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 PORT_HASH_BITS  8
  48 #define PORT_HASH_SIZE  (1<<PORT_HASH_BITS)
  49 #define VNI_HASH_BITS   10
  50 #define VNI_HASH_SIZE   (1<<VNI_HASH_BITS)
  51 #define FDB_HASH_BITS   8
  52 #define FDB_HASH_SIZE   (1<<FDB_HASH_BITS)
  53 #define FDB_AGE_DEFAULT 300 /* 5 min */
  54 #define FDB_AGE_INTERVAL (10 * HZ)      /* rescan interval */
  55
  56 #define VXLAN_N_VID     (1u << 24)
  57 #define VXLAN_VID_MASK  (VXLAN_N_VID - 1)
  58 /* IP header + UDP + VXLAN + Ethernet header */
  59 #define VXLAN_HEADROOM (20 + 8 + 8 + 14)
  60
  61 #define VXLAN_FLAGS 0x08000000  /* struct vxlanhdr.vx_flags required value. */
  62
  63 /* VXLAN protocol header */
  64 struct vxlanhdr {
  65         __be32 vx_flags;
  66         __be32 vx_vni;
  67 };
  68
  69 /* UDP port for VXLAN traffic.
  70  * The IANA assigned port is 4789, but the Linux default is 8472
  71  * for compatability with early adopters.
  72  */
  73 static unsigned int vxlan_port __read_mostly = 8472;
  74 module_param_named(udp_port, vxlan_port, uint, 0444);
  75 MODULE_PARM_DESC(udp_port, "Destination UDP port");
  76
  77 static bool log_ecn_error = true;
  78 module_param(log_ecn_error, bool, 0644);
  79 MODULE_PARM_DESC(log_ecn_error, "Log packets received with corrupted ECN");
  80
  81 static unsigned int vxlan_net_id;
  82
  83 /* per UDP socket information */
  84 struct vxlan_sock {
  85         struct hlist_node hlist;
  86         struct rcu_head   rcu;
  87         struct work_struct del_work;
  88         unsigned int      refcnt;
  89         struct socket     *sock;
  90         struct hlist_head vni_list[VNI_HASH_SIZE];
  91 };
  92
  93 /* per-network namespace private data for this module */
  94 struct vxlan_net {
  95         struct list_head  vxlan_list;
  96         struct hlist_head sock_list[PORT_HASH_SIZE];
  97 };
  98
  99 struct vxlan_rdst {
 100         __be32                   remote_ip;
 101         __be16                   remote_port;
 102         u32                      remote_vni;
 103         u32                      remote_ifindex;
 104         struct vxlan_rdst       *remote_next;
 105 };
 106
 107 /* Forwarding table entry */
 108 struct vxlan_fdb {
 109         struct hlist_node hlist;        /* linked list of entries */
 110         struct rcu_head   rcu;
 111         unsigned long     updated;      /* jiffies */
 112         unsigned long     used;
 113         struct vxlan_rdst remote;
 114         u16               state;        /* see ndm_state */
 115         u8                flags;        /* see ndm_flags */
 116         u8                eth_addr[ETH_ALEN];
 117 };
 118
 119 /* Pseudo network device */
 120 struct vxlan_dev {
 121         struct hlist_node hlist;        /* vni hash table */
 122         struct list_head  next;         /* vxlan's per namespace list */
 123         struct vxlan_sock *vn_sock;     /* listening socket */
 124         struct net_device *dev;
 125         struct vxlan_rdst default_dst;  /* default destination */
 126         __be32            saddr;        /* source address */
 127         __be16            dst_port;
 128         __u16             port_min;     /* source port range */
 129         __u16             port_max;
 130         __u8              tos;          /* TOS override */
 131         __u8              ttl;
 132         u32               flags;        /* VXLAN_F_* below */
 133
 134         unsigned long     age_interval;
 135         struct timer_list age_timer;
 136         spinlock_t        hash_lock;
 137         unsigned int      addrcnt;
 138         unsigned int      addrmax;
 139
 140         struct hlist_head fdb_head[FDB_HASH_SIZE];
 141 };
 142
 143 #define VXLAN_F_LEARN   0x01
 144 #define VXLAN_F_PROXY   0x02
 145 #define VXLAN_F_RSC     0x04
 146 #define VXLAN_F_L2MISS  0x08
 147 #define VXLAN_F_L3MISS  0x10
 148
 149 /* salt for hash table */
 150 static u32 vxlan_salt __read_mostly;
 151
 152 /* Virtual Network hash table head */
 153 static inline struct hlist_head *vni_head(struct vxlan_sock *vs, u32 id)
 154 {
 155         return &vs->vni_list[hash_32(id, VNI_HASH_BITS)];
 156 }
 157
 158 /* Socket hash table head */
 159 static inline struct hlist_head *vs_head(struct net *net, __be16 port)
 160 {
 161         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
 162
 163         return &vn->sock_list[hash_32(ntohs(port), PORT_HASH_BITS)];
 164 }
 165
 166 /* Find VXLAN socket based on network namespace and UDP port */
 167 static struct vxlan_sock *vxlan_find_port(struct net *net, __be16 port)
 168 {
 169         struct vxlan_sock *vs;
 170
 171         hlist_for_each_entry_rcu(vs, vs_head(net, port), hlist) {
 172                 if (inet_sk(vs->sock->sk)->inet_sport == port)
 173                         return vs;
 174         }
 175         return NULL;
 176 }
 177
 178 /* Look up VNI in a per net namespace table */
 179 static struct vxlan_dev *vxlan_find_vni(struct net *net, u32 id, __be16 port)
 180 {
 181         struct vxlan_sock *vs;
 182         struct vxlan_dev *vxlan;
 183
 184         vs = vxlan_find_port(net, port);
 185         if (!vs)
 186                 return NULL;
 187
 188         hlist_for_each_entry_rcu(vxlan, vni_head(vs, id), hlist) {
 189                 if (vxlan->default_dst.remote_vni == id)
 190                         return vxlan;
 191         }
 192
 193         return NULL;
 194 }
 195
 196 /* Fill in neighbour message in skbuff. */
 197 static int vxlan_fdb_info(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *vxlan,
 198                            const struct vxlan_fdb *fdb,
 199                            u32 portid, u32 seq, int type, unsigned int flags,
 200                            const struct vxlan_rdst *rdst)
 201 {
 202         unsigned long now = jiffies;
 203         struct nda_cacheinfo ci;
 204         struct nlmsghdr *nlh;
 205         struct ndmsg *ndm;
 206         bool send_ip, send_eth;
 207
 208         nlh = nlmsg_put(skb, portid, seq, type, sizeof(*ndm), flags);
 209         if (nlh == NULL)
 210                 return -EMSGSIZE;
 211
 212         ndm = nlmsg_data(nlh);
 213         memset(ndm, 0, sizeof(*ndm));
 214
 215         send_eth = send_ip = true;
 216
 217         if (type == RTM_GETNEIGH) {
 218                 ndm->ndm_family = AF_INET;
 219                 send_ip = rdst->remote_ip != htonl(INADDR_ANY);
 220                 send_eth = !is_zero_ether_addr(fdb->eth_addr);
 221         } else
 222                 ndm->ndm_family = AF_BRIDGE;
 223         ndm->ndm_state = fdb->state;
 224         ndm->ndm_ifindex = vxlan->dev->ifindex;
 225         ndm->ndm_flags = fdb->flags;
 226         ndm->ndm_type = NDA_DST;
 227
 228         if (send_eth && nla_put(skb, NDA_LLADDR, ETH_ALEN, &fdb->eth_addr))
 229                 goto nla_put_failure;
 230
 231         if (send_ip && nla_put_be32(skb, NDA_DST, rdst->remote_ip))
 232                 goto nla_put_failure;
 233
 234         if (rdst->remote_port && rdst->remote_port != vxlan->dst_port &&
 235             nla_put_be16(skb, NDA_PORT, rdst->remote_port))
 236                 goto nla_put_failure;
 237         if (rdst->remote_vni != vxlan->default_dst.remote_vni &&
 238             nla_put_be32(skb, NDA_VNI, rdst->remote_vni))
 239                 goto nla_put_failure;
 240         if (rdst->remote_ifindex &&
 241             nla_put_u32(skb, NDA_IFINDEX, rdst->remote_ifindex))
 242                 goto nla_put_failure;
 243
 244         ci.ndm_used      = jiffies_to_clock_t(now - fdb->used);
 245         ci.ndm_confirmed = 0;
 246         ci.ndm_updated   = jiffies_to_clock_t(now - fdb->updated);
 247         ci.ndm_refcnt    = 0;
 248
 249         if (nla_put(skb, NDA_CACHEINFO, sizeof(ci), &ci))
 250                 goto nla_put_failure;
 251
 252         return nlmsg_end(skb, nlh);
 253
 254 nla_put_failure:
 255         nlmsg_cancel(skb, nlh);
 256         return -EMSGSIZE;
 257 }
 258
 259 static inline size_t vxlan_nlmsg_size(void)
 260 {
 261         return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ndmsg))
 262                 + nla_total_size(ETH_ALEN) /* NDA_LLADDR */
 263                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_DST */
