xref: /openbmc/linux/net/sched/act_nat.c (revision cee63723b358e594225e812d6e14a2a0abfd5c88)
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 
437ba699c6SPatrick McHardy static int tcf_nat_init(struct nlattr *nla, struct nlattr *est,
44b4219952SHerbert Xu 			struct tc_action *a, int ovr, int bind)
45b4219952SHerbert Xu {
467ba699c6SPatrick McHardy 	struct nlattr *tb[TCA_NAT_MAX + 1];
47b4219952SHerbert Xu 	struct tc_nat *parm;
48*cee63723SPatrick McHardy 	int ret = 0, err;
49b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p;
50b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_common *pc;
51b4219952SHerbert Xu 
52*cee63723SPatrick McHardy 	if (nla == NULL)
53b4219952SHerbert Xu 		return -EINVAL;
54b4219952SHerbert Xu 
55*cee63723SPatrick McHardy 	err = nla_parse_nested(tb, TCA_NAT_MAX, nla, NULL);
56*cee63723SPatrick McHardy 	if (err < 0)
57*cee63723SPatrick McHardy 		return err;
58*cee63723SPatrick McHardy 
597ba699c6SPatrick McHardy 	if (tb[TCA_NAT_PARMS] == NULL ||
607ba699c6SPatrick McHardy 	    nla_len(tb[TCA_NAT_PARMS]) < sizeof(*parm))
61b4219952SHerbert Xu 		return -EINVAL;
627ba699c6SPatrick McHardy 	parm = nla_data(tb[TCA_NAT_PARMS]);
63b4219952SHerbert Xu 
64b4219952SHerbert Xu 	pc = tcf_hash_check(parm->index, a, bind, &nat_hash_info);
65b4219952SHerbert Xu 	if (!pc) {
66b4219952SHerbert Xu 		pc = tcf_hash_create(parm->index, est, a, sizeof(*p), bind,
67b4219952SHerbert Xu 				     &nat_idx_gen, &nat_hash_info);
68b4219952SHerbert Xu 		if (unlikely(!pc))
69b4219952SHerbert Xu 			return -ENOMEM;
70b4219952SHerbert Xu 		p = to_tcf_nat(pc);
71b4219952SHerbert Xu 		ret = ACT_P_CREATED;
72b4219952SHerbert Xu 	} else {
73b4219952SHerbert Xu 		p = to_tcf_nat(pc);
74b4219952SHerbert Xu 		if (!ovr) {
75b4219952SHerbert Xu 			tcf_hash_release(pc, bind, &nat_hash_info);
76b4219952SHerbert Xu 			return -EEXIST;
77b4219952SHerbert Xu 		}
78b4219952SHerbert Xu 	}
79b4219952SHerbert Xu 
80b4219952SHerbert Xu 	spin_lock_bh(&p->tcf_lock);
81b4219952SHerbert Xu 	p->old_addr = parm->old_addr;
82b4219952SHerbert Xu 	p->new_addr = parm->new_addr;
83b4219952SHerbert Xu 	p->mask = parm->mask;
84b4219952SHerbert Xu 	p->flags = parm->flags;
85b4219952SHerbert Xu 
86b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_action = parm->action;
87b4219952SHerbert Xu 	spin_unlock_bh(&p->tcf_lock);
88b4219952SHerbert Xu 
89b4219952SHerbert Xu 	if (ret == ACT_P_CREATED)
90b4219952SHerbert Xu 		tcf_hash_insert(pc, &nat_hash_info);
91b4219952SHerbert Xu 
92b4219952SHerbert Xu 	return ret;
93b4219952SHerbert Xu }
94b4219952SHerbert Xu 
95b4219952SHerbert Xu static int tcf_nat_cleanup(struct tc_action *a, int bind)
96b4219952SHerbert Xu {
97b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p = a->priv;
98b4219952SHerbert Xu 
99b4219952SHerbert Xu 	return tcf_hash_release(&p->common, bind, &nat_hash_info);
100b4219952SHerbert Xu }
101b4219952SHerbert Xu 
102b4219952SHerbert Xu static int tcf_nat(struct sk_buff *skb, struct tc_action *a,
103b4219952SHerbert Xu 		   struct tcf_result *res)
104b4219952SHerbert Xu {
105b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p = a->priv;
106b4219952SHerbert Xu 	struct iphdr *iph;
107b4219952SHerbert Xu 	__be32 old_addr;
108b4219952SHerbert Xu 	__be32 new_addr;
109b4219952SHerbert Xu 	__be32 mask;
110b4219952SHerbert Xu 	__be32 addr;
