datapath/vport-lisp.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Nicira, Inc.
   3  * Copyright (c) 2013 Cisco Systems, Inc.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of version 2 of the GNU General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  17  * 02110-1301, USA
  18  */
  19
  20 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  21
  22 #include <linux/version.h>
  23 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,26)
  24
  25 #include <linux/in.h>
  26 #include <linux/ip.h>
  27 #include <linux/net.h>
  28 #include <linux/rculist.h>
  29 #include <linux/udp.h>
  30
  31 #include <net/icmp.h>
  32 #include <net/ip.h>
  33 #include <net/udp.h>
  34
  35 #include "datapath.h"
  36 #include "tunnel.h"
  37 #include "vport.h"
  38
  39
  40 /*
  41  *  LISP encapsulation header:
  42  *
  43  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  44  *  |N|L|E|V|I|flags|            Nonce/Map-Version                  |
  45  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  46  *  |                 Instance ID/Locator Status Bits               |
  47  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  48  *
  49  */
  50
  51 /**
  52  * struct lisphdr - LISP header
  53  * @nonce_present: Flag indicating the presence of a 24 bit nonce value.
  54  * @locator_status_bits_present: Flag indicating the presence of Locator Status
  55  *                               Bits (LSB).
  56  * @solicit_echo_nonce: Flag indicating the use of the echo noncing mechanism.
  57  * @map_version_present: Flag indicating the use of mapping versioning.
  58  * @instance_id_present: Flag indicating the presence of a 24 bit Instance ID.
  59  * @reserved_flags: 3 bits reserved for future flags.
  60  * @nonce: 24 bit nonce value.
  61  * @map_version: 24 bit mapping version.
  62  * @locator_status_bits: Locator Status Bits: 32 bits when instance_id_present
  63  *                       is not set, 8 bits when it is.
  64  * @instance_id: 24 bit Instance ID
  65  */
  66 struct lisphdr {
  67 #ifdef __LITTLE_ENDIAN_BITFIELD
  68         __u8 reserved_flags:3;
  69         __u8 instance_id_present:1;
  70         __u8 map_version_present:1;
  71         __u8 solicit_echo_nonce:1;
  72         __u8 locator_status_bits_present:1;
  73         __u8 nonce_present:1;
  74 #else
  75         __u8 nonce_present:1;
  76         __u8 locator_status_bits_present:1;
  77         __u8 solicit_echo_nonce:1;
  78         __u8 map_version_present:1;
  79         __u8 instance_id_present:1;
  80         __u8 reserved_flags:3;
  81 #endif
  82         union {
  83                 __u8 nonce[3];
  84                 __u8 map_version[3];
  85         } u1;
  86         union {
  87                 __be32 locator_status_bits;
  88                 struct {
  89                         __u8 instance_id[3];
  90                         __u8 locator_status_bits;
  91                 } word2;
  92         } u2;
  93 };
  94
  95 #define LISP_HLEN (sizeof(struct udphdr) + sizeof(struct lisphdr))
  96
  97 static inline int lisp_hdr_len(const struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key)
  98 {
  99         return LISP_HLEN;
 100 }
 101
 102 /**
 103  * struct lisp_port - Keeps track of open UDP ports
 104  * @list: list element.
 105  * @vport: vport for the tunnel.
 106  * @socket: The socket created for this port number.