 264                 + nla_total_size(sizeof(__be16)) /* NDA_PORT */
 265                 + nla_total_size(sizeof(__be32)) /* NDA_VNI */
 266                 + nla_total_size(sizeof(__u32)) /* NDA_IFINDEX */
 267                 + nla_total_size(sizeof(struct nda_cacheinfo));
 268 }
 269
 270 static void vxlan_fdb_notify(struct vxlan_dev *vxlan,
 271                              const struct vxlan_fdb *fdb, int type)
 272 {
 273         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 274         struct sk_buff *skb;
 275         int err = -ENOBUFS;
 276
 277         skb = nlmsg_new(vxlan_nlmsg_size(), GFP_ATOMIC);
 278         if (skb == NULL)
 279                 goto errout;
 280
 281         err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, fdb, 0, 0, type, 0, &fdb->remote);
 282         if (err < 0) {
 283                 /* -EMSGSIZE implies BUG in vxlan_nlmsg_size() */
 284                 WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
 285                 kfree_skb(skb);
 286                 goto errout;
 287         }
 288
 289         rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_NEIGH, NULL, GFP_ATOMIC);
 290         return;
 291 errout:
 292         if (err < 0)
 293                 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_NEIGH, err);
 294 }
 295
 296 static void vxlan_ip_miss(struct net_device *dev, __be32 ipa)
 297 {
 298         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 299         struct vxlan_fdb f;
 300
 301         memset(&f, 0, sizeof f);
 302         f.state = NUD_STALE;
 303         f.remote.remote_ip = ipa; /* goes to NDA_DST */
 304         f.remote.remote_vni = VXLAN_N_VID;
 305
 306         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 307 }
 308
 309 static void vxlan_fdb_miss(struct vxlan_dev *vxlan, const u8 eth_addr[ETH_ALEN])
 310 {
 311         struct vxlan_fdb        f;
 312
 313         memset(&f, 0, sizeof f);
 314         f.state = NUD_STALE;
 315         memcpy(f.eth_addr, eth_addr, ETH_ALEN);
 316
 317         vxlan_fdb_notify(vxlan, &f, RTM_GETNEIGH);
 318 }
 319
 320 /* Hash Ethernet address */
 321 static u32 eth_hash(const unsigned char *addr)
 322 {
 323         u64 value = get_unaligned((u64 *)addr);
 324
 325         /* only want 6 bytes */
 326 #ifdef __BIG_ENDIAN
 327         value >>= 16;
 328 #else
 329         value <<= 16;
 330 #endif
 331         return hash_64(value, FDB_HASH_BITS);
 332 }
 333
 334 /* Hash chain to use given mac address */
 335 static inline struct hlist_head *vxlan_fdb_head(struct vxlan_dev *vxlan,
 336                                                 const u8 *mac)
 337 {
 338         return &vxlan->fdb_head[eth_hash(mac)];
 339 }
 340
 341 /* Look up Ethernet address in forwarding table */
 342 static struct vxlan_fdb *__vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 343                                         const u8 *mac)
 344
 345 {
 346         struct hlist_head *head = vxlan_fdb_head(vxlan, mac);
 347         struct vxlan_fdb *f;
 348
 349         hlist_for_each_entry_rcu(f, head, hlist) {
 350                 if (compare_ether_addr(mac, f->eth_addr) == 0)
 351                         return f;
 352         }
 353
 354         return NULL;
 355 }
 356
 357 static struct vxlan_fdb *vxlan_find_mac(struct vxlan_dev *vxlan,
 358                                         const u8 *mac)
 359 {
 360         struct vxlan_fdb *f;
 361
 362         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 363         if (f)
 364                 f->used = jiffies;
 365
 366         return f;
 367 }
 368
 369 /* Add/update destinations for multicast */
 370 static int vxlan_fdb_append(struct vxlan_fdb *f,
 371                             __be32 ip, __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex)
 372 {
 373         struct vxlan_rdst *rd_prev, *rd;
 374
 375         rd_prev = NULL;
 376         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 377                 if (rd->remote_ip == ip &&
 378                     rd->remote_port == port &&
 379                     rd->remote_vni == vni &&
 380                     rd->remote_ifindex == ifindex)
 381                         return 0;
 382                 rd_prev = rd;
 383         }
 384         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_ATOMIC);
 385         if (rd == NULL)
 386                 return -ENOBUFS;
 387         rd->remote_ip = ip;
 388         rd->remote_port = port;
 389         rd->remote_vni = vni;
 390         rd->remote_ifindex = ifindex;
 391         rd->remote_next = NULL;
 392         rd_prev->remote_next = rd;
 393         return 1;
 394 }
 395
 396 /* Add new entry to forwarding table -- assumes lock held */
 397 static int vxlan_fdb_create(struct vxlan_dev *vxlan,
 398                             const u8 *mac, __be32 ip,
 399                             __u16 state, __u16 flags,
 400                             __be16 port, __u32 vni, __u32 ifindex,
 401                             __u8 ndm_flags)
 402 {
 403         struct vxlan_fdb *f;
 404         int notify = 0;
 405
 406         f = __vxlan_find_mac(vxlan, mac);
 407         if (f) {
 408                 if (flags & NLM_F_EXCL) {
 409                         netdev_dbg(vxlan->dev,
 410                                    "lost race to create %pM\n", mac);
 411                         return -EEXIST;
 412                 }
 413                 if (f->state != state) {
 414                         f->state = state;
 415                         f->updated = jiffies;
 416                         notify = 1;
 417                 }
 418                 if (f->flags != ndm_flags) {
 419                         f->flags = ndm_flags;
 420                         f->updated = jiffies;
 421                         notify = 1;
 422                 }
 423                 if ((flags & NLM_F_APPEND) &&
 424                     is_multicast_ether_addr(f->eth_addr)) {
 425                         int rc = vxlan_fdb_append(f, ip, port, vni, ifindex);
 426
 427                         if (rc < 0)
 428                                 return rc;
 429                         notify |= rc;
 430                 }
 431         } else {
 432                 if (!(flags & NLM_F_CREATE))
 433                         return -ENOENT;
 434
 435                 if (vxlan->addrmax && vxlan->addrcnt >= vxlan->addrmax)
 436                         return -ENOSPC;
 437
 438                 netdev_dbg(vxlan->dev, "add %pM -> %pI4\n", mac, &ip);
 439                 f = kmalloc(sizeof(*f), GFP_ATOMIC);
 440                 if (!f)
 441                         return -ENOMEM;
 442
 443                 notify = 1;
 444                 f->remote.remote_ip = ip;
 445                 f->remote.remote_port = port;
 446                 f->remote.remote_vni = vni;
 447                 f->remote.remote_ifindex = ifindex;
 448                 f->remote.remote_next = NULL;
 449                 f->state = state;
 450                 f->flags = ndm_flags;
 451                 f->updated = f->used = jiffies;
 452                 memcpy(f->eth_addr, mac, ETH_ALEN);
 453
 454                 ++vxlan->addrcnt;
 455                 hlist_add_head_rcu(&f->hlist,
 456                                    vxlan_fdb_head(vxlan, mac));
 457         }
 458
 459         if (notify)
 460                 vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_NEWNEIGH);
 461
 462         return 0;
 463 }
 464
 465 static void vxlan_fdb_free(struct rcu_head *head)
 466 {
 467         struct vxlan_fdb *f = container_of(head, struct vxlan_fdb, rcu);
 468
 469         while (f->remote.remote_next) {
 470                 struct vxlan_rdst *rd = f->remote.remote_next;
 471
 472                 f->remote.remote_next = rd->remote_next;
 473                 kfree(rd);
 474         }
 475         kfree(f);
 476 }
 477
 478 static void vxlan_fdb_destroy(struct vxlan_dev *vxlan, struct vxlan_fdb *f)
 479 {
 480         netdev_dbg(vxlan->dev,
 481                     "delete %pM\n", f->eth_addr);
 482
 483         --vxlan->addrcnt;
 484         vxlan_fdb_notify(vxlan, f, RTM_DELNEIGH);
 485
 486         hlist_del_rcu(&f->hlist);
 487         call_rcu(&f->rcu, vxlan_fdb_free);
 488 }
 489