111b4219952SHerbert Xu 	int egress;
112b4219952SHerbert Xu 	int action;
113b4219952SHerbert Xu 	int ihl;
114b4219952SHerbert Xu 
115b4219952SHerbert Xu 	spin_lock(&p->tcf_lock);
116b4219952SHerbert Xu 
117b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_tm.lastuse = jiffies;
118b4219952SHerbert Xu 	old_addr = p->old_addr;
119b4219952SHerbert Xu 	new_addr = p->new_addr;
120b4219952SHerbert Xu 	mask = p->mask;
121b4219952SHerbert Xu 	egress = p->flags & TCA_NAT_FLAG_EGRESS;
122b4219952SHerbert Xu 	action = p->tcf_action;
123b4219952SHerbert Xu 
124b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_bstats.bytes += skb->len;
125b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_bstats.packets++;
126b4219952SHerbert Xu 
127b4219952SHerbert Xu 	spin_unlock(&p->tcf_lock);
128b4219952SHerbert Xu 
129b4219952SHerbert Xu 	if (unlikely(action == TC_ACT_SHOT))
130b4219952SHerbert Xu 		goto drop;
131b4219952SHerbert Xu 
132b4219952SHerbert Xu 	if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*iph)))
133b4219952SHerbert Xu 		goto drop;
134b4219952SHerbert Xu 
135b4219952SHerbert Xu 	iph = ip_hdr(skb);
136b4219952SHerbert Xu 
137b4219952SHerbert Xu 	if (egress)
138b4219952SHerbert Xu 		addr = iph->saddr;
139b4219952SHerbert Xu 	else
140b4219952SHerbert Xu 		addr = iph->daddr;
141b4219952SHerbert Xu 
142b4219952SHerbert Xu 	if (!((old_addr ^ addr) & mask)) {
143b4219952SHerbert Xu 		if (skb_cloned(skb) &&
144b4219952SHerbert Xu 		    !skb_clone_writable(skb, sizeof(*iph)) &&
145b4219952SHerbert Xu 		    pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC))
146b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
147b4219952SHerbert Xu 
148b4219952SHerbert Xu 		new_addr &= mask;
149b4219952SHerbert Xu 		new_addr |= addr & ~mask;
150b4219952SHerbert Xu 
151b4219952SHerbert Xu 		/* Rewrite IP header */
152b4219952SHerbert Xu 		iph = ip_hdr(skb);
153b4219952SHerbert Xu 		if (egress)
154b4219952SHerbert Xu 			iph->saddr = new_addr;
155b4219952SHerbert Xu 		else
156b4219952SHerbert Xu 			iph->daddr = new_addr;
157b4219952SHerbert Xu 
158be0ea7d5SPatrick McHardy 		csum_replace4(&iph->check, addr, new_addr);
159b4219952SHerbert Xu 	}
160b4219952SHerbert Xu 
161b4219952SHerbert Xu 	ihl = iph->ihl * 4;
162b4219952SHerbert Xu 
163b4219952SHerbert Xu 	/* It would be nice to share code with stateful NAT. */
164b4219952SHerbert Xu 	switch (iph->frag_off & htons(IP_OFFSET) ? 0 : iph->protocol) {
165b4219952SHerbert Xu 	case IPPROTO_TCP:
166b4219952SHerbert Xu 	{
167b4219952SHerbert Xu 		struct tcphdr *tcph;
168b4219952SHerbert Xu 
169b4219952SHerbert Xu 		if (!pskb_may_pull(skb, ihl + sizeof(*tcph)) ||
170b4219952SHerbert Xu 		    (skb_cloned(skb) &&
171b4219952SHerbert Xu 		     !skb_clone_writable(skb, ihl + sizeof(*tcph)) &&
172b4219952SHerbert Xu 		     pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC)))
173b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
174b4219952SHerbert Xu 
175b4219952SHerbert Xu 		tcph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
176be0ea7d5SPatrick McHardy 		inet_proto_csum_replace4(&tcph->check, skb, addr, new_addr, 1);
177b4219952SHerbert Xu 		break;
178b4219952SHerbert Xu 	}
179b4219952SHerbert Xu 	case IPPROTO_UDP:
180b4219952SHerbert Xu 	{
181b4219952SHerbert Xu 		struct udphdr *udph;
182b4219952SHerbert Xu 
