sys/net/bridge/bridge.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1998-2002 Luigi Rizzo
   3  *
   4  * Work partly supported by: Cisco Systems, Inc. - NSITE lab, RTP, NC
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  *
  27  * $FreeBSD: src/sys/net/bridge.c,v 1.16.2.25 2003/01/23 21:06:44 sam Exp $
  28  * $DragonFly: src/sys/net/bridge/Attic/bridge.c,v 1.4 2003/08/07 21:17:24 dillon Exp $
  29  */
  30
  31 /*
  32  * This code implements bridging in FreeBSD. It only acts on ethernet
  33  * interfaces, including VLANs (others are still usable for routing).
  34  * A FreeBSD host can implement multiple logical bridges, called
  35  * "clusters". Each cluster is made of a set of interfaces, and
  36  * identified by a "cluster-id" which is a number in the range 1..2^16-1.
  37  *
  38  * Bridging is enabled by the sysctl variable
  39  *      net.link.ether.bridge
  40  * the grouping of interfaces into clusters is done with
  41  *      net.link.ether.bridge_cfg
  42  * containing a list of interfaces each optionally followed by
  43  * a colon and the cluster it belongs to (1 is the default).
  44  * Separators can be * spaces, commas or tabs, e.g.
  45  *      net.link.ether.bridge_cfg="fxp0:2 fxp1:2 dc0 dc1:1"
  46  * Optionally bridged packets can be passed through the firewall,
  47  * this is controlled by the variable
  48  *      net.link.ether.bridge_ipfw
  49  *
  50  * For each cluster there is a descriptor (cluster_softc) storing
  51  * the following data structures:
  52  * - a hash table with the MAC address and destination interface for each
  53  *   known node. The table is indexed using a hash of the source address.
  54  * - an array with the MAC addresses of the interfaces used in the cluster.
  55  *
  56  * Input packets are tapped near the beginning of ether_input(), and
  57  * analysed by bridge_in(). Depending on the result, the packet
  58  * can be forwarded to one or more output interfaces using bdg_forward(),
  59  * and/or sent to the upper layer (e.g. in case of multicast).
  60  *
  61  * Output packets are intercepted near the end of ether_output().
  62  * The correct destination is selected by bridge_dst_lookup(),
  63  * and then forwarding is done by bdg_forward().
  64  *
  65  * The arp code is also modified to let a machine answer to requests
  66  * irrespective of the port the request came from.
  67  *
  68  * In case of loops in the bridging topology, the bridge detects this
  69  * event and temporarily mutes output bridging on one of the ports.
  70  * Periodically, interfaces are unmuted by bdg_timeout().
  71  * Muting is only implemented as a safety measure, and also as
  72  * a mechanism to support a user-space implementation of the spanning
  73  * tree algorithm.
  74  *
  75  * To build a bridging kernel, use the following option
  76  *    option BRIDGE
  77  * and then at runtime set the sysctl variable to enable bridging.
  78  *
  79  * Only one interface per cluster is supposed to have addresses set (but
  80  * there are no substantial problems if you set addresses for none or
  81  * for more than one interface).
  82  * Bridging will act before routing, but nothing prevents a machine
  83  * from doing both (modulo bugs in the implementation...).
  84  *
  85  * THINGS TO REMEMBER
  86  *  - bridging is incompatible with multicast routing on the same
  87  *    machine. There is not an easy fix to this.
  88  *  - be very careful when bridging VLANs
  89  *  - loop detection is still not very robust.
  90  */
  91
  92 #include <sys/param.h>
  93 #include <sys/mbuf.h>
  94 #include <sys/malloc.h>
  95 #include <sys/systm.h>
  96 #include <sys/socket.h> /* for net/if.h */
  97 #include <sys/ctype.h>  /* string functions */
  98 #include <sys/kernel.h>
  99 #include <sys/sysctl.h>
 100
 101 #include <net/if.h>
 102 #include <net/if_types.h>
 103 #include <net/if_var.h>
 104
 105 #include <netinet/in.h> /* for struct arpcom */
 106 #include <netinet/in_systm.h>
 107 #include <netinet/in_var.h>
 108 #include <netinet/ip.h>
 109 #include <netinet/if_ether.h> /* for struct arpcom */
 110
 111 #include <net/route.h>
 112 #include <netinet/ip_fw.h>
 113 #include <netinet/ip_dummynet.h>
 114 #include "bridge.h"
 115
 116 /*--------------------*/
 117
 118 /*
 119  * For each cluster, source MAC addresses are stored into a hash
 120  * table which locates the port they reside on.
 121  */
 122 #define HASH_SIZE 8192  /* Table size, must be a power of 2 */
 123
 124 typedef struct hash_table {             /* each entry.          */
 125     struct ifnet *      name;
 126     u_char              etheraddr[6];
 127     u_int16_t           used;           /* also, padding        */
 128 } bdg_hash_table ;
 129
 130 /*
 131  * The hash function applied to MAC addresses. Out of the 6 bytes,
 132  * the last ones tend to vary more. Since we are on a little endian machine,
 133  * we have to do some gimmick...
 134  */
 135 #define HASH_FN(addr)   (       \
 136     ntohs( ((u_int16_t *)addr)[1] ^ ((u_int16_t *)addr)[2] ) & (HASH_SIZE -1))
 137
 138 /*
 139  * This is the data structure where local addresses are stored.
 140  */
 141 struct bdg_addr {
 142     u_char      etheraddr[6] ;
 143     u_int16_t   _padding ;
 144 };
 145
 146 /*
 147  * The configuration of each cluster includes the cluster id, a pointer to
 148  * the hash table, and an array of local MAC addresses (of size "ports").