 490 /* Add static entry (via netlink) */
 491 static int vxlan_fdb_add(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 492                          struct net_device *dev,
 493                          const unsigned char *addr, u16 flags)
 494 {
 495         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 496         struct net *net = dev_net(vxlan->dev);
 497         __be32 ip;
 498         __be16 port;
 499         u32 vni, ifindex;
 500         int err;
 501
 502         if (!(ndm->ndm_state & (NUD_PERMANENT|NUD_REACHABLE))) {
 503                 pr_info("RTM_NEWNEIGH with invalid state %#x\n",
 504                         ndm->ndm_state);
 505                 return -EINVAL;
 506         }
 507
 508         if (tb[NDA_DST] == NULL)
 509                 return -EINVAL;
 510
 511         if (nla_len(tb[NDA_DST]) != sizeof(__be32))
 512                 return -EAFNOSUPPORT;
 513
 514         ip = nla_get_be32(tb[NDA_DST]);
 515
 516         if (tb[NDA_PORT]) {
 517                 if (nla_len(tb[NDA_PORT]) != sizeof(__be16))
 518                         return -EINVAL;
 519                 port = nla_get_be16(tb[NDA_PORT]);
 520         } else
 521                 port = vxlan->dst_port;
 522
 523         if (tb[NDA_VNI]) {
 524                 if (nla_len(tb[NDA_VNI]) != sizeof(u32))
 525                         return -EINVAL;
 526                 vni = nla_get_u32(tb[NDA_VNI]);
 527         } else
 528                 vni = vxlan->default_dst.remote_vni;
 529
 530         if (tb[NDA_IFINDEX]) {
 531                 struct net_device *tdev;
 532
 533                 if (nla_len(tb[NDA_IFINDEX]) != sizeof(u32))
 534                         return -EINVAL;
 535                 ifindex = nla_get_u32(tb[NDA_IFINDEX]);
 536                 tdev = dev_get_by_index(net, ifindex);
 537                 if (!tdev)
 538                         return -EADDRNOTAVAIL;
 539                 dev_put(tdev);
 540         } else
 541                 ifindex = 0;
 542
 543         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 544         err = vxlan_fdb_create(vxlan, addr, ip, ndm->ndm_state, flags,
 545                                port, vni, ifindex, ndm->ndm_flags);
 546         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 547
 548         return err;
 549 }
 550
 551 /* Delete entry (via netlink) */
 552 static int vxlan_fdb_delete(struct ndmsg *ndm, struct nlattr *tb[],
 553                             struct net_device *dev,
 554                             const unsigned char *addr)
 555 {
 556         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 557         struct vxlan_fdb *f;
 558         int err = -ENOENT;
 559
 560         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
 561         f = vxlan_find_mac(vxlan, addr);
 562         if (f) {
 563                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
 564                 err = 0;
 565         }
 566         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
 567
 568         return err;
 569 }
 570
 571 /* Dump forwarding table */
 572 static int vxlan_fdb_dump(struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb,
 573                           struct net_device *dev, int idx)
 574 {
 575         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 576         unsigned int h;
 577
 578         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
 579                 struct vxlan_fdb *f;
 580                 int err;
 581
 582                 hlist_for_each_entry_rcu(f, &vxlan->fdb_head[h], hlist) {
 583                         struct vxlan_rdst *rd;
 584                         for (rd = &f->remote; rd; rd = rd->remote_next) {
 585                                 if (idx < cb->args[0])
 586                                         goto skip;
 587
 588                                 err = vxlan_fdb_info(skb, vxlan, f,
 589                                                      NETLINK_CB(cb->skb).portid,
 590                                                      cb->nlh->nlmsg_seq,
 591                                                      RTM_NEWNEIGH,
 592                                                      NLM_F_MULTI, rd);
 593                                 if (err < 0)
 594                                         break;
 595 skip:
 596                                 ++idx;
 597                         }
 598                 }
 599         }
 600
 601         return idx;
 602 }
 603
 604 /* Watch incoming packets to learn mapping between Ethernet address
 605  * and Tunnel endpoint.
 606  * Return true if packet is bogus and should be droppped.
 607  */
 608 static bool vxlan_snoop(struct net_device *dev,
 609                         __be32 src_ip, const u8 *src_mac)
 610 {
 611         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 612         struct vxlan_fdb *f;
 613
 614         f = vxlan_find_mac(vxlan, src_mac);
 615         if (likely(f)) {
 616                 if (likely(f->remote.remote_ip == src_ip))
 617                         return false;
 618
 619                 /* Don't migrate static entries, drop packets */
 620                 if (f->state & NUD_NOARP)
 621                         return true;
 622
 623                 if (net_ratelimit())
 624                         netdev_info(dev,
 625                                     "%pM migrated from %pI4 to %pI4\n",
 626                                     src_mac, &f->remote.remote_ip, &src_ip);
 627
 628                 f->remote.remote_ip = src_ip;
 629                 f->updated = jiffies;
 630         } else {
 631                 /* learned new entry */
 632                 spin_lock(&vxlan->hash_lock);
 633
 634                 /* close off race between vxlan_flush and incoming packets */
 635                 if (netif_running(dev))
 636                         vxlan_fdb_create(vxlan, src_mac, src_ip,
 637                                          NUD_REACHABLE,
 638                                          NLM_F_EXCL|NLM_F_CREATE,
 639                                          vxlan->dst_port,
 640                                          vxlan->default_dst.remote_vni,
 641                                          0, NTF_SELF);
 642                 spin_unlock(&vxlan->hash_lock);
 643         }
 644
 645         return false;
 646 }
 647
 648
 649 /* See if multicast group is already in use by other ID */
 650 static bool vxlan_group_used(struct vxlan_net *vn,
 651                              const struct vxlan_dev *this)
 652 {
 653         struct vxlan_dev *vxlan;
 654
 655         list_for_each_entry(vxlan, &vn->vxlan_list, next) {
 656                 if (vxlan == this)
 657                         continue;
 658
 659                 if (!netif_running(vxlan->dev))
 660                         continue;
 661
 662                 if (vxlan->default_dst.remote_ip == this->default_dst.remote_ip)
 663                         return true;
 664         }
 665
 666         return false;
 667 }
 668
 669 /* kernel equivalent to IP_ADD_MEMBERSHIP */
 670 static int vxlan_join_group(struct net_device *dev)
 671 {
 672         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 673         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 674         struct sock *sk = vxlan->vn_sock->sock->sk;
 675         struct ip_mreqn mreq = {
 676                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 677                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 678         };
 679         int err;
 680
 681         /* Already a member of group */
 682         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 683                 return 0;
 684
 685         /* Need to drop RTNL to call multicast join */
 686         rtnl_unlock();
 687         lock_sock(sk);
 688         err = ip_mc_join_group(sk, &mreq);
 689         release_sock(sk);
 690         rtnl_lock();
 691
 692         return err;
 693 }
 694
 695
 696 /* kernel equivalent to IP_DROP_MEMBERSHIP */
 697 static int vxlan_leave_group(struct net_device *dev)
 698 {
 699         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 700         struct vxlan_net *vn = net_generic(dev_net(dev), vxlan_net_id);
 701         int err = 0;