183b4219952SHerbert Xu 		if (!pskb_may_pull(skb, ihl + sizeof(*udph)) ||
184b4219952SHerbert Xu 		    (skb_cloned(skb) &&
185b4219952SHerbert Xu 		     !skb_clone_writable(skb, ihl + sizeof(*udph)) &&
186b4219952SHerbert Xu 		     pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC)))
187b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
188b4219952SHerbert Xu 
189b4219952SHerbert Xu 		udph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
190b4219952SHerbert Xu 		if (udph->check || skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL) {
191be0ea7d5SPatrick McHardy 			inet_proto_csum_replace4(&udph->check, skb, addr,
192b4219952SHerbert Xu 						 new_addr, 1);
193b4219952SHerbert Xu 			if (!udph->check)
194b4219952SHerbert Xu 				udph->check = CSUM_MANGLED_0;
195b4219952SHerbert Xu 		}
196b4219952SHerbert Xu 		break;
197b4219952SHerbert Xu 	}
198b4219952SHerbert Xu 	case IPPROTO_ICMP:
199b4219952SHerbert Xu 	{
200b4219952SHerbert Xu 		struct icmphdr *icmph;
201b4219952SHerbert Xu 
202b4219952SHerbert Xu 		if (!pskb_may_pull(skb, ihl + sizeof(*icmph) + sizeof(*iph)))
203b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
204b4219952SHerbert Xu 
205b4219952SHerbert Xu 		icmph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
206b4219952SHerbert Xu 
207b4219952SHerbert Xu 		if ((icmph->type != ICMP_DEST_UNREACH) &&
208b4219952SHerbert Xu 		    (icmph->type != ICMP_TIME_EXCEEDED) &&
209b4219952SHerbert Xu 		    (icmph->type != ICMP_PARAMETERPROB))
210b4219952SHerbert Xu 			break;
211b4219952SHerbert Xu 
212b4219952SHerbert Xu 		iph = (void *)(icmph + 1);
213b4219952SHerbert Xu 		if (egress)
214b4219952SHerbert Xu 			addr = iph->daddr;
215b4219952SHerbert Xu 		else
216b4219952SHerbert Xu 			addr = iph->saddr;
217b4219952SHerbert Xu 
218b4219952SHerbert Xu 		if ((old_addr ^ addr) & mask)
219b4219952SHerbert Xu 			break;
220b4219952SHerbert Xu 
221b4219952SHerbert Xu 		if (skb_cloned(skb) &&
222b4219952SHerbert Xu 		    !skb_clone_writable(skb,
223b4219952SHerbert Xu 					ihl + sizeof(*icmph) + sizeof(*iph)) &&
224b4219952SHerbert Xu 		    pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC))
225b4219952SHerbert Xu 			goto drop;
226b4219952SHerbert Xu 
227b4219952SHerbert Xu 		icmph = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
228b4219952SHerbert Xu 		iph = (void *)(icmph + 1);
229b4219952SHerbert Xu 
230b4219952SHerbert Xu 		new_addr &= mask;
231b4219952SHerbert Xu 		new_addr |= addr & ~mask;
232b4219952SHerbert Xu 
233b4219952SHerbert Xu 		/* XXX Fix up the inner checksums. */
234b4219952SHerbert Xu 		if (egress)
235b4219952SHerbert Xu 			iph->daddr = new_addr;
236b4219952SHerbert Xu 		else
237b4219952SHerbert Xu 			iph->saddr = new_addr;
238b4219952SHerbert Xu 
239be0ea7d5SPatrick McHardy 		inet_proto_csum_replace4(&icmph->checksum, skb, addr, new_addr,
240b4219952SHerbert Xu 					 1);
241b4219952SHerbert Xu 		break;
242b4219952SHerbert Xu 	}
243b4219952SHerbert Xu 	default:
244b4219952SHerbert Xu 		break;
245b4219952SHerbert Xu 	}
246b4219952SHerbert Xu 
247b4219952SHerbert Xu 	return action;
248b4219952SHerbert Xu 
249b4219952SHerbert Xu drop:
250b4219952SHerbert Xu 	spin_lock(&p->tcf_lock);
251b4219952SHerbert Xu 	p->tcf_qstats.drops++;
252b4219952SHerbert Xu 	spin_unlock(&p->tcf_lock);
253b4219952SHerbert Xu 	return TC_ACT_SHOT;
254b4219952SHerbert Xu }
