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 1.26 2004/08/03 00:04:13 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         struct tcphdr *th;
 113         struct udphdr *uh;
 114         struct mbuf *m = *mptr;
 115         int thoff;                              /* TCP data offset */
 116         lwkt_port_t port;
 117         int cpu;
 118
 119         /*
 120          * The packet must be at least the size of an IP header
 121          */
 122         if (m->m_pkthdr.len < sizeof(struct ip)) {
 123                 ipstat.ips_tooshort++;
 124                 m_freem(m);
 125                 *mptr = NULL;
 126                 return (NULL);
 127         }
 128
 129         /*
 130          * The first mbuf must entirely contain the IP header
 131          */
 132         if (m->m_len < sizeof(struct ip) &&
 133             (m = m_pullup(m, sizeof(struct ip))) == NULL) {
 134                 ipstat.ips_toosmall++;
 135                 *mptr = NULL;
 136                 return (NULL);
 137         }
 138         ip = mtod(m, struct ip *);
 139
 140         /*
 141          * Extract the actual IP header length and do a bounds check.  The
 142          * first mbuf must entirely contain the extended IP header.
 143          */
 144         iphlen = ip->ip_hl << 2;
 145         if (iphlen < sizeof(struct ip)) {       /* minimum header length */
 146                 ipstat.ips_badhlen++;
 147                 m_freem(m);
 148                 return (NULL);
 149         }
 150         if (m->m_len < iphlen) {
 151                 m = m_pullup(m, iphlen);
 152                 if (m == NULL) {
 153                         ipstat.ips_badhlen++;
 154                         *mptr = NULL;
 155                         return (NULL);
 156                 }
 157                 ip = mtod(m, struct ip *);
 158         }
 159
 160         /*
 161          * The TCP/IP or UDP/IP header must be entirely contained within
 162          * the first fragment of a packet.  Packet filters will break if they
 163          * aren't.
 164          */
 165         if ((ntohs(ip->ip_off) & IP_OFFMASK) == 0) {
 166                 switch (ip->ip_p) {
 167                 case IPPROTO_TCP:
 168                         if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct tcphdr)) {
 169                                 m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct tcphdr));
 170                                 if (m == NULL) {
 171                                         tcpstat.tcps_rcvshort++;
 172                                         *mptr = NULL;
 173                                         return (NULL);
 174                                 }
 175                                 ip = mtod(m, struct ip *);
 176                         }
 177                         break;
 178                 case IPPROTO_UDP:
 179                         if (m->m_len < iphlen + sizeof(struct udphdr)) {
 180                                 m = m_pullup(m, iphlen + sizeof(struct udphdr));
 181                                 if (m == NULL) {
 182                                         udpstat.udps_hdrops++;
 183                                         *mptr = NULL;
 184                                         return (NULL);
 185                                 }
 186                                 ip = mtod(m, struct ip *);
 187                         }
 188                         break;
 189                 default:
 190                         break;
 191                 }
 192         }
 193
 194         /*
 195          * XXX generic packet handling defrag on CPU 0 for now.
 196          */
 197         if (ntohs(ip->ip_off) & (IP_MF | IP_OFFMASK)) {
 198                 *mptr = m;
 199                 return (&netisr_cpu[0].td_msgport);
 200         }
 201
 202         switch (ip->ip_p) {
 203         case IPPROTO_TCP:
 204                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 205                 thoff = th->th_off << 2;
 206                 if (thoff < sizeof(struct tcphdr) ||
 207                     thoff > ntohs(ip->ip_len)) {
 208                         tcpstat.tcps_rcvbadoff++;
 209                         m_freem(m);
 210                         *mptr = NULL;
 211                         return (NULL);
 212                 }
 213                 if (m->m_len < iphlen + thoff) {
 214                         m = m_pullup(m, iphlen + thoff);
 215                         if (m == NULL) {
 216                                 tcpstat.tcps_rcvshort++;
 217                                 *mptr = NULL;
 218                                 return (NULL);
 219                         }
 220                         ip = mtod(m, struct ip *);
 221                         th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 222                 }
 223
 224                 cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
 225                     th->th_sport, th->th_dport);
 226                 port = &tcp_thread[cpu].td_msgport;
 227                 break;
 228         case IPPROTO_UDP:
 229                 uh = (struct udphdr *)((caddr_t)ip + iphlen);
 230
 231                 if (IN_MULTICAST(ntohl(ip->ip_dst.s_addr)) ||
 232                     in_broadcast(ip->ip_dst, m->m_pkthdr.rcvif)) {
 233                         cpu = 0;
 234                 } else {
 235                         cpu = INP_MPORT_HASH(ip->ip_src.s_addr,
 236                             ip->ip_dst.s_addr, uh->uh_sport, uh->uh_dport);
 237                 }
 238                 port = &udp_thread[cpu].td_msgport;
 239                 break;
 240         default:
 241                 port = &netisr_cpu[0].td_msgport;
 242                 break;
 243         }
 244         KKASSERT(port->mp_putport != NULL);
 245         *mptr = m;
 246         return (port);
 247 }
 248
 249 /*
 250  * Map a TCP socket to a protocol processing thread.
