xref: /openbmc/linux/net/ipv6/addrlabel.c (revision 840ef8b7cc584a23c4f9d05352f4dbaf8e56e5ab)
1 /*
2  * IPv6 Address Label subsystem
3  * for the IPv6 "Default" Source Address Selection
4  *
5  * Copyright (C)2007 USAGI/WIDE Project
6  */
7 /*
8  * Author:
9  * 	YOSHIFUJI Hideaki @ USAGI/WIDE Project <yoshfuji@linux-ipv6.org>
10  */
11 
12 #include <linux/kernel.h>
13 #include <linux/list.h>
14 #include <linux/rcupdate.h>
15 #include <linux/in6.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <net/addrconf.h>
18 #include <linux/if_addrlabel.h>
19 #include <linux/netlink.h>
20 #include <linux/rtnetlink.h>
21 
22 #if 0
23 #define ADDRLABEL(x...) printk(x)
24 #else
25 #define ADDRLABEL(x...) do { ; } while(0)
26 #endif
27 
28 /*
29  * Policy Table
30  */
31 struct ip6addrlbl_entry
32 {
33 #ifdef CONFIG_NET_NS
34 	struct net *lbl_net;
35 #endif
36 	struct in6_addr prefix;
37 	int prefixlen;
38 	int ifindex;
39 	int addrtype;
40 	u32 label;
41 	struct hlist_node list;
42 	atomic_t refcnt;
43 	struct rcu_head rcu;
44 };
45 
46 static struct ip6addrlbl_table
47 {
48 	struct hlist_head head;
49 	spinlock_t lock;
50 	u32 seq;
51 } ip6addrlbl_table;
52 
53 static inline
54 struct net *ip6addrlbl_net(const struct ip6addrlbl_entry *lbl)
55 {
56 	return read_pnet(&lbl->lbl_net);
57 }
58 
59 /*
60  * Default policy table (RFC6724 + extensions)
61  *
62  * prefix		addr_type	label
63  * -------------------------------------------------------------------------
64  * ::1/128		LOOPBACK	0
65  * ::/0			N/A		1
66  * 2002::/16		N/A		2
67  * ::/96		COMPATv4	3
68  * ::ffff:0:0/96	V4MAPPED	4
69  * fc00::/7		N/A		5		ULA (RFC 4193)
70  * 2001::/32		N/A		6		Teredo (RFC 4380)
71  * 2001:10::/28		N/A		7		ORCHID (RFC 4843)
72  * fec0::/10		N/A		11		Site-local
73  *							(deprecated by RFC3879)
74  * 3ffe::/16		N/A		12		6bone
75  *
76  * Note: 0xffffffff is used if we do not have any policies.
77  * Note: Labels for ULA and 6to4 are different from labels listed in RFC6724.
