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 1.10 2004/03/06 05:00:41 hsu 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
  57 #include <vm/vm_zone.h>
  58
  59 #include <net/if.h>
  60 #include <net/netisr.h>
  61 #include <net/route.h>
  62
  63 #include <netinet/in.h>
  64 #include <netinet/in_systm.h>
  65 #include <netinet/ip.h>
  66 #include <netinet/in_pcb.h>
  67 #include <netinet/in_var.h>
  68 #include <netinet/ip_var.h>
  69
  70 /*
  71  * Divert sockets
  72  */
  73
  74 /*
  75  * Allocate enough space to hold a full IP packet
  76  */
  77 #define DIVSNDQ         (65536 + 100)
  78 #define DIVRCVQ         (65536 + 100)
  79
  80 /*
  81  * Divert sockets work in conjunction with ipfw, see the divert(4)
  82  * manpage for features.
  83  * Internally, packets selected by ipfw in ip_input() or ip_output(),
  84  * and never diverted before, are passed to the input queue of the
  85  * divert socket with a given 'divert_port' number (as specified in
  86  * the matching ipfw rule), and they are tagged with a 16 bit cookie
  87  * (representing the rule number of the matching ipfw rule), which
  88  * is passed to process reading from the socket.
  89  *
  90  * Packets written to the divert socket are again tagged with a cookie
  91  * (usually the same as above) and a destination address.
  92  * If the destination address is INADDR_ANY then the packet is
  93  * treated as outgoing and sent to ip_output(), otherwise it is
  94  * treated as incoming and sent to ip_input().
  95  * In both cases, the packet is tagged with the cookie.
  96  *
  97  * On reinjection, processing in ip_input() and ip_output()
  98  * will be exactly the same as for the original packet, except that
  99  * ipfw processing will start at the rule number after the one
 100  * written in the cookie (so, tagging a packet with a cookie of 0
 101  * will cause it to be effectively considered as a standard packet).
 102  */
 103
 104 /* Internal variables */
 105 static struct inpcbinfo divcbinfo;
 106
 107 static u_long   div_sendspace = DIVSNDQ;        /* XXX sysctl ? */
 108 static u_long   div_recvspace = DIVRCVQ;        /* XXX sysctl ? */
 109
 110 /* Optimization: have this preinitialized */
 111 static struct sockaddr_in divsrc = { sizeof(divsrc), AF_INET };
 112
 113 /*
 114  * Initialize divert connection block queue.
 115  */
 116 void
 117 div_init(void)
 118 {
 119         LIST_INIT(&divcbinfo.listhead);
 120         /*
 121          * XXX We don't use the hash list for divert IP, but it's easier
 122          * to allocate a one entry hash list than it is to check all
 123          * over the place for hashbase == NULL.
 124          */
 125         divcbinfo.hashbase = hashinit(1, M_PCB, &divcbinfo.hashmask);
 126         divcbinfo.porthashbase = hashinit(1, M_PCB, &divcbinfo.porthashmask);
 127         divcbinfo.bindhashbase = hashinit(1, M_PCB, &divcbinfo.bindhashmask);
 128         divcbinfo.ipi_zone = zinit("divcb", sizeof(struct inpcb),
 129                                    maxsockets, ZONE_INTERRUPT, 0);
 130 }
 131
 132 /*
 133  * IPPROTO_DIVERT is not a real IP protocol; don't allow any packets
 134  * with that protocol number to enter the system from the outside.
 135  */
 136 void
 137 div_input(struct mbuf *m, int off, int proto)
 138 {
 139         ipstat.ips_noproto++;
 140         m_freem(m);
 141 }
 142
 143 /*
 144  * Divert a packet by passing it up to the divert socket at port 'port'.
 145  *
 146  * Setup generic address and protocol structures for div_input routine,
 147  * then pass them along with mbuf chain.
 148  */
 149 void
 150 divert_packet(struct mbuf *m, int incoming, int port, int rule)
 151 {
 152         struct ip *ip;
 153         struct inpcb *inp;
 154         struct socket *sa;
 155         u_int16_t nport;
 156
 157         /* Sanity check */
 158         KASSERT(port != 0, ("%s: port=0", __FUNCTION__));
 159
 160         divsrc.sin_port = rule;         /* record matching rule */
 161
 162         /* Assure header */
 163         if (m->m_len < sizeof(struct ip) &&
 164             (m = m_pullup(m, sizeof(struct ip))) == 0)
 165                 return;
 166         ip = mtod(m, struct ip *);
 167
 168         /*
 169          * Record receive interface address, if any.
 170          * But only for incoming packets.