 107  */
 108 struct lisp_port {
 109         struct list_head list;
 110         struct vport *vport;
 111         struct socket *lisp_rcv_socket;
 112         struct rcu_head rcu;
 113 };
 114
 115 static LIST_HEAD(lisp_ports);
 116
 117 static struct lisp_port *lisp_find_port(struct net *net, __be16 port)
 118 {
 119         struct lisp_port *lisp_port;
 120
 121         list_for_each_entry_rcu(lisp_port, &lisp_ports, list) {
 122                 struct tnl_vport *tnl_vport = tnl_vport_priv(lisp_port->vport);
 123
 124                 if (tnl_vport->dst_port == port &&
 125                         net_eq(sock_net(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk), net))
 126                         return lisp_port;
 127         }
 128
 129         return NULL;
 130 }
 131
 132 static inline struct lisphdr *lisp_hdr(const struct sk_buff *skb)
 133 {
 134         return (struct lisphdr *)(udp_hdr(skb) + 1);
 135 }
 136
 137 static int lisp_tnl_send(struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 138 {
 139         int tnl_len;
 140         int network_offset = skb_network_offset(skb);
 141
 142         /* We only encapsulate IPv4 and IPv6 packets */
 143         switch (skb->protocol) {
 144         case htons(ETH_P_IP):
 145         case htons(ETH_P_IPV6):
 146                 /* Pop off "inner" Ethernet header */
 147                 skb_pull(skb, network_offset);
 148                 tnl_len = ovs_tnl_send(vport, skb);
 149                 return tnl_len > 0 ? tnl_len + network_offset : tnl_len;
 150         default:
 151                 kfree_skb(skb);
 152                 return 0;
 153         }
 154 }
 155
 156 /* Convert 64 bit tunnel ID to 24 bit Instance ID. */
 157 static void tunnel_id_to_instance_id(__be64 tun_id, __u8 *iid)
 158 {
 159
 160 #ifdef __BIG_ENDIAN
 161         iid[0] = (__force __u8)(tun_id >> 16);
 162         iid[1] = (__force __u8)(tun_id >> 8);
 163         iid[2] = (__force __u8)tun_id;
 164 #else
 165         iid[0] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 40);
 166         iid[1] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 48);
 167         iid[2] = (__force __u8)((__force u64)tun_id >> 56);
 168 #endif
 169 }
 170
 171 /* Convert 24 bit Instance ID to 64 bit tunnel ID. */
 172 static __be64 instance_id_to_tunnel_id(__u8 *iid)
 173 {
 174 #ifdef __BIG_ENDIAN
 175         return (iid[0] << 16) | (iid[1] << 8) | iid[2];
 176 #else
 177         return (__force __be64)(((__force u64)iid[0] << 40) |
 178                                 ((__force u64)iid[1] << 48) |
 179                                 ((__force u64)iid[2] << 56));
 180 #endif
 181 }
 182
 183 static void lisp_build_header(const struct vport *vport,
 184                               struct sk_buff *skb,
 185                               int tunnel_hlen)
 186 {
 187         struct tnl_vport *tnl_vport = tnl_vport_priv(vport);
 188         struct udphdr *udph = udp_hdr(skb);
 189         struct lisphdr *lisph = (struct lisphdr *)(udph + 1);
 190         const struct ovs_key_ipv4_tunnel *tun_key = OVS_CB(skb)->tun_key;
 191
 192         udph->dest = tnl_vport->dst_port;
 193         udph->source = htons(ovs_tnl_get_src_port(skb));
 194         udph->check = 0;
 195         udph->len = htons(skb->len - skb_transport_offset(skb));
 196
 197         lisph->nonce_present = 0;       /* We don't support echo nonce algorithm */
 198         lisph->locator_status_bits_present = 1; /* Set LSB */
 199         lisph->solicit_echo_nonce = 0;  /* No echo noncing */
 200         lisph->map_version_present = 0; /* No mapping versioning, nonce instead */
 201         lisph->instance_id_present = 1; /* Store the tun_id as Instance ID  */
 202         lisph->reserved_flags = 0;      /* Reserved flags, set to 0  */
 203
 204         lisph->u1.nonce[0] = 0;
 205         lisph->u1.nonce[1] = 0;
 206         lisph->u1.nonce[2] = 0;
 207
 208         tunnel_id_to_instance_id(tun_key->tun_id, &lisph->u2.word2.instance_id[0]);
 209         lisph->u2.word2.locator_status_bits = 1;
 210
 211         /*
 212          * Allow our local IP stack to fragment the outer packet even if the
 213          * DF bit is set as a last resort.  We also need to force selection of
 214          * an IP ID here because Linux will otherwise leave it at 0 if the
 215          * packet originally had DF set.
