sys/netinet/ip_reass.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2015 Gleb Smirnoff <glebius@FreeBSD.org>
   3  * Copyright (c) 2015 Adrian Chadd <adrian@FreeBSD.org>
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 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  *      @(#)ip_input.c  8.2 (Berkeley) 1/4/94
  32  */
  33
  34 #include <sys/cdefs.h>
  35 __FBSDID("$FreeBSD$");
  36
  37 #include "opt_rss.h"
  38
  39 #include <sys/param.h>
  40 #include <sys/systm.h>
  41 #include <sys/eventhandler.h>
  42 #include <sys/hash.h>
  43 #include <sys/mbuf.h>
  44 #include <sys/malloc.h>
  45 #include <sys/limits.h>
  46 #include <sys/lock.h>
  47 #include <sys/mutex.h>
  48 #include <sys/sysctl.h>
  49
  50 #include <net/rss_config.h>
  51 #include <net/netisr.h>
  52 #include <net/vnet.h>
  53
  54 #include <netinet/in.h>
  55 #include <netinet/ip.h>
  56 #include <netinet/ip_var.h>
  57 #include <netinet/in_rss.h>
  58 #ifdef MAC
  59 #include <security/mac/mac_framework.h>
  60 #endif
  61
  62 SYSCTL_DECL(_net_inet_ip);
  63
  64 /*
  65  * Reassembly headers are stored in hash buckets.
  66  */
  67 #define IPREASS_NHASH_LOG2      10
  68 #define IPREASS_NHASH           (1 << IPREASS_NHASH_LOG2)
  69 #define IPREASS_HMASK           (IPREASS_NHASH - 1)
  70
  71 struct ipqbucket {
  72         TAILQ_HEAD(ipqhead, ipq) head;
  73         struct mtx               lock;
  74         int                      count;
  75 };
  76
  77 VNET_DEFINE_STATIC(struct ipqbucket, ipq[IPREASS_NHASH]);
  78 #define V_ipq           VNET(ipq)
  79 VNET_DEFINE_STATIC(uint32_t, ipq_hashseed);
  80 #define V_ipq_hashseed   VNET(ipq_hashseed)
  81
  82 #define IPQ_LOCK(i)     mtx_lock(&V_ipq[i].lock)
  83 #define IPQ_TRYLOCK(i)  mtx_trylock(&V_ipq[i].lock)
  84 #define IPQ_UNLOCK(i)   mtx_unlock(&V_ipq[i].lock)
  85 #define IPQ_LOCK_ASSERT(i)      mtx_assert(&V_ipq[i].lock, MA_OWNED)
  86
  87 VNET_DEFINE_STATIC(int, ipreass_maxbucketsize);
  88 #define V_ipreass_maxbucketsize VNET(ipreass_maxbucketsize)
  89
  90 void            ipreass_init(void);
  91 void            ipreass_drain(void);
  92 void            ipreass_slowtimo(void);
  93 #ifdef VIMAGE
  94 void            ipreass_destroy(void);
  95 #endif
  96 static int      sysctl_maxfragpackets(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  97 static int      sysctl_maxfragbucketsize(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  98 static void     ipreass_zone_change(void *);
  99 static void     ipreass_drain_tomax(void);
 100 static void     ipq_free(struct ipqbucket *, struct ipq *);
 101 static struct ipq * ipq_reuse(int);
 102
 103 static inline void
 104 ipq_timeout(struct ipqbucket *bucket, struct ipq *fp)
 105 {
 106
 107         IPSTAT_ADD(ips_fragtimeout, fp->ipq_nfrags);
 108         ipq_free(bucket, fp);
 109 }
 110
 111 static inline void
 112 ipq_drop(struct ipqbucket *bucket, struct ipq *fp)
 113 {
 114
 115         IPSTAT_ADD(ips_fragdropped, fp->ipq_nfrags);
 116         ipq_free(bucket, fp);
 117 }
 118
 119 /*
 120  * By default, limit the number of IP fragments across all reassembly
 121  * queues to  1/32 of the total number of mbuf clusters.
 122  *
 123  * Limit the total number of reassembly queues per VNET to the
 124  * IP fragment limit, but ensure the limit will not allow any bucket
 125  * to grow above 100 items. (The bucket limit is
 126  * IP_MAXFRAGPACKETS / (IPREASS_NHASH / 2), so the 50 is the correct
 127  * multiplier to reach a 100-item limit.)
 128  * The 100-item limit was chosen as brief testing seems to show that
 129  * this produces "reasonable" performance on some subset of systems
 130  * under DoS attack.