 149  */
 150 struct cluster_softc {
 151     u_int16_t   cluster_id;
 152     u_int16_t   ports;
 153     bdg_hash_table *ht;
 154     struct bdg_addr     *my_macs;       /* local MAC addresses */
 155 };
 156
 157
 158 extern struct protosw inetsw[];                 /* from netinet/ip_input.c */
 159 extern u_char ip_protox[];                      /* from netinet/ip_input.c */
 160
 161 static int n_clusters;                          /* number of clusters */
 162 static struct cluster_softc *clusters;
 163
 164 #define BDG_MUTED(ifp) (ifp2sc[ifp->if_index].flags & IFF_MUTE)
 165 #define BDG_MUTE(ifp) ifp2sc[ifp->if_index].flags |= IFF_MUTE
 166 #define BDG_CLUSTER(ifp) (ifp2sc[ifp->if_index].cluster)
 167
 168 #define BDG_SAMECLUSTER(ifp,src) \
 169         (src == NULL || BDG_CLUSTER(ifp) == BDG_CLUSTER(src) )
 170
 171 #ifdef __i386__
 172 #define BDG_MATCH(a,b) ( \
 173     ((u_int16_t *)(a))[2] == ((u_int16_t *)(b))[2] && \
 174     *((u_int32_t *)(a)) == *((u_int32_t *)(b)) )
 175 #define IS_ETHER_BROADCAST(a) ( \
 176         *((u_int32_t *)(a)) == 0xffffffff && \
 177         ((u_int16_t *)(a))[2] == 0xffff )
 178 #else
 179 /* for machines that do not support unaligned access */
 180 #define BDG_MATCH(a,b)          (!bcmp(a, b, ETHER_ADDR_LEN) )
 181 #define IS_ETHER_BROADCAST(a)   (!bcmp(a, "\377\377\377\377\377\377", 6))
 182 #endif
 183
 184
 185 /*
 186  * For timing-related debugging, you can use the following macros.
 187  * remember, rdtsc() only works on Pentium-class machines
 188
 189     quad_t ticks;
 190     DDB(ticks = rdtsc();)
 191     ... interesting code ...
 192     DDB(bdg_fw_ticks += (u_long)(rdtsc() - ticks) ; bdg_fw_count++ ;)
 193
 194  *
 195  */
 196
 197 #define DDB(x) x
 198 #define DEB(x)
 199
 200 static int bdginit(void);
 201 static void parse_bdg_cfg(void);
 202
 203 static int bdg_ipf;             /* IPFilter enabled in bridge */
 204 static int bdg_ipfw;
 205
 206 /*
 207  * For IPFilter, declared in ip_input.c
 208  */
 209 extern int (*fr_checkp)(struct ip *, int, struct ifnet *, int, struct mbuf **);
 210
 211 #if 0 /* debugging only */
 212 static char *bdg_dst_names[] = {
 213         "BDG_NULL    ",
 214         "BDG_BCAST   ",
 215         "BDG_MCAST   ",
 216         "BDG_LOCAL   ",
 217         "BDG_DROP    ",
 218         "BDG_UNKNOWN ",
 219         "BDG_IN      ",
 220         "BDG_OUT     ",
 221         "BDG_FORWARD " };
 222 #endif
 223 /*
 224  * System initialization
 225  */
 226
 227 static struct bdg_stats bdg_stats ;
 228 static struct callout_handle bdg_timeout_h ;
 229
 230 /*
 231  * Add an interface to a cluster, possibly creating a new entry in
 232  * the cluster table. This requires reallocation of the table and
 233  * updating pointers in ifp2sc.
 234  */
 235 static struct cluster_softc *
 236 add_cluster(u_int16_t cluster_id, struct arpcom *ac)
 237 {
 238     struct cluster_softc *c = NULL;
 239     int i;
 240
 241     for (i = 0; i < n_clusters ; i++)
 242         if (clusters[i].cluster_id == cluster_id)
 243             goto found;
 244
 245     /* Not found, need to reallocate */
 246     c = malloc((1+n_clusters) * sizeof (*c), M_IFADDR, M_NOWAIT | M_ZERO);
 247     if (c == NULL) {/* malloc failure */
 248         printf("-- bridge: cannot add new cluster\n");
 249         return NULL;
 250     }
 251     c[n_clusters].ht = (struct hash_table *)
 252             malloc(HASH_SIZE * sizeof(struct hash_table),
 253                 M_IFADDR, M_WAITOK | M_ZERO);
 254     if (c[n_clusters].ht == NULL) {
 255         printf("-- bridge: cannot allocate hash table for new cluster\n");
 256         free(c, M_IFADDR);
 257         return NULL;
 258     }
 259     c[n_clusters].my_macs = (struct bdg_addr *)
 260             malloc(BDG_MAX_PORTS * sizeof(struct bdg_addr),
 261                 M_IFADDR, M_WAITOK | M_ZERO);
 262     if (c[n_clusters].my_macs == NULL) {
 263         printf("-- bridge: cannot allocate mac addr table for new cluster\n");
 264         free(c[n_clusters].ht, M_IFADDR);
 265         free(c, M_IFADDR);
 266         return NULL;
 267     }
 268
 269     c[n_clusters].cluster_id = cluster_id;
 270     c[n_clusters].ports = 0;
 271     /*
 272      * now copy old descriptors here
 273      */
 274     if (n_clusters > 0) {
 275         for (i=0; i < n_clusters; i++)
 276             c[i] = clusters[i];
 277         /*
 278          * and finally update pointers in ifp2sc
 279          */
 280         for (i = 0 ; i < if_index && i < BDG_MAX_PORTS; i++)
 281             if (ifp2sc[i].cluster != NULL)
 282                 ifp2sc[i].cluster = c + (ifp2sc[i].cluster - clusters);
 283         free(clusters, M_IFADDR);
 284     }
 285     clusters = c;
 286     i = n_clusters;             /* index of cluster entry */
 287     n_clusters++;
 288 found:
 289     c = clusters + i;           /* the right cluster ... */
 290     bcopy(ac->ac_enaddr, &(c->my_macs[c->ports]), 6);
 291     c->ports++;
 292     return c;
 293 }
 294
 295
 296 /*
 297  * Turn off bridging, by clearing promisc mode on the interface,
 298  * marking the interface as unused, and clearing the name in the
 299  * stats entry.