 216          */
 217         skb->local_df = 1;
 218         __ip_select_ident(ip_hdr(skb), skb_dst(skb), 0);
 219 }
 220
 221 /* Called with rcu_read_lock and BH disabled. */
 222 static int lisp_rcv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 223 {
 224         struct lisp_port *lisp_port;
 225         struct lisphdr *lisph;
 226         struct iphdr *iph, *inner_iph;
 227         struct ovs_key_ipv4_tunnel tun_key;
 228         __be64 key;
 229         struct ethhdr *ethh;
 230         __be16 protocol;
 231
 232         lisp_port = lisp_find_port(dev_net(skb->dev), udp_hdr(skb)->dest);
 233         if (unlikely(!lisp_port))
 234                 goto error;
 235
 236         if (unlikely(!pskb_may_pull(skb, LISP_HLEN)))
 237                 goto error;
 238
 239         lisph = lisp_hdr(skb);
 240
 241         skb_pull_rcsum(skb, LISP_HLEN);
 242
 243         if (lisph->instance_id_present != 1)
 244                 key = 0;
 245         else
 246                 key = instance_id_to_tunnel_id(&lisph->u2.word2.instance_id[0]);
 247
 248         /* Save outer tunnel values */
 249         iph = ip_hdr(skb);
 250         tnl_tun_key_init(&tun_key, iph, key, OVS_TNL_F_KEY);
 251         OVS_CB(skb)->tun_key = &tun_key;
 252
 253         /* Drop non-IP inner packets */
 254         inner_iph = (struct iphdr *)(lisph + 1);
 255         switch (inner_iph->version) {
 256         case 4:
 257                 protocol = htons(ETH_P_IP);
 258                 break;
 259         case 6:
 260                 protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 261                 break;
 262         default:
 263                 goto error;
 264         }
 265
 266         /* Add Ethernet header */
 267         ethh = (struct ethhdr *)skb_push(skb, ETH_HLEN);
 268         memset(ethh, 0, ETH_HLEN);
 269         ethh->h_dest[0] = 0x02;
 270         ethh->h_source[0] = 0x02;
 271         ethh->h_proto = protocol;
 272
 273         ovs_tnl_rcv(lisp_port->vport, skb);
 274         goto out;
 275
 276 error:
 277         kfree_skb(skb);
 278 out:
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 /* Arbitrary value.  Irrelevant as long as it's not 0 since we set the handler. */
 283 #define UDP_ENCAP_LISP 1
 284 static int lisp_socket_init(struct lisp_port *lisp_port, struct net *net)
 285 {
 286         int err;
 287         struct sockaddr_in sin;
 288         struct tnl_vport *tnl_vport = tnl_vport_priv(lisp_port->vport);
 289
 290         err = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0,
 291                                &lisp_port->lisp_rcv_socket);
 292         if (err)
 293                 goto error;
 294
 295         /* release net ref. */
 296         sk_change_net(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk, net);
 297
 298         sin.sin_family = AF_INET;
 299         sin.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
 300         sin.sin_port = tnl_vport->dst_port;
 301
 302         err = kernel_bind(lisp_port->lisp_rcv_socket, (struct sockaddr *)&sin,
 303                           sizeof(struct sockaddr_in));
 304         if (err)
 305                 goto error_sock;
 306
 307         udp_sk(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk)->encap_type = UDP_ENCAP_LISP;
 308         udp_sk(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk)->encap_rcv = lisp_rcv;
 309
 310         udp_encap_enable();
 311
 312         return 0;
 313
 314 error_sock:
 315         sk_release_kernel(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk);
 316 error:
 317         pr_warn("cannot register lisp protocol handler: %d\n", err);
 318         return err;
 319 }
 320
 321
 322 static void free_port_rcu(struct rcu_head *rcu)
 323 {
 324         struct lisp_port *lisp_port = container_of(rcu,
 325                         struct lisp_port, rcu);
 326
 327         kfree(lisp_port);
 328 }
 329
 330 static void lisp_tunnel_release(struct lisp_port *lisp_port)
 331 {
 332         if (!lisp_port)
 333                 return;
