xref: /linux/net/ipv6/addrlabel.c (revision ca55b2fef3a9373fcfc30f82fd26bc7fccbda732)
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 	possible_net_t lbl_net;
33 	struct in6_addr prefix;
34 	int prefixlen;
35 	int ifindex;
36 	int addrtype;
37 	u32 label;
38 	struct hlist_node list;
39 	atomic_t refcnt;
40 	struct rcu_head rcu;
41 };
42 
43 static struct ip6addrlbl_table
44 {
45 	struct hlist_head head;
46 	spinlock_t lock;
47 	u32 seq;
48 } ip6addrlbl_table;
49 
50 static inline
51 struct net *ip6addrlbl_net(const struct ip6addrlbl_entry *lbl)
52 {
53 	return read_pnet(&lbl->lbl_net);
54 }
55 
56 /*
57  * Default policy table (RFC6724 + extensions)
58  *
59  * prefix		addr_type	label
60  * -------------------------------------------------------------------------
61  * ::1/128		LOOPBACK	0
62  * ::/0			N/A		1
63  * 2002::/16		N/A		2
64  * ::/96		COMPATv4	3
65  * ::ffff:0:0/96	V4MAPPED	4
66  * fc00::/7		N/A		5		ULA (RFC 4193)
67  * 2001::/32		N/A		6		Teredo (RFC 4380)
68  * 2001:10::/28		N/A		7		ORCHID (RFC 4843)
69  * fec0::/10		N/A		11		Site-local
70  *							(deprecated by RFC3879)
71  * 3ffe::/16		N/A		12		6bone
72  *
73  * Note: 0xffffffff is used if we do not have any policies.
74  * Note: Labels for ULA and 6to4 are different from labels listed in RFC6724.
75  */
76 
77 #define IPV6_ADDR_LABEL_DEFAULT	0xffffffffUL
78 
79 static const __net_initconst struct ip6addrlbl_init_table
80 {
81 	const struct in6_addr *prefix;
82 	int prefixlen;
83 	u32 label;
84 } ip6addrlbl_init_table[] = {
85 	{	/* ::/0 */
86 		.prefix = &in6addr_any,
87 		.label = 1,
88 	}, {	/* fc00::/7 */
89 		.prefix = &(struct in6_addr){ { { 0xfc } } } ,
90 		.prefixlen = 7,
91 		.label = 5,
92 	}, {	/* fec0::/10 */
93 		.prefix = &(struct in6_addr){ { { 0xfe, 0xc0 } } },
94 		.prefixlen = 10,
95 		.label = 11,
96 	}, {	/* 2002::/16 */
97 		.prefix = &(struct in6_addr){ { { 0x20, 0x02 } } },
98 		.prefixlen = 16,
99 		.label = 2,
100 	}, {	/* 3ffe::/16 */
101 		.prefix = &(struct in6_addr){ { { 0x3f, 0xfe } } },
102 		.prefixlen = 16,
103 		.label = 12,
104 	}, {	/* 2001::/32 */
105 		.prefix = &(struct in6_addr){ { { 0x20, 0x01 } } },
106 		.prefixlen = 32,
107 		.label = 6,
108 	}, {	/* 2001:10::/28 */
109 		.prefix = &(struct in6_addr){ { { 0x20, 0x01, 0x00, 0x10 } } },
110 		.prefixlen = 28,
111 		.label = 7,
112 	}, {	/* ::ffff:0:0 */
113 		.prefix = &(struct in6_addr){ { { [10] = 0xff, [11] = 0xff } } },
114 		.prefixlen = 96,
115 		.label = 4,
116 	}, {	/* ::/96 */
117 		.prefix = &in6addr_any,
118 		.prefixlen = 96,
119 		.label = 3,
120 	}, {	/* ::1/128 */
121 		.prefix = &in6addr_loopback,
122 		.prefixlen = 128,
123 		.label = 0,
124 	}
125 };
126 
127 /* Object management */
128 static inline void ip6addrlbl_free(struct ip6addrlbl_entry *p)
129 {
130 	kfree(p);
131 }
132 
133 static void ip6addrlbl_free_rcu(struct rcu_head *h)
134 {
135 	ip6addrlbl_free(container_of(h, struct ip6addrlbl_entry, rcu));
136 }
137 
138 static bool ip6addrlbl_hold(struct ip6addrlbl_entry *p)
139 {
140 	return atomic_inc_not_zero(&p->refcnt);
141 }
142 
143 static inline void ip6addrlbl_put(struct ip6addrlbl_entry *p)
144 {
145 	if (atomic_dec_and_test(&p->refcnt))
146 		call_rcu(&p->rcu, ip6addrlbl_free_rcu);
