Quelle  anycast.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Anycast support for IPv6
 * Linux INET6 implementation
 *
 * Authors:
 * David L Stevens (dlstevens@us.ibm.com)
 *
 * based heavily on net/ipv6/mcast.c
 */

#include <linux/capability.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/random.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/socket.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <linux/net.h>
#include <linux/in6.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/if_arp.h>
#include <linux/route.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/slab.h>

#include <net/net_namespace.h>
#include <net/sock.h>
#include <net/snmp.h>

#include <net/ipv6.h>
#include <net/protocol.h>
#include <net/if_inet6.h>
#include <net/ndisc.h>
#include <net/addrconf.h>
#include <net/ip6_route.h>

#include <net/checksum.h>

#define IN6_ADDR_HSIZE_SHIFT 8
#define IN6_ADDR_HSIZE  BIT(IN6_ADDR_HSIZE_SHIFT)
/* anycast address hash table
 */
static struct hlist_head inet6_acaddr_lst[IN6_ADDR_HSIZE];
static DEFINE_SPINLOCK(acaddr_hash_lock);

#define ac_dereference(a, idev)      \
 rcu_dereference_protected(a, lockdep_is_held(&(idev)->lock))

static int ipv6_dev_ac_dec(struct net_device *dev, const struct in6_addr *addr);

static u32 inet6_acaddr_hash(const struct net *net,
        const struct in6_addr *addr)
{
 u32 val = __ipv6_addr_jhash(addr, net_hash_mix(net));

 return hash_32(val, IN6_ADDR_HSIZE_SHIFT);
}

/*
 * socket join an anycast group
 */

int ipv6_sock_ac_join(struct sock *sk, int ifindex, const struct in6_addr *addr)
{
 struct ipv6_pinfo *np = inet6_sk(sk);
 struct ipv6_ac_socklist *pac = NULL;
 struct net *net = sock_net(sk);
 netdevice_tracker dev_tracker;
 struct net_device *dev = NULL;
 struct inet6_dev *idev;
 int err = 0, ishost;

 if (!ns_capable(net->user_ns, CAP_NET_ADMIN))
  return -EPERM;
 if (ipv6_addr_is_multicast(addr))
  return -EINVAL;

 if (ifindex)
  dev = netdev_get_by_index(net, ifindex, &dev_tracker, GFP_KERNEL);

 if (ipv6_chk_addr_and_flags(net, addr, dev, true, 0, IFA_F_TENTATIVE)) {
  err = -EINVAL;
  goto error;
 }

 pac = sock_kmalloc(sk, sizeof(struct ipv6_ac_socklist), GFP_KERNEL);
 if (!pac) {
  err = -ENOMEM;
  goto error;
 }

 pac->acl_next = NULL;
 pac->acl_addr = *addr;

 ishost = !READ_ONCE(net->ipv6.devconf_all->forwarding);

 if (ifindex == 0) {
  struct rt6_info *rt;

  rcu_read_lock();
  rt = rt6_lookup(net, addr, NULL, 0, NULL, 0);
  if (rt) {
   dev = dst_dev_rcu(&rt->dst);
   netdev_hold(dev, &dev_tracker, GFP_ATOMIC);
   ip6_rt_put(rt);
  } else if (ishost) {
   rcu_read_unlock();
   err = -EADDRNOTAVAIL;
   goto error;
  } else {
   /* router, no matching interface: just pick one */
   dev = netdev_get_by_flags_rcu(net, &dev_tracker, IFF_UP,
            IFF_UP | IFF_LOOPBACK);
  }
  rcu_read_unlock();
 }

 if (!dev) {
  err = -ENODEV;
  goto error;
 }

 idev = in6_dev_get(dev);
 if (!idev) {
  if (ifindex)
   err = -ENODEV;
  else
   err = -EADDRNOTAVAIL;
  goto error;
 }