78  */
79 
80 #define IPV6_ADDR_LABEL_DEFAULT	0xffffffffUL
81 
82 static const __net_initconst struct ip6addrlbl_init_table
83 {
84 	const struct in6_addr *prefix;
85 	int prefixlen;
86 	u32 label;
87 } ip6addrlbl_init_table[] = {
88 	{	/* ::/0 */
89 		.prefix = &in6addr_any,
90 		.label = 1,
91 	},{	/* fc00::/7 */
92 		.prefix = &(struct in6_addr){{{ 0xfc }}},
93 		.prefixlen = 7,
94 		.label = 5,
95 	},{	/* fec0::/10 */
96 		.prefix = &(struct in6_addr){{{ 0xfe, 0xc0 }}},
97 		.prefixlen = 10,
98 		.label = 11,
99 	},{	/* 2002::/16 */
100 		.prefix = &(struct in6_addr){{{ 0x20, 0x02 }}},
101 		.prefixlen = 16,
102 		.label = 2,
103 	},{	/* 3ffe::/16 */
104 		.prefix = &(struct in6_addr){{{ 0x3f, 0xfe }}},
105 		.prefixlen = 16,
106 		.label = 12,
107 	},{	/* 2001::/32 */
108 		.prefix = &(struct in6_addr){{{ 0x20, 0x01 }}},
109 		.prefixlen = 32,
110 		.label = 6,
111 	},{	/* 2001:10::/28 */
112 		.prefix = &(struct in6_addr){{{ 0x20, 0x01, 0x00, 0x10 }}},
113 		.prefixlen = 28,
114 		.label = 7,
115 	},{	/* ::ffff:0:0 */
116 		.prefix = &(struct in6_addr){{{ [10] = 0xff, [11] = 0xff }}},
117 		.prefixlen = 96,
118 		.label = 4,
119 	},{	/* ::/96 */
120 		.prefix = &in6addr_any,
121 		.prefixlen = 96,
122 		.label = 3,
123 	},{	/* ::1/128 */
124 		.prefix = &in6addr_loopback,
125 		.prefixlen = 128,
126 		.label = 0,
127 	}
128 };
129 
130 /* Object management */
131 static inline void ip6addrlbl_free(struct ip6addrlbl_entry *p)
132 {
133 #ifdef CONFIG_NET_NS
134 	release_net(p->lbl_net);
135 #endif
136 	kfree(p);
137 }
138 
139 static void ip6addrlbl_free_rcu(struct rcu_head *h)
140 {
141 	ip6addrlbl_free(container_of(h, struct ip6addrlbl_entry, rcu));
142 }
143 
144 static bool ip6addrlbl_hold(struct ip6addrlbl_entry *p)
145 {
146 	return atomic_inc_not_zero(&p->refcnt);
147 }
148 
149 static inline void ip6addrlbl_put(struct ip6addrlbl_entry *p)
150 {
151 	if (atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
152 		call_rcu(&p->rcu, ip6addrlbl_free_rcu);
153 }
154 
155 /* Find label */
156 static bool __ip6addrlbl_match(struct net *net,
157 			       const struct ip6addrlbl_entry *p,
158 			       const struct in6_addr *addr,
159 			       int addrtype, int ifindex)
160 {
161 	if (!net_eq(ip6addrlbl_net(p), net))
162 		return false;
163 	if (p->ifindex && p->ifindex != ifindex)
164 		return false;
165 	if (p->addrtype && p->addrtype != addrtype)
166 		return false;
167 	if (!ipv6_prefix_equal(addr, &p->prefix, p->prefixlen))
168 		return false;
169 	return true;
170 }
171 
172 static struct ip6addrlbl_entry *__ipv6_addr_label(struct net *net,
173 						  const struct in6_addr *addr,
174 						  int type, int ifindex)
175 {
176 	struct ip6addrlbl_entry *p;
177 	hlist_for_each_entry_rcu(p, &ip6addrlbl_table.head, list) {
178 		if (__ip6addrlbl_match(net, p, addr, type, ifindex))
179 			return p;
180 	}
181 	return NULL;
182 }
183 
184 u32 ipv6_addr_label(struct net *net,
185 		    const struct in6_addr *addr, int type, int ifindex)
186 {
187 	u32 label;