147 }
148 
149 /* Find label */
150 static bool __ip6addrlbl_match(struct net *net,
151 			       const struct ip6addrlbl_entry *p,
152 			       const struct in6_addr *addr,
153 			       int addrtype, int ifindex)
154 {
155 	if (!net_eq(ip6addrlbl_net(p), net))
156 		return false;
157 	if (p->ifindex && p->ifindex != ifindex)
158 		return false;
159 	if (p->addrtype && p->addrtype != addrtype)
160 		return false;
161 	if (!ipv6_prefix_equal(addr, &p->prefix, p->prefixlen))
162 		return false;
163 	return true;
164 }
165 
166 static struct ip6addrlbl_entry *__ipv6_addr_label(struct net *net,
167 						  const struct in6_addr *addr,
168 						  int type, int ifindex)
169 {
170 	struct ip6addrlbl_entry *p;
171 	hlist_for_each_entry_rcu(p, &ip6addrlbl_table.head, list) {
172 		if (__ip6addrlbl_match(net, p, addr, type, ifindex))
173 			return p;
174 	}
175 	return NULL;
176 }
177 
178 u32 ipv6_addr_label(struct net *net,
179 		    const struct in6_addr *addr, int type, int ifindex)
180 {
181 	u32 label;
182 	struct ip6addrlbl_entry *p;
183 
184 	type &= IPV6_ADDR_MAPPED | IPV6_ADDR_COMPATv4 | IPV6_ADDR_LOOPBACK;
185 
186 	rcu_read_lock();
187 	p = __ipv6_addr_label(net, addr, type, ifindex);
188 	label = p ? p->label : IPV6_ADDR_LABEL_DEFAULT;
189 	rcu_read_unlock();
190 
191 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(addr=%pI6, type=%d, ifindex=%d) => %08x\n",
192 		  __func__, addr, type, ifindex, label);
193 
194 	return label;
195 }
196 
197 /* allocate one entry */
198 static struct ip6addrlbl_entry *ip6addrlbl_alloc(struct net *net,
199 						 const struct in6_addr *prefix,
200 						 int prefixlen, int ifindex,
201 						 u32 label)
202 {
203 	struct ip6addrlbl_entry *newp;
204 	int addrtype;
205 
206 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d, label=%u)\n",
207 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex, (unsigned int)label);
208 
209 	addrtype = ipv6_addr_type(prefix) & (IPV6_ADDR_MAPPED | IPV6_ADDR_COMPATv4 | IPV6_ADDR_LOOPBACK);
210 
211 	switch (addrtype) {
212 	case IPV6_ADDR_MAPPED:
213 		if (prefixlen > 96)
214 			return ERR_PTR(-EINVAL);
215 		if (prefixlen < 96)
216 			addrtype = 0;
217 		break;
218 	case IPV6_ADDR_COMPATv4:
219 		if (prefixlen != 96)
220 			addrtype = 0;
221 		break;
222 	case IPV6_ADDR_LOOPBACK:
223 		if (prefixlen != 128)
224 			addrtype = 0;
225 		break;
226 	}
227 
228 	newp = kmalloc(sizeof(*newp), GFP_KERNEL);
229 	if (!newp)
230 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
231 
232 	ipv6_addr_prefix(&newp->prefix, prefix, prefixlen);
233 	newp->prefixlen = prefixlen;
234 	newp->ifindex = ifindex;
235 	newp->addrtype = addrtype;
236 	newp->label = label;
237 	INIT_HLIST_NODE(&newp->list);
238 	write_pnet(&newp->lbl_net, net);
239 	atomic_set(&newp->refcnt, 1);
240 	return newp;
241 }
242 
243 /* add a label */
244 static int __ip6addrlbl_add(struct ip6addrlbl_entry *newp, int replace)
245 {
246 	struct hlist_node *n;
247 	struct ip6addrlbl_entry *last = NULL, *p = NULL;
248 	int ret = 0;
249 
250 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(newp=%p, replace=%d)\n", __func__, newp,
251 		  replace);
252 
253 	hlist_for_each_entry_safe(p, n,	&ip6addrlbl_table.head, list) {