 131  */
 132 #define IP_MAXFRAGS             (nmbclusters / 32)
 133 #define IP_MAXFRAGPACKETS       (imin(IP_MAXFRAGS, IPREASS_NHASH * 50))
 134
 135 static int              maxfrags;
 136 static volatile u_int   nfrags;
 137 SYSCTL_INT(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfrags, CTLFLAG_RW,
 138     &maxfrags, 0,
 139     "Maximum number of IPv4 fragments allowed across all reassembly queues");
 140 SYSCTL_UINT(_net_inet_ip, OID_AUTO, curfrags, CTLFLAG_RD,
 141     __DEVOLATILE(u_int *, &nfrags), 0,
 142     "Current number of IPv4 fragments across all reassembly queues");
 143
 144 VNET_DEFINE_STATIC(uma_zone_t, ipq_zone);
 145 #define V_ipq_zone      VNET(ipq_zone)
 146 SYSCTL_PROC(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfragpackets, CTLFLAG_VNET |
 147     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW, NULL, 0, sysctl_maxfragpackets, "I",
 148     "Maximum number of IPv4 fragment reassembly queue entries");
 149 SYSCTL_UMA_CUR(_net_inet_ip, OID_AUTO, fragpackets, CTLFLAG_VNET,
 150     &VNET_NAME(ipq_zone),
 151     "Current number of IPv4 fragment reassembly queue entries");
 152
 153 VNET_DEFINE_STATIC(int, noreass);
 154 #define V_noreass       VNET(noreass)
 155
 156 VNET_DEFINE_STATIC(int, maxfragsperpacket);
 157 #define V_maxfragsperpacket     VNET(maxfragsperpacket)
 158 SYSCTL_INT(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfragsperpacket, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 159     &VNET_NAME(maxfragsperpacket), 0,
 160     "Maximum number of IPv4 fragments allowed per packet");
 161 SYSCTL_PROC(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfragbucketsize,
 162     CTLFLAG_VNET | CTLTYPE_INT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, NULL, 0,
 163     sysctl_maxfragbucketsize, "I",
 164     "Maximum number of IPv4 fragment reassembly queue entries per bucket");
 165
 166 /*
 167  * Take incoming datagram fragment and try to reassemble it into
 168  * whole datagram.  If the argument is the first fragment or one
 169  * in between the function will return NULL and store the mbuf
 170  * in the fragment chain.  If the argument is the last fragment
 171  * the packet will be reassembled and the pointer to the new
 172  * mbuf returned for further processing.  Only m_tags attached
 173  * to the first packet/fragment are preserved.
 174  * The IP header is *NOT* adjusted out of iplen.
 175  */
 176 #define M_IP_FRAG       M_PROTO9
 177 struct mbuf *
 178 ip_reass(struct mbuf *m)
 179 {
 180         struct ip *ip;
 181         struct mbuf *p, *q, *nq, *t;
 182         struct ipq *fp;
 183         struct ipqhead *head;
 184         int i, hlen, next, tmpmax;
 185         u_int8_t ecn, ecn0;
 186         uint32_t hash, hashkey[3];
 187 #ifdef  RSS
 188         uint32_t rss_hash, rss_type;
 189 #endif
 190
 191         /*
 192          * If no reassembling or maxfragsperpacket are 0,
 193          * never accept fragments.
 194          * Also, drop packet if it would exceed the maximum
 195          * number of fragments.
 196          */
 197         tmpmax = maxfrags;
 198         if (V_noreass == 1 || V_maxfragsperpacket == 0 ||
 199             (tmpmax >= 0 && atomic_load_int(&nfrags) >= (u_int)tmpmax)) {
 200                 IPSTAT_INC(ips_fragments);
 201                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 202                 m_freem(m);
 203                 return (NULL);
 204         }
 205
 206         ip = mtod(m, struct ip *);
 207         hlen = ip->ip_hl << 2;
 208
 209         /*
 210          * Adjust ip_len to not reflect header,
 211          * convert offset of this to bytes.
 212          */
 213         ip->ip_len = htons(ntohs(ip->ip_len) - hlen);
 214         /*
 215          * Make sure that fragments have a data length
 216          * that's a non-zero multiple of 8 bytes, unless
 217          * this is the last fragment.
 218          */
 219         if (ip->ip_len == htons(0) ||
 220             ((ip->ip_off & htons(IP_MF)) && (ntohs(ip->ip_len) & 0x7) != 0)) {
 221                 IPSTAT_INC(ips_toosmall); /* XXX */
 222                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 223                 m_freem(m);
 224                 return (NULL);
 225         }
 226         if (ip->ip_off & htons(IP_MF))
 227                 m->m_flags |= M_IP_FRAG;
 228         else
 229                 m->m_flags &= ~M_IP_FRAG;
 230         ip->ip_off = htons(ntohs(ip->ip_off) << 3);
 231
 232         /*
 233          * Make sure the fragment lies within a packet of valid size.