 300  * Also dispose the hash tables associated with the clusters.
 301  */
 302 static void
 303 bridge_off(void)
 304 {
 305     struct ifnet *ifp ;
 306     int i, s;
 307
 308     DEB(printf("bridge_off: n_clusters %d\n", n_clusters);)
 309     TAILQ_FOREACH(ifp, &ifnet, if_link) {
 310         struct bdg_softc *b;
 311
 312         if (ifp->if_index >= BDG_MAX_PORTS)
 313             continue;   /* make sure we do not go beyond the end */
 314         b = &(ifp2sc[ifp->if_index]);
 315
 316         if ( b->flags & IFF_BDG_PROMISC ) {
 317             s = splimp();
 318             ifpromisc(ifp, 0);
 319             splx(s);
 320             b->flags &= ~(IFF_BDG_PROMISC|IFF_MUTE) ;
 321             DEB(printf(">> now %s%d promisc OFF if_flags 0x%x bdg_flags 0x%x\n",
 322                     ifp->if_name, ifp->if_unit,
 323                     ifp->if_flags, b->flags);)
 324         }
 325         b->flags &= ~(IFF_USED) ;
 326         b->cluster = NULL;
 327         bdg_stats.s[ifp->if_index].name[0] = '\0';
 328     }
 329     /* flush_tables */
 330
 331     s = splimp();
 332     for (i=0; i < n_clusters; i++) {
 333         free(clusters[i].ht, M_IFADDR);
 334         free(clusters[i].my_macs, M_IFADDR);
 335     }
 336     if (clusters != NULL)
 337         free(clusters, M_IFADDR);
 338     clusters = NULL;
 339     n_clusters =0;
 340     splx(s);
 341 }
 342
 343 /*
 344  * set promisc mode on the interfaces we use.
 345  */
 346 static void
 347 bridge_on(void)
 348 {
 349     struct ifnet *ifp ;
 350     int s ;
 351
 352     TAILQ_FOREACH(ifp, &ifnet, if_link) {
 353         struct bdg_softc *b = &ifp2sc[ifp->if_index];
 354
 355         if ( !(b->flags & IFF_USED) )
 356             continue ;
 357         if ( !( ifp->if_flags & IFF_UP) ) {
 358             s = splimp();
 359             if_up(ifp);
 360             splx(s);
 361         }
 362         if ( !(b->flags & IFF_BDG_PROMISC) ) {
 363             int ret ;
 364             s = splimp();
 365             ret = ifpromisc(ifp, 1);
 366             splx(s);
 367             b->flags |= IFF_BDG_PROMISC ;
 368             DEB(printf(">> now %s%d promisc ON if_flags 0x%x bdg_flags 0x%x\n",
 369                     ifp->if_name, ifp->if_unit,
 370                     ifp->if_flags, b->flags);)
 371         }
 372         if (b->flags & IFF_MUTE) {
 373             DEB(printf(">> unmuting %s%d\n", ifp->if_name, ifp->if_unit);)
 374             b->flags &= ~IFF_MUTE;
 375         }
 376     }
 377 }
 378
 379 /**
 380  * reconfigure bridge.
 381  * This is also done every time we attach or detach an interface.
 382  * Main use is to make sure that we do not bridge on some old
 383  * (ejected) device. So, it would be really useful to have a
 384  * pointer to the modified device as an argument. Without it, we
 385  * have to scan all interfaces.
 386  */
 387 static void
 388 reconfigure_bridge(void)
 389 {
 390     bridge_off();
 391     if (do_bridge) {
 392         if (if_index >= BDG_MAX_PORTS) {
 393             printf("-- sorry too many interfaces (%d, max is %d),"
 394                 " disabling bridging\n", if_index, BDG_MAX_PORTS);
 395             do_bridge=0;
 396             return;
 397         }
 398         parse_bdg_cfg();
 399         bridge_on();
 400     }
 401 }
 402
 403 static char bridge_cfg[1024]; /* in BSS so initialized to all NULs */
 404
 405 /*
 406  * parse the config string, set IFF_USED, name and cluster_id
 407  * for all interfaces found.