 /* reset ishost, now that we have a specific device */
 ishost = !READ_ONCE(idev->cnf.forwarding);

 pac->acl_ifindex = dev->ifindex;

 /* XXX
 * For hosts, allow link-local or matching prefix anycasts.
 * This obviates the need for propagating anycast routes while
 * still allowing some non-router anycast participation.
 */
 if (!ipv6_chk_prefix(addr, dev)) {
  if (ishost)
   err = -EADDRNOTAVAIL;
  if (err)
   goto error_idev;
 }

 err = __ipv6_dev_ac_inc(idev, addr);
 if (!err) {
  pac->acl_next = np->ipv6_ac_list;
  np->ipv6_ac_list = pac;
  pac = NULL;
 }

error_idev:
 in6_dev_put(idev);
error:
 netdev_put(dev, &dev_tracker);

 if (pac)
  sock_kfree_s(sk, pac, sizeof(*pac));
 return err;
}

/*
 * socket leave an anycast group
 */
int ipv6_sock_ac_drop(struct sock *sk, int ifindex, const struct in6_addr *addr)
{
 struct ipv6_ac_socklist *pac, *prev_pac;
 struct ipv6_pinfo *np = inet6_sk(sk);
 struct net *net = sock_net(sk);
 struct net_device *dev;

 prev_pac = NULL;
 for (pac = np->ipv6_ac_list; pac; pac = pac->acl_next) {
  if ((ifindex == 0 || pac->acl_ifindex == ifindex) &&
       ipv6_addr_equal(&pac->acl_addr, addr))
   break;
  prev_pac = pac;
 }
 if (!pac)
  return -ENOENT;
 if (prev_pac)
  prev_pac->acl_next = pac->acl_next;
 else
  np->ipv6_ac_list = pac->acl_next;

 dev = dev_get_by_index(net, pac->acl_ifindex);
 if (dev) {
  ipv6_dev_ac_dec(dev, &pac->acl_addr);
  dev_put(dev);
 }

 sock_kfree_s(sk, pac, sizeof(*pac));
 return 0;
}

void __ipv6_sock_ac_close(struct sock *sk)
{
 struct ipv6_pinfo *np = inet6_sk(sk);
 struct net *net = sock_net(sk);
 struct net_device *dev = NULL;
 struct ipv6_ac_socklist *pac;
 int prev_index = 0;

 pac = np->ipv6_ac_list;
 np->ipv6_ac_list = NULL;

 while (pac) {
  struct ipv6_ac_socklist *next = pac->acl_next;

  if (pac->acl_ifindex != prev_index) {
   dev_put(dev);
   dev = dev_get_by_index(net, pac->acl_ifindex);
   prev_index = pac->acl_ifindex;
  }
  if (dev)
   ipv6_dev_ac_dec(dev, &pac->acl_addr);
  sock_kfree_s(sk, pac, sizeof(*pac));
  pac = next;
 }

 dev_put(dev);
}

void ipv6_sock_ac_close(struct sock *sk)
{
 struct ipv6_pinfo *np = inet6_sk(sk);

 if (!np->ipv6_ac_list)
  return;

 __ipv6_sock_ac_close(sk);
}

static void ipv6_add_acaddr_hash(struct net *net, struct ifacaddr6 *aca)
{
 unsigned int hash = inet6_acaddr_hash(net, &aca->aca_addr);

 spin_lock(&acaddr_hash_lock);
 hlist_add_head_rcu(&aca->aca_addr_lst, &inet6_acaddr_lst[hash]);
 spin_unlock(&acaddr_hash_lock);
}

static void ipv6_del_acaddr_hash(struct ifacaddr6 *aca)
{
 spin_lock(&acaddr_hash_lock);
 hlist_del_init_rcu(&aca->aca_addr_lst);
 spin_unlock(&acaddr_hash_lock);
}

static void aca_get(struct ifacaddr6 *aca)
{
 refcount_inc(&aca->aca_refcnt);
}

static void aca_free_rcu(struct rcu_head *h)
{
 struct ifacaddr6 *aca = container_of(h, struct ifacaddr6, rcu);