 251  */
 252 lwkt_port_t
 253 tcp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 254 {
 255         struct inpcb *inp;
 256
 257         /* The following processing all take place on Protocol Thread 0. */
 258         if (req == PRU_BIND || req == PRU_CONNECT || req == PRU_ATTACH ||
 259             req == PRU_LISTEN)
 260                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 261
 262         inp = sotoinpcb(so);
 263         if (!inp)               /* connection reset by peer */
 264                 return (&tcp_thread[0].td_msgport);
 265
 266         /*
 267          * Already bound and connected or listening.  For TCP connections,
 268          * the (faddr, fport, laddr, lport) association cannot change now.
 269          *
 270          * Note: T/TCP code needs some reorganization to fit into
 271          * this model.  XXX JH
 272          *
 273          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 274          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 275          */
 276         return (&tcp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 277             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 278 }
 279
 280 lwkt_port_t
 281 tcp_addrport(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 282 {
 283         return (&tcp_thread[tcp_addrcpu(faddr, fport,
 284                                         laddr, lport)].td_msgport);
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Map a UDP socket to a protocol processing thread.
 289  */
 290 lwkt_port_t
 291 udp_soport(struct socket *so, struct sockaddr *nam, int req)
 292 {
 293         struct inpcb *inp;
 294
 295         /*
 296          * The following processing all take place on Protocol Thread 0:
 297          *   only bind() and connect() have a non-null nam parameter
 298          *   attach() has a null socket parameter
 299          *   Fast and slow timeouts pass in two NULLs
 300          */
 301         if (nam != NULL || so == NULL)
 302                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 303
 304         inp = sotoinpcb(so);
 305
 306         if (IN_MULTICAST(ntohl(inp->inp_laddr.s_addr)))
 307                 return (&udp_thread[0].td_msgport);
 308
 309         /*
 310          * Rely on type-stable memory and check in protocol handler
 311          * to fix race condition here w/ deallocation of inp.  XXX JH
 312          */
 313
 314         return (&udp_thread[INP_MPORT_HASH(inp->inp_faddr.s_addr,
 315             inp->inp_laddr.s_addr, inp->inp_fport, inp->inp_lport)].td_msgport);
 316 }
 317
 318 /*
 319  * Map a network address to a processor.
 320  */
 321 int
 322 tcp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 323 {
 324         return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 325 }
 326
 327 int
 328 udp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport, in_addr_t laddr, in_port_t lport)
 329 {
 330         if (IN_MULTICAST(ntohl(laddr)))
 331                 return (0);
 332         else
 333                 return (INP_MPORT_HASH(faddr, laddr, fport, lport));
 334 }
 335
 336 /*
 337  * Return LWKT port for cpu.
 338  */
 339 lwkt_port_t
 340 tcp_cport(int cpu)
 341 {
 342         return (&tcp_thread[cpu].td_msgport);
 343 }
 344
 345 void
 346 tcp_thread_init(void)
 347 {
 348         int cpu;
 349
 350         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 351                 lwkt_create(tcpmsg_service_loop, NULL, NULL,
 352                         &tcp_thread[cpu], 0, cpu, "tcp_thread %d", cpu);
 353                 tcp_thread[cpu].td_msgport.mp_putport = netmsg_put_port;
 354         }
 355 }
 356
 357 void
 358 udp_thread_init(void)
 359 {
 360         int cpu;
 361
 362         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
 363                 lwkt_create(netmsg_service_loop, NULL, NULL,
 364                         &udp_thread[cpu], 0, cpu, "udp_thread %d", cpu);
 365                 udp_thread[cpu].td_msgport.mp_putport = netmsg_put_port;
 366         }
 367 }