xref: /openbmc/linux/net/sched/act_nat.c (revision 072d79a31a3b870b49886f4347e23f81b7eca3ac)
1b4219952SHerbert Xu /*
2b4219952SHerbert Xu  * Stateless NAT actions
3b4219952SHerbert Xu  *
4b4219952SHerbert Xu  * Copyright (c) 2007 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
5b4219952SHerbert Xu  *
6b4219952SHerbert Xu  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7b4219952SHerbert Xu  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8b4219952SHerbert Xu  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
9b4219952SHerbert Xu  * any later version.
10b4219952SHerbert Xu  */
11b4219952SHerbert Xu 
12b4219952SHerbert Xu #include <linux/errno.h>
13b4219952SHerbert Xu #include <linux/init.h>
14b4219952SHerbert Xu #include <linux/kernel.h>
15b4219952SHerbert Xu #include <linux/module.h>
16b4219952SHerbert Xu #include <linux/netfilter.h>
17b4219952SHerbert Xu #include <linux/rtnetlink.h>
18b4219952SHerbert Xu #include <linux/skbuff.h>
19b4219952SHerbert Xu #include <linux/slab.h>
20b4219952SHerbert Xu #include <linux/spinlock.h>
21b4219952SHerbert Xu #include <linux/string.h>
22b4219952SHerbert Xu #include <linux/tc_act/tc_nat.h>
23b4219952SHerbert Xu #include <net/act_api.h>
24b4219952SHerbert Xu #include <net/icmp.h>
25b4219952SHerbert Xu #include <net/ip.h>
26b4219952SHerbert Xu #include <net/netlink.h>
27b4219952SHerbert Xu #include <net/tc_act/tc_nat.h>
28b4219952SHerbert Xu #include <net/tcp.h>
29b4219952SHerbert Xu #include <net/udp.h>
30b4219952SHerbert Xu 
31b4219952SHerbert Xu 
32b4219952SHerbert Xu #define NAT_TAB_MASK	15
33b4219952SHerbert Xu static struct tcf_common *tcf_nat_ht[NAT_TAB_MASK + 1];
34b4219952SHerbert Xu static u32 nat_idx_gen;
35b4219952SHerbert Xu static DEFINE_RWLOCK(nat_lock);
36b4219952SHerbert Xu 
37b4219952SHerbert Xu static struct tcf_hashinfo nat_hash_info = {
38b4219952SHerbert Xu 	.htab	=	tcf_nat_ht,
39b4219952SHerbert Xu 	.hmask	=	NAT_TAB_MASK,
40b4219952SHerbert Xu 	.lock	=	&nat_lock,
41b4219952SHerbert Xu };
42b4219952SHerbert Xu 
4353b2bf3fSPatrick McHardy static const struct nla_policy nat_policy[TCA_NAT_MAX + 1] = {
4453b2bf3fSPatrick McHardy 	[TCA_NAT_PARMS]	= { .len = sizeof(struct tc_nat) },
4553b2bf3fSPatrick McHardy };
4653b2bf3fSPatrick McHardy 
477ba699c6SPatrick McHardy static int tcf_nat_init(struct nlattr *nla, struct nlattr *est,
48b4219952SHerbert Xu 			struct tc_action *a, int ovr, int bind)
49b4219952SHerbert Xu {
507ba699c6SPatrick McHardy 	struct nlattr *tb[TCA_NAT_MAX + 1];
51b4219952SHerbert Xu 	struct tc_nat *parm;
52cee63723SPatrick McHardy 	int ret = 0, err;
53b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p;
54b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_common *pc;
55b4219952SHerbert Xu 
56cee63723SPatrick McHardy 	if (nla == NULL)
57b4219952SHerbert Xu 		return -EINVAL;
58b4219952SHerbert Xu 
5953b2bf3fSPatrick McHardy 	err = nla_parse_nested(tb, TCA_NAT_MAX, nla, nat_policy);
60cee63723SPatrick McHardy 	if (err < 0)
61cee63723SPatrick McHardy 		return err;
62cee63723SPatrick McHardy 
6353b2bf3fSPatrick McHardy 	if (tb[TCA_NAT_PARMS] == NULL)
64b4219952SHerbert Xu 		return -EINVAL;
657ba699c6SPatrick McHardy 	parm = nla_data(tb[TCA_NAT_PARMS]);