 fib6_info_release(aca->aca_rt);
 kfree(aca);
}

static void aca_put(struct ifacaddr6 *ac)
{
 if (refcount_dec_and_test(&ac->aca_refcnt))
  call_rcu_hurry(&ac->rcu, aca_free_rcu);
}

static struct ifacaddr6 *aca_alloc(struct fib6_info *f6i,
       const struct in6_addr *addr)
{
 struct ifacaddr6 *aca;

 aca = kzalloc(sizeof(*aca), GFP_ATOMIC);
 if (!aca)
  return NULL;

 aca->aca_addr = *addr;
 fib6_info_hold(f6i);
 aca->aca_rt = f6i;
 INIT_HLIST_NODE(&aca->aca_addr_lst);
 aca->aca_users = 1;
 /* aca_tstamp should be updated upon changes */
 aca->aca_cstamp = aca->aca_tstamp = jiffies;
 refcount_set(&aca->aca_refcnt, 1);

 return aca;
}

static void inet6_ifacaddr_notify(struct net_device *dev,
      const struct ifacaddr6 *ifaca, int event)
{
 struct inet6_fill_args fillargs = {
  .event = event,
  .netnsid = -1,
 };
 struct net *net = dev_net(dev);
 struct sk_buff *skb;
 int err = -ENOMEM;

 skb = nlmsg_new(NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ifaddrmsg)) +
   nla_total_size(sizeof(struct in6_addr)) +
   nla_total_size(sizeof(struct ifa_cacheinfo)),
   GFP_KERNEL);
 if (!skb)
  goto error;

 err = inet6_fill_ifacaddr(skb, ifaca, &fillargs);
 if (err < 0) {
  pr_err("Failed to fill in anycast addresses (err %d)\n", err);
  nlmsg_free(skb);
  goto error;
 }

 rtnl_notify(skb, net, 0, RTNLGRP_IPV6_ACADDR, NULL, GFP_KERNEL);
 return;
error:
 rtnl_set_sk_err(net, RTNLGRP_IPV6_ACADDR, err);
}

/*
 * device anycast group inc (add if not found)
 */
int __ipv6_dev_ac_inc(struct inet6_dev *idev, const struct in6_addr *addr)
{
 struct ifacaddr6 *aca;
 struct fib6_info *f6i;
 struct net *net;
 int err;

 write_lock_bh(&idev->lock);
 if (idev->dead) {
  err = -ENODEV;
  goto out;
 }

 for (aca = ac_dereference(idev->ac_list, idev); aca;
      aca = ac_dereference(aca->aca_next, idev)) {
  if (ipv6_addr_equal(&aca->aca_addr, addr)) {
   aca->aca_users++;
   err = 0;
   goto out;
  }
 }

 net = dev_net(idev->dev);
 f6i = addrconf_f6i_alloc(net, idev, addr, true, GFP_ATOMIC, NULL);
 if (IS_ERR(f6i)) {
  err = PTR_ERR(f6i);
  goto out;
 }
 aca = aca_alloc(f6i, addr);
 if (!aca) {
  fib6_info_release(f6i);
  err = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 /* Hold this for addrconf_join_solict() below before we unlock,
 * it is already exposed via idev->ac_list.
 */
 aca_get(aca);
 aca->aca_next = idev->ac_list;
 rcu_assign_pointer(idev->ac_list, aca);

 write_unlock_bh(&idev->lock);

 ipv6_add_acaddr_hash(net, aca);

 ip6_ins_rt(net, f6i);

 addrconf_join_solict(idev->dev, &aca->aca_addr);

 inet6_ifacaddr_notify(idev->dev, aca, RTM_NEWANYCAST);

 aca_put(aca);
 return 0;
out:
 write_unlock_bh(&idev->lock);
 return err;
}

/*
 * device anycast group decrement
 */
int __ipv6_dev_ac_dec(struct inet6_dev *idev, const struct in6_addr *addr)
{
 struct ifacaddr6 *aca, *prev_aca;

