Merge from vendor branch BZIP:
[dragonfly.git] / sys / netinet / ip_divert.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1993
3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
14  *    must display the following acknowledgement:
15  *      This product includes software developed by the University of
16  *      California, Berkeley and its contributors.
17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
19  *    without specific prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  *
33  * $FreeBSD: src/sys/netinet/ip_divert.c,v 1.42.2.6 2003/01/23 21:06:45 sam Exp $
34  * $DragonFly: src/sys/netinet/ip_divert.c,v 1.36 2008/03/07 11:34:20 sephe Exp $
35  */
36
37 #include "opt_inet.h"
38 #include "opt_ipfw.h"
39 #include "opt_ipdivert.h"
40 #include "opt_ipsec.h"
41
42 #ifndef INET
43 #error "IPDIVERT requires INET."
44 #endif
45
46 #include <sys/param.h>
47 #include <sys/kernel.h>
48 #include <sys/malloc.h>
49 #include <sys/mbuf.h>
50 #include <sys/socket.h>
51 #include <sys/protosw.h>
52 #include <sys/socketvar.h>
53 #include <sys/sysctl.h>
54 #include <sys/systm.h>
55 #include <sys/proc.h>
56 #include <sys/thread2.h>
57 #ifdef SMP
58 #include <sys/msgport.h>
59 #endif
60
61 #include <vm/vm_zone.h>
62
63 #include <net/if.h>
64 #include <net/route.h>
65 #ifdef SMP
66 #include <net/netmsg2.h>
67 #endif
68
69 #include <netinet/in.h>
70 #include <netinet/in_systm.h>
71 #include <netinet/ip.h>
72 #include <netinet/in_pcb.h>
73 #include <netinet/in_var.h>
74 #include <netinet/ip_var.h>
75
76 /*
77  * Divert sockets
78  */
79
80 /*
81  * Allocate enough space to hold a full IP packet
82  */
83 #define DIVSNDQ         (65536 + 100)
84 #define DIVRCVQ         (65536 + 100)
85
86 #define DIV_IS_OUTPUT(sin)      ((sin) == NULL || (sin)->sin_addr.s_addr == 0)
87
88 #define DIV_OUTPUT      0x10000
89 #define DIV_INPUT       0x20000
90
91 /*
92  * Divert sockets work in conjunction with ipfw, see the divert(4)
93  * manpage for features.
94  * Internally, packets selected by ipfw in ip_input() or ip_output(),
95  * and never diverted before, are passed to the input queue of the
96  * divert socket with a given 'divert_port' number (as specified in
97  * the matching ipfw rule), and they are tagged with a 16 bit cookie
98  * (representing the rule number of the matching ipfw rule), which
99  * is passed to process reading from the socket.
100  *
101  * Packets written to the divert socket are again tagged with a cookie
102  * (usually the same as above) and a destination address.
103  * If the destination address is INADDR_ANY then the packet is
104  * treated as outgoing and sent to ip_output(), otherwise it is
105  * treated as incoming and sent to ip_input().
106  * In both cases, the packet is tagged with the cookie.
107  *
108  * On reinjection, processing in ip_input() and ip_output()
109  * will be exactly the same as for the original packet, except that
110  * ipfw processing will start at the rule number after the one
111  * written in the cookie (so, tagging a packet with a cookie of 0
112  * will cause it to be effectively considered as a standard packet).
113  */
114
115 /* Internal variables */
116 static struct inpcbinfo divcbinfo;
117
118 static u_long   div_sendspace = DIVSNDQ;        /* XXX sysctl ? */
119 static u_long   div_recvspace = DIVRCVQ;        /* XXX sysctl ? */
120
121 /*
122  * Initialize divert connection block queue.
123  */
124 void
125 div_init(void)
126 {
127         in_pcbinfo_init(&divcbinfo);
128         /*
129          * XXX We don't use the hash list for divert IP, but it's easier
130          * to allocate a one entry hash list than it is to check all
131          * over the place for hashbase == NULL.
132          */
133         divcbinfo.hashbase = hashinit(1, M_PCB, &divcbinfo.hashmask);
134         divcbinfo.porthashbase = hashinit(1, M_PCB, &divcbinfo.porthashmask);
135         divcbinfo.wildcardhashbase = hashinit(1, M_PCB,
136                                               &divcbinfo.wildcardhashmask);
137         divcbinfo.ipi_zone = zinit("divcb", sizeof(struct inpcb),
138                                    maxsockets, ZONE_INTERRUPT, 0);
139 }
140
141 /*
142  * IPPROTO_DIVERT is not a real IP protocol; don't allow any packets
143  * with that protocol number to enter the system from the outside.
144  */
145 void
146 div_input(struct mbuf *m, ...)