254 		if (p->prefixlen == newp->prefixlen &&
255 		    net_eq(ip6addrlbl_net(p), ip6addrlbl_net(newp)) &&
256 		    p->ifindex == newp->ifindex &&
257 		    ipv6_addr_equal(&p->prefix, &newp->prefix)) {
258 			if (!replace) {
259 				ret = -EEXIST;
260 				goto out;
261 			}
262 			hlist_replace_rcu(&p->list, &newp->list);
263 			ip6addrlbl_put(p);
264 			goto out;
265 		} else if ((p->prefixlen == newp->prefixlen && !p->ifindex) ||
266 			   (p->prefixlen < newp->prefixlen)) {
267 			hlist_add_before_rcu(&newp->list, &p->list);
268 			goto out;
269 		}
270 		last = p;
271 	}
272 	if (last)
273 		hlist_add_behind_rcu(&newp->list, &last->list);
274 	else
275 		hlist_add_head_rcu(&newp->list, &ip6addrlbl_table.head);
276 out:
277 	if (!ret)
278 		ip6addrlbl_table.seq++;
279 	return ret;
280 }
281 
282 /* add a label */
283 static int ip6addrlbl_add(struct net *net,
284 			  const struct in6_addr *prefix, int prefixlen,
285 			  int ifindex, u32 label, int replace)
286 {
287 	struct ip6addrlbl_entry *newp;
288 	int ret = 0;
289 
290 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d, label=%u, replace=%d)\n",
291 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex, (unsigned int)label,
292 		  replace);
293 
294 	newp = ip6addrlbl_alloc(net, prefix, prefixlen, ifindex, label);
295 	if (IS_ERR(newp))
296 		return PTR_ERR(newp);
297 	spin_lock(&ip6addrlbl_table.lock);
298 	ret = __ip6addrlbl_add(newp, replace);
299 	spin_unlock(&ip6addrlbl_table.lock);
300 	if (ret)
301 		ip6addrlbl_free(newp);
302 	return ret;
303 }
304 
305 /* remove a label */
306 static int __ip6addrlbl_del(struct net *net,
307 			    const struct in6_addr *prefix, int prefixlen,
308 			    int ifindex)
309 {
310 	struct ip6addrlbl_entry *p = NULL;
311 	struct hlist_node *n;
312 	int ret = -ESRCH;
313 
314 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d)\n",
315 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex);
316 
317 	hlist_for_each_entry_safe(p, n, &ip6addrlbl_table.head, list) {
318 		if (p->prefixlen == prefixlen &&
319 		    net_eq(ip6addrlbl_net(p), net) &&
320 		    p->ifindex == ifindex &&
321 		    ipv6_addr_equal(&p->prefix, prefix)) {
322 			hlist_del_rcu(&p->list);
323 			ip6addrlbl_put(p);
324 			ret = 0;
325 			break;
326 		}
327 	}
328 	return ret;
329 }
330 
331 static int ip6addrlbl_del(struct net *net,
332 			  const struct in6_addr *prefix, int prefixlen,
333 			  int ifindex)
334 {
335 	struct in6_addr prefix_buf;
336 	int ret;
337 
338 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s(prefix=%pI6, prefixlen=%d, ifindex=%d)\n",
339 		  __func__, prefix, prefixlen, ifindex);
340 
341 	ipv6_addr_prefix(&prefix_buf, prefix, prefixlen);
342 	spin_lock(&ip6addrlbl_table.lock);
343 	ret = __ip6addrlbl_del(net, &prefix_buf, prefixlen, ifindex);
344 	spin_unlock(&ip6addrlbl_table.lock);
345 	return ret;
346 }
347 
348 /* add default label */
349 static int __net_init ip6addrlbl_net_init(struct net *net)
350 {
351 	int err = 0;
352 	int i;
353 
354 	ADDRLABEL(KERN_DEBUG "%s\n", __func__);
355 
356 	for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ip6addrlbl_init_table); i++) {
357 		int ret = ip6addrlbl_add(net,
358 					 ip6addrlbl_init_table[i].prefix,