 write_lock_bh(&idev->lock);
 prev_aca = NULL;
 for (aca = ac_dereference(idev->ac_list, idev); aca;
      aca = ac_dereference(aca->aca_next, idev)) {
  if (ipv6_addr_equal(&aca->aca_addr, addr))
   break;
  prev_aca = aca;
 }
 if (!aca) {
  write_unlock_bh(&idev->lock);
  return -ENOENT;
 }
 if (--aca->aca_users > 0) {
  write_unlock_bh(&idev->lock);
  return 0;
 }
 if (prev_aca)
  rcu_assign_pointer(prev_aca->aca_next, aca->aca_next);
 else
  rcu_assign_pointer(idev->ac_list, aca->aca_next);
 write_unlock_bh(&idev->lock);
 ipv6_del_acaddr_hash(aca);
 addrconf_leave_solict(idev, &aca->aca_addr);

 ip6_del_rt(dev_net(idev->dev), aca->aca_rt, false);

 inet6_ifacaddr_notify(idev->dev, aca, RTM_DELANYCAST);

 aca_put(aca);
 return 0;
}

static int ipv6_dev_ac_dec(struct net_device *dev, const struct in6_addr *addr)
{
 struct inet6_dev *idev = in6_dev_get(dev);
 int err;

 if (!idev)
  return -ENODEV;

 err = __ipv6_dev_ac_dec(idev, addr);
 in6_dev_put(idev);

 return err;
}

void ipv6_ac_destroy_dev(struct inet6_dev *idev)
{
 struct ifacaddr6 *aca;

 write_lock_bh(&idev->lock);
 while ((aca = ac_dereference(idev->ac_list, idev)) != NULL) {
  rcu_assign_pointer(idev->ac_list, aca->aca_next);
  write_unlock_bh(&idev->lock);

  ipv6_del_acaddr_hash(aca);

  addrconf_leave_solict(idev, &aca->aca_addr);

  ip6_del_rt(dev_net(idev->dev), aca->aca_rt, false);

  aca_put(aca);

  write_lock_bh(&idev->lock);
 }
 write_unlock_bh(&idev->lock);
}

/*
 * check if the interface has this anycast address
 * called with rcu_read_lock()
 */
static bool ipv6_chk_acast_dev(struct net_device *dev, const struct in6_addr *addr)
{
 struct inet6_dev *idev;
 struct ifacaddr6 *aca;

 idev = __in6_dev_get(dev);
 if (idev) {
  for (aca = rcu_dereference(idev->ac_list); aca;
       aca = rcu_dereference(aca->aca_next))
   if (ipv6_addr_equal(&aca->aca_addr, addr))
    break;
  return aca != NULL;
 }
 return false;
}

/*
 * check if given interface (or any, if dev==0) has this anycast address
 */
bool ipv6_chk_acast_addr(struct net *net, struct net_device *dev,
    const struct in6_addr *addr)
{
 struct net_device *nh_dev;
 struct ifacaddr6 *aca;
 bool found = false;

 rcu_read_lock();
 if (dev)
  found = ipv6_chk_acast_dev(dev, addr);
 else {
  unsigned int hash = inet6_acaddr_hash(net, addr);

  hlist_for_each_entry_rcu(aca, &inet6_acaddr_lst[hash],
      aca_addr_lst) {
   nh_dev = fib6_info_nh_dev(aca->aca_rt);
   if (!nh_dev || !net_eq(dev_net(nh_dev), net))
    continue;
   if (ipv6_addr_equal(&aca->aca_addr, addr)) {
    found = true;
    break;
   }
  }
 }
 rcu_read_unlock();
 return found;
}