 408  * The config string is a list of "if[:cluster]" with
 409  * a number of possible separators (see "sep"). In particular the
 410  * use of the space lets you set bridge_cfg with the output from
 411  * "ifconfig -l"
 412  */
 413 static void
 414 parse_bdg_cfg()
 415 {
 416     char *p, *beg ;
 417     int l, cluster;
 418     static char *sep = ", \t";
 419
 420     for (p = bridge_cfg; *p ; p++) {
 421         struct ifnet *ifp;
 422         int found = 0;
 423         char c;
 424
 425         if (index(sep, *p))     /* skip separators */
 426             continue ;
 427         /* names are lowercase and digits */
 428         for ( beg = p ; islower(*p) || isdigit(*p) ; p++ )
 429             ;
 430         l = p - beg ;           /* length of name string */
 431         if (l == 0)             /* invalid name */
 432             break ;
 433         if ( *p != ':' )        /* no ':', assume default cluster 1 */
 434             cluster = 1 ;
 435         else                    /* fetch cluster */
 436             cluster = strtoul( p+1, &p, 10);
 437         c = *p;
 438         *p = '\0';
 439         /*
 440          * now search in interface list for a matching name
 441          */
 442         TAILQ_FOREACH(ifp, &ifnet, if_link) {
 443             char buf[IFNAMSIZ];
 444
 445             snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%d", ifp->if_name, ifp->if_unit);
 446             if (!strncmp(beg, buf, max(l, strlen(buf)))) {
 447                 struct bdg_softc *b = &ifp2sc[ifp->if_index];
 448                 if (ifp->if_type != IFT_ETHER && ifp->if_type != IFT_L2VLAN) {
 449                     printf("%s is not an ethernet, continue\n", buf);
 450                     continue;
 451                 }
 452                 if (b->flags & IFF_USED) {
 453                     printf("%s already used, skipping\n", buf);
 454                     break;
 455                 }
 456                 b->cluster = add_cluster(htons(cluster), (struct arpcom *)ifp);
 457                 b->flags |= IFF_USED ;
 458                 sprintf(bdg_stats.s[ifp->if_index].name,
 459                         "%s%d:%d", ifp->if_name, ifp->if_unit, cluster);
 460
 461                 DEB(printf("--++  found %s next c %d\n",
 462                     bdg_stats.s[ifp->if_index].name, c);)
 463                 found = 1;
 464                 break ;
 465             }
 466         }
 467         if (!found)
 468             printf("interface %s Not found in bridge\n", beg);
 469         *p = c;
 470         if (c == '\0')
 471             break; /* no more */
 472     }
 473 }
 474
 475
 476 /*
 477  * handler for net.link.ether.bridge
 478  */
 479 static int
 480 sysctl_bdg(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 481 {
 482     int error, oldval = do_bridge ;
 483
 484     error = sysctl_handle_int(oidp, oidp->oid_arg1, oidp->oid_arg2, req);
 485     DEB( printf("called sysctl for bridge name %s arg2 %d val %d->%d\n",
 486         oidp->oid_name, oidp->oid_arg2,
 487         oldval, do_bridge); )
 488
 489     if (oldval != do_bridge)
 490         reconfigure_bridge();
 491     return error ;
 492 }
 493
 494 /*
 495  * handler for net.link.ether.bridge_cfg
 496  */
 497 static int
 498 sysctl_bdg_cfg(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 499 {
 500     int error = 0 ;
 501     char old_cfg[1024] ;
 502
 503     strcpy(old_cfg, bridge_cfg) ;
 504
 505     error = sysctl_handle_string(oidp, bridge_cfg, oidp->oid_arg2, req);
 506     DEB(
 507         printf("called sysctl for bridge name %s arg2 %d err %d val %s->%s\n",
 508                 oidp->oid_name, oidp->oid_arg2,
 509                 error,
 510                 old_cfg, bridge_cfg);
 511         )
 512     if (strcmp(old_cfg, bridge_cfg))
 513         reconfigure_bridge();
 514     return error ;
 515 }
 516
 517 static int
 518 sysctl_refresh(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 519 {
 520     if (req->newptr)
 521         reconfigure_bridge();
 522
 523     return 0;
 524 }
 525
 526
 527 SYSCTL_DECL(_net_link_ether);
 528 SYSCTL_PROC(_net_link_ether, OID_AUTO, bridge_cfg, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RW,
 529             &bridge_cfg, sizeof(bridge_cfg), &sysctl_bdg_cfg, "A",
 530             "Bridge configuration");
 531
 532 SYSCTL_PROC(_net_link_ether, OID_AUTO, bridge, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RW,
 533             &do_bridge, 0, &sysctl_bdg, "I", "Bridging");
 534
 535 SYSCTL_INT(_net_link_ether, OID_AUTO, bridge_ipfw, CTLFLAG_RW,
 536             &bdg_ipfw,0,"Pass bridged pkts through firewall");
 537
 538 SYSCTL_INT(_net_link_ether, OID_AUTO, bridge_ipf, CTLFLAG_RW,
 539             &bdg_ipf, 0,"Pass bridged pkts through IPFilter");
 540
 541 /*
 542  * The follow macro declares a variable, and maps it to
 543  * a SYSCTL_INT entry with the same name.
 544  */
 545 #define SY(parent, var, comment)                        \
 546         static int var ;                                \
 547         SYSCTL_INT(parent, OID_AUTO, var, CTLFLAG_RW, &(var), 0, comment);
 548
 549 int bdg_ipfw_drops;
 550 SYSCTL_INT(_net_link_ether, OID_AUTO, bridge_ipfw_drop,
 551         CTLFLAG_RW, &bdg_ipfw_drops,0,"");
 552
 553 int bdg_ipfw_colls;
 554 SYSCTL_INT(_net_link_ether, OID_AUTO, bridge_ipfw_collisions,
 555         CTLFLAG_RW, &bdg_ipfw_colls,0,"");
 556
 557 SYSCTL_PROC(_net_link_ether, OID_AUTO, bridge_refresh, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_WR,
 558             NULL, 0, &sysctl_refresh, "I", "iface refresh");
 559
 560 #if 1 /* diagnostic vars */
 561
 562 SY(_net_link_ether, verbose, "Be verbose");
 563 SY(_net_link_ether, bdg_split_pkts, "Packets split in bdg_forward");
 564
 565 SY(_net_link_ether, bdg_thru, "Packets through bridge");
 566
 567 SY(_net_link_ether, bdg_copied, "Packets copied in bdg_forward");
 568
 569 SY(_net_link_ether, bdg_copy, "Force copy in bdg_forward");
 570 SY(_net_link_ether, bdg_predict, "Correctly predicted header location");
 571
 572 SY(_net_link_ether, bdg_fw_avg, "Cycle counter avg");
 573 SY(_net_link_ether, bdg_fw_ticks, "Cycle counter item");
 574 SY(_net_link_ether, bdg_fw_count, "Cycle counter count");
 575 #endif
 576
 577 SYSCTL_STRUCT(_net_link_ether, PF_BDG, bdgstats,
 578         CTLFLAG_RD, &bdg_stats , bdg_stats, "bridge statistics");
 579
 580 static int bdg_loops ;
 581
 582 /*
 583  * called periodically to flush entries etc.
