lib/libstand/ip.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1992 Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This software was developed by the Computer Systems Engineering group
   6  * at Lawrence Berkeley Laboratory under DARPA contract BG 91-66 and
   7  * contributed to Berkeley.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. 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
  34 /*
  35  * The send and receive functions were originally implemented in udp.c and
  36  * moved here. Also it is likely some more cleanup can be done, especially
  37  * once we will implement the support for tcp.
  38  */
  39
  40 #include <sys/cdefs.h>
  41 __FBSDID("$FreeBSD$");
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/socket.h>
  45 #include <sys/queue.h>
  46
  47 #include <string.h>
  48
  49 #include <net/if.h>
  50 #include <netinet/in.h>
  51 #include <netinet/if_ether.h>
  52 #include <netinet/in_systm.h>
  53
  54 #include <netinet/in_pcb.h>
  55 #include <netinet/ip.h>
  56 #include <netinet/ip_var.h>
  57 #include <netinet/udp.h>
  58 #include <netinet/udp_var.h>
  59
  60 #include "stand.h"
  61 #include "net.h"
  62
  63 typedef STAILQ_HEAD(ipqueue, ip_queue) ip_queue_t;
  64 struct ip_queue {
  65         void            *ipq_pkt;
  66         struct ip       *ipq_hdr;
  67         STAILQ_ENTRY(ip_queue) ipq_next;
  68 };
  69
  70 /*
  71  * Fragment re-assembly queue.
  72  */
  73 struct ip_reasm {
  74         struct in_addr  ip_src;
  75         struct in_addr  ip_dst;
  76         uint16_t        ip_id;
  77         uint8_t         ip_proto;
  78         uint8_t         ip_ttl;
  79         size_t          ip_total_size;
  80         ip_queue_t      ip_queue;
  81         void            *ip_pkt;
  82         struct ip       *ip_hdr;
  83         STAILQ_ENTRY(ip_reasm) ip_next;
  84 };
  85
  86 STAILQ_HEAD(ire_list, ip_reasm) ire_list = STAILQ_HEAD_INITIALIZER(ire_list);
  87
  88 /* Caller must leave room for ethernet and ip headers in front!! */
  89 ssize_t
  90 sendip(struct iodesc *d, void *pkt, size_t len, uint8_t proto)
  91 {
  92         ssize_t cc;
  93         struct ip *ip;
  94         u_char *ea;
  95
  96 #ifdef NET_DEBUG
  97         if (debug) {
  98                 printf("sendip: proto: %x d=%p called.\n", proto, (void *)d);
  99                 if (d) {
 100                         printf("saddr: %s:%d",
 101                             inet_ntoa(d->myip), ntohs(d->myport));
 102                         printf(" daddr: %s:%d\n",
 103                             inet_ntoa(d->destip), ntohs(d->destport));
 104                 }
 105         }
 106 #endif
 107
 108         ip = (struct ip *)pkt - 1;
 109         len += sizeof(*ip);
 110
 111         bzero(ip, sizeof(*ip));
 112
 113         ip->ip_v = IPVERSION;                   /* half-char */
 114         ip->ip_hl = sizeof(*ip) >> 2;           /* half-char */
 115         ip->ip_len = htons(len);
 116         ip->ip_p = proto;                       /* char */
 117         ip->ip_ttl = IPDEFTTL;                  /* char */
 118         ip->ip_src = d->myip;
 119         ip->ip_dst = d->destip;
 120         ip->ip_sum = in_cksum(ip, sizeof(*ip));  /* short, but special */
 121
 122         if (ip->ip_dst.s_addr == INADDR_BROADCAST || ip->ip_src.s_addr == 0 ||
 123             netmask == 0 || SAMENET(ip->ip_src, ip->ip_dst, netmask))
 124                 ea = arpwhohas(d, ip->ip_dst);
 125         else
 126                 ea = arpwhohas(d, gateip);
 127
 128         cc = sendether(d, ip, len, ea, ETHERTYPE_IP);
 129         if (cc == -1)
 130                 return (-1);
 131         if (cc != len)
 132                 panic("sendip: bad write (%zd != %zd)", cc, len);
