sys/netinet/in_var.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1985, 1986, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  17  *    without specific prior written permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  *
  31  *      @(#)in_var.h    8.2 (Berkeley) 1/9/95
  32  * $FreeBSD$
  33  */
  34
  35 #ifndef _NETINET_IN_VAR_H_
  36 #define _NETINET_IN_VAR_H_
  37
  38 /*
  39  * Argument structure for SIOCAIFADDR.
  40  */
  41 struct  in_aliasreq {
  42         char    ifra_name[IFNAMSIZ];            /* if name, e.g. "en0" */
  43         struct  sockaddr_in ifra_addr;
  44         struct  sockaddr_in ifra_broadaddr;
  45 #define ifra_dstaddr ifra_broadaddr
  46         struct  sockaddr_in ifra_mask;
  47         int     ifra_vhid;
  48 };
  49
  50 #ifdef _KERNEL
  51 #include <sys/queue.h>
  52 #include <sys/fnv_hash.h>
  53 #include <sys/tree.h>
  54
  55 struct igmp_ifsoftc;
  56 struct in_multi;
  57 struct lltable;
  58 SLIST_HEAD(in_multi_head, in_multi);
  59
  60 /*
  61  * IPv4 per-interface state.
  62  */
  63 struct in_ifinfo {
  64         struct lltable          *ii_llt;        /* ARP state */
  65         struct igmp_ifsoftc     *ii_igmp;       /* IGMP state */
  66         struct in_multi         *ii_allhosts;   /* 224.0.0.1 membership */
  67 };
  68
  69 /*
  70  * Interface address, Internet version.  One of these structures
  71  * is allocated for each Internet address on an interface.
  72  * The ifaddr structure contains the protocol-independent part
  73  * of the structure and is assumed to be first.
  74  */
  75 struct in_ifaddr {
  76         struct  ifaddr ia_ifa;          /* protocol-independent info */
  77 #define ia_ifp          ia_ifa.ifa_ifp
  78 #define ia_flags        ia_ifa.ifa_flags
  79                                         /* ia_subnet{,mask} in host order */
  80         u_long  ia_subnet;              /* subnet address */
  81         u_long  ia_subnetmask;          /* mask of subnet */
  82         LIST_ENTRY(in_ifaddr) ia_hash;  /* entry in bucket of inet addresses */
  83         CK_STAILQ_ENTRY(in_ifaddr) ia_link;     /* list of internet addresses */
  84         struct  sockaddr_in ia_addr;    /* reserve space for interface name */
  85         struct  sockaddr_in ia_dstaddr; /* reserve space for broadcast addr */
  86 #define ia_broadaddr    ia_dstaddr
  87         struct  sockaddr_in ia_sockmask; /* reserve space for general netmask */
  88         struct  callout ia_garp_timer;  /* timer for retransmitting GARPs */
  89         int     ia_garp_count;          /* count of retransmitted GARPs */
  90 };
  91
  92 /*
  93  * Given a pointer to an in_ifaddr (ifaddr),
  94  * return a pointer to the addr as a sockaddr_in.
  95  */
  96 #define IA_SIN(ia)    (&(((struct in_ifaddr *)(ia))->ia_addr))
  97 #define IA_DSTSIN(ia) (&(((struct in_ifaddr *)(ia))->ia_dstaddr))
  98 #define IA_MASKSIN(ia) (&(((struct in_ifaddr *)(ia))->ia_sockmask))
  99
 100 #define IN_LNAOF(in, ifa) \
 101         ((ntohl((in).s_addr) & ~((struct in_ifaddr *)(ifa)->ia_subnetmask))
 102
 103 extern  u_char  inetctlerrmap[];
 104
 105 #define LLTABLE(ifp)    \
 106         ((struct in_ifinfo *)(ifp)->if_afdata[AF_INET])->ii_llt
 107 /*
 108  * Hash table for IP addresses.
