sys/netinet/ip_demux.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003, 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2003, 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   6  * by Jeffrey M. Hsu.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  18  *    from this software without specific, prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  * $DragonFly: src/sys/netinet/ip_demux.c,v 1.27 2004/08/28 18:33:03 dillon Exp $
  34  */
  35
  36 /*
  37  * Copyright (c) 2003, 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
  38  *
  39  * License terms: all terms for the DragonFly license above plus the following:
  40  *
  41  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this software
  42  *    must display the following acknowledgement:
  43  *
  44  *      This product includes software developed by Jeffrey M. Hsu
  45  *      for the DragonFly Project.
  46  *
  47  *    This requirement may be waived with permission from Jeffrey Hsu.
  48  *    This requirement will sunset and may be removed on July 8 2005,
  49  *    after which the standard DragonFly license (as shown above) will
  50  *    apply.
  51  */
  52
  53 #include "opt_inet.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/socket.h>
  59 #include <sys/socketvar.h>
  60 #include <sys/thread.h>
  61 #include <sys/sysctl.h>
  62 #include <sys/globaldata.h>
  63
  64 #include <net/if.h>
  65 #include <net/netisr.h>
  66
  67 #include <netinet/in_systm.h>
  68 #include <netinet/in.h>
  69 #include <netinet/in_var.h>
  70 #include <netinet/in_pcb.h>
  71 #include <netinet/ip.h>
  72 #include <netinet/ip_var.h>
  73 #include <netinet/tcp.h>
  74 #include <netinet/tcpip.h>
  75 #include <netinet/tcp_var.h>
  76 #include <netinet/udp.h>
  77 #include <netinet/udp_var.h>
  78
  79 extern struct thread netisr_cpu[];
  80
  81 static struct thread tcp_thread[MAXCPU];
  82 static struct thread udp_thread[MAXCPU];
  83
  84 static __inline int
  85 INP_MPORT_HASH(in_addr_t faddr, in_addr_t laddr,
  86                in_port_t fport, in_port_t lport)
  87 {
  88         /*
  89          * Use low order bytes.
  90          */
  91
  92 #if (BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN)
  93         KASSERT(ncpus2 < 256, ("need different hash function"));  /* XXX JH */
  94         return (((faddr >> 24) ^ (fport >> 8) ^ (laddr >> 24) ^ (lport >> 8)) &
  95                 ncpus2_mask);
  96 #else
  97         return ((faddr ^ fport ^ laddr ^ lport) & ncpus2_mask);
  98 #endif
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Map a packet to a protocol processing thread and return the thread's port.
 103  * If an error occurs, the passed mbuf will be freed, *mptr will be set
 104  * to NULL, and NULL will be returned.  If no error occurs, the passed mbuf
 105  * may be modified and a port pointer will be returned.
 106  */
 107 lwkt_port_t
 108 ip_mport(struct mbuf **mptr)
 109 {
 110         struct ip *ip;
 111         int iphlen;
 112         int iplen;
 113         struct tcphdr *th;
 114         struct udphdr *uh;
 115         struct mbuf *m = *mptr;
 116         int thoff;                              /* TCP data offset */
 117         lwkt_port_t port;
 118         int cpu;
 119
 120         /*
 121          * The packet must be at least the size of an IP header
 122          */
 123         if (m->m_pkthdr.len < sizeof(struct ip)) {
 124                 ipstat.ips_tooshort++;
 125                 m_freem(m);
 126                 *mptr = NULL;
 127                 return (NULL);
 128         }
 129
 130         /*
 131          * The first mbuf must entirely contain the IP header
 132          */
 133         if (m->m_len < sizeof(struct ip) &&
 134             (m = m_pullup(m, sizeof(struct ip))) == NULL) {
 135                 ipstat.ips_toosmall++;
 136                 *mptr = NULL;
 137                 return (NULL);
 138         }
 139         ip = mtod(m, struct ip *);
 140
 141         /*
 142          * Extract the actual IP header length and do a bounds check.  The
 143          * first mbuf must entirely contain the extended IP header.