 334         list_del_rcu(&lisp_port->list);
 335         /* Release socket */
 336         sk_release_kernel(lisp_port->lisp_rcv_socket->sk);
 337         call_rcu(&lisp_port->rcu, free_port_rcu);
 338 }
 339
 340 static int lisp_tunnel_setup(struct net *net, struct vport *vport,
 341                              struct nlattr *options)
 342 {
 343         struct tnl_vport *tnl_vport = tnl_vport_priv(vport);
 344         struct lisp_port *lisp_port;
 345         struct nlattr *a;
 346         int err;
 347         u16 dst_port;
 348
 349         if (!options) {
 350                 err = -EINVAL;
 351                 goto out;
 352         }
 353
 354         a = nla_find_nested(options, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT);
 355         if (a && nla_len(a) == sizeof(u16)) {
 356                 dst_port = nla_get_u16(a);
 357         } else {
 358                 /* Require destination port from userspace. */
 359                 err = -EINVAL;
 360                 goto out;
 361         }
 362
 363         /* Verify if we already have a socket created for this port */
 364         lisp_port = lisp_find_port(net, htons(dst_port));
 365         if (lisp_port) {
 366                 err = -EEXIST;
 367                 goto out;
 368         }
 369
 370         /* Add a new socket for this port */
 371         lisp_port = kzalloc(sizeof(struct lisp_port), GFP_KERNEL);
 372         if (!lisp_port) {
 373                 err = -ENOMEM;
 374                 goto out;
 375         }
 376
 377         tnl_vport->dst_port = htons(dst_port);
 378         lisp_port->vport = vport;
 379         list_add_tail_rcu(&lisp_port->list, &lisp_ports);
 380
 381         err = lisp_socket_init(lisp_port, net);
 382         if (err)
 383                 goto error;
 384
 385         return 0;
 386
 387 error:
 388         list_del_rcu(&lisp_port->list);
 389         kfree(lisp_port);
 390 out:
 391         return err;
 392 }
 393
 394 static int lisp_get_options(const struct vport *vport, struct sk_buff *skb)
 395 {
 396         const struct tnl_vport *tnl_vport = tnl_vport_priv(vport);
 397
 398         if (nla_put_u16(skb, OVS_TUNNEL_ATTR_DST_PORT, ntohs(tnl_vport->dst_port)))
 399                 return -EMSGSIZE;
 400         return 0;
 401 }
 402
 403 static const struct tnl_ops ovs_lisp_tnl_ops = {
 404         .ipproto        = IPPROTO_UDP,
 405         .hdr_len        = lisp_hdr_len,
 406         .build_header   = lisp_build_header,
 407 };
 408
 409 static void lisp_tnl_destroy(struct vport *vport)
 410 {
 411         struct lisp_port *lisp_port;
 412         struct tnl_vport *tnl_vport = tnl_vport_priv(vport);
 413
 414         lisp_port = lisp_find_port(ovs_dp_get_net(vport->dp),
 415                                    tnl_vport->dst_port);
 416
 417         lisp_tunnel_release(lisp_port);
 418         ovs_tnl_destroy(vport);
 419 }
 420
 421 static struct vport *lisp_tnl_create(const struct vport_parms *parms)
 422 {
 423         struct vport *vport;
 424         int err;
 425
 426         vport = ovs_tnl_create(parms, &ovs_lisp_vport_ops, &ovs_lisp_tnl_ops);
 427         if (IS_ERR(vport))
 428                 return vport;
 429
 430         err = lisp_tunnel_setup(ovs_dp_get_net(parms->dp), vport,
 431                                 parms->options);
 432         if (err) {
 433                 ovs_tnl_destroy(vport);
 434                 return ERR_PTR(err);
 435         }
 436
 437         return vport;
 438 }
 439
 440 const struct vport_ops ovs_lisp_vport_ops = {
 441         .type           = OVS_VPORT_TYPE_LISP,
 442         .flags          = VPORT_F_TUN_ID,
 443         .create         = lisp_tnl_create,
 444         .destroy        = lisp_tnl_destroy,
 445         .get_name       = ovs_tnl_get_name,
 446         .get_options    = lisp_get_options,
 447         .send           = lisp_tnl_send,
 448 };
 449 #else
 450 #warning LISP tunneling will not be available on kernels before 2.6.26
 451 #endif /* Linux kernel < 2.6.26 */