 109  */
 110 CK_STAILQ_HEAD(in_ifaddrhead, in_ifaddr);
 111 LIST_HEAD(in_ifaddrhashhead, in_ifaddr);
 112
 113 VNET_DECLARE(struct in_ifaddrhashhead *, in_ifaddrhashtbl);
 114 VNET_DECLARE(struct in_ifaddrhead, in_ifaddrhead);
 115 VNET_DECLARE(u_long, in_ifaddrhmask);           /* mask for hash table */
 116
 117 #define V_in_ifaddrhashtbl      VNET(in_ifaddrhashtbl)
 118 #define V_in_ifaddrhead         VNET(in_ifaddrhead)
 119 #define V_in_ifaddrhmask        VNET(in_ifaddrhmask)
 120
 121 #define INADDR_NHASH_LOG2       9
 122 #define INADDR_NHASH            (1 << INADDR_NHASH_LOG2)
 123 #define INADDR_HASHVAL(x)       fnv_32_buf((&(x)), sizeof(x), FNV1_32_INIT)
 124 #define INADDR_HASH(x) \
 125         (&V_in_ifaddrhashtbl[INADDR_HASHVAL(x) & V_in_ifaddrhmask])
 126
 127 extern  struct rmlock in_ifaddr_lock;
 128
 129 #define IN_IFADDR_LOCK_ASSERT() rm_assert(&in_ifaddr_lock, RA_LOCKED)
 130 #define IN_IFADDR_RLOCK(t)      rm_rlock(&in_ifaddr_lock, (t))
 131 #define IN_IFADDR_RLOCK_ASSERT()        rm_assert(&in_ifaddr_lock, RA_RLOCKED)
 132 #define IN_IFADDR_RUNLOCK(t)    rm_runlock(&in_ifaddr_lock, (t))
 133 #define IN_IFADDR_WLOCK()       rm_wlock(&in_ifaddr_lock)
 134 #define IN_IFADDR_WLOCK_ASSERT()        rm_assert(&in_ifaddr_lock, RA_WLOCKED)
 135 #define IN_IFADDR_WUNLOCK()     rm_wunlock(&in_ifaddr_lock)
 136
 137 /*
 138  * Macro for finding the internet address structure (in_ifaddr)
 139  * corresponding to one of our IP addresses (in_addr).
 140  */
 141 #define INADDR_TO_IFADDR(addr, ia) \
 142         /* struct in_addr addr; */ \
 143         /* struct in_ifaddr *ia; */ \
 144 do { \
 145 \
 146         LIST_FOREACH(ia, INADDR_HASH((addr).s_addr), ia_hash) \
 147                 if (IA_SIN(ia)->sin_addr.s_addr == (addr).s_addr) \
 148                         break; \
 149 } while (0)
 150
 151 /*
 152  * Macro for finding the interface (ifnet structure) corresponding to one
 153  * of our IP addresses.
 154  */
 155 #define INADDR_TO_IFP(addr, ifp) \
 156         /* struct in_addr addr; */ \
 157         /* struct ifnet *ifp; */ \
 158 { \
 159         struct in_ifaddr *ia; \
 160 \
 161         INADDR_TO_IFADDR(addr, ia); \
 162         (ifp) = (ia == NULL) ? NULL : ia->ia_ifp; \
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Macro for finding the internet address structure (in_ifaddr) corresponding
 167  * to a given interface (ifnet structure).
 168  */
 169 #define IFP_TO_IA(ifp, ia, t)                                           \
 170         /* struct ifnet *ifp; */                                        \
 171         /* struct in_ifaddr *ia; */                                     \
 172         /* struct rm_priotracker *t; */                                 \
 173 do {                                                                    \
 174         IN_IFADDR_RLOCK((t));                                           \
 175         for ((ia) = CK_STAILQ_FIRST(&V_in_ifaddrhead);                  \
 176             (ia) != NULL && (ia)->ia_ifp != (ifp);                      \
 177             (ia) = CK_STAILQ_NEXT((ia), ia_link))                               \
 178                 continue;                                               \
 179         IN_IFADDR_RUNLOCK((t));                                         \
 180 } while (0)
 181
 182 /*
 183  * Legacy IPv4 IGMP per-link structure.