359 					 ip6addrlbl_init_table[i].prefixlen,
360 					 0,
361 					 ip6addrlbl_init_table[i].label, 0);
362 		/* XXX: should we free all rules when we catch an error? */
363 		if (ret && (!err || err != -ENOMEM))
364 			err = ret;
365 	}
366 	return err;
367 }
368 
369 static void __net_exit ip6addrlbl_net_exit(struct net *net)
370 {
371 	struct ip6addrlbl_entry *p = NULL;
372 	struct hlist_node *n;
373 
374 	/* Remove all labels belonging to the exiting net */
375 	spin_lock(&ip6addrlbl_table.lock);
376 	hlist_for_each_entry_safe(p, n, &ip6addrlbl_table.head, list) {
377 		if (net_eq(ip6addrlbl_net(p), net)) {
378 			hlist_del_rcu(&p->list);
379 			ip6addrlbl_put(p);
380 		}
381 	}
382 	spin_unlock(&ip6addrlbl_table.lock);
383 }
384 
385 static struct pernet_operations ipv6_addr_label_ops = {
386 	.init = ip6addrlbl_net_init,
387 	.exit = ip6addrlbl_net_exit,
388 };
389 
390 int __init ipv6_addr_label_init(void)
391 {
392 	spin_lock_init(&ip6addrlbl_table.lock);
393 
394 	return register_pernet_subsys(&ipv6_addr_label_ops);
395 }
396 
397 void ipv6_addr_label_cleanup(void)
398 {
399 	unregister_pernet_subsys(&ipv6_addr_label_ops);
400 }
401 
402 static const struct nla_policy ifal_policy[IFAL_MAX+1] = {
403 	[IFAL_ADDRESS]		= { .len = sizeof(struct in6_addr), },
404 	[IFAL_LABEL]		= { .len = sizeof(u32), },
405 };
406 
407 static int ip6addrlbl_newdel(struct sk_buff *skb, struct nlmsghdr *nlh)
408 {
409 	struct net *net = sock_net(skb->sk);
410 	struct ifaddrlblmsg *ifal;
411 	struct nlattr *tb[IFAL_MAX+1];
412 	struct in6_addr *pfx;
413 	u32 label;
414 	int err = 0;
415 
416 	err = nlmsg_parse(nlh, sizeof(*ifal), tb, IFAL_MAX, ifal_policy);
417 	if (err < 0)
418 		return err;
419 
420 	ifal = nlmsg_data(nlh);
421 
422 	if (ifal->ifal_family != AF_INET6 ||
423 	    ifal->ifal_prefixlen > 128)
424 		return -EINVAL;
425 
426 	if (!tb[IFAL_ADDRESS])
427 		return -EINVAL;
428 	pfx = nla_data(tb[IFAL_ADDRESS]);
429 
430 	if (!tb[IFAL_LABEL])
431 		return -EINVAL;
432 	label = nla_get_u32(tb[IFAL_LABEL]);
433 	if (label == IPV6_ADDR_LABEL_DEFAULT)
434 		return -EINVAL;
435 
436 	switch (nlh->nlmsg_type) {
437 	case RTM_NEWADDRLABEL:
438 		if (ifal->ifal_index &&
439 		    !__dev_get_by_index(net, ifal->ifal_index))
440 			return -EINVAL;
441 
442 		err = ip6addrlbl_add(net, pfx, ifal->ifal_prefixlen,
443 				     ifal->ifal_index, label,
444 				     nlh->nlmsg_flags & NLM_F_REPLACE);
445 		break;
446 	case RTM_DELADDRLABEL:
447 		err = ip6addrlbl_del(net, pfx, ifal->ifal_prefixlen,
448 				     ifal->ifal_index);
449 		break;
450 	default:
451 		err = -EOPNOTSUPP;
452 	}
453 	return err;
454 }
455 
456 static void ip6addrlbl_putmsg(struct nlmsghdr *nlh,
457 			      int prefixlen, int ifindex, u32 lseq)
458 {
459 	struct ifaddrlblmsg *ifal = nlmsg_data(nlh);
460 	ifal->ifal_family = AF_INET6;
461 	ifal->ifal_prefixlen = prefixlen;
462 	ifal->ifal_flags = 0;
463 	ifal->ifal_index = ifindex;
464 	ifal->ifal_seq = lseq;
465 };
466 
467 static int ip6addrlbl_fill(struct sk_buff *skb,
468 			   struct ip6addrlbl_entry *p,
469 			   u32 lseq,
470 			   u32 portid, u32 seq, int event,
471 			   unsigned int flags)
472 {
473 	struct nlmsghdr *nlh = nlmsg_put(skb, portid, seq, event,