 702         struct sock *sk = vxlan->vn_sock->sock->sk;
 703         struct ip_mreqn mreq = {
 704                 .imr_multiaddr.s_addr   = vxlan->default_dst.remote_ip,
 705                 .imr_ifindex            = vxlan->default_dst.remote_ifindex,
 706         };
 707
 708         /* Only leave group when last vxlan is done. */
 709         if (vxlan_group_used(vn, vxlan))
 710                 return 0;
 711
 712         /* Need to drop RTNL to call multicast leave */
 713         rtnl_unlock();
 714         lock_sock(sk);
 715         err = ip_mc_leave_group(sk, &mreq);
 716         release_sock(sk);
 717         rtnl_lock();
 718
 719         return err;
 720 }
 721
 722 /* Callback from net/ipv4/udp.c to receive packets */
 723 static int vxlan_udp_encap_recv(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 724 {
 725         struct iphdr *oip;
 726         struct vxlanhdr *vxh;
 727         struct vxlan_dev *vxlan;
 728         struct pcpu_tstats *stats;
 729         __be16 port;
 730         __u32 vni;
 731         int err;
 732
 733         /* pop off outer UDP header */
 734         __skb_pull(skb, sizeof(struct udphdr));
 735
 736         /* Need Vxlan and inner Ethernet header to be present */
 737         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr)))
 738                 goto error;
 739
 740         /* Drop packets with reserved bits set */
 741         vxh = (struct vxlanhdr *) skb->data;
 742         if (vxh->vx_flags != htonl(VXLAN_FLAGS) ||
 743             (vxh->vx_vni & htonl(0xff))) {
 744                 netdev_dbg(skb->dev, "invalid vxlan flags=%#x vni=%#x\n",
 745                            ntohl(vxh->vx_flags), ntohl(vxh->vx_vni));
 746                 goto error;
 747         }
 748
 749         __skb_pull(skb, sizeof(struct vxlanhdr));
 750
 751         /* Is this VNI defined? */
 752         vni = ntohl(vxh->vx_vni) >> 8;
 753         port = inet_sk(sk)->inet_sport;
 754         vxlan = vxlan_find_vni(sock_net(sk), vni, port);
 755         if (!vxlan) {
 756                 netdev_dbg(skb->dev, "unknown vni %d port %u\n",
 757                            vni, ntohs(port));
 758                 goto drop;
 759         }
 760
 761         if (!pskb_may_pull(skb, ETH_HLEN)) {
 762                 vxlan->dev->stats.rx_length_errors++;
 763                 vxlan->dev->stats.rx_errors++;
 764                 goto drop;
 765         }
 766
 767         skb_reset_mac_header(skb);
 768
 769         /* Re-examine inner Ethernet packet */
 770         oip = ip_hdr(skb);
 771         skb->protocol = eth_type_trans(skb, vxlan->dev);
 772
 773         /* Ignore packet loops (and multicast echo) */
 774         if (compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_source,
 775                                vxlan->dev->dev_addr) == 0)
 776                 goto drop;
 777
 778         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN) &&
 779             vxlan_snoop(skb->dev, oip->saddr, eth_hdr(skb)->h_source))
 780                 goto drop;
 781
 782         __skb_tunnel_rx(skb, vxlan->dev);
 783         skb_reset_network_header(skb);
 784
 785         /* If the NIC driver gave us an encapsulated packet with
 786          * CHECKSUM_UNNECESSARY and Rx checksum feature is enabled,
 787          * leave the CHECKSUM_UNNECESSARY, the device checksummed it
 788          * for us. Otherwise force the upper layers to verify it.
 789          */
 790         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY || !skb->encapsulation ||
 791             !(vxlan->dev->features & NETIF_F_RXCSUM))
 792                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 793
 794         skb->encapsulation = 0;
 795
 796         err = IP_ECN_decapsulate(oip, skb);
 797         if (unlikely(err)) {
 798                 if (log_ecn_error)
 799                         net_info_ratelimited("non-ECT from %pI4 with TOS=%#x\n",
 800                                              &oip->saddr, oip->tos);
 801                 if (err > 1) {
 802                         ++vxlan->dev->stats.rx_frame_errors;
 803                         ++vxlan->dev->stats.rx_errors;
 804                         goto drop;
 805                 }
 806         }
 807
 808         stats = this_cpu_ptr(vxlan->dev->tstats);
 809         u64_stats_update_begin(&stats->syncp);
 810         stats->rx_packets++;
 811         stats->rx_bytes += skb->len;
 812         u64_stats_update_end(&stats->syncp);
 813
 814         netif_rx(skb);
 815
 816         return 0;
 817 error:
 818         /* Put UDP header back */
 819         __skb_push(skb, sizeof(struct udphdr));
 820
 821         return 1;
 822 drop:
 823         /* Consume bad packet */
 824         kfree_skb(skb);
 825         return 0;
 826 }
 827
 828 static int arp_reduce(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 829 {
 830         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 831         struct arphdr *parp;
 832         u8 *arpptr, *sha;
 833         __be32 sip, tip;
 834         struct neighbour *n;
 835
 836         if (dev->flags & IFF_NOARP)
 837                 goto out;
 838
 839         if (!pskb_may_pull(skb, arp_hdr_len(dev))) {
 840                 dev->stats.tx_dropped++;
 841                 goto out;
 842         }
 843         parp = arp_hdr(skb);
 844
 845         if ((parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_ETHER) &&
 846              parp->ar_hrd != htons(ARPHRD_IEEE802)) ||
 847             parp->ar_pro != htons(ETH_P_IP) ||
 848             parp->ar_op != htons(ARPOP_REQUEST) ||
 849             parp->ar_hln != dev->addr_len ||
 850             parp->ar_pln != 4)
 851                 goto out;
 852         arpptr = (u8 *)parp + sizeof(struct arphdr);
 853         sha = arpptr;
 854         arpptr += dev->addr_len;        /* sha */
 855         memcpy(&sip, arpptr, sizeof(sip));
 856         arpptr += sizeof(sip);
 857         arpptr += dev->addr_len;        /* tha */
 858         memcpy(&tip, arpptr, sizeof(tip));
 859
 860         if (ipv4_is_loopback(tip) ||
 861             ipv4_is_multicast(tip))
 862                 goto out;
 863
 864         n = neigh_lookup(&arp_tbl, &tip, dev);
 865
 866         if (n) {
 867                 struct vxlan_fdb *f;
 868                 struct sk_buff  *reply;
 869
 870                 if (!(n->nud_state & NUD_CONNECTED)) {
 871                         neigh_release(n);
 872                         goto out;
 873                 }
 874
 875                 f = vxlan_find_mac(vxlan, n->ha);
 876                 if (f && f->remote.remote_ip == htonl(INADDR_ANY)) {
 877                         /* bridge-local neighbor */
 878                         neigh_release(n);
 879                         goto out;
 880                 }
 881
 882                 reply = arp_create(ARPOP_REPLY, ETH_P_ARP, sip, dev, tip, sha,
 883                                 n->ha, sha);
 884
 885                 neigh_release(n);
 886
 887                 skb_reset_mac_header(reply);
 888                 __skb_pull(reply, skb_network_offset(reply));
 889                 reply->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 890                 reply->pkt_type = PACKET_HOST;
 891
 892                 if (netif_rx_ni(reply) == NET_RX_DROP)
 893                         dev->stats.rx_dropped++;
 894         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 895                 vxlan_ip_miss(dev, tip);
 896 out:
 897         consume_skb(skb);
 898         return NETDEV_TX_OK;
 899 }
 900
 901 static bool route_shortcircuit(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 902 {
 903         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 904         struct neighbour *n;
 905         struct iphdr *pip;
 906
 907         if (is_multicast_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest))
 908                 return false;
 909
 910         n = NULL;
 911         switch (ntohs(eth_hdr(skb)->h_proto)) {
 912         case ETH_P_IP:
 913                 if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr)))
 914                         return false;
 915                 pip = ip_hdr(skb);
 916                 n = neigh_lookup(&arp_tbl, &pip->daddr, dev);
 917                 break;