 171          */
 172         divsrc.sin_addr.s_addr = 0;
 173         if (incoming) {
 174                 struct ifaddr *ifa;
 175
 176                 /* Sanity check */
 177                 KASSERT((m->m_flags & M_PKTHDR), ("%s: !PKTHDR", __FUNCTION__));
 178
 179                 /* Find IP address for receive interface */
 180                 TAILQ_FOREACH(ifa, &m->m_pkthdr.rcvif->if_addrhead, ifa_link) {
 181                         if (ifa->ifa_addr == NULL)
 182                                 continue;
 183                         if (ifa->ifa_addr->sa_family != AF_INET)
 184                                 continue;
 185                         divsrc.sin_addr =
 186                             ((struct sockaddr_in *) ifa->ifa_addr)->sin_addr;
 187                         break;
 188                 }
 189         }
 190         /*
 191          * Record the incoming interface name whenever we have one.
 192          */
 193         bzero(&divsrc.sin_zero, sizeof(divsrc.sin_zero));
 194         if (m->m_pkthdr.rcvif) {
 195                 /*
 196                  * Hide the actual interface name in there in the
 197                  * sin_zero array. XXX This needs to be moved to a
 198                  * different sockaddr type for divert, e.g.
 199                  * sockaddr_div with multiple fields like
 200                  * sockaddr_dl. Presently we have only 7 bytes
 201                  * but that will do for now as most interfaces
 202                  * are 4 or less + 2 or less bytes for unit.
 203                  * There is probably a faster way of doing this,
 204                  * possibly taking it from the sockaddr_dl on the iface.
 205                  * This solves the problem of a P2P link and a LAN interface
 206                  * having the same address, which can result in the wrong
 207                  * interface being assigned to the packet when fed back
 208                  * into the divert socket. Theoretically if the daemon saves
 209                  * and re-uses the sockaddr_in as suggested in the man pages,
 210                  * this iface name will come along for the ride.
 211                  * (see div_output for the other half of this.)
 212                  */
 213                 snprintf(divsrc.sin_zero, sizeof(divsrc.sin_zero),
 214                             m->m_pkthdr.rcvif->if_xname);
 215         }
 216
 217         /* Put packet on socket queue, if any */
 218         sa = NULL;
 219         nport = htons((u_int16_t)port);
 220         LIST_FOREACH(inp, &divcbinfo.listhead, inp_list) {
 221                 if (inp->inp_lport == nport)
 222                         sa = inp->inp_socket;
 223         }
 224         if (sa) {
 225                 if (sbappendaddr(&sa->so_rcv, (struct sockaddr *)&divsrc,
 226                                 m, (struct mbuf *)0) == 0)
 227                         m_freem(m);
 228                 else
 229                         sorwakeup(sa);
 230         } else {
 231                 m_freem(m);
 232                 ipstat.ips_noproto++;
 233                 ipstat.ips_delivered--;
 234         }
 235 }
 236
 237 /*
 238  * Deliver packet back into the IP processing machinery.
 239  *
 240  * If no address specified, or address is 0.0.0.0, send to ip_output();
 241  * otherwise, send to ip_input() and mark as having been received on
 242  * the interface with that address.
 243  */
 244 static int
 245 div_output(struct socket *so, struct mbuf *m,
 246         struct sockaddr_in *sin, struct mbuf *control)
 247 {
 248         int error = 0;
 249         struct m_hdr divert_tag;
 250
 251         /*
 252          * Prepare the tag for divert info. Note that a packet
 253          * with a 0 tag in mh_data is effectively untagged,
 254          * so we could optimize that case.
 255          */
 256         divert_tag.mh_type = MT_TAG;
 257         divert_tag.mh_flags = PACKET_TAG_DIVERT;
 258         divert_tag.mh_next = m;
 259         divert_tag.mh_data = 0;         /* the matching rule # */
 260         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;       /* XXX is it necessary ? */
 261
 262         if (control)
 263                 m_freem(control);               /* XXX */
 264
 265         /* Loopback avoidance and state recovery */
 266         if (sin) {
 267                 int i;
 268
 269                 divert_tag.mh_data = (caddr_t)(int)sin->sin_port;
 270                 /*
 271                  * Find receive interface with the given name, stuffed
 272                  * (if it exists) in the sin_zero[] field.
 273                  * The name is user supplied data so don't trust its size
 274                  * or that it is zero terminated.