 584  */
 585 static void
 586 bdg_timeout(void *dummy)
 587 {
 588     static int slowtimer; /* in BSS so initialized to 0 */
 589
 590     if (do_bridge) {
 591         static int age_index = 0 ; /* index of table position to age */
 592         int l = age_index + HASH_SIZE/4 ;
 593         int i;
 594         /*
 595          * age entries in the forwarding table.
 596          */
 597         if (l > HASH_SIZE)
 598             l = HASH_SIZE ;
 599
 600         for (i=0; i<n_clusters; i++) {
 601             bdg_hash_table *bdg_table = clusters[i].ht;
 602             for (; age_index < l ; age_index++)
 603                 if (bdg_table[age_index].used)
 604                     bdg_table[age_index].used = 0 ;
 605                 else if (bdg_table[age_index].name) {
 606                     /* printf("xx flushing stale entry %d\n", age_index); */
 607                     bdg_table[age_index].name = NULL ;
 608                 }
 609         }
 610         if (age_index >= HASH_SIZE)
 611             age_index = 0 ;
 612
 613         if (--slowtimer <= 0 ) {
 614             slowtimer = 5 ;
 615
 616             bridge_on() ; /* we just need unmute, really */
 617             bdg_loops = 0 ;
 618         }
 619     }
 620     bdg_timeout_h = timeout(bdg_timeout, NULL, 2*hz );
 621 }
 622
 623 /*
 624  * Find the right pkt destination:
 625  *      BDG_BCAST       is a broadcast
 626  *      BDG_MCAST       is a multicast
 627  *      BDG_LOCAL       is for a local address
 628  *      BDG_DROP        must be dropped
 629  *      other           ifp of the dest. interface (incl.self)
 630  *
 631  * We assume this is only called for interfaces for which bridging
 632  * is enabled, i.e. BDG_USED(ifp) is true.
 633  */
 634 static __inline
 635 struct ifnet *
 636 bridge_dst_lookup(struct ether_header *eh, struct cluster_softc *c)
 637 {
 638     struct ifnet *dst ;
 639     int index ;
 640     struct bdg_addr *p ;
 641     bdg_hash_table *bt;         /* pointer to entry in hash table */
 642
 643     if (IS_ETHER_BROADCAST(eh->ether_dhost))
 644         return BDG_BCAST ;
 645     if (eh->ether_dhost[0] & 1)
 646         return BDG_MCAST ;
 647     /*
 648      * Lookup local addresses in case one matches.
 649      */
 650     for (index = c->ports, p = c->my_macs; index ; index--, p++ )
 651         if (BDG_MATCH(p->etheraddr, eh->ether_dhost) )
 652             return BDG_LOCAL ;
 653     /*
 654      * Look for a possible destination in table
 655      */
 656     index= HASH_FN( eh->ether_dhost );
 657     bt = &(c->ht[index]);
 658     dst = bt->name;
 659     if ( dst && BDG_MATCH( bt->etheraddr, eh->ether_dhost) )
 660         return dst ;
 661     else
 662         return BDG_UNKNOWN ;
 663 }
 664
 665 /**
 666  * bridge_in() is invoked to perform bridging decision on input packets.
 667  *
 668  * On Input:
 669  *   eh         Ethernet header of the incoming packet.
 670  *   ifp        interface the packet is coming from.
 671  *
 672  * On Return: destination of packet, one of
 673  *   BDG_BCAST  broadcast
 674  *   BDG_MCAST  multicast
 675  *   BDG_LOCAL  is only for a local address (do not forward)
 676  *   BDG_DROP   drop the packet
 677  *   ifp        ifp of the destination interface.
 678  *
 679  * Forwarding is not done directly to give a chance to some drivers
 680  * to fetch more of the packet, or simply drop it completely.
 681  */
 682
 683 static struct ifnet *
 684 bridge_in(struct ifnet *ifp, struct ether_header *eh)
 685 {
 686     int index;
 687     struct ifnet *dst , *old ;
 688     bdg_hash_table *bt;                 /* location in hash table */
 689     int dropit = BDG_MUTED(ifp) ;
 690
 691     /*
 692      * hash the source address
 693      */
 694     index= HASH_FN(eh->ether_shost);
 695     bt = &(ifp2sc[ifp->if_index].cluster->ht[index]);
 696     bt->used = 1 ;
 697     old = bt->name ;
 698     if ( old ) { /* the entry is valid. */
 699         if (!BDG_MATCH( eh->ether_shost, bt->etheraddr) ) {
 700             bdg_ipfw_colls++ ;
 701             bt->name = NULL ;
 702         } else if (old != ifp) {
 703             /*
 704              * Found a loop. Either a machine has moved, or there
 705              * is a misconfiguration/reconfiguration of the network.
 706              * First, do not forward this packet!
 707              * Record the relocation anyways; then, if loops persist,
 708              * suspect a reconfiguration and disable forwarding
 709              * from the old interface.
