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 1.30 2005/01/19 17:30:54 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 boolean_t
 102 ip_lengthcheck(struct mbuf **mp)
 103 {
 104         struct mbuf *m = *mp;
 105         struct ip *ip;
 106         int iphlen, iplen;
 107         struct tcphdr *th;
 108         int thoff;                              /* TCP data offset */
 109
 110         /*
 111          * The packet must be at least the size of an IP header
 112          */
 113         if (m->m_pkthdr.len < sizeof(struct ip)) {
 114                 ipstat.ips_tooshort++;
 115                 m_free(m);
 116                 return FALSE;
 117         }
 118
 119         /*
 120          * The first mbuf must entirely contain the IP header
 121          */
 122         if (m->m_len < sizeof(struct ip) &&
 123             (m = m_pullup(m, sizeof(struct ip))) == NULL) {
 124                 ipstat.ips_toosmall++;
 125                 return FALSE;
 126         }
 127         ip = mtod(m, struct ip *);
 128
 129         /*
 130          * Extract the actual IP header length and do a bounds check.  The
 131          * first mbuf must entirely contain the extended IP header.
 132          */
 133         iphlen = ip->ip_hl << 2;
 134         iplen = ntohs(ip->ip_len);
 135         if (iphlen < sizeof(struct ip)) {       /* minimum header length */
 136                 ipstat.ips_badhlen++;
 137                 m_free(m);
 138                 return FALSE;
 139         }
 140         if (m->m_len < iphlen) {
 141                 m = m_pullup(m, iphlen);
 142                 if (m == NULL) {
 143                         ipstat.ips_badhlen++;
 144                         return FALSE;
 145                 }
 146                 ip = mtod(m, struct ip *);
 147         }
 148
 149         /*
 150          * The TCP/IP or UDP/IP header must be entirely contained within
 151          * the first fragment of a packet.  Packet filters will break if they
 152          * aren't.
 153          *
 154          * Since the packet will be trimmed to ip_len we must also make sure
 155          * the potentially trimmed down length is still sufficient to hold
 156          * the header(s).
 157          */
 158         if ((ntohs(ip->ip_off) & IP_OFFMASK) == 0) {
 159                 switch (ip->ip_p) {
 160                 case IPPROTO_TCP:
 161                         if (iplen < iphlen + sizeof(struct tcphdr)) {
 162                                 ++tcpstat.tcps_rcvshort;
 163                                 m_free(m);
 164                                 return FALSE;
 165                         }
 166                         if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct tcphdr)) {
 167                                 m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct tcphdr));
 168                                 if (m == NULL) {
 169                                         tcpstat.tcps_rcvshort++;
 170                                         return FALSE;
 171                                 }
 172                                 ip = mtod(m, struct ip *);
 173                         }
 174                         break;
 175                 case IPPROTO_UDP:
 176                         if (iplen < iphlen + sizeof(struct udphdr)) {
 177                                 ++udpstat.udps_hdrops;
 178                                 m_free(m);
 179                                 return FALSE;
 180                         }
 181                         if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct udphdr)) {
 182                                 m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct udphdr));
 183                                 if (m == NULL) {
 184                                         udpstat.udps_hdrops++;
 185                                         return FALSE;
 186                                 }
 187                                 ip = mtod(m, struct ip *);
 188                         }
 189                         break;
 190                 default:
 191                         if (iplen < iphlen) {
 192                                 ++ipstat.ips_badlen;
 193                                 m_free(m);
 194                                 return FALSE;
 195                         }
 196                         break;
 197                 }
 198         }
 199
 200         switch (ip->ip_p) {
 201         case IPPROTO_TCP:
 202                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 203                 thoff = th->th_off << 2;
 204                 if (thoff < sizeof(struct tcphdr) ||
 205                     thoff > ntohs(ip->ip_len)) {
 206                         tcpstat.tcps_rcvbadoff++;
 207                         m_free(m);
 208                         return FALSE;
 209                 }
 210                 if (m->m_len < iphlen + thoff) {
 211                         m = m_pullup(m, iphlen + thoff);
 212                         if (m == NULL) {
 213                                 tcpstat.tcps_rcvshort++;
 214                                 return FALSE;
 215                         }
 216                 }
 217                 break;
 218         }
 219
 220         *mp = m;
 221         return TRUE;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Map a packet to a protocol processing thread and return the thread's port.
 226  * If an error occurs, the passed mbuf will be freed, *mptr will be set
 227  * to NULL, and NULL will be returned.  If no error occurs, the passed mbuf
 228  * may be modified and a port pointer will be returned.