147 {
148         ipstat.ips_noproto++;
149         m_freem(m);
150 }
151
152 struct lwkt_port *
153 div_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam,
154            struct mbuf **mptr, int req)
155 {
156         struct sockaddr_in *sin;
157         struct mbuf *m;
158         int dir;
159
160         /* Except for send(), everything happens on CPU0 */
161         if (req != PRU_SEND)
162                 return cpu0_soport(so, nam, mptr, req);
163
164         sin = (struct sockaddr_in *)nam;
165         m = *mptr;
166         M_ASSERTPKTHDR(m);
167
168         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
169         dir = DIV_IS_OUTPUT(sin) ? IP_MPORT_OUT : IP_MPORT_IN;
170
171         if (sin != NULL) {
172                 int i;
173
174                 /*
175                  * Try locating the interface, if we originally had one.
176                  * This is done even for outgoing packets, since for a
177                  * forwarded packet, there must be an interface attached.
178                  *
179                  * Find receive interface with the given name, stuffed
180                  * (if it exists) in the sin_zero[] field.
181                  * The name is user supplied data so don't trust its size
182                  * or that it is zero terminated.
183                  */
184                 for (i = 0; sin->sin_zero[i] && i < sizeof(sin->sin_zero); i++)
185                         ;
186                 if (i > 0 && i < sizeof(sin->sin_zero))
187                         m->m_pkthdr.rcvif = ifunit(sin->sin_zero);
188         }
189
190         if (dir == IP_MPORT_IN && m->m_pkthdr.rcvif == NULL) {
191                 /*
192                  * No luck with the name, check by IP address.
193                  * Clear the port and the ifname to make sure
194                  * there are no distractions for ifa_ifwithaddr.
195                  *
196                  * Be careful not to trash sin->sin_port; it will
197                  * be used later in div_output().
198                  */
199                 struct ifaddr *ifa;
200                 u_short sin_port;
201
202                 bzero(sin->sin_zero, sizeof(sin->sin_zero));
203                 sin_port = sin->sin_port; /* save */
204                 sin->sin_port = 0;
205                 ifa = ifa_ifwithaddr((struct sockaddr *)sin);
206                 if (ifa == NULL) {
207                         m_freem(m);
208                         *mptr = NULL;
209                         return NULL;
210                 }
211                 sin->sin_port = sin_port; /* restore */
212                 m->m_pkthdr.rcvif = ifa->ifa_ifp;
213         }
214
215         return ip_mport(mptr, dir);
216 }
217
218 /*
219  * Divert a packet by passing it up to the divert socket at port 'port'.
220  *
221  * Setup generic address and protocol structures for div_input routine,
222  * then pass them along with mbuf chain.
223  */
224 static void
225 div_packet(struct mbuf *m, int incoming, int port)
226 {
227         struct sockaddr_in divsrc = { sizeof divsrc, AF_INET };
228         struct inpcb *inp;
229         struct socket *sa;
230         struct m_tag *mtag;
231         u_int16_t nport;
232
233         /* Locate the divert tag */
234         mtag = m_tag_find(m, PACKET_TAG_IPFW_DIVERT, NULL);
235         divsrc.sin_port = *(u_int16_t *)m_tag_data(mtag);
236
237         /*
238          * Record receive interface address, if any.
239          * But only for incoming packets.
240          */
241         divsrc.sin_addr.s_addr = 0;
242         if (incoming) {
243                 struct ifaddr_container *ifac;
244
245                 /* Find IP address for receive interface */
246                 TAILQ_FOREACH(ifac, &m->m_pkthdr.rcvif->if_addrheads[mycpuid],
247                               ifa_link) {
248                         struct ifaddr *ifa = ifac->ifa;
249
250                         if (ifa->ifa_addr == NULL)
251                                 continue;
252                         if (ifa->ifa_addr->sa_family != AF_INET)
253                                 continue;
254                         divsrc.sin_addr =
255                             ((struct sockaddr_in *) ifa->ifa_addr)->sin_addr;
256                         break;
257                 }
258         }
259         /*
260          * Record the incoming interface name whenever we have one.
261          */
262         if (m->m_pkthdr.rcvif) {
263                 /*
264                  * Hide the actual interface name in there in the
265                  * sin_zero array. XXX This needs to be moved to a
266                  * different sockaddr type for divert, e.g.
267                  * sockaddr_div with multiple fields like
268                  * sockaddr_dl. Presently we have only 7 bytes
269                  * but that will do for now as most interfaces
270                  * are 4 or less + 2 or less bytes for unit.
271                  * There is probably a faster way of doing this,
272                  * possibly taking it from the sockaddr_dl on the iface.
273                  * This solves the problem of a P2P link and a LAN interface
274                  * having the same address, which can result in the wrong
275                  * interface being assigned to the packet when fed back
276                  * into the divert socket. Theoretically if the daemon saves
277                  * and re-uses the sockaddr_in as suggested in the man pages,
278                  * this iface name will come along for the ride.