 710              */
 711             bt->name = ifp ; /* relocate address */
 712             printf("-- loop (%d) %6D to %s%d from %s%d (%s)\n",
 713                         bdg_loops, eh->ether_shost, ".",
 714                         ifp->if_name, ifp->if_unit,
 715                         old->if_name, old->if_unit,
 716                         BDG_MUTED(old) ? "muted":"active");
 717             dropit = 1 ;
 718             if ( !BDG_MUTED(old) ) {
 719                 if (++bdg_loops > 10)
 720                     BDG_MUTE(old) ;
 721             }
 722         }
 723     }
 724
 725     /*
 726      * now write the source address into the table
 727      */
 728     if (bt->name == NULL) {
 729         DEB(printf("new addr %6D at %d for %s%d\n",
 730             eh->ether_shost, ".", index, ifp->if_name, ifp->if_unit);)
 731         bcopy(eh->ether_shost, bt->etheraddr, 6);
 732         bt->name = ifp ;
 733     }
 734     dst = bridge_dst_lookup(eh, ifp2sc[ifp->if_index].cluster);
 735     /*
 736      * bridge_dst_lookup can return the following values:
 737      *   BDG_BCAST, BDG_MCAST, BDG_LOCAL, BDG_UNKNOWN, BDG_DROP, ifp.
 738      * For muted interfaces, or when we detect a loop, the first 3 are
 739      * changed in BDG_LOCAL (we still listen to incoming traffic),
 740      * and others to BDG_DROP (no use for the local host).
 741      * Also, for incoming packets, ifp is changed to BDG_DROP if ifp == src.
 742      * These changes are not necessary for outgoing packets from ether_output().
 743      */
 744     BDG_STAT(ifp, BDG_IN);
 745     switch ((uintptr_t)dst) {
 746     case (uintptr_t)BDG_BCAST:
 747     case (uintptr_t)BDG_MCAST:
 748     case (uintptr_t)BDG_LOCAL:
 749     case (uintptr_t)BDG_UNKNOWN:
 750     case (uintptr_t)BDG_DROP:
 751         BDG_STAT(ifp, dst);
 752         break ;
 753     default :
 754         if (dst == ifp || dropit)
 755             BDG_STAT(ifp, BDG_DROP);
 756         else
 757             BDG_STAT(ifp, BDG_FORWARD);
 758         break ;
 759     }
 760
 761     if ( dropit ) {
 762         if (dst == BDG_BCAST || dst == BDG_MCAST || dst == BDG_LOCAL)
 763             dst = BDG_LOCAL ;
 764         else
 765             dst = BDG_DROP ;
 766     } else {
 767         if (dst == ifp)
 768             dst = BDG_DROP;
 769     }
 770     DEB(printf("bridge_in %6D ->%6D ty 0x%04x dst %s%d\n",
 771         eh->ether_shost, ".",
 772         eh->ether_dhost, ".",
 773         ntohs(eh->ether_type),
 774         (dst <= BDG_FORWARD) ? bdg_dst_names[(int)dst] :
 775                 dst->if_name,
 776         (dst <= BDG_FORWARD) ? 0 : dst->if_unit); )
 777
 778     return dst ;
 779 }
 780
 781 /*
 782  * Forward a packet to dst -- which can be a single interface or
 783  * an entire cluster. The src port and muted interfaces are excluded.
 784  *
 785  * If src == NULL, the pkt comes from ether_output, and dst is the real
 786  * interface the packet is originally sent to. In this case, we must forward
 787  * it to the whole cluster.
 788  * We never call bdg_forward from ether_output on interfaces which are
 789  * not part of a cluster.
 790  *
 791  * If possible (i.e. we can determine that the caller does not need
 792  * a copy), the packet is consumed here, and bdg_forward returns NULL.
 793  * Otherwise, a pointer to a copy of the packet is returned.
 794  *
 795  * XXX be careful with eh, it can be a pointer into *m
 796  */
 797 static struct mbuf *
 798 bdg_forward(struct mbuf *m0, struct ether_header *const eh, struct ifnet *dst)
 799 {
 800     struct ifnet *src;
 801     struct ifnet *ifp, *last;
 802     int shared = bdg_copy ; /* someone else is using the mbuf */
 803     int once = 0;      /* loop only once */
 804     struct ifnet *real_dst = dst ; /* real dst from ether_output */
 805     struct ip_fw_args args;
 806
 807     /*
 808      * XXX eh is usually a pointer within the mbuf (some ethernet drivers
 809      * do that), so we better copy it before doing anything with the mbuf,
 810      * or we might corrupt the header.
 811      */
 812     struct ether_header save_eh = *eh ;
 813
 814     DEB(quad_t ticks; ticks = rdtsc();)
 815
 816     args.rule = NULL;           /* did we match a firewall rule ? */
 817     /* Fetch state from dummynet tag, ignore others */
 818     for (;m0->m_type == MT_TAG; m0 = m0->m_next)
 819         if (m0->_m_tag_id == PACKET_TAG_DUMMYNET) {
 820             args.rule = ((struct dn_pkt *)m0)->rule;
 821             shared = 0;         /* For sure this is our own mbuf. */
 822         }
 823     if (args.rule == NULL)
 824         bdg_thru++; /* first time through bdg_forward, count packet */
 825
 826     src = m0->m_pkthdr.rcvif;
 827     if (src == NULL)                    /* packet from ether_output */
 828         dst = bridge_dst_lookup(eh, ifp2sc[real_dst->if_index].cluster);
 829
 830     if (dst == BDG_DROP) { /* this should not happen */
 831         printf("xx bdg_forward for BDG_DROP\n");
 832         m_freem(m0);
 833         return NULL;
 834     }
 835     if (dst == BDG_LOCAL) { /* this should not happen as well */
 836         printf("xx ouch, bdg_forward for local pkt\n");
 837         return m0;
 838     }
 839     if (dst == BDG_BCAST || dst == BDG_MCAST || dst == BDG_UNKNOWN) {
 840         ifp = TAILQ_FIRST(&ifnet) ; /* scan all ports */
 841         once = 0 ;
 842         if (dst != BDG_UNKNOWN) /* need a copy for the local stack */
 843             shared = 1 ;
 844     } else {
 845         ifp = dst ;
 846         once = 1 ;
 847     }
 848     if ( (uintptr_t)(ifp) <= (u_int)BDG_FORWARD )
 849         panic("bdg_forward: bad dst");
 850
 851     /*
 852      * Do filtering in a very similar way to what is done in ip_output.