188 	struct ip6addrlbl_entry *p;
189 
190 	type &= IPV6_ADDR_MAPPED | IPV6_ADDR_COMPATv4 | IPV6_ADDR_LOOPBACK;
191 
192 	rcu_read_lock();
193 	p = __ipv6_addr_label(net, addr, type, ifindex);
194 	label = p ? p->label : IPV6_ADDR_LABEL_DEFAULT;
195 	rcu_read_unlock();
196 
197 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(addr=%pI6, type=%d, ifindex=%d) => %08x\n",
198 		  __func__, addr, type, ifindex, label);
199 
200 	return label;
201 }
202 
203 /* allocate one entry */
204 static struct ip6addrlbl_entry *ip6addrlbl_alloc(struct net *net,
205 						 const struct in6_addr *prefix,
206 						 int prefixlen, int ifindex,
207 						 u32 label)
208 {
209 	struct ip6addrlbl_entry *newp;
210 	int addrtype;
211 
212 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d, label=%u)\n",
213 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex, (unsigned int)label);
214 
215 	addrtype = ipv6_addr_type(prefix) & (IPV6_ADDR_MAPPED | IPV6_ADDR_COMPATv4 | IPV6_ADDR_LOOPBACK);
216 
217 	switch (addrtype) {
218 	case IPV6_ADDR_MAPPED:
219 		if (prefixlen > 96)
220 			return ERR_PTR(-EINVAL);
221 		if (prefixlen < 96)
222 			addrtype = 0;
223 		break;
224 	case IPV6_ADDR_COMPATv4:
225 		if (prefixlen != 96)
226 			addrtype = 0;
227 		break;
228 	case IPV6_ADDR_LOOPBACK:
229 		if (prefixlen != 128)
230 			addrtype = 0;
231 		break;
232 	}
233 
234 	newp = kmalloc(sizeof(*newp), GFP_KERNEL);
235 	if (!newp)
236 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
237 
238 	ipv6_addr_prefix(&newp->prefix, prefix, prefixlen);
239 	newp->prefixlen = prefixlen;
240 	newp->ifindex = ifindex;
241 	newp->addrtype = addrtype;
242 	newp->label = label;
243 	INIT_HLIST_NODE(&newp->list);
244 #ifdef CONFIG_NET_NS
245 	newp->lbl_net = hold_net(net);
246 #endif
247 	atomic_set(&newp->refcnt, 1);
248 	return newp;
249 }
250 
251 /* add a label */
252 static int __ip6addrlbl_add(struct ip6addrlbl_entry *newp, int replace)
253 {
254 	int ret = 0;
255 
256 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(newp=%p, replace=%d)\n",
257 			__func__,
258 			newp, replace);
259 
260 	if (hlist_empty(&ip6addrlbl_table.head)) {
261 		hlist_add_head_rcu(&newp->list, &ip6addrlbl_table.head);
262 	} else {
263 		struct hlist_node *n;
264 		struct ip6addrlbl_entry *p = NULL;
265 		hlist_for_each_entry_safe(p, n,
266 					  &ip6addrlbl_table.head, list) {
267 			if (p->prefixlen == newp->prefixlen &&
268 			    net_eq(ip6addrlbl_net(p), ip6addrlbl_net(newp)) &&
269 			    p->ifindex == newp->ifindex &&
270 			    ipv6_addr_equal(&p->prefix, &newp->prefix)) {
271 				if (!replace) {
272 					ret = -EEXIST;
273 					goto out;
274 				}
275 				hlist_replace_rcu(&p->list, &newp->list);
276 				ip6addrlbl_put(p);
277 				goto out;
278 			} else if ((p->prefixlen == newp->prefixlen && !p->ifindex) ||
279 				   (p->prefixlen < newp->prefixlen)) {
280 				hlist_add_before_rcu(&newp->list, &p->list);
281 				goto out;
282 			}
283 		}
284 		hlist_add_after_rcu(&p->list, &newp->list);
285 	}
286 out:
287 	if (!ret)
