
 987         .priority       =       2,
 988 };
 989
 990 static struct xfrm6_tunnel xfrmi_ip6ip_handler __read_mostly = {
 991         .handler        =       xfrmi6_rcv_tunnel,
 992         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
 993         .err_handler    =       xfrmi6_err,
 994         .priority       =       2,
 995 };
 996 #endif
 997
 998 static struct xfrm4_protocol xfrmi_esp4_protocol __read_mostly = {
 999         .handler        =       xfrm4_rcv,
1000         .input_handler  =       xfrm_input,
1001         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
1002         .err_handler    =       xfrmi4_err,
1003         .priority       =       10,
1004 };
1005
1006 static struct xfrm4_protocol xfrmi_ah4_protocol __read_mostly = {
1007         .handler        =       xfrm4_rcv,
1008         .input_handler  =       xfrm_input,
1009         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
1010         .err_handler    =       xfrmi4_err,
1011         .priority       =       10,
1012 };
1013
1014 static struct xfrm4_protocol xfrmi_ipcomp4_protocol __read_mostly = {
1015         .handler        =       xfrm4_rcv,
1016         .input_handler  =       xfrm_input,
1017         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
1018         .err_handler    =       xfrmi4_err,
1019         .priority       =       10,
1020 };
1021
1022 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET_XFRM_TUNNEL)
1023 static int xfrmi4_rcv_tunnel(struct sk_buff *skb)
1024 {
1025         return xfrm4_rcv_spi(skb, IPPROTO_IPIP, ip_hdr(skb)->saddr);
1026 }
1027
1028 static struct xfrm_tunnel xfrmi_ipip_handler __read_mostly = {
1029         .handler        =       xfrmi4_rcv_tunnel,
1030         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
1031         .err_handler    =       xfrmi4_err,
1032         .priority       =       3,
1033 };
1034
1035 static struct xfrm_tunnel xfrmi_ipip6_handler __read_mostly = {
1036         .handler        =       xfrmi4_rcv_tunnel,
1037         .cb_handler     =       xfrmi_rcv_cb,
1038         .err_handler    =       xfrmi4_err,
1039         .priority       =       2,
1040 };
1041 #endif
1042
1043 static int __init xfrmi4_init(void)
1044 {
1045         int err;
1046
1047         err = xfrm4_protocol_register(&xfrmi_esp4_protocol, IPPROTO_ESP);
1048         if (err < 0)
1049                 goto xfrm_proto_esp_failed;
1050         err = xfrm4_protocol_register(&xfrmi_ah4_protocol, IPPROTO_AH);
1051         if (err < 0)
1052                 goto xfrm_proto_ah_failed;
1053         err = xfrm4_protocol_register(&xfrmi_ipcomp4_protocol, IPPROTO_COMP);
1054         if (err < 0)
1055                 goto xfrm_proto_comp_failed;
1056 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET_XFRM_TUNNEL)
1057         err = xfrm4_tunnel_register(&xfrmi_ipip_handler, AF_INET);
1058         if (err < 0)
1059                 goto xfrm_tunnel_ipip_failed;
1060         err = xfrm4_tunnel_register(&xfrmi_ipip6_handler, AF_INET6);
1061         if (err < 0)
1062                 goto xfrm_tunnel_ipip6_failed;
1063 #endif
1064
1065         return 0;
1066
1067 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET_XFRM_TUNNEL)
1068 xfrm_tunnel_ipip6_failed:
1069         xfrm4_tunnel_deregister(&xfrmi_ipip_handler, AF_INET);
1070 xfrm_tunnel_ipip_failed:
1071         xfrm4_protocol_deregister(&xfrmi_ipcomp4_protocol, IPPROTO_COMP);
1072 #endif
1073 xfrm_proto_comp_failed:
1074         xfrm4_protocol_deregister(&xfrmi_ah4_protocol, IPPROTO_AH);
1075 xfrm_proto_ah_failed:
1076         xfrm4_protocol_deregister(&xfrmi_esp4_protocol, IPPROTO_ESP);
1077 xfrm_proto_esp_failed:
1078         return err;
1079 }
1080
1081 static void xfrmi4_fini(void)
1082 {
1083 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET_XFRM_TUNNEL)
1084         xfrm4_tunnel_deregister(&xfrmi_ipip6_handler, AF_INET6);
1085         xfrm4_tunnel_deregister(&xfrmi_ipip_handler, AF_INET);
1086 #endif
1087         xfrm4_protocol_deregister(&xfrmi_ipcomp4_protocol, IPPROTO_COMP);
1088         xfrm4_protocol_deregister(&xfrmi_ah4_protocol, IPPROTO_AH);
1089         xfrm4_protocol_deregister(&xfrmi_esp4_protocol, IPPROTO_ESP);
1090 }
1091
