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 1.33 2005/03/23 07:47:40 hsu 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         /* The packet must be at least the size of an IP header. */
 111         if (m->m_pkthdr.len < sizeof(struct ip)) {
 112                 ipstat.ips_tooshort++;
 113                 m_free(m);
 114                 return FALSE;
 115         }
 116
 117         /* The fixed IP header must reside completely in the first mbuf. */
 118         if (m->m_len < sizeof(struct ip)) {
 119                 m = m_pullup(m, sizeof(struct ip));
 120                 if (m == NULL) {
 121                         ipstat.ips_toosmall++;
 122                         return FALSE;
 123                 }
 124         }
 125
 126         ip = mtod(m, struct ip *);
 127
 128         /* Bound check the packet's stated IP header length. */
 129         iphlen = ip->ip_hl << 2;
 130         if (iphlen < sizeof(struct ip)) {       /* minimum header length */
 131                 ipstat.ips_badhlen++;
 132                 m_free(m);
 133                 return FALSE;
 134         }
 135
 136         /* The full IP header must reside completely in the one mbuf. */
 137         if (m->m_len < iphlen) {
 138                 m = m_pullup(m, iphlen);
 139                 if (m == NULL) {
 140                         ipstat.ips_badhlen++;
 141                         return FALSE;
 142                 }
 143                 ip = mtod(m, struct ip *);
 144         }
 145
 146         iplen = ntohs(ip->ip_len);
 147
 148         /*
 149          * Fragments other than the first fragment don't have much
 150          * length information.
 151          */
 152         if (ntohs(ip->ip_off) & IP_OFFMASK)
 153                 goto ipcheckonly;
 154
 155         /*
 156          * The TCP/IP or UDP/IP header must be entirely contained within
 157          * the first fragment of a packet.  Packet filters will break if they
 158          * aren't.
 159          *
 160          * Since the packet will be trimmed to ip_len we must also make sure
 161          * the potentially trimmed down length is still sufficient to hold
 162          * the header(s).
 163          */
 164         switch (ip->ip_p) {
 165         case IPPROTO_TCP:
 166                 if (iplen < iphlen + sizeof(struct tcphdr)) {
 167                         ++tcpstat.tcps_rcvshort;
 168                         m_free(m);
 169                         return FALSE;
 170                 }
 171                 if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct tcphdr)) {
 172                         m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct tcphdr));
 173                         if (m == NULL) {
 174                                 tcpstat.tcps_rcvshort++;
 175                                 return FALSE;
 176                         }
 177                         ip = mtod(m, struct ip *);
 178                 }
 179                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 180                 thoff = th->th_off << 2;
 181                 if (thoff < sizeof(struct tcphdr) ||
 182                     thoff + iphlen > ntohs(ip->ip_len)) {
 183                         tcpstat.tcps_rcvbadoff++;
 184                         m_free(m);
 185                         return FALSE;
 186                 }
 187                 if (m->m_len < iphlen + thoff) {
 188                         m = m_pullup(m, iphlen + thoff);
 189                         if (m == NULL) {
 190                                 tcpstat.tcps_rcvshort++;
 191                                 return FALSE;
 192                         }
 193                 }
 194                 break;
 195         case IPPROTO_UDP:
 196                 if (iplen < iphlen + sizeof(struct udphdr)) {
 197                         ++udpstat.udps_hdrops;
 198                         m_free(m);
 199                         return FALSE;
 200                 }
 201                 if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct udphdr)) {
 202                         m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct udphdr));
 203                         if (m == NULL) {
 204                                 udpstat.udps_hdrops++;
 205                                 return FALSE;
 206                         }
 207                 }
 208                 break;
 209         default:
 210 ipcheckonly:
 211                 if (iplen < iphlen) {
 212                         ++ipstat.ips_badlen;
 213                         m_free(m);
 214                         return FALSE;
 215                 }
 216                 break;
 217         }
 218
 219         *mp = m;
 220         return TRUE;
 221 }
 222
 223 /*
 224  * Map a packet to a protocol processing thread and return the thread's port.
 225  * If an error occurs, the passed mbuf will be freed, *mptr will be set
 226  * to NULL, and NULL will be returned.  If no error occurs, the passed mbuf
 227  * may be modified and a port pointer will be returned.