66b4219952SHerbert Xu 
67b4219952SHerbert Xu 	pc = tcf_hash_check(parm->index, a, bind, &nat_hash_info);
68b4219952SHerbert Xu 	if (!pc) {
69b4219952SHerbert Xu 		pc = tcf_hash_create(parm->index, est, a, sizeof(*p), bind,
70b4219952SHerbert Xu 				     &nat_idx_gen, &nat_hash_info);
710e991ec6SStephen Hemminger 		if (IS_ERR(pc))
720e991ec6SStephen Hemminger 		    return PTR_ERR(pc);
73b4219952SHerbert Xu 		p = to_tcf_nat(pc);
74b4219952SHerbert Xu 		ret = ACT_P_CREATED;
75b4219952SHerbert Xu 	} else {
76b4219952SHerbert Xu 		p = to_tcf_nat(pc);
77b4219952SHerbert Xu 		if (!ovr) {
78b4219952SHerbert Xu 			tcf_hash_release(pc, bind, &nat_hash_info);
79b4219952SHerbert Xu 			return -EEXIST;
80b4219952SHerbert Xu 		}
81b4219952SHerbert Xu 	}
82b4219952SHerbert Xu 
83b4219952SHerbert Xu 	spin_lock_bh(&p->tcf_lock);
84b4219952SHerbert Xu 	p->old_addr = parm->old_addr;
85b4219952SHerbert Xu 	p->new_addr = parm->new_addr;
86b4219952SHerbert Xu 	p->mask = parm->mask;
87b4219952SHerbert Xu 	p->flags = parm->flags;
88b4219952SHerbert Xu 
89b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_action = parm->action;
90b4219952SHerbert Xu 	spin_unlock_bh(&p->tcf_lock);
91b4219952SHerbert Xu 
92b4219952SHerbert Xu 	if (ret == ACT_P_CREATED)
93b4219952SHerbert Xu 		tcf_hash_insert(pc, &nat_hash_info);
94b4219952SHerbert Xu 
95b4219952SHerbert Xu 	return ret;
96b4219952SHerbert Xu }
97b4219952SHerbert Xu 
98b4219952SHerbert Xu static int tcf_nat_cleanup(struct tc_action *a, int bind)
99b4219952SHerbert Xu {
100b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p = a->priv;
101b4219952SHerbert Xu 
102b4219952SHerbert Xu 	return tcf_hash_release(&p->common, bind, &nat_hash_info);
103b4219952SHerbert Xu }
104b4219952SHerbert Xu 
105b4219952SHerbert Xu static int tcf_nat(struct sk_buff *skb, struct tc_action *a,
106b4219952SHerbert Xu 		   struct tcf_result *res)
107b4219952SHerbert Xu {
108b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p = a->priv;
109b4219952SHerbert Xu 	struct iphdr *iph;
110b4219952SHerbert Xu 	__be32 old_addr;
111b4219952SHerbert Xu 	__be32 new_addr;
112b4219952SHerbert Xu 	__be32 mask;
113b4219952SHerbert Xu 	__be32 addr;
114b4219952SHerbert Xu 	int egress;
115b4219952SHerbert Xu 	int action;
116b4219952SHerbert Xu 	int ihl;
117b4219952SHerbert Xu 
118b4219952SHerbert Xu 	spin_lock(&p->tcf_lock);
119b4219952SHerbert Xu 
120b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_tm.lastuse = jiffies;
121b4219952SHerbert Xu 	old_addr = p->old_addr;
122b4219952SHerbert Xu 	new_addr = p->new_addr;
123b4219952SHerbert Xu 	mask = p->mask;
124b4219952SHerbert Xu 	egress = p->flags & TCA_NAT_FLAG_EGRESS;
125b4219952SHerbert Xu 	action = p->tcf_action;
126b4219952SHerbert Xu 
1270abf77e5SJussi Kivilinna 	p->tcf_bstats.bytes += qdisc_pkt_len(skb);
128b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_bstats.packets++;
129b4219952SHerbert Xu 
130b4219952SHerbert Xu 	spin_unlock(&p->tcf_lock);
131b4219952SHerbert Xu 
132b4219952SHerbert Xu 	if (unlikely(action == TC_ACT_SHOT))
133b4219952SHerbert Xu 		goto drop;
134b4219952SHerbert Xu 