1092 static int __init xfrmi6_init(void)
1093 {
1094         int err;
1095
1096         err = xfrm6_protocol_register(&xfrmi_esp6_protocol, IPPROTO_ESP);
1097         if (err < 0)
1098                 goto xfrm_proto_esp_failed;
1099         err = xfrm6_protocol_register(&xfrmi_ah6_protocol, IPPROTO_AH);
1100         if (err < 0)
1101                 goto xfrm_proto_ah_failed;
1102         err = xfrm6_protocol_register(&xfrmi_ipcomp6_protocol, IPPROTO_COMP);
1103         if (err < 0)
1104                 goto xfrm_proto_comp_failed;
1105 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET6_XFRM_TUNNEL)
1106         err = xfrm6_tunnel_register(&xfrmi_ipv6_handler, AF_INET6);
1107         if (err < 0)
1108                 goto xfrm_tunnel_ipv6_failed;
1109         err = xfrm6_tunnel_register(&xfrmi_ip6ip_handler, AF_INET);
1110         if (err < 0)
1111                 goto xfrm_tunnel_ip6ip_failed;
1112 #endif
1113
1114         return 0;
1115
1116 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET6_XFRM_TUNNEL)
1117 xfrm_tunnel_ip6ip_failed:
1118         xfrm6_tunnel_deregister(&xfrmi_ipv6_handler, AF_INET6);
1119 xfrm_tunnel_ipv6_failed:
1120         xfrm6_protocol_deregister(&xfrmi_ipcomp6_protocol, IPPROTO_COMP);
1121 #endif
1122 xfrm_proto_comp_failed:
1123         xfrm6_protocol_deregister(&xfrmi_ah6_protocol, IPPROTO_AH);
1124 xfrm_proto_ah_failed:
1125         xfrm6_protocol_deregister(&xfrmi_esp6_protocol, IPPROTO_ESP);
1126 xfrm_proto_esp_failed:
1127         return err;
1128 }
1129
1130 static void xfrmi6_fini(void)
1131 {
1132 #if IS_REACHABLE(CONFIG_INET6_XFRM_TUNNEL)
1133         xfrm6_tunnel_deregister(&xfrmi_ip6ip_handler, AF_INET);
1134         xfrm6_tunnel_deregister(&xfrmi_ipv6_handler, AF_INET6);
1135 #endif
1136         xfrm6_protocol_deregister(&xfrmi_ipcomp6_protocol, IPPROTO_COMP);
1137         xfrm6_protocol_deregister(&xfrmi_ah6_protocol, IPPROTO_AH);
1138         xfrm6_protocol_deregister(&xfrmi_esp6_protocol, IPPROTO_ESP);
1139 }
1140
1141 static const struct xfrm_if_cb xfrm_if_cb = {
1142         .decode_session =       xfrmi_decode_session,
1143 };
1144
1145 static int __init xfrmi_init(void)
1146 {
1147         const char *msg;
1148         int err;
1149
1150         pr_info("IPsec XFRM device driver\n");
1151
1152         msg = "tunnel device";
1153         err = register_pernet_device(&xfrmi_net_ops);
1154         if (err < 0)
1155                 goto pernet_dev_failed;
1156
1157         msg = "xfrm4 protocols";
1158         err = xfrmi4_init();
1159         if (err < 0)
1160                 goto xfrmi4_failed;
1161
1162         msg = "xfrm6 protocols";
1163         err = xfrmi6_init();
1164         if (err < 0)
1165                 goto xfrmi6_failed;
1166
1167
1168         msg = "netlink interface";
1169         err = rtnl_link_register(&xfrmi_link_ops);
1170         if (err < 0)
1171                 goto rtnl_link_failed;
1172
1173         err = register_xfrm_interface_bpf();
1174         if (err < 0)
1175                 goto kfunc_failed;
1176
1177         lwtunnel_encap_add_ops(&xfrmi_encap_ops, LWTUNNEL_ENCAP_XFRM);
1178
1179         xfrm_if_register_cb(&xfrm_if_cb);
1180
1181         return err;
1182
1183 kfunc_failed:
1184         rtnl_link_unregister(&xfrmi_link_ops);
1185 rtnl_link_failed:
1186         xfrmi6_fini();
1187 xfrmi6_failed:
1188         xfrmi4_fini();
1189 xfrmi4_failed:
1190         unregister_pernet_device(&xfrmi_net_ops);
1191 pernet_dev_failed:
1192         pr_err("xfrmi init: failed to register %s\n", msg);
1193         return err;
1194 }
1195
1196 static void __exit xfrmi_fini(void)
1197 {
1198         xfrm_if_unregister_cb();
1199         lwtunnel_encap_del_ops(&xfrmi_encap_ops, LWTUNNEL_ENCAP_XFRM);
1200         rtnl_link_unregister(&xfrmi_link_ops);
1201         xfrmi4_fini();
1202         xfrmi6_fini();
1203         unregister_pernet_device(&xfrmi_net_ops);
1204 }
1205
1206 module_init(xfrmi_init);
1207 module_exit(xfrmi_fini);
1208 MODULE_LICENSE("GPL");
1209 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("xfrm");
1210 MODULE_ALIAS_NETDEV("xfrm0");
1211 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert");
1212 MODULE_DESCRIPTION("XFRM virtual interface");