 229  */
 230 lwkt_port_t
 231 ip_mport(struct mbuf **mptr)
 232 {
 233         struct ip *ip;
 234         int iphlen;
 235         struct tcphdr *th;
 236         struct udphdr *uh;
 237         struct mbuf *m;
 238         int thoff;                              /* TCP data offset */
 239         lwkt_port_t port;
 240         int cpu;
 241
 242         if (!ip_lengthcheck(mptr)) {
 243                 *mptr = NULL;
 244                 return (NULL);
 245         }
 246
 247         m = *mptr;
 248         ip = mtod(m, struct ip *);
 249         iphlen = ip->ip_hl << 2;
 250
 251         /*
 252          * XXX generic packet handling defrag on CPU 0 for now.
 253          */
 254         if (ntohs(ip->ip_off) & (IP_MF | IP_OFFMASK))
 255                 return (&netisr_cpu[0].td_msgport);
 256
 257         switch (ip->ip_p) {
 258         case IPPROTO_TCP:
 259                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 260                 thoff = th->th_off << 2;
 261                 cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
 262                     th->th_sport, th->th_dport);
 263                 port = &tcp_thread[cpu].td_msgport;
 264                 break;
 265         case IPPROTO_UDP:
 266                 uh = (struct udphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 267
 268                 if (IN_MULTICAST(ntohl(ip->ip_dst.s_addr)) ||
 269                     in_broadcast(ip->ip_dst, m->m_pkthdr.rcvif)) {
 270                         cpu = 0;
 271                 } else {
 272                         cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr,
 273                             ip->ip_dst.s_addr, uh->uh_sport, uh->uh_dport);
 274                 }
 275                 port = &udp_thread[cpu].td_msgport;
 276                 break;
 277         default:
 278                 port = &netisr_cpu[0].td_msgport;
 279                 break;
 280         }
 281
 282         return (port);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Map a TCP socket to a protocol processing thread.
 287  */
 288 lwkt_port_t
 289 tcp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 290 {
 291         struct inpcb *inp;
 292
 293         /* The following processing all take place on Protocol Thread 0. */
 294         if (req == PRU_BIND || req == PRU_CONNECT || req == PRU_ATTACH ||
 295             req == PRU_LISTEN)
 296                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 297
 298         inp = sotoinpcb(so);
 299         if (!inp)               /* connection reset by peer */
 300                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 301
 302         /*
 303          * Already bound and connected or listening.  For TCP connections,
 304          * the (faddr, fport, laddr, lport) association cannot change now.
 305          *
 306          * Note: T/TCP code needs some reorganization to fit into
 307          * this model.  XXX JH
 308          *
 309          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 310          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 311          */
 312         return (&tcp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 313             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 314 }
 315
 316 lwkt_port_t
 317 tcp_addrport(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 318 {
 319         return (&tcp_thread[tcp_addrcpu(faddr, fport,
 320                                         laddr, lport)].td_msgport);
 321 }
 322
 323 /*
 324  * Map a UDP socket to a protocol processing thread.
 325  */
 326 lwkt_port_t
 327 udp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 328 {
 329         struct inpcb *inp;
 330
 331         /*
 332          * The following processing all take place on Protocol Thread 0:
 333          *   only bind() and connect() have a non-null nam parameter
 334          *   attach() has a null socket parameter
 335          *   Fast and slow timeouts pass in two NULLs
 336          */
 337         if (nam != NULL || so == NULL)
 338                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 339
 340         inp = sotoinpcb(so);
 341
 342         if (IN_MULTICAST(ntohl(inp->inp_laddr.s_addr)))
 343                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 344
 345         /*
 346          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 347          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 348          */
 349
 350         return (&udp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 351             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Map a network address to a processor.
 356  */
 357 int
 358 tcp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 359 {
 360         return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 361 }
 362
 363 int
 364 udp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 365 {
 366         if (IN_MULTICAST(ntohl(laddr)))
 367                 return (0);
 368         else
 369                 return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 370 }
 371
 372 /*
 373  * Return LWKT port for cpu.
 374  */
 375 lwkt_port_t
 376 tcp_cport(int cpu)
 377 {
 378         return (&tcp_thread[cpu].td_msgport);
 379 }
 380
 381 void
 382 tcp_thread_init(void)
 383 {
 384         int cpu;
 385
 386         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 387                 lwkt_create(tcpmsg_service_loop, NULL, NULL,
 388                         &tcp_thread[cpu], 0, cpu, "tcp_thread %d", cpu);
 389                 netmsg_service_port_init(&tcp_thread[cpu].td_msgport);
 390         }
 391 }
 392
 393 void
 394 udp_thread_init(void)
 395 {
 396         int cpu;
 397
 398         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 399                 lwkt_create(netmsg_service_loop, NULL, NULL,
 400                         &udp_thread[cpu], 0, cpu, "udp_thread %d", cpu);
 401                 netmsg_service_port_init(&udp_thread[cpu].td_msgport);
 402         }
 403 }