 144          */
 145         iphlen = ip->ip_hl << 2;
 146         iplen = ntohs(ip->ip_len);
 147         if (iphlen < sizeof(struct ip)) {       /* minimum header length */
 148                 ipstat.ips_badhlen++;
 149                 m_freem(m);
 150                 return (NULL);
 151         }
 152         if (m->m_len < iphlen) {
 153                 m = m_pullup(m, iphlen);
 154                 if (m == NULL) {
 155                         ipstat.ips_badhlen++;
 156                         *mptr = NULL;
 157                         return (NULL);
 158                 }
 159                 ip = mtod(m, struct ip *);
 160         }
 161
 162         /*
 163          * The TCP/IP or UDP/IP header must be entirely contained within
 164          * the first fragment of a packet.  Packet filters will break if they
 165          * aren't.
 166          *
 167          * Since the packet will be trimmed to ip_len we must also make sure
 168          * the potentially trimmed down length is still sufficient to hold
 169          * the header(s).
 170          */
 171         if ((ntohs(ip->ip_off) & IP_OFFMASK) == 0) {
 172                 switch (ip->ip_p) {
 173                 case IPPROTO_TCP:
 174                         if (iplen < iphlen + sizeof(struct tcphdr)) {
 175                                 ++tcpstat.tcps_rcvshort;
 176                                 m_freem(m);
 177                                 *mptr = NULL;
 178                                 return (NULL);
 179                         }
 180                         if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct tcphdr)) {
 181                                 m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct tcphdr));
 182                                 if (m == NULL) {
 183                                         tcpstat.tcps_rcvshort++;
 184                                         *mptr = NULL;
 185                                         return (NULL);
 186                                 }
 187                                 ip = mtod(m, struct ip *);
 188                         }
 189                         break;
 190                 case IPPROTO_UDP:
 191                         if (iplen < iphlen + sizeof(struct udphdr)) {
 192                                 ++udpstat.udps_hdrops;
 193                                 m_freem(m);
 194                                 *mptr = NULL;
 195                                 return (NULL);
 196                         }
 197                         if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct udphdr)) {
 198                                 m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct udphdr));
 199                                 if (m == NULL) {
 200                                         udpstat.udps_hdrops++;
 201                                         *mptr = NULL;
 202                                         return (NULL);
 203                                 }
 204                                 ip = mtod(m, struct ip *);
 205                         }
 206                         break;
 207                 default:
 208                         if (iplen < iphlen) {
 209                                 ++ipstat.ips_badlen;
 210                                 m_freem(m);
 211                                 *mptr = NULL;
 212                                 return (NULL);
 213                         }
 214                         break;
 215                 }
 216         }
 217
 218         /*
 219          * XXX generic packet handling defrag on CPU 0 for now.
 220          */
 221         if (ntohs(ip->ip_off) & (IP_MF | IP_OFFMASK)) {
 222                 *mptr = m;
 223                 return (&netisr_cpu[0].td_msgport);
 224         }
 225
 226         switch (ip->ip_p) {
 227         case IPPROTO_TCP:
 228                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 229                 thoff = th->th_off << 2;
 230                 if (thoff < sizeof(struct tcphdr) ||
 231                     thoff > ntohs(ip->ip_len)) {
 232                         tcpstat.tcps_rcvbadoff++;
 233                         m_freem(m);
 234                         *mptr = NULL;
 235                         return (NULL);
 236                 }
 237                 if (m->m_len < iphlen + thoff) {
 238                         m = m_pullup(m, iphlen + thoff);
 239                         if (m == NULL) {
 240                                 tcpstat.tcps_rcvshort++;
 241                                 *mptr = NULL;
 242                                 return (NULL);
 243                         }
 244                         ip = mtod(m, struct ip *);
 245                         th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 246                 }
 247
 248                 cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
 249                     th->th_sport, th->th_dport);
 250                 port = &tcp_thread[cpu].td_msgport;
 251                 break;
 252         case IPPROTO_UDP:
 253                 uh = (struct udphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 254
 255                 if (IN_MULTICAST(ntohl(ip->ip_dst.s_addr)) ||
 256                     in_broadcast(ip->ip_dst, m->m_pkthdr.rcvif)) {
 257                         cpu = 0;
 258                 } else {
 259                         cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr,
 260                             ip->ip_dst.s_addr, uh->uh_sport, uh->uh_dport);
 261                 }
 262                 port = &udp_thread[cpu].td_msgport;
 263                 break;
 264         default:
 265                 port = &netisr_cpu[0].td_msgport;
 266                 break;
 267         }
 268         KKASSERT(port->mp_putport != NULL);
 269         *mptr = m;
 270         return (port);
 271 }
 272
 273 /*
 274  * Map a TCP socket to a protocol processing thread.