288 		ip6addrlbl_table.seq++;
289 	return ret;
290 }
291 
292 /* add a label */
293 static int ip6addrlbl_add(struct net *net,
294 			  const struct in6_addr *prefix, int prefixlen,
295 			  int ifindex, u32 label, int replace)
296 {
297 	struct ip6addrlbl_entry *newp;
298 	int ret = 0;
299 
300 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d, label=%u, replace=%d)\n",
301 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex, (unsigned int)label,
302 		  replace);
303 
304 	newp = ip6addrlbl_alloc(net, prefix, prefixlen, ifindex, label);
305 	if (IS_ERR(newp))
306 		return PTR_ERR(newp);
307 	spin_lock(&ip6addrlbl_table.lock);
308 	ret = __ip6addrlbl_add(newp, replace);
309 	spin_unlock(&ip6addrlbl_table.lock);
310 	if (ret)
311 		ip6addrlbl_free(newp);
312 	return ret;
313 }
314 
315 /* remove a label */
316 static int __ip6addrlbl_del(struct net *net,
317 			    const struct in6_addr *prefix, int prefixlen,
318 			    int ifindex)
319 {
320 	struct ip6addrlbl_entry *p = NULL;
321 	struct hlist_node *n;
322 	int ret = -ESRCH;
323 
324 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d)\n",
325 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex);
326 
327 	hlist_for_each_entry_safe(p, n, &ip6addrlbl_table.head, list) {
328 		if (p->prefixlen == prefixlen &&
329 		    net_eq(ip6addrlbl_net(p), net) &&
330 		    p->ifindex == ifindex &&
331 		    ipv6_addr_equal(&p->prefix, prefix)) {
332 			hlist_del_rcu(&p->list);
333 			ip6addrlbl_put(p);
334 			ret = 0;
335 			break;
336 		}
337 	}
338 	return ret;
339 }
340 
341 static int ip6addrlbl_del(struct net *net,
342 			  const struct in6_addr *prefix, int prefixlen,
343 			  int ifindex)
344 {
345 	struct in6_addr prefix_buf;
346 	int ret;
347 
348 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d)\n",
349 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex);
350 
351 	ipv6_addr_prefix(&prefix_buf, prefix, prefixlen);
352 	spin_lock(&ip6addrlbl_table.lock);
353 	ret = __ip6addrlbl_del(net, &prefix_buf, prefixlen, ifindex);
354 	spin_unlock(&ip6addrlbl_table.lock);
355 	return ret;
356 }
357 
358 /* add default label */
359 static int __net_init ip6addrlbl_net_init(struct net *net)
360 {
361 	int err = 0;
362 	int i;
363 
364 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s\n", __func__);
365 
366 	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ip6addrlbl_init_table); i++) {
367 		int ret = ip6addrlbl_add(net,
368 					 ip6addrlbl_init_table[i].prefix,
369 					 ip6addrlbl_init_table[i].prefixlen,
370 					 0,
371 					 ip6addrlbl_init_table[i].label, 0);
372 		/* XXX: should we free all rules when we catch an error? */
373 		if (ret && (!err || err != -ENOMEM))
374 			err = ret;
375 	}
376 	return err;
377 }
378 
379 static void __net_exit ip6addrlbl_net_exit(struct net *net)
380 {
381 	struct ip6addrlbl_entry *p = NULL;
382 	struct hlist_node *n;
383 
384 	/* Remove all labels belonging to the exiting net */
385 	spin_lock(&ip6addrlbl_table.lock);
386 	hlist_for_each_entry_safe(p, n, &ip6addrlbl_table.head, list) {