 133         return (cc - sizeof(*ip));
 134 }
 135
 136 static void
 137 ip_reasm_free(struct ip_reasm *ipr)
 138 {
 139         struct ip_queue *ipq;
 140
 141         while ((ipq = STAILQ_FIRST(&ipr->ip_queue)) != NULL) {
 142                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&ipr->ip_queue, ipq_next);
 143                 free(ipq->ipq_pkt);
 144                 free(ipq);
 145         }
 146         free(ipr->ip_pkt);
 147         free(ipr);
 148 }
 149
 150 static int
 151 ip_reasm_add(struct ip_reasm *ipr, void *pkt, struct ip *ip)
 152 {
 153         struct ip_queue *ipq, *prev, *p;
 154
 155         if ((ipq = calloc(1, sizeof (*ipq))) == NULL)
 156                 return (1);
 157
 158         ipq->ipq_pkt = pkt;
 159         ipq->ipq_hdr = ip;
 160
 161         prev = NULL;
 162         STAILQ_FOREACH(p, &ipr->ip_queue, ipq_next) {
 163                 if ((ntohs(p->ipq_hdr->ip_off) & IP_OFFMASK) <
 164                     (ntohs(ip->ip_off) & IP_OFFMASK)) {
 165                         prev = p;
 166                         continue;
 167                 }
 168                 if (prev == NULL)
 169                         break;
 170
 171                 STAILQ_INSERT_AFTER(&ipr->ip_queue, prev, ipq, ipq_next);
 172                 return (0);
 173         }
 174         STAILQ_INSERT_HEAD(&ipr->ip_queue, ipq, ipq_next);
 175         return (0);
 176 }
 177
 178 /*
 179  * Receive a IP packet and validate it is for us.
 180  */
 181 static ssize_t
 182 readipv4(struct iodesc *d, void **pkt, void **payload, time_t tleft,
 183     uint8_t proto)
 184 {
 185         ssize_t n;
 186         size_t hlen;
 187         struct ether_header *eh;
 188         struct ip *ip;
 189         struct udphdr *uh;
 190         uint16_t etype;         /* host order */
 191         char *ptr;
 192         struct ip_reasm *ipr;
 193         struct ip_queue *ipq, *last;
 194
 195 #ifdef NET_DEBUG
 196         if (debug)
 197                 printf("readip: called\n");
 198 #endif
 199
 200         ip = NULL;
 201         ptr = NULL;
 202         n = readether(d, (void **)&ptr, (void **)&ip, tleft, &etype);
 203         if (n == -1 || n < sizeof(*ip) + sizeof(*uh)) {
 204                 free(ptr);
 205                 return (-1);
 206         }
 207
 208         /* Ethernet address checks now in readether() */
 209
 210         /* Need to respond to ARP requests. */
 211         if (etype == ETHERTYPE_ARP) {
 212                 struct arphdr *ah = (void *)ip;
 213                 if (ah->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST)) {
 214                         /* Send ARP reply */
 215                         arp_reply(d, ah);
 216                 }
 217                 free(ptr);
 218                 errno = EAGAIN; /* Call me again. */
 219                 return (-1);
 220         }
 221
 222         if (etype != ETHERTYPE_IP) {
 223 #ifdef NET_DEBUG
 224                 if (debug)
 225                         printf("readip: not IP. ether_type=%x\n", etype);
 226 #endif
 227                 free(ptr);
 228                 return (-1);
 229         }
 230
 231         /* Check ip header */
 232         if (ip->ip_v != IPVERSION ||
 233             ip->ip_p != proto) {        /* half char */
 234 #ifdef NET_DEBUG
 235                 if (debug) {
 236                         printf("readip: IP version or proto. ip_v=%d ip_p=%d\n",
 237                             ip->ip_v, ip->ip_p);
 238                 }
 239 #endif
 240                 free(ptr);
 241                 return (-1);
 242         }
 243
 244         hlen = ip->ip_hl << 2;
 245         if (hlen < sizeof(*ip) ||
 246             in_cksum(ip, hlen) != 0) {
 247 #ifdef NET_DEBUG