474 					 sizeof(struct ifaddrlblmsg), flags);
475 	if (!nlh)
476 		return -EMSGSIZE;
477 
478 	ip6addrlbl_putmsg(nlh, p->prefixlen, p->ifindex, lseq);
479 
480 	if (nla_put_in6_addr(skb, IFAL_ADDRESS, &p->prefix) < 0 ||
481 	    nla_put_u32(skb, IFAL_LABEL, p->label) < 0) {
482 		nlmsg_cancel(skb, nlh);
483 		return -EMSGSIZE;
484 	}
485 
486 	nlmsg_end(skb, nlh);
487 	return 0;
488 }
489 
490 static int ip6addrlbl_dump(struct sk_buff *skb, struct netlink_callback *cb)
491 {
492 	struct net *net = sock_net(skb->sk);
493 	struct ip6addrlbl_entry *p;
494 	int idx = 0, s_idx = cb->args[0];
495 	int err;
496 
497 	rcu_read_lock();
498 	hlist_for_each_entry_rcu(p, &ip6addrlbl_table.head, list) {
499 		if (idx >= s_idx &&
500 		    net_eq(ip6addrlbl_net(p), net)) {
501 			err = ip6addrlbl_fill(skb, p,
502 					      ip6addrlbl_table.seq,
503 					      NETLINK_CB(cb->skb).portid,
504 					      cb->nlh->nlmsg_seq,
505 					      RTM_NEWADDRLABEL,
506 					      NLM_F_MULTI);
507 			if (err < 0)
508 				break;
509 		}
510 		idx++;
511 	}
512 	rcu_read_unlock();
513 	cb->args[0] = idx;
514 	return skb->len;
515 }
516 
517 static inline int ip6addrlbl_msgsize(void)
518 {
519 	return NLMSG_ALIGN(sizeof(struct ifaddrlblmsg))
520 		+ nla_total_size(16)	/* IFAL_ADDRESS */
521 		+ nla_total_size(4);	/* IFAL_LABEL */
522 }
523 
524 static int ip6addrlbl_get(struct sk_buff *in_skb, struct nlmsghdr *nlh)
525 {
526 	struct net *net = sock_net(in_skb->sk);
527 	struct ifaddrlblmsg *ifal;
528 	struct nlattr *tb[IFAL_MAX+1];
529 	struct in6_addr *addr;
530 	u32 lseq;
531 	int err = 0;
532 	struct ip6addrlbl_entry *p;
533 	struct sk_buff *skb;
534 
535 	err = nlmsg_parse(nlh, sizeof(*ifal), tb, IFAL_MAX, ifal_policy);
536 	if (err < 0)
537 		return err;
538 
539 	ifal = nlmsg_data(nlh);
540 
541 	if (ifal->ifal_family != AF_INET6 ||
542 	    ifal->ifal_prefixlen != 128)
543 		return -EINVAL;
544 
545 	if (ifal->ifal_index &&
546 	    !__dev_get_by_index(net, ifal->ifal_index))
547 		return -EINVAL;
548 
549 	if (!tb[IFAL_ADDRESS])
550 		return -EINVAL;
551 	addr = nla_data(tb[IFAL_ADDRESS]);
552 
553 	rcu_read_lock();
554 	p = __ipv6_addr_label(net, addr, ipv6_addr_type(addr), ifal->ifal_index);
555 	if (p && ip6addrlbl_hold(p))
556 		p = NULL;
557 	lseq = ip6addrlbl_table.seq;
558 	rcu_read_unlock();
559 
560 	if (!p) {
561 		err = -ESRCH;
562 		goto out;
563 	}
564 
565 	skb = nlmsg_new(ip6addrlbl_msgsize(), GFP_KERNEL);
566 	if (!skb) {
567 		ip6addrlbl_put(p);
568 		return -ENOBUFS;
569 	}
570 
571 	err = ip6addrlbl_fill(skb, p, lseq,
572 			      NETLINK_CB(in_skb).portid, nlh->nlmsg_seq,
573 			      RTM_NEWADDRLABEL, 0);
574 
575 	ip6addrlbl_put(p);
576 
577 	if (err < 0) {
578 		WARN_ON(err == -EMSGSIZE);
579 		kfree_skb(skb);
580 		goto out;
581 	}
582 
583 	err = rtnl_unicast(skb, net, NETLINK_CB(in_skb).portid);
584 out:
585 	return err;
586 }
587 
588 void __init ipv6_addr_label_rtnl_register(void)
589 {
590 	__rtnl_register(PF_INET6, RTM_NEWADDRLABEL, ip6addrlbl_newdel,
591 			NULL, NULL);
592 	__rtnl_register(PF_INET6, RTM_DELADDRLABEL, ip6addrlbl_newdel,
593 			NULL, NULL);
594 	__rtnl_register(PF_INET6, RTM_GETADDRLABEL, ip6addrlbl_get,
595 			ip6addrlbl_dump, NULL);
596 }
597 
598