135b4219952SHerbert Xu 	if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*iph)))
136b4219952SHerbert Xu 		goto drop;
137b4219952SHerbert Xu 
138b4219952SHerbert Xu 	iph = ip_hdr(skb);
139b4219952SHerbert Xu 
140b4219952SHerbert Xu 	if (egress)
141b4219952SHerbert Xu 		addr = iph->saddr;
142b4219952SHerbert Xu 	else
143b4219952SHerbert Xu 		addr = iph->daddr;
144b4219952SHerbert Xu 
145b4219952SHerbert Xu 	if (!((old_addr ^ addr) & mask)) {
146b4219952SHerbert Xu 		if (skb_cloned(skb) &&
147b4219952SHerbert Xu 		    !skb_clone_writable(skb, sizeof(*iph)) &&
148b4219952SHerbert Xu 		    pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC))
149b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
150b4219952SHerbert Xu 
151b4219952SHerbert Xu 		new_addr &= mask;
152b4219952SHerbert Xu 		new_addr |= addr & ~mask;
153b4219952SHerbert Xu 
154b4219952SHerbert Xu 		/* Rewrite IP header */
155b4219952SHerbert Xu 		iph = ip_hdr(skb);
156b4219952SHerbert Xu 		if (egress)
157b4219952SHerbert Xu 			iph->saddr = new_addr;
158b4219952SHerbert Xu 		else
159b4219952SHerbert Xu 			iph->daddr = new_addr;
160b4219952SHerbert Xu 
161be0ea7d5SPatrick McHardy 		csum_replace4(&iph->check, addr, new_addr);
16233c29ddeSChangli Gao 	} else if ((iph->frag_off & htons(IP_OFFSET)) ||
16333c29ddeSChangli Gao 		   iph->protocol != IPPROTO_ICMP) {
16433c29ddeSChangli Gao 		goto out;
165b4219952SHerbert Xu 	}
166b4219952SHerbert Xu 
167b4219952SHerbert Xu 	ihl = iph->ihl * 4;
168b4219952SHerbert Xu 
169b4219952SHerbert Xu 	/* It would be nice to share code with stateful NAT. */
170b4219952SHerbert Xu 	switch (iph->frag_off & htons(IP_OFFSET) ? 0 : iph->protocol) {
171b4219952SHerbert Xu 	case IPPROTO_TCP:
172b4219952SHerbert Xu 	{
173b4219952SHerbert Xu 		struct tcphdr *tcph;
174b4219952SHerbert Xu 
175b4219952SHerbert Xu 		if (!pskb_may_pull(skb, ihl + sizeof(*tcph)) ||
176b4219952SHerbert Xu 		    (skb_cloned(skb) &&
177b4219952SHerbert Xu 		     !skb_clone_writable(skb, ihl + sizeof(*tcph)) &&
178b4219952SHerbert Xu 		     pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC)))
179b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
180b4219952SHerbert Xu 
181b4219952SHerbert Xu 		tcph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
182be0ea7d5SPatrick McHardy 		inet_proto_csum_replace4(&tcph->check, skb, addr, new_addr, 1);
183b4219952SHerbert Xu 		break;
184b4219952SHerbert Xu 	}
185b4219952SHerbert Xu 	case IPPROTO_UDP:
186b4219952SHerbert Xu 	{
187b4219952SHerbert Xu 		struct udphdr *udph;
188b4219952SHerbert Xu 
189b4219952SHerbert Xu 		if (!pskb_may_pull(skb, ihl + sizeof(*udph)) ||
190b4219952SHerbert Xu 		    (skb_cloned(skb) &&
191b4219952SHerbert Xu 		     !skb_clone_writable(skb, ihl + sizeof(*udph)) &&
192b4219952SHerbert Xu 		     pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC)))
193b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
194b4219952SHerbert Xu 
195b4219952SHerbert Xu 		udph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
196b4219952SHerbert Xu 		if (udph->check || skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
197be0ea7d5SPatrick McHardy 			inet_proto_csum_replace4(&udph->check, skb, addr,
198b4219952SHerbert Xu 						 new_addr, 1);