 918         default:
 919                 return false;
 920         }
 921
 922         if (n) {
 923                 bool diff;
 924
 925                 diff = compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha) != 0;
 926                 if (diff) {
 927                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_source, eth_hdr(skb)->h_dest,
 928                                 dev->addr_len);
 929                         memcpy(eth_hdr(skb)->h_dest, n->ha, dev->addr_len);
 930                 }
 931                 neigh_release(n);
 932                 return diff;
 933         } else if (vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)
 934                 vxlan_ip_miss(dev, pip->daddr);
 935         return false;
 936 }
 937
 938 static void vxlan_sock_put(struct sk_buff *skb)
 939 {
 940         sock_put(skb->sk);
 941 }
 942
 943 /* On transmit, associate with the tunnel socket */
 944 static void vxlan_set_owner(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
 945 {
 946         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
 947         struct sock *sk = vxlan->vn_sock->sock->sk;
 948
 949         skb_orphan(skb);
 950         sock_hold(sk);
 951         skb->sk = sk;
 952         skb->destructor = vxlan_sock_put;
 953 }
 954
 955 /* Compute source port for outgoing packet
 956  *   first choice to use L4 flow hash since it will spread
 957  *     better and maybe available from hardware
 958  *   secondary choice is to use jhash on the Ethernet header
 959  */
 960 static __be16 vxlan_src_port(const struct vxlan_dev *vxlan, struct sk_buff *skb)
 961 {
 962         unsigned int range = (vxlan->port_max - vxlan->port_min) + 1;
 963         u32 hash;
 964
 965         hash = skb_get_rxhash(skb);
 966         if (!hash)
 967                 hash = jhash(skb->data, 2 * ETH_ALEN,
 968                              (__force u32) skb->protocol);
 969
 970         return htons((((u64) hash * range) >> 32) + vxlan->port_min);
 971 }
 972
 973 static int handle_offloads(struct sk_buff *skb)
 974 {
 975         if (skb_is_gso(skb)) {
 976                 int err = skb_unclone(skb, GFP_ATOMIC);
 977                 if (unlikely(err))
 978                         return err;
 979
 980                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_UDP_TUNNEL;
 981         } else if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
 982                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 983
 984         return 0;
 985 }
 986
 987 /* Bypass encapsulation if the destination is local */
 988 static void vxlan_encap_bypass(struct sk_buff *skb, struct vxlan_dev *src_vxlan,
 989                                struct vxlan_dev *dst_vxlan)
 990 {
 991         struct pcpu_tstats *tx_stats = this_cpu_ptr(src_vxlan->dev->tstats);
 992         struct pcpu_tstats *rx_stats = this_cpu_ptr(dst_vxlan->dev->tstats);
 993
 994         skb->pkt_type = PACKET_HOST;
 995         skb->encapsulation = 0;
 996         skb->dev = dst_vxlan->dev;
 997         __skb_pull(skb, skb_network_offset(skb));
 998
 999         if (dst_vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)
1000                 vxlan_snoop(skb->dev, htonl(INADDR_LOOPBACK),
1001                             eth_hdr(skb)->h_source);
1002
1003         u64_stats_update_begin(&tx_stats->syncp);
1004         tx_stats->tx_packets++;
1005         tx_stats->tx_bytes += skb->len;
1006         u64_stats_update_end(&tx_stats->syncp);
1007
1008         if (netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS) {
1009                 u64_stats_update_begin(&rx_stats->syncp);
1010                 rx_stats->rx_packets++;
1011                 rx_stats->rx_bytes += skb->len;
1012                 u64_stats_update_end(&rx_stats->syncp);
1013         } else {
1014                 skb->dev->stats.rx_dropped++;
1015         }
1016 }
1017
1018 static netdev_tx_t vxlan_xmit_one(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
1019                                   struct vxlan_rdst *rdst, bool did_rsc)
1020 {
1021         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1022         struct rtable *rt;
1023         const struct iphdr *old_iph;
1024         struct vxlanhdr *vxh;
1025         struct udphdr *uh;
1026         struct flowi4 fl4;
1027         __be32 dst;
1028         __be16 src_port, dst_port;
1029         u32 vni;
1030         __be16 df = 0;
1031         __u8 tos, ttl;
1032         int err;
1033
1034         dst_port = rdst->remote_port ? rdst->remote_port : vxlan->dst_port;
1035         vni = rdst->remote_vni;
1036         dst = rdst->remote_ip;
1037
1038         if (!dst) {
1039                 if (did_rsc) {
1040                         /* short-circuited back to local bridge */
1041                         vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, vxlan);
1042                         return NETDEV_TX_OK;
1043                 }
1044                 goto drop;
1045         }
1046
1047         if (!skb->encapsulation) {
1048                 skb_reset_inner_headers(skb);
1049                 skb->encapsulation = 1;
1050         }
1051
1052         /* Need space for new headers (invalidates iph ptr) */
1053         if (skb_cow_head(skb, VXLAN_HEADROOM))
1054                 goto drop;
1055
1056         old_iph = ip_hdr(skb);
1057
1058         ttl = vxlan->ttl;
1059         if (!ttl && IN_MULTICAST(ntohl(dst)))
1060                 ttl = 1;
1061
1062         tos = vxlan->tos;
1063         if (tos == 1)
1064                 tos = ip_tunnel_get_dsfield(old_iph, skb);
1065
1066         src_port = vxlan_src_port(vxlan, skb);
1067
1068         memset(&fl4, 0, sizeof(fl4));
1069         fl4.flowi4_oif = rdst->remote_ifindex;
1070         fl4.flowi4_tos = RT_TOS(tos);
1071         fl4.daddr = dst;
1072         fl4.saddr = vxlan->saddr;
1073
1074         rt = ip_route_output_key(dev_net(dev), &fl4);
1075         if (IS_ERR(rt)) {
1076                 netdev_dbg(dev, "no route to %pI4\n", &dst);
1077                 dev->stats.tx_carrier_errors++;
1078                 goto tx_error;
1079         }
1080
1081         if (rt->dst.dev == dev) {
1082                 netdev_dbg(dev, "circular route to %pI4\n", &dst);
1083                 ip_rt_put(rt);
1084                 dev->stats.collisions++;
1085                 goto tx_error;
1086         }
1087
1088         /* Bypass encapsulation if the destination is local */
1089         if (rt->rt_flags & RTCF_LOCAL &&
1090             !(rt->rt_flags & (RTCF_BROADCAST | RTCF_MULTICAST))) {
1091                 struct vxlan_dev *dst_vxlan;
1092
1093                 ip_rt_put(rt);
1094                 dst_vxlan = vxlan_find_vni(dev_net(dev), vni, dst_port);
1095                 if (!dst_vxlan)
1096                         goto tx_error;
1097                 vxlan_encap_bypass(skb, vxlan, dst_vxlan);
1098                 return NETDEV_TX_OK;
1099         }
1100         vxh = (struct vxlanhdr *) __skb_push(skb, sizeof(*vxh));
1101         vxh->vx_flags = htonl(VXLAN_FLAGS);
1102         vxh->vx_vni = htonl(vni << 8);
1103
1104         __skb_push(skb, sizeof(*uh));
1105         skb_reset_transport_header(skb);
1106         uh = udp_hdr(skb);
1107
1108         uh->dest = dst_port;
1109         uh->source = src_port;
1110
1111         uh->len = htons(skb->len);
1112         uh->check = 0;
1113
1114         vxlan_set_owner(dev, skb);
1115
1116         if (handle_offloads(skb))
1117                 goto drop;
1118
1119         tos = ip_tunnel_ecn_encap(tos, old_iph, skb);
1120         ttl = ttl ? : ip4_dst_hoplimit(&rt->dst);
1121
1122         err = iptunnel_xmit(dev_net(dev), rt, skb, fl4.saddr, dst,
1123                             IPPROTO_UDP, tos, ttl, df);
1124         iptunnel_xmit_stats(err, &dev->stats, dev->tstats);
1125
1126         return NETDEV_TX_OK;
1127
1128 drop:
1129         dev->stats.tx_dropped++;
1130         goto tx_free;
1131
1132 tx_error:
1133         dev->stats.tx_errors++;
1134 tx_free:
1135         dev_kfree_skb(skb);
1136         return NETDEV_TX_OK;
1137 }
1138
1139 /* Transmit local packets over Vxlan
1140  *
1141  * Outer IP header inherits ECN and DF from inner header.
1142  * Outer UDP destination is the VXLAN assigned port.