387 		if (net_eq(ip6addrlbl_net(p), net)) {
388 			hlist_del_rcu(&p->list);
389 			ip6addrlbl_put(p);
390 		}
391 	}
392 	spin_unlock(&ip6addrlbl_table.lock);
393 }
394 
395 static struct pernet_operations ipv6_addr_label_ops = {
396 	.init = ip6addrlbl_net_init,
397 	.exit = ip6addrlbl_net_exit,
398 };
399 
400 int __init ipv6_addr_label_init(void)
401 {
402 	spin_lock_init(&ip6addrlbl_table.lock);
403 
404 	return register_pernet_subsys(&ipv6_addr_label_ops);
405 }
406 
407 void ipv6_addr_label_cleanup(void)
408 {
409 	unregister_pernet_subsys(&ipv6_addr_label_ops);
410 }
411 
412 static const struct nla_policy ifal_policy[IFAL_MAX+1] = {
413 	[IFAL_ADDRESS]		= { .len = sizeof(struct in6_addr), },
414 	[IFAL_LABEL]		= { .len = sizeof(u32), },
415 };
416 
417 static int ip6addrlbl_newdel(struct sk_buff *skb, struct nlmsghdr *nlh,
418 			     void *arg)
419 {
420 	struct net *net = sock_net(skb->sk);
421 	struct ifaddrlblmsg *ifal;
422 	struct nlattr *tb[IFAL_MAX+1];
423 	struct in6_addr *pfx;
424 	u32 label;
425 	int err = 0;
426 
427 	err = nlmsg_parse(nlh, sizeof(*ifal), tb, IFAL_MAX, ifal_policy);
428 	if (err < 0)
429 		return err;
430 
431 	ifal = nlmsg_data(nlh);
432 
433 	if (ifal->ifal_family != AF_INET6 ||
434 	    ifal->ifal_prefixlen > 128)
435 		return -EINVAL;
436 
437 	if (!tb[IFAL_ADDRESS])
438 		return -EINVAL;
439 
440 	pfx = nla_data(tb[IFAL_ADDRESS]);
441 	if (!pfx)
442 		return -EINVAL;
443 
444 	if (!tb[IFAL_LABEL])
445 		return -EINVAL;
446 	label = nla_get_u32(tb[IFAL_LABEL]);
447 	if (label == IPV6_ADDR_LABEL_DEFAULT)
448 		return -EINVAL;
449 
450 	switch(nlh->nlmsg_type) {
451 	case RTM_NEWADDRLABEL:
452 		if (ifal->ifal_index &&
453 		    !__dev_get_by_index(net, ifal->ifal_index))
454 			return -EINVAL;
455 
456 		err = ip6addrlbl_add(net, pfx, ifal->ifal_prefixlen,
457 				     ifal->ifal_index, label,
458 				     nlh->nlmsg_flags & NLM_F_REPLACE);
459 		break;
460 	case RTM_DELADDRLABEL:
461 		err = ip6addrlbl_del(net, pfx, ifal->ifal_prefixlen,
462 				     ifal->ifal_index);
463 		break;
464 	default:
465 		err = -EOPNOTSUPP;
466 	}
467 	return err;
468 }
469 
470 static void ip6addrlbl_putmsg(struct nlmsghdr *nlh,
471 			      int prefixlen, int ifindex, u32 lseq)
472 {
473 	struct ifaddrlblmsg *ifal = nlmsg_data(nlh);
474 	ifal->ifal_family = AF_INET6;
475 	ifal->ifal_prefixlen = prefixlen;
476 	ifal->ifal_flags = 0;
477 	ifal->ifal_index = ifindex;
478 	ifal->ifal_seq = lseq;
479 };
480 
481 static int ip6addrlbl_fill(struct sk_buff *skb,
482 			   struct ip6addrlbl_entry *p,
483 			   u32 lseq,
484 			   u32 portid, u32 seq, int event,
485 			   unsigned int flags)
486 {
487 	struct nlmsghdr *nlh = nlmsg_put(skb, portid, seq, event,
488 					 sizeof(struct ifaddrlblmsg), flags);
489 	if (!nlh)
490 		return -EMSGSIZE;
491 
492 	ip6addrlbl_putmsg(nlh, p->prefixlen, p->ifindex, lseq);
493 
494 	if (nla_put(skb, IFAL_ADDRESS, 16, &p->prefix) < 0 ||
495 	    nla_put_u32(skb, IFAL_LABEL, p->label) < 0) {
496 		nlmsg_cancel(skb, nlh);