 275                  */
 276                 for (i = 0; sin->sin_zero[i] && i < sizeof(sin->sin_zero); i++)
 277                         ;
 278                 if ( i > 0 && i < sizeof(sin->sin_zero))
 279                         m->m_pkthdr.rcvif = ifunit(sin->sin_zero);
 280         }
 281
 282         /* Reinject packet into the system as incoming or outgoing */
 283         if (!sin || sin->sin_addr.s_addr == 0) {
 284                 struct inpcb *const inp = sotoinpcb(so);
 285                 struct ip *const ip = mtod(m, struct ip *);
 286
 287                 /*
 288                  * Don't allow both user specified and setsockopt options,
 289                  * and don't allow packet length sizes that will crash
 290                  */
 291                 if (((ip->ip_hl != (sizeof (*ip) >> 2)) && inp->inp_options) ||
 292                      ((u_short)ntohs(ip->ip_len) > m->m_pkthdr.len)) {
 293                         error = EINVAL;
 294                         goto cantsend;
 295                 }
 296
 297                 /* Convert fields to host order for ip_output() */
 298                 ip->ip_len = ntohs(ip->ip_len);
 299                 ip->ip_off = ntohs(ip->ip_off);
 300
 301                 /* Send packet to output processing */
 302                 ipstat.ips_rawout++;                    /* XXX */
 303                 error = ip_output((struct mbuf *)&divert_tag,
 304                             inp->inp_options, &inp->inp_route,
 305                             (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
 306                             IP_ALLOWBROADCAST | IP_RAWOUTPUT,
 307                             inp->inp_moptions, NULL);
 308         } else {
 309                 struct netmsg_packet msg;
 310
 311                 if (m->m_pkthdr.rcvif == NULL) {
 312                         /*
 313                          * No luck with the name, check by IP address.
 314                          * Clear the port and the ifname to make sure
 315                          * there are no distractions for ifa_ifwithaddr.
 316                          */
 317                         struct  ifaddr *ifa;
 318
 319                         bzero(sin->sin_zero, sizeof(sin->sin_zero));
 320                         sin->sin_port = 0;
 321                         ifa = ifa_ifwithaddr((struct sockaddr *) sin);
 322                         if (ifa == NULL) {
 323                                 error = EADDRNOTAVAIL;
 324                                 goto cantsend;
 325                         }
 326                         m->m_pkthdr.rcvif = ifa->ifa_ifp;
 327                 }
 328                 /* Send packet to input processing */
 329                 msg.nm_packet = (struct mbuf *)&divert_tag;
 330                 ip_input((struct netmsg *)&msg);
 331         }
 332
 333         return error;
 334
 335 cantsend:
 336         m_freem(m);
 337         return error;
 338 }
 339
 340 static int
 341 div_attach(struct socket *so, int proto, struct pru_attach_info *ai)
 342 {
 343         struct inpcb *inp;
 344         int error, s;
 345
 346         inp  = sotoinpcb(so);
 347         if (inp)
 348                 panic("div_attach");
 349         if ((error = suser_cred(ai->p_ucred, NULL_CRED_OKAY)) != 0)
 350                 return error;
 351
 352         error = soreserve(so, div_sendspace, div_recvspace, ai->sb_rlimit);
 353         if (error)
 354                 return error;
 355         s = splnet();
 356         error = in_pcballoc(so, &divcbinfo);
 357         splx(s);
 358         if (error)
 359                 return error;
 360         inp = (struct inpcb *)so->so_pcb;
 361         inp->inp_ip_p = proto;
 362         inp->inp_vflag |= INP_IPV4;
 363         inp->inp_flags |= INP_HDRINCL;
 364         /* The socket is always "connected" because
 365            we always know "where" to send the packet */
 366         so->so_state |= SS_ISCONNECTED;
 367         return 0;
 368 }
 369
 370 static int
 371 div_detach(struct socket *so)
 372 {
 373         struct inpcb *inp;
 374
 375         inp = sotoinpcb(so);
 376         if (inp == 0)
 377                 panic("div_detach");
 378         in_pcbdetach(inp);
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 static int
 383 div_abort(struct socket *so)
 384 {
 385         soisdisconnected(so);
 386         return div_detach(so);
 387 }
 388
 389 static int
 390 div_disconnect(struct socket *so)
 391 {
 392         if ((so->so_state & SS_ISCONNECTED) == 0)
 393                 return ENOTCONN;
 394         return div_abort(so);
 395 }
 396
 397 static int
 398 div_bind(struct socket *so, struct sockaddr *nam, struct thread *td)
 399 {
 400         struct inpcb *inp;
 401         int s;
 402         int error;
 403
 404         s = splnet();
 405         inp = sotoinpcb(so);
 406         /* in_pcbbind assumes that nam is a sockaddr_in
 407          * and in_pcbbind requires a valid address. Since divert
 408          * sockets don't we need to make sure the address is
 409          * filled in properly.
 410          * XXX -- divert should not be abusing in_pcbind
 411          * and should probably have its own family.