 275  */
 276 lwkt_port_t
 277 tcp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 278 {
 279         struct inpcb *inp;
 280
 281         /* The following processing all take place on Protocol Thread 0. */
 282         if (req == PRU_BIND || req == PRU_CONNECT || req == PRU_ATTACH ||
 283             req == PRU_LISTEN)
 284                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 285
 286         inp = sotoinpcb(so);
 287         if (!inp)               /* connection reset by peer */
 288                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 289
 290         /*
 291          * Already bound and connected or listening.  For TCP connections,
 292          * the (faddr, fport, laddr, lport) association cannot change now.
 293          *
 294          * Note: T/TCP code needs some reorganization to fit into
 295          * this model.  XXX JH
 296          *
 297          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 298          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 299          */
 300         return (&tcp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 301             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 302 }
 303
 304 lwkt_port_t
 305 tcp_addrport(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 306 {
 307         return (&tcp_thread[tcp_addrcpu(faddr, fport,
 308                                         laddr, lport)].td_msgport);
 309 }
 310
 311 /*
 312  * Map a UDP socket to a protocol processing thread.
 313  */
 314 lwkt_port_t
 315 udp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 316 {
 317         struct inpcb *inp;
 318
 319         /*
 320          * The following processing all take place on Protocol Thread 0:
 321          *   only bind() and connect() have a non-null nam parameter
 322          *   attach() has a null socket parameter
 323          *   Fast and slow timeouts pass in two NULLs
 324          */
 325         if (nam != NULL || so == NULL)
 326                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 327
 328         inp = sotoinpcb(so);
 329
 330         if (IN_MULTICAST(ntohl(inp->inp_laddr.s_addr)))
 331                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 332
 333         /*
 334          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 335          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 336          */
 337
 338         return (&udp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 339             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 340 }
 341
 342 /*
 343  * Map a network address to a processor.
 344  */
 345 int
 346 tcp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 347 {
 348         return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 349 }
 350
 351 int
 352 udp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 353 {
 354         if (IN_MULTICAST(ntohl(laddr)))
 355                 return (0);
 356         else
 357                 return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Return LWKT port for cpu.
 362  */
 363 lwkt_port_t
 364 tcp_cport(int cpu)
 365 {
 366         return (&tcp_thread[cpu].td_msgport);
 367 }
 368
 369 void
 370 tcp_thread_init(void)
 371 {
 372         int cpu;
 373
 374         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 375                 lwkt_create(tcpmsg_service_loop, NULL, NULL,
 376                         &tcp_thread[cpu], 0, cpu, "tcp_thread %d", cpu);
 377                 tcp_thread[cpu].td_msgport.mp_putport = netmsg_put_port;
 378         }
 379 }
 380
 381 void
 382 udp_thread_init(void)
 383 {
 384         int cpu;
 385
 386         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 387                 lwkt_create(netmsg_service_loop, NULL, NULL,
 388                         &udp_thread[cpu], 0, cpu, "udp_thread %d", cpu);
 389                 udp_thread[cpu].td_msgport.mp_putport = netmsg_put_port;
 390         }
 391 }