 248                 if (debug)
 249                         printf("readip: short hdr or bad cksum.\n");
 250 #endif
 251                 free(ptr);
 252                 return (-1);
 253         }
 254         if (n < ntohs(ip->ip_len)) {
 255 #ifdef NET_DEBUG
 256                 if (debug)
 257                         printf("readip: bad length %d < %d.\n",
 258                                (int)n, ntohs(ip->ip_len));
 259 #endif
 260                 free(ptr);
 261                 return (-1);
 262         }
 263         if (d->myip.s_addr && ip->ip_dst.s_addr != d->myip.s_addr) {
 264 #ifdef NET_DEBUG
 265                 if (debug) {
 266                         printf("readip: bad saddr %s != ", inet_ntoa(d->myip));
 267                         printf("%s\n", inet_ntoa(ip->ip_dst));
 268                 }
 269 #endif
 270                 free(ptr);
 271                 return (-1);
 272         }
 273
 274         /* Unfragmented packet. */
 275         if ((ntohs(ip->ip_off) & IP_MF) == 0 &&
 276             (ntohs(ip->ip_off) & IP_OFFMASK) == 0) {
 277                 uh = (struct udphdr *)((uintptr_t)ip + sizeof (*ip));
 278                 /* If there were ip options, make them go away */
 279                 if (hlen != sizeof(*ip)) {
 280                         bcopy(((u_char *)ip) + hlen, uh, uh->uh_ulen - hlen);
 281                         ip->ip_len = htons(sizeof(*ip));
 282                         n -= hlen - sizeof(*ip);
 283                 }
 284
 285                 n = (n > (ntohs(ip->ip_len) - sizeof(*ip))) ?
 286                     ntohs(ip->ip_len) - sizeof(*ip) : n;
 287                 *pkt = ptr;
 288                 *payload = (void *)((uintptr_t)ip + sizeof(*ip));
 289                 return (n);
 290         }
 291
 292         STAILQ_FOREACH(ipr, &ire_list, ip_next) {
 293                 if (ipr->ip_src.s_addr == ip->ip_src.s_addr &&
 294                     ipr->ip_dst.s_addr == ip->ip_dst.s_addr &&
 295                     ipr->ip_id == ip->ip_id &&
 296                     ipr->ip_proto == ip->ip_p)
 297                         break;
 298         }
 299
 300         /* Allocate new reassembly entry */
 301         if (ipr == NULL) {
 302                 if ((ipr = calloc(1, sizeof (*ipr))) == NULL) {
 303                         free(ptr);
 304                         return (-1);
 305                 }
 306
 307                 ipr->ip_src = ip->ip_src;
 308                 ipr->ip_dst = ip->ip_dst;
 309                 ipr->ip_id = ip->ip_id;
 310                 ipr->ip_proto = ip->ip_p;
 311                 ipr->ip_ttl = MAXTTL;
 312                 STAILQ_INIT(&ipr->ip_queue);
 313                 STAILQ_INSERT_TAIL(&ire_list, ipr, ip_next);
 314         }
 315
 316         if (ip_reasm_add(ipr, ptr, ip) != 0) {
 317                 STAILQ_REMOVE(&ire_list, ipr, ip_reasm, ip_next);
 318                 free(ipr);
 319                 free(ptr);
 320                 return (-1);
 321         }
 322
 323         if ((ntohs(ip->ip_off) & IP_MF) == 0) {
 324                 ipr->ip_total_size = (8 * (ntohs(ip->ip_off) & IP_OFFMASK));
 325                 ipr->ip_total_size += n + sizeof (*ip);
 326                 ipr->ip_total_size += sizeof (struct ether_header);
 327
 328                 ipr->ip_pkt = malloc(ipr->ip_total_size + 2);
 329                 if (ipr->ip_pkt == NULL) {
 330                         STAILQ_REMOVE(&ire_list, ipr, ip_reasm, ip_next);
 331                         ip_reasm_free(ipr);
 332                         return (-1);
 333                 }
 334         }
 335
 336         /*
 337          * If we do not have re-assembly buffer ipr->ip_pkt, we are still
 338          * missing fragments, so just restart the read.