279                  * (see div_output for the other half of this.)
280                  */
281                 ksnprintf(divsrc.sin_zero, sizeof divsrc.sin_zero,
282                          m->m_pkthdr.rcvif->if_xname);
283         }
284
285         /* Put packet on socket queue, if any */
286         sa = NULL;
287         nport = htons((u_int16_t)port);
288         LIST_FOREACH(inp, &divcbinfo.pcblisthead, inp_list) {
289                 if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
290                         continue;
291                 if (inp->inp_lport == nport)
292                         sa = inp->inp_socket;
293         }
294         if (sa) {
295                 if (ssb_appendaddr(&sa->so_rcv, (struct sockaddr *)&divsrc, m,
296                                  (struct mbuf *)NULL) == 0)
297                         m_freem(m);
298                 else
299                         sorwakeup(sa);
300         } else {
301                 m_freem(m);
302                 ipstat.ips_noproto++;
303                 ipstat.ips_delivered--;
304         }
305 }
306
307 #ifdef SMP
308 static void
309 div_packet_handler(struct netmsg *nmsg)
310 {
311         struct netmsg_packet *nmp;
312         struct lwkt_msg *msg;
313         struct mbuf *m;
314         int port, incoming = 0;
315
316         nmp = (struct netmsg_packet *)nmsg;
317         m = nmp->nm_packet;
318
319         msg = &nmsg->nm_lmsg;
320         port = msg->u.ms_result32 & 0xffff;
321         if (msg->u.ms_result32 & DIV_INPUT)
322                 incoming = 1;
323
324         div_packet(m, incoming, port);
325 }
326 #endif  /* SMP */
327
328 void
329 divert_packet(struct mbuf *m, int incoming, int port)
330 {
331         /* Sanity check */
332         KASSERT(port != 0, ("%s: port=0", __func__));
333         M_ASSERTPKTHDR(m);
334
335         /* Assure header */
336         if (m->m_len < sizeof(struct ip) &&
337             (m = m_pullup(m, sizeof(struct ip))) == NULL)
338                 return;
339
340         /* Sanity check */
341         KASSERT(m_tag_find(m, PACKET_TAG_IPFW_DIVERT, NULL) != NULL,
342                 ("%s no divert tag!", __func__));
343
344 #ifdef SMP
345         if (mycpuid != 0) {
346                 struct netmsg_packet *nmp;
347                 struct lwkt_msg *msg;
348
349                 nmp = &m->m_hdr.mh_netmsg;
350                 netmsg_init(&nmp->nm_netmsg, &netisr_apanic_rport, 0,
351                             div_packet_handler);
352                 nmp->nm_packet = m;
353
354                 msg = &nmp->nm_netmsg.nm_lmsg;
355                 msg->u.ms_result32 = port; /* port is 16bits */
356                 if (incoming)
357                         msg->u.ms_result32 |= DIV_INPUT;
358                 else
359                         msg->u.ms_result32 |= DIV_OUTPUT;
360
361                 lwkt_sendmsg(cpu_portfn(0), &nmp->nm_netmsg.nm_lmsg);
362         } else
363 #endif
364         div_packet(m, incoming, port);
365 }
366
367 /*
368  * Deliver packet back into the IP processing machinery.
369  *
370  * If no address specified, or address is 0.0.0.0, send to ip_output();
371  * otherwise, send to ip_input() and mark as having been received on
372  * the interface with that address.
373  */
374 static int
375 div_output(struct socket *so, struct mbuf *m,
376         struct sockaddr_in *sin, struct mbuf *control)
377 {
378         int error = 0;
379         struct m_tag *mtag;
380
381         if (control)
382                 m_freem(control);               /* XXX */
383
384         /*
385          * Prepare the tag for divert info. Note that a packet
386          * with a 0 tag in mh_data is effectively untagged,
387          * so we could optimize that case.