199b4219952SHerbert Xu 			if (!udph->check)
200b4219952SHerbert Xu 				udph->check = CSUM_MANGLED_0;
201b4219952SHerbert Xu 		}
202b4219952SHerbert Xu 		break;
203b4219952SHerbert Xu 	}
204b4219952SHerbert Xu 	case IPPROTO_ICMP:
205b4219952SHerbert Xu 	{
206b4219952SHerbert Xu 		struct icmphdr *icmph;
207b4219952SHerbert Xu 
20870c2efa5SChangli Gao 		if (!pskb_may_pull(skb, ihl + sizeof(*icmph)))
209b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
210b4219952SHerbert Xu 
211b4219952SHerbert Xu 		icmph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
212b4219952SHerbert Xu 
213b4219952SHerbert Xu 		if ((icmph->type != ICMP_DEST_UNREACH) &&
214b4219952SHerbert Xu 		    (icmph->type != ICMP_TIME_EXCEEDED) &&
215b4219952SHerbert Xu 		    (icmph->type != ICMP_PARAMETERPROB))
216b4219952SHerbert Xu 			break;
217b4219952SHerbert Xu 
21870c2efa5SChangli Gao 		if (!pskb_may_pull(skb, ihl + sizeof(*icmph) + sizeof(*iph)))
21970c2efa5SChangli Gao 			goto drop;
22070c2efa5SChangli Gao 
221*072d79a3SChangli Gao 		icmph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
222b4219952SHerbert Xu 		iph = (void *)(icmph + 1);
223b4219952SHerbert Xu 		if (egress)
224b4219952SHerbert Xu 			addr = iph->daddr;
225b4219952SHerbert Xu 		else
226b4219952SHerbert Xu 			addr = iph->saddr;
227b4219952SHerbert Xu 
228b4219952SHerbert Xu 		if ((old_addr ^ addr) & mask)
229b4219952SHerbert Xu 			break;
230b4219952SHerbert Xu 
231b4219952SHerbert Xu 		if (skb_cloned(skb) &&
232b4219952SHerbert Xu 		    !skb_clone_writable(skb,
233b4219952SHerbert Xu 					ihl + sizeof(*icmph) + sizeof(*iph)) &&
234b4219952SHerbert Xu 		    pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC))
235b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
236b4219952SHerbert Xu 
237b4219952SHerbert Xu 		icmph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
238b4219952SHerbert Xu 		iph = (void *)(icmph + 1);
239b4219952SHerbert Xu 
240b4219952SHerbert Xu 		new_addr &= mask;
241b4219952SHerbert Xu 		new_addr |= addr & ~mask;
242b4219952SHerbert Xu 
243b4219952SHerbert Xu 		/* XXX Fix up the inner checksums. */
244b4219952SHerbert Xu 		if (egress)
245b4219952SHerbert Xu 			iph->daddr = new_addr;
246b4219952SHerbert Xu 		else
247b4219952SHerbert Xu 			iph->saddr = new_addr;
248b4219952SHerbert Xu 
249be0ea7d5SPatrick McHardy 		inet_proto_csum_replace4(&icmph->checksum, skb, addr, new_addr,
250b4219952SHerbert Xu 					 1);
251b4219952SHerbert Xu 		break;
252b4219952SHerbert Xu 	}
253b4219952SHerbert Xu 	default:
254b4219952SHerbert Xu 		break;
255b4219952SHerbert Xu 	}
256b4219952SHerbert Xu 
25733c29ddeSChangli Gao out:
258b4219952SHerbert Xu 	return action;
259b4219952SHerbert Xu 
260b4219952SHerbert Xu drop:
261b4219952SHerbert Xu 	spin_lock(&p->tcf_lock);
262b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_qstats.drops++;
263b4219952SHerbert Xu 	spin_unlock(&p->tcf_lock);
264b4219952SHerbert Xu 	return TC_ACT_SHOT;
265b4219952SHerbert Xu }
266b4219952SHerbert Xu 
267b4219952SHerbert Xu static int tcf_nat_dump(struct sk_buff *skb, struct tc_action *a,
268b4219952SHerbert Xu 			int bind, int ref)
269b4219952SHerbert Xu {