 184  */
 185 struct router_info {
 186         struct ifnet *rti_ifp;
 187         int    rti_type; /* type of router which is querier on this interface */
 188         int    rti_time; /* # of slow timeouts since last old query */
 189         SLIST_ENTRY(router_info) rti_list;
 190 };
 191
 192 /*
 193  * IPv4 multicast IGMP-layer source entry.
 194  */
 195 struct ip_msource {
 196         RB_ENTRY(ip_msource)    ims_link;       /* RB tree links */
 197         in_addr_t               ims_haddr;      /* host byte order */
 198         struct ims_st {
 199                 uint16_t        ex;             /* # of exclusive members */
 200                 uint16_t        in;             /* # of inclusive members */
 201         }                       ims_st[2];      /* state at t0, t1 */
 202         uint8_t                 ims_stp;        /* pending query */
 203 };
 204
 205 /*
 206  * IPv4 multicast PCB-layer source entry.
 207  */
 208 struct in_msource {
 209         RB_ENTRY(ip_msource)    ims_link;       /* RB tree links */
 210         in_addr_t               ims_haddr;      /* host byte order */
 211         uint8_t                 imsl_st[2];     /* state before/at commit */
 212 };
 213
 214 RB_HEAD(ip_msource_tree, ip_msource);   /* define struct ip_msource_tree */
 215
 216 static __inline int
 217 ip_msource_cmp(const struct ip_msource *a, const struct ip_msource *b)
 218 {
 219
 220         if (a->ims_haddr < b->ims_haddr)
 221                 return (-1);
 222         if (a->ims_haddr == b->ims_haddr)
 223                 return (0);
 224         return (1);
 225 }
 226 RB_PROTOTYPE(ip_msource_tree, ip_msource, ims_link, ip_msource_cmp);
 227
 228 /*
 229  * IPv4 multicast PCB-layer group filter descriptor.
 230  */
 231 struct in_mfilter {
 232         struct ip_msource_tree  imf_sources; /* source list for (S,G) */
 233         u_long                  imf_nsrc;    /* # of source entries */
 234         uint8_t                 imf_st[2];   /* state before/at commit */
 235 };
 236
 237 /*
 238  * IPv4 group descriptor.
 239  *
 240  * For every entry on an ifnet's if_multiaddrs list which represents
 241  * an IP multicast group, there is one of these structures.
 242  *
 243  * If any source filters are present, then a node will exist in the RB-tree
 244  * to permit fast lookup by source whenever an operation takes place.
 245  * This permits pre-order traversal when we issue reports.
 246  * Source filter trees are kept separately from the socket layer to
 247  * greatly simplify locking.
 248  *
 249  * When IGMPv3 is active, inm_timer is the response to group query timer.
 250  * The state-change timer inm_sctimer is separate; whenever state changes
 251  * for the group the state change record is generated and transmitted,
 252  * and kept if retransmissions are necessary.
 253  *
 254  * FUTURE: inm_link is now only used when groups are being purged
 255  * on a detaching ifnet. It could be demoted to a SLIST_ENTRY, but
 256  * because it is at the very start of the struct, we can't do this
 257  * w/o breaking the ABI for ifmcstat.
 258  */
 259 struct in_multi {
 260         LIST_ENTRY(in_multi) inm_link;  /* to-be-released by in_ifdetach */
 261         struct  in_addr inm_addr;       /* IP multicast address, convenience */
 262         struct  ifnet *inm_ifp;         /* back pointer to ifnet */
 263         struct  ifmultiaddr *inm_ifma;  /* back pointer to ifmultiaddr */
 264         u_int   inm_timer;              /* IGMPv1/v2 group / v3 query timer */
 265         u_int   inm_state;              /* state of the membership */
 266         void    *inm_rti;               /* unused, legacy field */
 267         u_int   inm_refcount;           /* reference count */
 268
 269         /* New fields for IGMPv3 follow. */
 270         struct igmp_ifsoftc     *inm_igi;       /* IGMP info */
 271         SLIST_ENTRY(in_multi)    inm_nrele;     /* to-be-released by IGMP */
 272         struct ip_msource_tree   inm_srcs;      /* tree of sources */
 273         u_long                   inm_nsrc;      /* # of tree entries */
 274
 275         struct mbufq             inm_scq;       /* queue of pending
 276                                                  * state-change packets */
 277         struct timeval           inm_lastgsrtv; /* Time of last G-S-R query */
 278         uint16_t                 inm_sctimer;   /* state-change timer */
 279         uint16_t                 inm_scrv;      /* state-change rexmit count */
 280
 281         /*
 282          * SSM state counters which track state at T0 (the time the last
 283          * state-change report's RV timer went to zero) and T1
 284          * (time of pending report, i.e. now).