 853      * Only if firewall is loaded, enabled, and the packet is not
 854      * from ether_output() (src==NULL, or we would filter it twice).
 855      * Additional restrictions may apply e.g. non-IP, short packets,
 856      * and pkts already gone through a pipe.
 857      */
 858     if (src != NULL && (
 859         (fr_checkp != NULL && bdg_ipf != 0) ||
 860         (IPFW_LOADED && bdg_ipfw != 0))) {
 861
 862         int i;
 863
 864         if (args.rule != NULL && fw_one_pass)
 865             goto forward; /* packet already partially processed */
 866         /*
 867          * i need some amt of data to be contiguous, and in case others need
 868          * the packet (shared==1) also better be in the first mbuf.
 869          */
 870         i = min(m0->m_pkthdr.len, max_protohdr) ;
 871         if ( shared || m0->m_len < i) {
 872             m0 = m_pullup(m0, i) ;
 873             if (m0 == NULL) {
 874                 printf("-- bdg: pullup failed.\n") ;
 875                 return NULL ;
 876             }
 877         }
 878
 879         /*
 880          * IP Filter hook.
 881          */
 882         if (fr_checkp != NULL && bdg_ipf &&
 883             m0->m_pkthdr.len >= sizeof(struct ip) &&
 884             ntohs(save_eh.ether_type) == ETHERTYPE_IP) {
 885             /*
 886              * before calling the firewall, swap fields the same as IP does.
 887              * here we assume the pkt is an IP one and the header is contiguous
 888              */
 889             struct ip *ip = mtod(m0, struct ip *);
 890
 891             ip->ip_len = ntohs(ip->ip_len);
 892             ip->ip_off = ntohs(ip->ip_off);
 893
 894             if ((*fr_checkp)(ip, ip->ip_hl << 2, src, 0, &m0) || m0 == NULL)
 895                 return m0;
 896
 897             /*
 898              * If we get here, the firewall has passed the pkt, but the mbuf
 899              * pointer might have changed. Restore ip and the fields ntohs()'d.
 900              */
 901             ip = mtod(m0, struct ip *);
 902             ip->ip_len = htons(ip->ip_len);
 903             ip->ip_off = htons(ip->ip_off);
 904         }
 905
 906         /*
 907          * Prepare arguments and call the firewall.
 908          */
 909         if (!IPFW_LOADED || bdg_ipfw == 0)
 910             goto forward;       /* not using ipfw, accept the packet */
 911
 912         /*
 913          * XXX The following code is very similar to the one in
 914          * if_ethersubr.c:ether_ipfw_chk()
 915          */
 916
 917         args.m = m0;            /* the packet we are looking at         */
 918         args.oif = NULL;        /* this is an input packet              */
 919         args.divert_rule = 0;   /* we do not support divert yet         */
 920         args.next_hop = NULL;   /* we do not support forward yet        */
 921         args.eh = &save_eh;     /* MAC header for bridged/MAC packets   */
 922         i = ip_fw_chk_ptr(&args);
 923         m0 = args.m;            /* in case the firewall used the mbuf   */
 924
 925         if ( (i & IP_FW_PORT_DENY_FLAG) || m0 == NULL) /* drop */
 926             return m0 ;
 927
 928         if (i == 0) /* a PASS rule.  */
 929             goto forward ;
 930         if (DUMMYNET_LOADED && (i & IP_FW_PORT_DYNT_FLAG)) {
 931             /*
 932              * Pass the pkt to dummynet, which consumes it.
 933              * If shared, make a copy and keep the original.
 934              */
 935             struct mbuf *m ;
 936
 937             if (shared) {
 938                 m = m_copypacket(m0, M_DONTWAIT);
 939                 if (m == NULL)  /* copy failed, give up */
 940                     return m0;
 941             } else {
 942                 m = m0 ; /* pass the original to dummynet */
 943                 m0 = NULL ; /* and nothing back to the caller */
 944             }
 945             /*
 946              * Prepend the header, optimize for the common case of
 947              * eh pointing into the mbuf.
 948              */
 949             if ( (void *)(eh + 1) == (void *)m->m_data) {
 950                 m->m_data -= ETHER_HDR_LEN ;
 951                 m->m_len += ETHER_HDR_LEN ;
 952                 m->m_pkthdr.len += ETHER_HDR_LEN ;
 953                 bdg_predict++;
 954             } else {
 955                 M_PREPEND(m, ETHER_HDR_LEN, M_DONTWAIT);
 956                 if (m == NULL) /* nope... */
 957                     return m0 ;
 958                 bcopy(&save_eh, mtod(m, struct ether_header *), ETHER_HDR_LEN);
 959             }
 960
 961             args.oif = real_dst;
 962             ip_dn_io_ptr(m, (i & 0xffff),DN_TO_BDG_FWD, &args);
 963             return m0 ;
 964         }
 965         /*
 966          * XXX at some point, add support for divert/forward actions.
 967          * If none of the above matches, we have to drop the packet.
 968          */
 969         bdg_ipfw_drops++ ;
 970         return m0 ;
 971     }
 972 forward:
 973     /*
 974      * Again, bring up the headers in case of shared bufs to avoid
 975      * corruptions in the future.
 976      */
 977     if ( shared ) {
 978         int i = min(m0->m_pkthdr.len, max_protohdr) ;
 979
 980         m0 = m_pullup(m0, i) ;
 981         if (m0 == NULL)
 982             return NULL ;
 983     }
 984     /*
 985      * now real_dst is used to determine the cluster where to forward.