/* check if this anycast address is link-local on given interface or
 * is global
 */
bool ipv6_chk_acast_addr_src(struct net *net, struct net_device *dev,
        const struct in6_addr *addr)
{
 return ipv6_chk_acast_addr(net,
       (ipv6_addr_type(addr) & IPV6_ADDR_LINKLOCAL ?
        dev : NULL),
       addr);
}

#ifdef CONFIG_PROC_FS
struct ac6_iter_state {
 struct seq_net_private p;
 struct net_device *dev;
};

#define ac6_seq_private(seq) ((struct ac6_iter_state *)(seq)->private)

static inline struct ifacaddr6 *ac6_get_first(struct seq_file *seq)
{
 struct ac6_iter_state *state = ac6_seq_private(seq);
 struct net *net = seq_file_net(seq);
 struct ifacaddr6 *im = NULL;

 for_each_netdev_rcu(net, state->dev) {
  struct inet6_dev *idev;

  idev = __in6_dev_get(state->dev);
  if (!idev)
   continue;
  im = rcu_dereference(idev->ac_list);
  if (im)
   break;
 }
 return im;
}

static struct ifacaddr6 *ac6_get_next(struct seq_file *seq, struct ifacaddr6 *im)
{
 struct ac6_iter_state *state = ac6_seq_private(seq);
 struct inet6_dev *idev;

 im = rcu_dereference(im->aca_next);
 while (!im) {
  state->dev = next_net_device_rcu(state->dev);
  if (!state->dev)
   break;
  idev = __in6_dev_get(state->dev);
  if (!idev)
   continue;
  im = rcu_dereference(idev->ac_list);
 }
 return im;
}

static struct ifacaddr6 *ac6_get_idx(struct seq_file *seq, loff_t pos)
{
 struct ifacaddr6 *im = ac6_get_first(seq);
 if (im)
  while (pos && (im = ac6_get_next(seq, im)) != NULL)
   --pos;
 return pos ? NULL : im;
}

static void *ac6_seq_start(struct seq_file *seq, loff_t *pos)
 __acquires(RCU)
{
 rcu_read_lock();
 return ac6_get_idx(seq, *pos);
}

static void *ac6_seq_next(struct seq_file *seq, void *v, loff_t *pos)
{
 struct ifacaddr6 *im = ac6_get_next(seq, v);

 ++*pos;
 return im;
}

static void ac6_seq_stop(struct seq_file *seq, void *v)
 __releases(RCU)
{
 rcu_read_unlock();
}

static int ac6_seq_show(struct seq_file *seq, void *v)
{
 struct ifacaddr6 *im = (struct ifacaddr6 *)v;
 struct ac6_iter_state *state = ac6_seq_private(seq);

 seq_printf(seq, "%-4d %-15s %pi6 %5d\n",
     state->dev->ifindex, state->dev->name,
     &im->aca_addr, im->aca_users);
 return 0;
}

static const struct seq_operations ac6_seq_ops = {
 .start = ac6_seq_start,
 .next = ac6_seq_next,
 .stop = ac6_seq_stop,
 .show = ac6_seq_show,
};

int __net_init ac6_proc_init(struct net *net)
{
 if (!proc_create_net("anycast6", 0444, net->proc_net, &ac6_seq_ops,
   sizeof(struct ac6_iter_state)))
  return -ENOMEM;

 return 0;
}

void ac6_proc_exit(struct net *net)
{
 remove_proc_entry("anycast6", net->proc_net);
}
#endif

/* Init / cleanup code
 */
int __init ipv6_anycast_init(void)
{
 int i;

 for (i = 0; i < IN6_ADDR_HSIZE; i++)
  INIT_HLIST_HEAD(&inet6_acaddr_lst[i]);
 return 0;
}

void ipv6_anycast_cleanup(void)
{
 int i;

 spin_lock(&acaddr_hash_lock);
 for (i = 0; i < IN6_ADDR_HSIZE; i++)
  WARN_ON(!hlist_empty(&inet6_acaddr_lst[i]));
 spin_unlock(&acaddr_hash_lock);
}