 285          * Used for computing IGMPv3 state-change reports. Several refcounts
 286          * are maintained here to optimize for common use-cases.
 287          */
 288         struct inm_st {
 289                 uint16_t        iss_fmode;      /* IGMP filter mode */
 290                 uint16_t        iss_asm;        /* # of ASM listeners */
 291                 uint16_t        iss_ex;         /* # of exclusive members */
 292                 uint16_t        iss_in;         /* # of inclusive members */
 293                 uint16_t        iss_rec;        /* # of recorded sources */
 294         }                       inm_st[2];      /* state at t0, t1 */
 295 };
 296
 297 /*
 298  * Helper function to derive the filter mode on a source entry
 299  * from its internal counters. Predicates are:
 300  *  A source is only excluded if all listeners exclude it.
 301  *  A source is only included if no listeners exclude it,
 302  *  and at least one listener includes it.
 303  * May be used by ifmcstat(8).
 304  */
 305 static __inline uint8_t
 306 ims_get_mode(const struct in_multi *inm, const struct ip_msource *ims,
 307     uint8_t t)
 308 {
 309
 310         t = !!t;
 311         if (inm->inm_st[t].iss_ex > 0 &&
 312             inm->inm_st[t].iss_ex == ims->ims_st[t].ex)
 313                 return (MCAST_EXCLUDE);
 314         else if (ims->ims_st[t].in > 0 && ims->ims_st[t].ex == 0)
 315                 return (MCAST_INCLUDE);
 316         return (MCAST_UNDEFINED);
 317 }
 318
 319 #ifdef SYSCTL_DECL
 320 SYSCTL_DECL(_net_inet);
 321 SYSCTL_DECL(_net_inet_ip);
 322 SYSCTL_DECL(_net_inet_raw);
 323 #endif
 324
 325 /*
 326  * Lock macros for IPv4 layer multicast address lists.  IPv4 lock goes
 327  * before link layer multicast locks in the lock order.  In most cases,
 328  * consumers of IN_*_MULTI() macros should acquire the locks before
 329  * calling them; users of the in_{add,del}multi() functions should not.
 330  */
 331 extern struct mtx in_multi_list_mtx;
 332 extern struct sx in_multi_sx;
 333
 334 #define IN_MULTI_LIST_LOCK()            mtx_lock(&in_multi_list_mtx)
 335 #define IN_MULTI_LIST_UNLOCK()  mtx_unlock(&in_multi_list_mtx)
 336 #define IN_MULTI_LIST_LOCK_ASSERT()     mtx_assert(&in_multi_list_mtx, MA_OWNED)
 337 #define IN_MULTI_LIST_UNLOCK_ASSERT() mtx_assert(&in_multi_list_mtx, MA_NOTOWNED)
 338
 339 #define IN_MULTI_LOCK()         sx_xlock(&in_multi_sx)
 340 #define IN_MULTI_UNLOCK()       sx_xunlock(&in_multi_sx)
 341 #define IN_MULTI_LOCK_ASSERT()  sx_assert(&in_multi_sx, SA_XLOCKED)
 342 #define IN_MULTI_UNLOCK_ASSERT() sx_assert(&in_multi_sx, SA_XUNLOCKED)
 343
 344 void inm_disconnect(struct in_multi *inm);
 345 extern int ifma_restart;
 346
 347 /* Acquire an in_multi record. */
 348 static __inline void
 349 inm_acquire_locked(struct in_multi *inm)
 350 {
 351
 352         IN_MULTI_LIST_LOCK_ASSERT();
 353         ++inm->inm_refcount;
 354 }
 355
 356 static __inline void
 357 inm_acquire(struct in_multi *inm)
 358 {
 359         IN_MULTI_LIST_LOCK();
 360         inm_acquire_locked(inm);
 361         IN_MULTI_LIST_UNLOCK();
 362 }
 363
 364 static __inline void
 365 inm_rele_locked(struct in_multi_head *inmh, struct in_multi *inm)
 366 {
 367         MPASS(inm->inm_refcount > 0);
 368         IN_MULTI_LIST_LOCK_ASSERT();
 369
 370         if (--inm->inm_refcount == 0) {
 371                 MPASS(inmh != NULL);
 372                 inm_disconnect(inm);
 373                 inm->inm_ifma->ifma_protospec = NULL;
 374                 SLIST_INSERT_HEAD(inmh, inm, inm_nrele);
 375         }
 376 }
 377
 378 /*
 379  * Return values for imo_multi_filter().