 986      * For packets coming from ether_input, this is the one of the 'src'
 987      * interface, whereas for locally generated packets (src==NULL) it
 988      * is the cluster of the original destination interface, which
 989      * was already saved into real_dst.
 990      */
 991     if (src != NULL)
 992         real_dst = src ;
 993
 994     last = NULL;
 995     for (;;) {
 996         if (last) { /* need to forward packet leftover from previous loop */
 997             struct mbuf *m ;
 998             if (shared == 0 && once ) { /* no need to copy */
 999                 m = m0 ;
1000                 m0 = NULL ; /* original is gone */
1001             } else {
1002                 m = m_copypacket(m0, M_DONTWAIT);
1003                 if (m == NULL) {
1004                     printf("bdg_forward: sorry, m_copypacket failed!\n");
1005                     return m0 ; /* the original is still there... */
1006                 }
1007             }
1008             /*
1009              * Add header (optimized for the common case of eh pointing
1010              * already into the mbuf) and execute last part of ether_output:
1011              * queue pkt and start output if interface not yet active.
1012              */
1013             if ( (void *)(eh + 1) == (void *)m->m_data) {
1014                 m->m_data -= ETHER_HDR_LEN ;
1015                 m->m_len += ETHER_HDR_LEN ;
1016                 m->m_pkthdr.len += ETHER_HDR_LEN ;
1017                 bdg_predict++;
1018             } else {
1019                 M_PREPEND(m, ETHER_HDR_LEN, M_DONTWAIT);
1020                 if (!m && verbose)
1021                     printf("M_PREPEND failed\n");
1022                 if (m == NULL)
1023                     return m0;
1024                 bcopy(&save_eh, mtod(m, struct ether_header *), ETHER_HDR_LEN);
1025             }
1026             if (!IF_HANDOFF(&last->if_snd, m, last)) {
1027 #if 0
1028                 BDG_MUTE(last); /* should I also mute ? */
1029 #endif
1030             }
1031             BDG_STAT(last, BDG_OUT);
1032             last = NULL ;
1033             if (once)
1034                 break ;
1035         }
1036         if (ifp == NULL)
1037             break ;
1038         /*
1039          * If the interface is used for bridging, not muted, not full,
1040          * up and running, is not the source interface, and belongs to
1041          * the same cluster as the 'real_dst', then send here.
1042          */
1043         if ( BDG_USED(ifp) && !BDG_MUTED(ifp) && !_IF_QFULL(&ifp->if_snd)  &&
1044              (ifp->if_flags & (IFF_UP|IFF_RUNNING)) == (IFF_UP|IFF_RUNNING) &&
1045              ifp != src && BDG_SAMECLUSTER(ifp, real_dst) )
1046             last = ifp ;
1047         ifp = TAILQ_NEXT(ifp, if_link) ;
1048         if (ifp == NULL)
1049             once = 1 ;
1050     }
1051     DEB(bdg_fw_ticks += (u_long)(rdtsc() - ticks) ; bdg_fw_count++ ;
1052         if (bdg_fw_count != 0) bdg_fw_avg = bdg_fw_ticks/bdg_fw_count; )
1053     return m0 ;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * initialization of bridge code.
1058  */
1059 static int
1060 bdginit(void)
1061 {
1062     printf("BRIDGE 020214 loaded\n");
1063
1064     ifp2sc = malloc(BDG_MAX_PORTS * sizeof(struct bdg_softc),
1065                 M_IFADDR, M_WAITOK | M_ZERO );
1066     if (ifp2sc == NULL)
1067         return ENOMEM ;
1068
1069     bridge_in_ptr = bridge_in;
1070     bdg_forward_ptr = bdg_forward;
1071     bdgtakeifaces_ptr = reconfigure_bridge;
1072
1073     n_clusters = 0;
1074     clusters = NULL;
1075     do_bridge=0;
1076
1077     bzero(&bdg_stats, sizeof(bdg_stats) );
1078     bdgtakeifaces_ptr();
1079     bdg_timeout(0);
1080     return 0 ;
1081 }
1082
1083 /*
1084  * initialization code, both for static and dynamic loading.
1085  */
1086 static int
1087 bridge_modevent(module_t mod, int type, void *unused)
1088 {
1089         int s;
1090         int err = 0 ;
1091
1092         switch (type) {
1093         case MOD_LOAD:
1094                 if (BDG_LOADED) {
1095                         err = EEXIST;
1096                         break ;
1097                 }
1098                 s = splimp();
1099                 err = bdginit();
1100                 splx(s);
1101                 break;
1102         case MOD_UNLOAD:
1103 #if !defined(KLD_MODULE)
1104                 printf("bridge statically compiled, cannot unload\n");
1105                 err = EINVAL ;
1106 #else
1107                 s = splimp();
1108                 do_bridge = 0;
1109                 bridge_in_ptr = NULL;
1110                 bdg_forward_ptr = NULL;
1111                 bdgtakeifaces_ptr = NULL;
1112                 untimeout(bdg_timeout, NULL, bdg_timeout_h);
1113                 bridge_off();
1114                 if (clusters)
1115                     free(clusters, M_IFADDR);
1116                 free(ifp2sc, M_IFADDR);
1117                 ifp2sc = NULL ;
1118                 splx(s);
1119 #endif
1120                 break;
1121         default:
1122                 err = EINVAL ;
1123                 break;
1124         }
1125         return err;
1126 }
1127
1128 static moduledata_t bridge_mod = {
1129         "bridge",
1130         bridge_modevent,
1131         0
1132 };
1133
1134 DECLARE_MODULE(bridge, bridge_mod, SI_SUB_PSEUDO, SI_ORDER_ANY);
1135 MODULE_VERSION(bridge, 1);