 228  */
 229 lwkt_port_t
 230 ip_mport(struct mbuf **mptr)
 231 {
 232         struct ip *ip;
 233         int iphlen;
 234         struct tcphdr *th;
 235         struct udphdr *uh;
 236         struct mbuf *m;
 237         int thoff;                              /* TCP data offset */
 238         lwkt_port_t port;
 239         int cpu;
 240
 241         if (!ip_lengthcheck(mptr)) {
 242                 *mptr = NULL;
 243                 return (NULL);
 244         }
 245
 246         m = *mptr;
 247         ip = mtod(m, struct ip *);
 248         iphlen = ip->ip_hl << 2;
 249
 250         /*
 251          * XXX generic packet handling defrag on CPU 0 for now.
 252          */
 253         if (ntohs(ip->ip_off) & (IP_MF | IP_OFFMASK))
 254                 return (&netisr_cpu[0].td_msgport);
 255
 256         switch (ip->ip_p) {
 257         case IPPROTO_TCP:
 258                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 259                 thoff = th->th_off << 2;
 260                 cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
 261                     th->th_sport, th->th_dport);
 262                 port = &tcp_thread[cpu].td_msgport;
 263                 break;
 264         case IPPROTO_UDP:
 265                 uh = (struct udphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 266
 267                 if (IN_MULTICAST(ntohl(ip->ip_dst.s_addr)) ||
 268                     in_broadcast(ip->ip_dst, m->m_pkthdr.rcvif)) {
 269                         cpu = 0;
 270                 } else {
 271                         cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr,
 272                             ip->ip_dst.s_addr, uh->uh_sport, uh->uh_dport);
 273                 }
 274                 port = &udp_thread[cpu].td_msgport;
 275                 break;
 276         default:
 277                 port = &netisr_cpu[0].td_msgport;
 278                 break;
 279         }
 280
 281         return (port);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Map a TCP socket to a protocol processing thread.
 286  */
 287 lwkt_port_t
 288 tcp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 289 {
 290         struct inpcb *inp;
 291
 292         /* The following processing all take place on Protocol Thread 0. */
 293         if (req == PRU_BIND || req == PRU_CONNECT || req == PRU_ATTACH ||
 294             req == PRU_LISTEN)
 295                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 296
 297         inp = so->so_pcb;
 298         if (!inp)               /* connection reset by peer */
 299                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 300
 301         /*
 302          * Already bound and connected or listening.  For TCP connections,
 303          * the (faddr, fport, laddr, lport) association cannot change now.
 304          *
 305          * Note: T/TCP code needs some reorganization to fit into
 306          * this model.  XXX JH
 307          *
 308          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 309          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 310          */
 311         return (&tcp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 312             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 313 }
 314
 315 lwkt_port_t
 316 tcp_addrport(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 317 {
 318         return (&tcp_thread[tcp_addrcpu(faddr, fport,
 319                                         laddr, lport)].td_msgport);
 320 }
 321
 322 /*
 323  * Map a UDP socket to a protocol processing thread.
 324  */
 325 lwkt_port_t
 326 udp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 327 {
 328         struct inpcb *inp;
 329
 330         /*
 331          * The following processing all take place on Protocol Thread 0:
 332          *   only bind() and connect() have a non-null nam parameter
 333          *   attach() has a null socket parameter
 334          *   Fast and slow timeouts pass in two NULLs
 335          */
 336         if (nam != NULL || so == NULL)
 337                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 338
 339         inp = so->so_pcb;
 340
 341         if (IN_MULTICAST(ntohl(inp->inp_laddr.s_addr)))
 342                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 343
 344         /*
 345          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 346          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 347          */
 348
 349         return (&udp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 350             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Map a network address to a processor.
 355  */
 356 int
 357 tcp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 358 {
 359         return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 360 }
 361
 362 int
 363 udp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 364 {
 365         if (IN_MULTICAST(ntohl(laddr)))
 366                 return (0);
 367         else
 368                 return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 369 }
 370
 371 /*
 372  * Return LWKT port for cpu.
 373  */
 374 lwkt_port_t
 375 tcp_cport(int cpu)
 376 {
 377         return (&tcp_thread[cpu].td_msgport);
 378 }
 379
 380 void
 381 tcp_thread_init(void)
 382 {
 383         int cpu;
 384
 385         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 386                 lwkt_create(tcpmsg_service_loop, NULL, NULL,
 387                         &tcp_thread[cpu], 0, cpu, "tcp_thread %d", cpu);
 388                 netmsg_service_port_init(&tcp_thread[cpu].td_msgport);
 389         }
 390 }
 391
 392 void
 393 udp_thread_init(void)
 394 {
 395         int cpu;
 396
 397         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 398                 lwkt_create(netmsg_service_loop, NULL, NULL,
 399                         &udp_thread[cpu], 0, cpu, "udp_thread %d", cpu);
 400                 netmsg_service_port_init(&udp_thread[cpu].td_msgport);
 401         }
 402 }