 380  */
 381 #define MCAST_PASS              0       /* Pass */
 382 #define MCAST_NOTGMEMBER        1       /* This host not a member of group */
 383 #define MCAST_NOTSMEMBER        2       /* This host excluded source */
 384 #define MCAST_MUTED             3       /* [deprecated] */
 385
 386 struct  rtentry;
 387 struct  route;
 388 struct  ip_moptions;
 389
 390 struct in_multi *inm_lookup_locked(struct ifnet *, const struct in_addr);
 391 struct in_multi *inm_lookup(struct ifnet *, const struct in_addr);
 392 int     imo_multi_filter(const struct ip_moptions *, const struct ifnet *,
 393             const struct sockaddr *, const struct sockaddr *);
 394 void    inm_commit(struct in_multi *);
 395 void    inm_clear_recorded(struct in_multi *);
 396 void    inm_print(const struct in_multi *);
 397 int     inm_record_source(struct in_multi *inm, const in_addr_t);
 398 void    inm_release_deferred(struct in_multi *);
 399 void    inm_release_list_deferred(struct in_multi_head *);
 400 struct  in_multi *
 401 in_addmulti(struct in_addr *, struct ifnet *);
 402 int     in_joingroup(struct ifnet *, const struct in_addr *,
 403             /*const*/ struct in_mfilter *, struct in_multi **);
 404 int     in_joingroup_locked(struct ifnet *, const struct in_addr *,
 405             /*const*/ struct in_mfilter *, struct in_multi **);
 406 int     in_leavegroup(struct in_multi *, /*const*/ struct in_mfilter *);
 407 int     in_leavegroup_locked(struct in_multi *,
 408             /*const*/ struct in_mfilter *);
 409 int     in_control(struct socket *, u_long, caddr_t, struct ifnet *,
 410             struct thread *);
 411 int     in_addprefix(struct in_ifaddr *, int);
 412 int     in_scrubprefix(struct in_ifaddr *, u_int);
 413 void    in_ifscrub_all(void);
 414 void    ip_input(struct mbuf *);
 415 void    ip_direct_input(struct mbuf *);
 416 void    in_ifadown(struct ifaddr *ifa, int);
 417 struct  mbuf    *ip_tryforward(struct mbuf *);
 418 void    *in_domifattach(struct ifnet *);
 419 void    in_domifdetach(struct ifnet *, void *);
 420
 421
 422 /* XXX */
 423 void     in_rtalloc_ign(struct route *ro, u_long ignflags, u_int fibnum);
 424 void     in_rtredirect(struct sockaddr *, struct sockaddr *,
 425             struct sockaddr *, int, struct sockaddr *, u_int);
 426 #endif /* _KERNEL */
 427
 428 /* INET6 stuff */
 429 #include <netinet6/in6_var.h>
 430
 431 #endif /* _NETINET_IN_VAR_H_ */