1143  *           source port is based on hash of flow
1144  */
1145 static netdev_tx_t vxlan_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
1146 {
1147         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1148         struct ethhdr *eth;
1149         bool did_rsc = false;
1150         struct vxlan_rdst *rdst0, *rdst;
1151         struct vxlan_fdb *f;
1152         int rc1, rc;
1153
1154         skb_reset_mac_header(skb);
1155         eth = eth_hdr(skb);
1156
1157         if ((vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY) && ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_ARP)
1158                 return arp_reduce(dev, skb);
1159
1160         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1161         did_rsc = false;
1162
1163         if (f && (f->flags & NTF_ROUTER) && (vxlan->flags & VXLAN_F_RSC) &&
1164             ntohs(eth->h_proto) == ETH_P_IP) {
1165                 did_rsc = route_shortcircuit(dev, skb);
1166                 if (did_rsc)
1167                         f = vxlan_find_mac(vxlan, eth->h_dest);
1168         }
1169
1170         if (f == NULL) {
1171                 rdst0 = &vxlan->default_dst;
1172
1173                 if (rdst0->remote_ip == htonl(INADDR_ANY) &&
1174                     (vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS) &&
1175                     !is_multicast_ether_addr(eth->h_dest))
1176                         vxlan_fdb_miss(vxlan, eth->h_dest);
1177         } else
1178                 rdst0 = &f->remote;
1179
1180         rc = NETDEV_TX_OK;
1181
1182         /* if there are multiple destinations, send copies */
1183         for (rdst = rdst0->remote_next; rdst; rdst = rdst->remote_next) {
1184                 struct sk_buff *skb1;
1185
1186                 skb1 = skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
1187                 if (skb1) {
1188                         rc1 = vxlan_xmit_one(skb1, dev, rdst, did_rsc);
1189                         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1190                                 rc = rc1;
1191                 }
1192         }
1193
1194         rc1 = vxlan_xmit_one(skb, dev, rdst0, did_rsc);
1195         if (rc == NETDEV_TX_OK)
1196                 rc = rc1;
1197         return rc;
1198 }
1199
1200 /* Walk the forwarding table and purge stale entries */
1201 static void vxlan_cleanup(unsigned long arg)
1202 {
1203         struct vxlan_dev *vxlan = (struct vxlan_dev *) arg;
1204         unsigned long next_timer = jiffies + FDB_AGE_INTERVAL;
1205         unsigned int h;
1206
1207         if (!netif_running(vxlan->dev))
1208                 return;
1209
1210         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1211         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1212                 struct hlist_node *p, *n;
1213                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1214                         struct vxlan_fdb *f
1215                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1216                         unsigned long timeout;
1217
1218                         if (f->state & NUD_PERMANENT)
1219                                 continue;
1220
1221                         timeout = f->used + vxlan->age_interval * HZ;
1222                         if (time_before_eq(timeout, jiffies)) {
1223                                 netdev_dbg(vxlan->dev,
1224                                            "garbage collect %pM\n",
1225                                            f->eth_addr);
1226                                 f->state = NUD_STALE;
1227                                 vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1228                         } else if (time_before(timeout, next_timer))
1229                                 next_timer = timeout;
1230                 }
1231         }
1232         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1233
1234         mod_timer(&vxlan->age_timer, next_timer);
1235 }
1236
1237 /* Setup stats when device is created */
1238 static int vxlan_init(struct net_device *dev)
1239 {
1240         dev->tstats = alloc_percpu(struct pcpu_tstats);
1241         if (!dev->tstats)
1242                 return -ENOMEM;
1243
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 /* Start ageing timer and join group when device is brought up */
1248 static int vxlan_open(struct net_device *dev)
1249 {
1250         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1251         int err;
1252
1253         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip))) {
1254                 err = vxlan_join_group(dev);
1255                 if (err)
1256                         return err;
1257         }
1258
1259         if (vxlan->age_interval)
1260                 mod_timer(&vxlan->age_timer, jiffies + FDB_AGE_INTERVAL);
1261
1262         return 0;
1263 }
1264
1265 /* Purge the forwarding table */
1266 static void vxlan_flush(struct vxlan_dev *vxlan)
1267 {
1268         unsigned int h;
1269
1270         spin_lock_bh(&vxlan->hash_lock);
1271         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h) {
1272                 struct hlist_node *p, *n;
1273                 hlist_for_each_safe(p, n, &vxlan->fdb_head[h]) {
1274                         struct vxlan_fdb *f
1275                                 = container_of(p, struct vxlan_fdb, hlist);
1276                         vxlan_fdb_destroy(vxlan, f);
1277                 }
1278         }
1279         spin_unlock_bh(&vxlan->hash_lock);
1280 }
1281
1282 /* Cleanup timer and forwarding table on shutdown */
1283 static int vxlan_stop(struct net_device *dev)
1284 {
1285         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1286
1287         if (IN_MULTICAST(ntohl(vxlan->default_dst.remote_ip)))
1288                 vxlan_leave_group(dev);
1289
1290         del_timer_sync(&vxlan->age_timer);
1291
1292         vxlan_flush(vxlan);
1293
1294         return 0;
1295 }
1296
1297 /* Stub, nothing needs to be done. */
1298 static void vxlan_set_multicast_list(struct net_device *dev)
1299 {
1300 }
1301
1302 static const struct net_device_ops vxlan_netdev_ops = {
1303         .ndo_init               = vxlan_init,
1304         .ndo_open               = vxlan_open,
1305         .ndo_stop               = vxlan_stop,
1306         .ndo_start_xmit         = vxlan_xmit,
1307         .ndo_get_stats64        = ip_tunnel_get_stats64,
1308         .ndo_set_rx_mode        = vxlan_set_multicast_list,
1309         .ndo_change_mtu         = eth_change_mtu,
1310         .ndo_validate_addr      = eth_validate_addr,
1311         .ndo_set_mac_address    = eth_mac_addr,
1312         .ndo_fdb_add            = vxlan_fdb_add,
1313         .ndo_fdb_del            = vxlan_fdb_delete,
1314         .ndo_fdb_dump           = vxlan_fdb_dump,
1315 };
1316
1317 /* Info for udev, that this is a virtual tunnel endpoint */
1318 static struct device_type vxlan_type = {
1319         .name = "vxlan",
1320 };
1321
1322 static void vxlan_free(struct net_device *dev)
1323 {
1324         free_percpu(dev->tstats);
1325         free_netdev(dev);
1326 }
1327
1328 /* Initialize the device structure. */
1329 static void vxlan_setup(struct net_device *dev)
1330 {
1331         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1332         unsigned int h;
1333         int low, high;
1334
1335         eth_hw_addr_random(dev);
1336         ether_setup(dev);
1337         dev->hard_header_len = ETH_HLEN + VXLAN_HEADROOM;
1338
1339         dev->netdev_ops = &vxlan_netdev_ops;
1340         dev->destructor = vxlan_free;
1341         SET_NETDEV_DEVTYPE(dev, &vxlan_type);
1342
1343         dev->tx_queue_len = 0;
1344         dev->features   |= NETIF_F_LLTX;
1345         dev->features   |= NETIF_F_NETNS_LOCAL;
1346         dev->features   |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM;
1347         dev->features   |= NETIF_F_RXCSUM;
1348         dev->features   |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1349
1350         dev->hw_features |= NETIF_F_SG | NETIF_F_HW_CSUM | NETIF_F_RXCSUM;
1351         dev->hw_features |= NETIF_F_GSO_SOFTWARE;
1352         dev->priv_flags &= ~IFF_XMIT_DST_RELEASE;
1353         dev->priv_flags |= IFF_LIVE_ADDR_CHANGE;
1354
1355         INIT_LIST_HEAD(&vxlan->next);
1356         spin_lock_init(&vxlan->hash_lock);
1357
1358         init_timer_deferrable(&vxlan->age_timer);
1359         vxlan->age_timer.function = vxlan_cleanup;
1360         vxlan->age_timer.data = (unsigned long) vxlan;
1361
1362         inet_get_local_port_range(&low, &high);
1363         vxlan->port_min = low;
1364         vxlan->port_max = high;
1365         vxlan->dst_port = htons(vxlan_port);