388          */
389         mtag = m_tag_get(PACKET_TAG_IPFW_DIVERT, sizeof(u_int16_t), MB_DONTWAIT);
390         if (mtag == NULL) {
391                 error = ENOBUFS;
392                 goto cantsend;
393         }
394         m_tag_prepend(m, mtag);
395
396         /* Loopback avoidance and state recovery */
397         if (sin)
398                 *(u_int16_t *)m_tag_data(mtag) = sin->sin_port;
399         else
400                 *(u_int16_t *)m_tag_data(mtag) = 0;
401
402         /* Reinject packet into the system as incoming or outgoing */
403         if (DIV_IS_OUTPUT(sin)) {
404                 struct ip *const ip = mtod(m, struct ip *);
405
406                 /* Don't allow packet length sizes that will crash */
407                 if ((u_short)ntohs(ip->ip_len) > m->m_pkthdr.len) {
408                         error = EINVAL;
409                         goto cantsend;
410                 }
411
412                 /* Convert fields to host order for ip_output() */
413                 ip->ip_len = ntohs(ip->ip_len);
414                 ip->ip_off = ntohs(ip->ip_off);
415
416                 /* Send packet to output processing */
417                 ipstat.ips_rawout++;                    /* XXX */
418                 error = ip_output(m, NULL, NULL,
419                             (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
420                             IP_ALLOWBROADCAST | IP_RAWOUTPUT,
421                             NULL, NULL);
422         } else {
423                 ip_input(m);
424         }
425         return error;
426
427 cantsend:
428         m_freem(m);
429         return error;
430 }
431
432 static int
433 div_attach(struct socket *so, int proto, struct pru_attach_info *ai)
434 {
435         struct inpcb *inp;
436         int error;
437
438         inp  = so->so_pcb;
439         if (inp)
440                 panic("div_attach");
441         if ((error = suser_cred(ai->p_ucred, NULL_CRED_OKAY)) != 0)
442                 return error;
443
444         error = soreserve(so, div_sendspace, div_recvspace, ai->sb_rlimit);
445         if (error)
446                 return error;
447         error = in_pcballoc(so, &divcbinfo);
448         if (error)
449                 return error;
450         inp = (struct inpcb *)so->so_pcb;
451         inp->inp_ip_p = proto;
452         inp->inp_vflag |= INP_IPV4;
453         inp->inp_flags |= INP_HDRINCL;
454         /*
455          * The socket is always "connected" because
456          * we always know "where" to send the packet.
457          */
458         so->so_state |= SS_ISCONNECTED;
459         return 0;
460 }
461
462 static int
463 div_detach(struct socket *so)
464 {
465         struct inpcb *inp;
466
467         inp = so->so_pcb;
468         if (inp == NULL)
469                 panic("div_detach");
470         in_pcbdetach(inp);
471         return 0;
472 }
473
474 static int
475 div_abort(struct socket *so)
476 {
477         soisdisconnected(so);
478         return div_detach(so);
479 }
480
481 static int
482 div_disconnect(struct socket *so)
483 {
484         if (!(so->so_state & SS_ISCONNECTED))
485                 return ENOTCONN;
486         return div_abort(so);
487 }
488
489 static int
490 div_bind(struct socket *so, struct sockaddr *nam, struct thread *td)
491 {
492         int error;
493
494         /*
495          * in_pcbbind assumes that nam is a sockaddr_in
496          * and in_pcbbind requires a valid address. Since divert
497          * sockets don't we need to make sure the address is
498          * filled in properly.
499          * XXX -- divert should not be abusing in_pcbind
500          * and should probably have its own family.
501          */
502         if (nam->sa_family != AF_INET) {
503                 error = EAFNOSUPPORT;
504         } else {
505                 ((struct sockaddr_in *)nam)->sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
506                 error = in_pcbbind(so->so_pcb, nam, td);
507         }
508         return error;
509 }
510
511 static int
512 div_shutdown(struct socket *so)
513 {
514         socantsendmore(so);
515         return 0;
516 }
517
518 static int
519 div_send(struct socket *so, int flags, struct mbuf *m, struct sockaddr *nam,
520          struct mbuf *control, struct thread *td)
521 {
522         /* Length check already done in ip_mport() */
523         KASSERT(m->m_len >= sizeof(struct ip), ("IP header not in one mbuf"));
524
525         /* Send packet */
526         return div_output(so, m, (struct sockaddr_in *)nam, control);
527 }
528
529 SYSCTL_DECL(_net_inet_divert);
530 SYSCTL_PROC(_net_inet_divert, OID_AUTO, pcblist, CTLFLAG_RD, &divcbinfo, 0,
531             in_pcblist_global, "S,xinpcb", "List of active divert sockets");
532
533 struct pr_usrreqs div_usrreqs = {
534         .pru_abort = div_abort,
535         .pru_accept = pru_accept_notsupp,
536         .pru_attach = div_attach,
537         .pru_bind = div_bind,
538         .pru_connect = pru_connect_notsupp,
539         .pru_connect2 = pru_connect2_notsupp,
540         .pru_control = in_control,
541         .pru_detach = div_detach,
542         .pru_disconnect = div_disconnect,
543         .pru_listen = pru_listen_notsupp,
544         .pru_peeraddr = in_setpeeraddr,
545         .pru_rcvd = pru_rcvd_notsupp,
546         .pru_rcvoob = pru_rcvoob_notsupp,
547         .pru_send = div_send,
548         .pru_sense = pru_sense_null,
549         .pru_shutdown = div_shutdown,
550         .pru_sockaddr = in_setsockaddr,
551         .pru_sosend = sosend,
552         .pru_soreceive = soreceive,
553         .pru_sopoll = sopoll
554 };