270b4219952SHerbert Xu 	unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
271b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p = a->priv;
272b4219952SHerbert Xu 	struct tc_nat *opt;
273b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_t t;
274b4219952SHerbert Xu 	int s;
275b4219952SHerbert Xu 
276b4219952SHerbert Xu 	s = sizeof(*opt);
277b4219952SHerbert Xu 
278b4219952SHerbert Xu 	/* netlink spinlocks held above us - must use ATOMIC */
279b4219952SHerbert Xu 	opt = kzalloc(s, GFP_ATOMIC);
280b4219952SHerbert Xu 	if (unlikely(!opt))
281b4219952SHerbert Xu 		return -ENOBUFS;
282b4219952SHerbert Xu 
283b4219952SHerbert Xu 	opt->old_addr = p->old_addr;
284b4219952SHerbert Xu 	opt->new_addr = p->new_addr;
285b4219952SHerbert Xu 	opt->mask = p->mask;
286b4219952SHerbert Xu 	opt->flags = p->flags;
287b4219952SHerbert Xu 
288b4219952SHerbert Xu 	opt->index = p->tcf_index;
289b4219952SHerbert Xu 	opt->action = p->tcf_action;
290b4219952SHerbert Xu 	opt->refcnt = p->tcf_refcnt - ref;
291b4219952SHerbert Xu 	opt->bindcnt = p->tcf_bindcnt - bind;
292b4219952SHerbert Xu 
2937ba699c6SPatrick McHardy 	NLA_PUT(skb, TCA_NAT_PARMS, s, opt);
294b4219952SHerbert Xu 	t.install = jiffies_to_clock_t(jiffies - p->tcf_tm.install);
295b4219952SHerbert Xu 	t.lastuse = jiffies_to_clock_t(jiffies - p->tcf_tm.lastuse);
296b4219952SHerbert Xu 	t.expires = jiffies_to_clock_t(p->tcf_tm.expires);
2977ba699c6SPatrick McHardy 	NLA_PUT(skb, TCA_NAT_TM, sizeof(t), &t);
298b4219952SHerbert Xu 
299b4219952SHerbert Xu 	kfree(opt);
300b4219952SHerbert Xu 
301b4219952SHerbert Xu 	return skb->len;
302b4219952SHerbert Xu 
3037ba699c6SPatrick McHardy nla_put_failure:
304b4219952SHerbert Xu 	nlmsg_trim(skb, b);
305b4219952SHerbert Xu 	kfree(opt);
306b4219952SHerbert Xu 	return -1;
307b4219952SHerbert Xu }
308b4219952SHerbert Xu 
309b4219952SHerbert Xu static struct tc_action_ops act_nat_ops = {
310b4219952SHerbert Xu 	.kind		=	"nat",
311b4219952SHerbert Xu 	.hinfo		=	&nat_hash_info,
312b4219952SHerbert Xu 	.type		=	TCA_ACT_NAT,
313b4219952SHerbert Xu 	.capab		=	TCA_CAP_NONE,
314b4219952SHerbert Xu 	.owner		=	THIS_MODULE,
315b4219952SHerbert Xu 	.act		=	tcf_nat,
316b4219952SHerbert Xu 	.dump		=	tcf_nat_dump,
317b4219952SHerbert Xu 	.cleanup	=	tcf_nat_cleanup,
318b4219952SHerbert Xu 	.lookup		=	tcf_hash_search,
319b4219952SHerbert Xu 	.init		=	tcf_nat_init,
320b4219952SHerbert Xu 	.walk		=	tcf_generic_walker
321b4219952SHerbert Xu };
322b4219952SHerbert Xu 
323b4219952SHerbert Xu MODULE_DESCRIPTION("Stateless NAT actions");
324b4219952SHerbert Xu MODULE_LICENSE("GPL");
325b4219952SHerbert Xu 
326b4219952SHerbert Xu static int __init nat_init_module(void)
327b4219952SHerbert Xu {
328b4219952SHerbert Xu 	return tcf_register_action(&act_nat_ops);
329b4219952SHerbert Xu }
330b4219952SHerbert Xu 
331b4219952SHerbert Xu static void __exit nat_cleanup_module(void)
332b4219952SHerbert Xu {
333b4219952SHerbert Xu 	tcf_unregister_action(&act_nat_ops);
334b4219952SHerbert Xu }
335b4219952SHerbert Xu 
336b4219952SHerbert Xu module_init(nat_init_module);
337b4219952SHerbert Xu module_exit(nat_cleanup_module);
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