1366
1367         vxlan->dev = dev;
1368
1369         for (h = 0; h < FDB_HASH_SIZE; ++h)
1370                 INIT_HLIST_HEAD(&vxlan->fdb_head[h]);
1371 }
1372
1373 static const struct nla_policy vxlan_policy[IFLA_VXLAN_MAX + 1] = {
1374         [IFLA_VXLAN_ID]         = { .type = NLA_U32 },
1375         [IFLA_VXLAN_GROUP]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, daddr) },
1376         [IFLA_VXLAN_LINK]       = { .type = NLA_U32 },
1377         [IFLA_VXLAN_LOCAL]      = { .len = FIELD_SIZEOF(struct iphdr, saddr) },
1378         [IFLA_VXLAN_TOS]        = { .type = NLA_U8 },
1379         [IFLA_VXLAN_TTL]        = { .type = NLA_U8 },
1380         [IFLA_VXLAN_LEARNING]   = { .type = NLA_U8 },
1381         [IFLA_VXLAN_AGEING]     = { .type = NLA_U32 },
1382         [IFLA_VXLAN_LIMIT]      = { .type = NLA_U32 },
1383         [IFLA_VXLAN_PORT_RANGE] = { .len  = sizeof(struct ifla_vxlan_port_range) },
1384         [IFLA_VXLAN_PROXY]      = { .type = NLA_U8 },
1385         [IFLA_VXLAN_RSC]        = { .type = NLA_U8 },
1386         [IFLA_VXLAN_L2MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1387         [IFLA_VXLAN_L3MISS]     = { .type = NLA_U8 },
1388         [IFLA_VXLAN_PORT]       = { .type = NLA_U16 },
1389 };
1390
1391 static int vxlan_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1392 {
1393         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
1394                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != ETH_ALEN) {
1395                         pr_debug("invalid link address (not ethernet)\n");
1396                         return -EINVAL;
1397                 }
1398
1399                 if (!is_valid_ether_addr(nla_data(tb[IFLA_ADDRESS]))) {
1400                         pr_debug("invalid all zero ethernet address\n");
1401                         return -EADDRNOTAVAIL;
1402                 }
1403         }
1404
1405         if (!data)
1406                 return -EINVAL;
1407
1408         if (data[IFLA_VXLAN_ID]) {
1409                 __u32 id = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1410                 if (id >= VXLAN_VID_MASK)
1411                         return -ERANGE;
1412         }
1413
1414         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1415                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1416                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1417
1418                 if (ntohs(p->high) < ntohs(p->low)) {
1419                         pr_debug("port range %u .. %u not valid\n",
1420                                  ntohs(p->low), ntohs(p->high));
1421                         return -EINVAL;
1422                 }
1423         }
1424
1425         return 0;
1426 }
1427
1428 static void vxlan_get_drvinfo(struct net_device *netdev,
1429                               struct ethtool_drvinfo *drvinfo)
1430 {
1431         strlcpy(drvinfo->version, VXLAN_VERSION, sizeof(drvinfo->version));
1432         strlcpy(drvinfo->driver, "vxlan", sizeof(drvinfo->driver));
1433 }
1434
1435 static const struct ethtool_ops vxlan_ethtool_ops = {
1436         .get_drvinfo    = vxlan_get_drvinfo,
1437         .get_link       = ethtool_op_get_link,
1438 };
1439
1440 static void vxlan_del_work(struct work_struct *work)
1441 {
1442         struct vxlan_sock *vs = container_of(work, struct vxlan_sock, del_work);
1443
1444         sk_release_kernel(vs->sock->sk);
1445         kfree_rcu(vs, rcu);
1446 }
1447
1448 /* Create new listen socket if needed */
1449 static struct vxlan_sock *vxlan_socket_create(struct net *net, __be16 port)
1450 {
1451         struct vxlan_sock *vs;
1452         struct sock *sk;
1453         struct sockaddr_in vxlan_addr = {
1454                 .sin_family = AF_INET,
1455                 .sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY),
1456         };
1457         int rc;
1458         unsigned int h;
1459
1460         vs = kmalloc(sizeof(*vs), GFP_KERNEL);
1461         if (!vs)
1462                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1463
1464         for (h = 0; h < VNI_HASH_SIZE; ++h)
1465                 INIT_HLIST_HEAD(&vs->vni_list[h]);
1466
1467         INIT_WORK(&vs->del_work, vxlan_del_work);
1468
1469         /* Create UDP socket for encapsulation receive. */
1470         rc = sock_create_kern(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP, &vs->sock);
1471         if (rc < 0) {
1472                 pr_debug("UDP socket create failed\n");
1473                 kfree(vs);
1474                 return ERR_PTR(rc);
1475         }
1476
1477         /* Put in proper namespace */
1478         sk = vs->sock->sk;
1479         sk_change_net(sk, net);
1480
1481         vxlan_addr.sin_port = port;
1482
1483         rc = kernel_bind(vs->sock, (struct sockaddr *) &vxlan_addr,
1484                          sizeof(vxlan_addr));
1485         if (rc < 0) {
1486                 pr_debug("bind for UDP socket %pI4:%u (%d)\n",
1487                          &vxlan_addr.sin_addr, ntohs(vxlan_addr.sin_port), rc);
1488                 sk_release_kernel(sk);
1489                 kfree(vs);
1490                 return ERR_PTR(rc);
1491         }
1492
1493         /* Disable multicast loopback */
1494         inet_sk(sk)->mc_loop = 0;
1495
1496         /* Mark socket as an encapsulation socket. */
1497         udp_sk(sk)->encap_type = 1;
1498         udp_sk(sk)->encap_rcv = vxlan_udp_encap_recv;
1499         udp_encap_enable();
1500
1501         vs->refcnt = 1;
1502         return vs;
1503 }
1504
1505 static int vxlan_newlink(struct net *net, struct net_device *dev,
1506                          struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1507 {
1508         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1509         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1510         struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1511         struct vxlan_sock *vs;
1512         __u32 vni;
1513         int err;
1514
1515         if (!data[IFLA_VXLAN_ID])
1516                 return -EINVAL;
1517
1518         vni = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_ID]);
1519         dst->remote_vni = vni;
1520
1521         if (data[IFLA_VXLAN_GROUP])
1522                 dst->remote_ip = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_GROUP]);
1523
1524         if (data[IFLA_VXLAN_LOCAL])
1525                 vxlan->saddr = nla_get_be32(data[IFLA_VXLAN_LOCAL]);
1526
1527         if (data[IFLA_VXLAN_LINK] &&
1528             (dst->remote_ifindex = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LINK]))) {
1529                 struct net_device *lowerdev
1530                          = __dev_get_by_index(net, dst->remote_ifindex);
1531
1532                 if (!lowerdev) {
1533                         pr_info("ifindex %d does not exist\n", dst->remote_ifindex);
1534                         return -ENODEV;
1535                 }
1536
1537                 if (!tb[IFLA_MTU])
1538                         dev->mtu = lowerdev->mtu - VXLAN_HEADROOM;
1539
1540                 /* update header length based on lower device */
1541                 dev->hard_header_len = lowerdev->hard_header_len +
1542                                        VXLAN_HEADROOM;
1543         }
1544
1545         if (data[IFLA_VXLAN_TOS])
1546                 vxlan->tos  = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TOS]);
1547
1548         if (data[IFLA_VXLAN_TTL])
1549                 vxlan->ttl = nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_TTL]);
1550
1551         if (!data[IFLA_VXLAN_LEARNING] || nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_LEARNING]))
1552                 vxlan->flags |= VXLAN_F_LEARN;
1553
1554         if (data[IFLA_VXLAN_AGEING])
1555                 vxlan->age_interval = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_AGEING]);
1556         else
1557                 vxlan->age_interval = FDB_AGE_DEFAULT;
1558
1559         if (data[IFLA_VXLAN_PROXY] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_PROXY]))
1560                 vxlan->flags |= VXLAN_F_PROXY;
1561
1562         if (data[IFLA_VXLAN_RSC] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_RSC]))
1563                 vxlan->flags |= VXLAN_F_RSC;
1564
1565         if (data[IFLA_VXLAN_L2MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L2MISS]))
1566                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L2MISS;
1567
1568         if (data[IFLA_VXLAN_L3MISS] && nla_get_u8(data[IFLA_VXLAN_L3MISS]))
1569                 vxlan->flags |= VXLAN_F_L3MISS;
1570
1571         if (data[IFLA_VXLAN_LIMIT])