 339          */
 340         if (ipr->ip_pkt == NULL) {
 341                 errno = EAGAIN;
 342                 return (-1);
 343         }
 344
 345         /*
 346          * Walk the packet list in reassembly queue, if we got all the
 347          * fragments, build the packet.
 348          */
 349         n = 0;
 350         last = NULL;
 351         STAILQ_FOREACH(ipq, &ipr->ip_queue, ipq_next) {
 352                 if ((ntohs(ipq->ipq_hdr->ip_off) & IP_OFFMASK) != n / 8) {
 353                         errno = EAGAIN;
 354                         return (-1);
 355                 }
 356
 357                 n += ntohs(ipq->ipq_hdr->ip_len) - (ipq->ipq_hdr->ip_hl << 2);
 358                 last = ipq;
 359         }
 360         if ((ntohs(last->ipq_hdr->ip_off) & IP_MF) != 0) {
 361                 errno = EAGAIN;
 362                 return (-1);
 363         }
 364
 365         ipq = STAILQ_FIRST(&ipr->ip_queue);
 366         /* Fabricate ethernet header */
 367         eh = (struct ether_header *)((uintptr_t)ipr->ip_pkt + 2);
 368         bcopy((void *)((uintptr_t)ipq->ipq_pkt + 2), eh, sizeof (*eh));
 369
 370         /* Fabricate IP header */
 371         ipr->ip_hdr = (struct ip *)((uintptr_t)eh + sizeof (*eh));
 372         bcopy(ipq->ipq_hdr, ipr->ip_hdr, sizeof (*ipr->ip_hdr));
 373         ipr->ip_hdr->ip_hl = sizeof (*ipr->ip_hdr) >> 2;
 374         ipr->ip_hdr->ip_len = htons(n);
 375         ipr->ip_hdr->ip_sum = 0;
 376         ipr->ip_hdr->ip_sum = in_cksum(ipr->ip_hdr, sizeof (*ipr->ip_hdr));
 377
 378         n = 0;
 379         ptr = (char *)((uintptr_t)ipr->ip_hdr + sizeof (*ipr->ip_hdr));
 380         STAILQ_FOREACH(ipq, &ipr->ip_queue, ipq_next) {
 381                 char *data;
 382                 size_t len;
 383
 384                 hlen = ipq->ipq_hdr->ip_hl << 2;
 385                 len = ntohs(ipq->ipq_hdr->ip_len) - hlen;
 386                 data = (char *)((uintptr_t)ipq->ipq_hdr + hlen);
 387
 388                 bcopy(data, ptr + n, len);
 389                 n += len;
 390         }
 391
 392         *pkt = ipr->ip_pkt;
 393         ipr->ip_pkt = NULL;     /* Avoid free from ip_reasm_free() */
 394         *payload = ptr;
 395
 396         /* Clean up the reassembly list */
 397         while ((ipr = STAILQ_FIRST(&ire_list)) != NULL) {
 398                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&ire_list, ip_next);
 399                 ip_reasm_free(ipr);
 400         }
 401         return (n);
 402 }
 403
 404 /*
 405  * Receive a IP packet.
 406  */
 407 ssize_t
 408 readip(struct iodesc *d, void **pkt, void **payload, time_t tleft,
 409     uint8_t proto)
 410 {
 411         time_t t;
 412         ssize_t ret = -1;
 413
 414         t = getsecs();
 415         while ((getsecs() - t) < tleft) {
 416                 errno = 0;
 417                 ret = readipv4(d, pkt, payload, tleft, proto);
 418                 if (errno != EAGAIN)
 419                         break;
 420         }
 421         return (ret);
 422 }