497 		return -EMSGSIZE;
498 	}
499 
500 	return nlmsg_end(skb, nlh);
501 }
502 
503 static int ip6addrlbl_dump(struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
504 {
505 	struct net *net = sock_net(skb->sk);
506 	struct ip6addrlbl_entry *p;
507 	int idx = 0, s_idx = cb->args[0];
508 	int err;
509 
510 	rcu_read_lock();
511 	hlist_for_each_entry_rcu(p, &ip6addrlbl_table.head, list) {
512 		if (idx >= s_idx &&
513 		    net_eq(ip6addrlbl_net(p), net)) {
514 			if ((err = ip6addrlbl_fill(skb, p,
515 						   ip6addrlbl_table.seq,
516 						   NETLINK_CB(cb->skb).portid,
517 						   cb->nlh->nlmsg_seq,
518 						   RTM_NEWADDRLABEL,
519 						   NLM_F_MULTI)) <= 0)
520 				break;
521 		}
522 		idx++;
523 	}
524 	rcu_read_unlock();
525 	cb->args[0] = idx;
526 	return skb->len;
527 }
528 
529 static inline int ip6addrlbl_msgsize(void)
530 {
531 	return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ifaddrlblmsg))
532 		+ nla_total_size(16)	/* IFAL_ADDRESS */
533 		+ nla_total_size(4);	/* IFAL_LABEL */
534 }
535 
536 static int ip6addrlbl_get(struct sk_buff *in_skb, struct nlmsghdr* nlh,
537 			  void *arg)
538 {
539 	struct net *net = sock_net(in_skb->sk);
540 	struct ifaddrlblmsg *ifal;
541 	struct nlattr *tb[IFAL_MAX+1];
542 	struct in6_addr *addr;
543 	u32 lseq;
544 	int err = 0;
545 	struct ip6addrlbl_entry *p;
546 	struct sk_buff *skb;
547 
548 	err = nlmsg_parse(nlh, sizeof(*ifal), tb, IFAL_MAX, ifal_policy);
549 	if (err < 0)
550 		return err;
551 
552 	ifal = nlmsg_data(nlh);
553 
554 	if (ifal->ifal_family != AF_INET6 ||
555 	    ifal->ifal_prefixlen != 128)
556 		return -EINVAL;
557 
558 	if (ifal->ifal_index &&
559 	    !__dev_get_by_index(net, ifal->ifal_index))
560 		return -EINVAL;
561 
562 	if (!tb[IFAL_ADDRESS])
563 		return -EINVAL;
564 
565 	addr = nla_data(tb[IFAL_ADDRESS]);
566 	if (!addr)
567 		return -EINVAL;
568 
569 	rcu_read_lock();
570 	p = __ipv6_addr_label(net, addr, ipv6_addr_type(addr), ifal->ifal_index);
571 	if (p && ip6addrlbl_hold(p))
572 		p = NULL;
573 	lseq = ip6addrlbl_table.seq;
574 	rcu_read_unlock();
575 
576 	if (!p) {
577 		err = -ESRCH;
578 		goto out;
579 	}
580 
581 	if (!(skb = nlmsg_new(ip6addrlbl_msgsize(), GFP_KERNEL))) {
582 		ip6addrlbl_put(p);
583 		return -ENOBUFS;
584 	}
585 
586 	err = ip6addrlbl_fill(skb, p, lseq,
587 			      NETLINK_CB(in_skb).portid, nlh->nlmsg_seq,
588 			      RTM_NEWADDRLABEL, 0);
589 
590 	ip6addrlbl_put(p);
591 
592 	if (err < 0) {
593 		WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
594 		kfree_skb(skb);
595 		goto out;
596 	}
597 
598 	err = rtnl_unicast(skb, net, NETLINK_CB(in_skb).portid);
599 out:
600 	return err;
601 }
602 
603 void __init ipv6_addr_label_rtnl_register(void)
604 {
605 	__rtnl_register(PF_INET6, RTM_NEWADDRLABEL, ip6addrlbl_newdel,
606 			NULL, NULL);
607 	__rtnl_register(PF_INET6, RTM_DELADDRLABEL, ip6addrlbl_newdel,
608 			NULL, NULL);
609 	__rtnl_register(PF_INET6, RTM_GETADDRLABEL, ip6addrlbl_get,
610 			ip6addrlbl_dump, NULL);
611 }
612 
613