1572                 vxlan->addrmax = nla_get_u32(data[IFLA_VXLAN_LIMIT]);
1573
1574         if (data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]) {
1575                 const struct ifla_vxlan_port_range *p
1576                         = nla_data(data[IFLA_VXLAN_PORT_RANGE]);
1577                 vxlan->port_min = ntohs(p->low);
1578                 vxlan->port_max = ntohs(p->high);
1579         }
1580
1581         if (data[IFLA_VXLAN_PORT])
1582                 vxlan->dst_port = nla_get_be16(data[IFLA_VXLAN_PORT]);
1583
1584         if (vxlan_find_vni(net, vni, vxlan->dst_port)) {
1585                 pr_info("duplicate VNI %u\n", vni);
1586                 return -EEXIST;
1587         }
1588
1589         vs = vxlan_find_port(net, vxlan->dst_port);
1590         if (vs)
1591                 ++vs->refcnt;
1592         else {
1593                 /* Drop lock because socket create acquires RTNL lock */
1594                 rtnl_unlock();
1595                 vs = vxlan_socket_create(net, vxlan->dst_port);
1596                 rtnl_lock();
1597                 if (IS_ERR(vs))
1598                         return PTR_ERR(vs);
1599
1600                 hlist_add_head_rcu(&vs->hlist, vs_head(net, vxlan->dst_port));
1601         }
1602         vxlan->vn_sock = vs;
1603
1604         SET_ETHTOOL_OPS(dev, &vxlan_ethtool_ops);
1605
1606         err = register_netdevice(dev);
1607         if (err) {
1608                 if (--vs->refcnt == 0) {
1609                         rtnl_unlock();
1610                         sk_release_kernel(vs->sock->sk);
1611                         kfree(vs);
1612                         rtnl_lock();
1613                 }
1614                 return err;
1615         }
1616
1617         list_add(&vxlan->next, &vn->vxlan_list);
1618         hlist_add_head_rcu(&vxlan->hlist, vni_head(vs, vni));
1619
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static void vxlan_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1624 {
1625         struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1626         struct vxlan_sock *vs = vxlan->vn_sock;
1627
1628         hlist_del_rcu(&vxlan->hlist);
1629         list_del(&vxlan->next);
1630         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1631
1632         if (--vs->refcnt == 0) {
1633                 hlist_del_rcu(&vs->hlist);
1634                 schedule_work(&vs->del_work);
1635         }
1636 }
1637
1638 static size_t vxlan_get_size(const struct net_device *dev)
1639 {
1640
1641         return nla_total_size(sizeof(__u32)) +  /* IFLA_VXLAN_ID */
1642                 nla_total_size(sizeof(__be32)) +/* IFLA_VXLAN_GROUP */
1643                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LINK */
1644                 nla_total_size(sizeof(__be32))+ /* IFLA_VXLAN_LOCAL */
1645                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TTL */
1646                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_TOS */
1647                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_LEARNING */
1648                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_PROXY */
1649                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_RSC */
1650                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L2MISS */
1651                 nla_total_size(sizeof(__u8)) +  /* IFLA_VXLAN_L3MISS */
1652                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_AGEING */
1653                 nla_total_size(sizeof(__u32)) + /* IFLA_VXLAN_LIMIT */
1654                 nla_total_size(sizeof(struct ifla_vxlan_port_range)) +
1655                 nla_total_size(sizeof(__be16))+ /* IFLA_VXLAN_PORT */
1656                 0;
1657 }
1658
1659 static int vxlan_fill_info(struct sk_buff *skb, const struct net_device *dev)
1660 {
1661         const struct vxlan_dev *vxlan = netdev_priv(dev);
1662         const struct vxlan_rdst *dst = &vxlan->default_dst;
1663         struct ifla_vxlan_port_range ports = {
1664                 .low =  htons(vxlan->port_min),
1665                 .high = htons(vxlan->port_max),
1666         };
1667
1668         if (nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_ID, dst->remote_vni))
1669                 goto nla_put_failure;
1670
1671         if (dst->remote_ip && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_GROUP, dst->remote_ip))
1672                 goto nla_put_failure;
1673
1674         if (dst->remote_ifindex && nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LINK, dst->remote_ifindex))
1675                 goto nla_put_failure;
1676
1677         if (vxlan->saddr && nla_put_be32(skb, IFLA_VXLAN_LOCAL, vxlan->saddr))
1678                 goto nla_put_failure;
1679
1680         if (nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TTL, vxlan->ttl) ||
1681             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_TOS, vxlan->tos) ||
1682             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_LEARNING,
1683                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_LEARN)) ||
1684             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_PROXY,
1685                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_PROXY)) ||
1686             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_RSC, !!(vxlan->flags & VXLAN_F_RSC)) ||
1687             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L2MISS,
1688                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L2MISS)) ||
1689             nla_put_u8(skb, IFLA_VXLAN_L3MISS,
1690                         !!(vxlan->flags & VXLAN_F_L3MISS)) ||
1691             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_AGEING, vxlan->age_interval) ||
1692             nla_put_u32(skb, IFLA_VXLAN_LIMIT, vxlan->addrmax) ||
1693             nla_put_be16(skb, IFLA_VXLAN_PORT, vxlan->dst_port))
1694                 goto nla_put_failure;
1695
1696         if (nla_put(skb, IFLA_VXLAN_PORT_RANGE, sizeof(ports), &ports))
1697                 goto nla_put_failure;
1698
1699         return 0;
1700
1701 nla_put_failure:
1702         return -EMSGSIZE;
1703 }
1704
1705 static struct rtnl_link_ops vxlan_link_ops __read_mostly = {
1706         .kind           = "vxlan",
1707         .maxtype        = IFLA_VXLAN_MAX,
1708         .policy         = vxlan_policy,
1709         .priv_size      = sizeof(struct vxlan_dev),
1710         .setup          = vxlan_setup,
1711         .validate       = vxlan_validate,
1712         .newlink        = vxlan_newlink,
1713         .dellink        = vxlan_dellink,
1714         .get_size       = vxlan_get_size,
1715         .fill_info      = vxlan_fill_info,
1716 };
1717
1718 static __net_init int vxlan_init_net(struct net *net)
1719 {
1720         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1721         unsigned int h;
1722
1723         INIT_LIST_HEAD(&vn->vxlan_list);
1724
1725         for (h = 0; h < PORT_HASH_SIZE; ++h)
1726                 INIT_HLIST_HEAD(&vn->sock_list[h]);
1727
1728         return 0;
1729 }
1730
1731 static __net_exit void vxlan_exit_net(struct net *net)
1732 {
1733         struct vxlan_net *vn = net_generic(net, vxlan_net_id);
1734         struct vxlan_dev *vxlan;
1735
1736         rtnl_lock();
1737         list_for_each_entry(vxlan, &vn->vxlan_list, next)
1738                 dev_close(vxlan->dev);
1739         rtnl_unlock();
1740 }
1741
1742 static struct pernet_operations vxlan_net_ops = {
1743         .init = vxlan_init_net,
1744         .exit = vxlan_exit_net,
1745         .id   = &vxlan_net_id,
1746         .size = sizeof(struct vxlan_net),
1747 };
1748
1749 static int __init vxlan_init_module(void)
1750 {
1751         int rc;
1752
1753         get_random_bytes(&vxlan_salt, sizeof(vxlan_salt));
1754
1755         rc = register_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1756         if (rc)
1757                 goto out1;
1758
1759         rc = rtnl_link_register(&vxlan_link_ops);
1760         if (rc)
1761                 goto out2;
1762
1763         return 0;
1764
1765 out2:
1766         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1767 out1:
1768         return rc;
1769 }
1770 late_initcall(vxlan_init_module);
1771
1772 static void __exit vxlan_cleanup_module(void)
1773 {
1774         rtnl_link_unregister(&vxlan_link_ops);
1775         unregister_pernet_device(&vxlan_net_ops);
1776         rcu_barrier();
1777 }
1778 module_exit(vxlan_cleanup_module);
1779
1780 MODULE_LICENSE("GPL");
1781 MODULE_VERSION(VXLAN_VERSION);
1782 MODULE_AUTHOR("Stephen Hemminger <stephen@networkplumber.org>");
1783 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("vxlan");