 412          */
 413         if (nam->sa_family != AF_INET)
 414                 error = EAFNOSUPPORT;
 415         else {
 416                 ((struct sockaddr_in *)nam)->sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
 417                 error = in_pcbbind(inp, nam, td);
 418         }
 419         splx(s);
 420         return error;
 421 }
 422
 423 static int
 424 div_shutdown(struct socket *so)
 425 {
 426         socantsendmore(so);
 427         return 0;
 428 }
 429
 430 static int
 431 div_send(struct socket *so, int flags, struct mbuf *m, struct sockaddr *nam,
 432          struct mbuf *control, struct thread *td)
 433 {
 434         /* Packet must have a header (but that's about it) */
 435         if (m->m_len < sizeof (struct ip) &&
 436             (m = m_pullup(m, sizeof (struct ip))) == 0) {
 437                 ipstat.ips_toosmall++;
 438                 m_freem(m);
 439                 return EINVAL;
 440         }
 441
 442         /* Send packet */
 443         return div_output(so, m, (struct sockaddr_in *)nam, control);
 444 }
 445
 446 static int
 447 div_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 448 {
 449         int error, i, n, s;
 450         struct inpcb *inp, **inp_list;
 451         inp_gen_t gencnt;
 452         struct xinpgen xig;
 453
 454         /*
 455          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
 456          * resource-intensive to repeat twice on every request.
 457          */
 458         if (req->oldptr == 0) {
 459                 n = divcbinfo.ipi_count;
 460                 req->oldidx = 2 * (sizeof xig)
 461                         + (n + n/8) * sizeof(struct xinpcb);
 462                 return 0;
 463         }
 464
 465         if (req->newptr != 0)
 466                 return EPERM;
 467
 468         /*
 469          * OK, now we're committed to doing something.
 470          */
 471         s = splnet();
 472         gencnt = divcbinfo.ipi_gencnt;
 473         n = divcbinfo.ipi_count;
 474         splx(s);
 475
 476         xig.xig_len = sizeof xig;
 477         xig.xig_count = n;
 478         xig.xig_gen = gencnt;
 479         xig.xig_sogen = so_gencnt;
 480         error = SYSCTL_OUT(req, &xig, sizeof xig);
 481         if (error)
 482                 return error;
 483
 484         inp_list = malloc(n * sizeof *inp_list, M_TEMP, M_WAITOK);
 485         if (inp_list == 0)
 486                 return ENOMEM;
 487
 488         s = splnet();
 489         for (inp = LIST_FIRST(&divcbinfo.listhead), i = 0; inp && i < n;
 490              inp = LIST_NEXT(inp, inp_list)) {
 491                 if (inp->inp_gencnt <= gencnt && !prison_xinpcb(req->td, inp))
 492                         inp_list[i++] = inp;
 493         }
 494         splx(s);
 495         n = i;
 496
 497         error = 0;
 498         for (i = 0; i < n; i++) {
 499                 inp = inp_list[i];
 500                 if (inp->inp_gencnt <= gencnt) {
 501                         struct xinpcb xi;
 502                         xi.xi_len = sizeof xi;
 503                         /* XXX should avoid extra copy */
 504                         bcopy(inp, &xi.xi_inp, sizeof *inp);
 505                         if (inp->inp_socket)
 506                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xi.xi_socket);
 507                         error = SYSCTL_OUT(req, &xi, sizeof xi);
 508                 }
 509         }
 510         if (!error) {
 511                 /*
 512                  * Give the user an updated idea of our state.
 513                  * If the generation differs from what we told
 514                  * her before, she knows that something happened
 515                  * while we were processing this request, and it
 516                  * might be necessary to retry.
 517                  */
 518                 s = splnet();
 519                 xig.xig_gen = divcbinfo.ipi_gencnt;
 520                 xig.xig_sogen = so_gencnt;
 521                 xig.xig_count = divcbinfo.ipi_count;
 522                 splx(s);
 523                 error = SYSCTL_OUT(req, &xig, sizeof xig);
 524         }
 525         free(inp_list, M_TEMP);
 526         return error;
 527 }
 528
 529 SYSCTL_DECL(_net_inet_divert);
 530 SYSCTL_PROC(_net_inet_divert, OID_AUTO, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
 531             div_pcblist, "S,xinpcb", "List of active divert sockets");
 532
 533 struct pr_usrreqs div_usrreqs = {
 534         div_abort, pru_accept_notsupp, div_attach, div_bind,
 535         pru_connect_notsupp, pru_connect2_notsupp, in_control, div_detach,
 536         div_disconnect, pru_listen_notsupp, in_setpeeraddr, pru_rcvd_notsupp,
 537         pru_rcvoob_notsupp, div_send, pru_sense_null, div_shutdown,
 538         in_setsockaddr, sosend, soreceive, sopoll
 539 };