255b4219952SHerbert Xu 
256b4219952SHerbert Xu static int tcf_nat_dump(struct sk_buff *skb, struct tc_action *a,
257b4219952SHerbert Xu 			int bind, int ref)
258b4219952SHerbert Xu {
259b4219952SHerbert Xu 	unsigned char *b = skb_tail_pointer(skb);
260b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_nat *p = a->priv;
261b4219952SHerbert Xu 	struct tc_nat *opt;
262b4219952SHerbert Xu 	struct tcf_t t;
263b4219952SHerbert Xu 	int s;
264b4219952SHerbert Xu 
265b4219952SHerbert Xu 	s = sizeof(*opt);
266b4219952SHerbert Xu 
267b4219952SHerbert Xu 	/* netlink spinlocks held above us - must use ATOMIC */
268b4219952SHerbert Xu 	opt = kzalloc(s, GFP_ATOMIC);
269b4219952SHerbert Xu 	if (unlikely(!opt))
270b4219952SHerbert Xu 		return -ENOBUFS;
271b4219952SHerbert Xu 
272b4219952SHerbert Xu 	opt->old_addr = p->old_addr;
273b4219952SHerbert Xu 	opt->new_addr = p->new_addr;
274b4219952SHerbert Xu 	opt->mask = p->mask;
275b4219952SHerbert Xu 	opt->flags = p->flags;
276b4219952SHerbert Xu 
277b4219952SHerbert Xu 	opt->index = p->tcf_index;
278b4219952SHerbert Xu 	opt->action = p->tcf_action;
279b4219952SHerbert Xu 	opt->refcnt = p->tcf_refcnt - ref;
280b4219952SHerbert Xu 	opt->bindcnt = p->tcf_bindcnt - bind;
281b4219952SHerbert Xu 
2827ba699c6SPatrick McHardy 	NLA_PUT(skb, TCA_NAT_PARMS, s, opt);
283b4219952SHerbert Xu 	t.install = jiffies_to_clock_t(jiffies - p->tcf_tm.install);
284b4219952SHerbert Xu 	t.lastuse = jiffies_to_clock_t(jiffies - p->tcf_tm.lastuse);
285b4219952SHerbert Xu 	t.expires = jiffies_to_clock_t(p->tcf_tm.expires);
2867ba699c6SPatrick McHardy 	NLA_PUT(skb, TCA_NAT_TM, sizeof(t), &t);
287b4219952SHerbert Xu 
288b4219952SHerbert Xu 	kfree(opt);
289b4219952SHerbert Xu 
290b4219952SHerbert Xu 	return skb->len;
291b4219952SHerbert Xu 
2927ba699c6SPatrick McHardy nla_put_failure:
293b4219952SHerbert Xu 	nlmsg_trim(skb, b);
294b4219952SHerbert Xu 	kfree(opt);
295b4219952SHerbert Xu 	return -1;
296b4219952SHerbert Xu }
297b4219952SHerbert Xu 
298b4219952SHerbert Xu static struct tc_action_ops act_nat_ops = {
299b4219952SHerbert Xu 	.kind		=	"nat",
300b4219952SHerbert Xu 	.hinfo		=	&nat_hash_info,
301b4219952SHerbert Xu 	.type		=	TCA_ACT_NAT,
302b4219952SHerbert Xu 	.capab		=	TCA_CAP_NONE,
303b4219952SHerbert Xu 	.owner		=	THIS_MODULE,
304b4219952SHerbert Xu 	.act		=	tcf_nat,
305b4219952SHerbert Xu 	.dump		=	tcf_nat_dump,
306b4219952SHerbert Xu 	.cleanup	=	tcf_nat_cleanup,
307b4219952SHerbert Xu 	.lookup		=	tcf_hash_search,
308b4219952SHerbert Xu 	.init		=	tcf_nat_init,
309b4219952SHerbert Xu 	.walk		=	tcf_generic_walker
310b4219952SHerbert Xu };
311b4219952SHerbert Xu 
312b4219952SHerbert Xu MODULE_DESCRIPTION("Stateless NAT actions");
313b4219952SHerbert Xu MODULE_LICENSE("GPL");
314b4219952SHerbert Xu 
315b4219952SHerbert Xu static int __init nat_init_module(void)
316b4219952SHerbert Xu {
317b4219952SHerbert Xu 	return tcf_register_action(&act_nat_ops);
318b4219952SHerbert Xu }
319b4219952SHerbert Xu 
320b4219952SHerbert Xu static void __exit nat_cleanup_module(void)
321b4219952SHerbert Xu {
322b4219952SHerbert Xu 	tcf_unregister_action(&act_nat_ops);
323b4219952SHerbert Xu }
324b4219952SHerbert Xu 
325b4219952SHerbert Xu module_init(nat_init_module);
326b4219952SHerbert Xu module_exit(nat_cleanup_module);
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