 234          */
 235         if (ntohs(ip->ip_len) + ntohs(ip->ip_off) > IP_MAXPACKET) {
 236                 IPSTAT_INC(ips_toolong);
 237                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 238                 m_freem(m);
 239                 return (NULL);
 240         }
 241
 242         /*
 243          * Attempt reassembly; if it succeeds, proceed.
 244          * ip_reass() will return a different mbuf.
 245          */
 246         IPSTAT_INC(ips_fragments);
 247         m->m_pkthdr.PH_loc.ptr = ip;
 248
 249         /*
 250          * Presence of header sizes in mbufs
 251          * would confuse code below.
 252          */
 253         m->m_data += hlen;
 254         m->m_len -= hlen;
 255
 256         hashkey[0] = ip->ip_src.s_addr;
 257         hashkey[1] = ip->ip_dst.s_addr;
 258         hashkey[2] = (uint32_t)ip->ip_p << 16;
 259         hashkey[2] += ip->ip_id;
 260         hash = jenkins_hash32(hashkey, nitems(hashkey), V_ipq_hashseed);
 261         hash &= IPREASS_HMASK;
 262         head = &V_ipq[hash].head;
 263         IPQ_LOCK(hash);
 264
 265         /*
 266          * Look for queue of fragments
 267          * of this datagram.
 268          */
 269         TAILQ_FOREACH(fp, head, ipq_list)
 270                 if (ip->ip_id == fp->ipq_id &&
 271                     ip->ip_src.s_addr == fp->ipq_src.s_addr &&
 272                     ip->ip_dst.s_addr == fp->ipq_dst.s_addr &&
 273 #ifdef MAC
 274                     mac_ipq_match(m, fp) &&
 275 #endif
 276                     ip->ip_p == fp->ipq_p)
 277                         break;
 278         /*
 279          * If first fragment to arrive, create a reassembly queue.
 280          */
 281         if (fp == NULL) {
 282                 if (V_ipq[hash].count < V_ipreass_maxbucketsize)
 283                         fp = uma_zalloc(V_ipq_zone, M_NOWAIT);
 284                 if (fp == NULL)
 285                         fp = ipq_reuse(hash);
 286                 if (fp == NULL)
 287                         goto dropfrag;
 288 #ifdef MAC
 289                 if (mac_ipq_init(fp, M_NOWAIT) != 0) {
 290                         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 291                         fp = NULL;
 292                         goto dropfrag;
 293                 }
 294                 mac_ipq_create(m, fp);
 295 #endif
 296                 TAILQ_INSERT_HEAD(head, fp, ipq_list);
 297                 V_ipq[hash].count++;
 298                 fp->ipq_nfrags = 1;
 299                 atomic_add_int(&nfrags, 1);
 300                 fp->ipq_ttl = IPFRAGTTL;
 301                 fp->ipq_p = ip->ip_p;
 302                 fp->ipq_id = ip->ip_id;
 303                 fp->ipq_src = ip->ip_src;
 304                 fp->ipq_dst = ip->ip_dst;
 305                 fp->ipq_frags = m;
 306                 if (m->m_flags & M_IP_FRAG)
 307                         fp->ipq_maxoff = -1;
 308                 else
 309                         fp->ipq_maxoff = ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len);
 310                 m->m_nextpkt = NULL;
 311                 goto done;
 312         } else {
 313                 /*
 314                  * If we already saw the last fragment, make sure
 315                  * this fragment's offset looks sane. Otherwise, if
 316                  * this is the last fragment, record its endpoint.
 317                  */
 318                 if (fp->ipq_maxoff > 0) {
 319                         i = ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len);
 320                         if (((m->m_flags & M_IP_FRAG) && i >= fp->ipq_maxoff) ||
 321                             ((m->m_flags & M_IP_FRAG) == 0 &&
 322                             i != fp->ipq_maxoff)) {
 323                                 fp = NULL;
 324                                 goto dropfrag;
 325                         }
 326                 } else if ((m->m_flags & M_IP_FRAG) == 0)
 327                         fp->ipq_maxoff = ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len);
 328                 fp->ipq_nfrags++;
 329                 atomic_add_int(&nfrags, 1);
 330 #ifdef MAC
 331                 mac_ipq_update(m, fp);
 332 #endif
 333         }
 334
 335 #define GETIP(m)        ((struct ip*)((m)->m_pkthdr.PH_loc.ptr))
 336
 337         /*
 338          * Handle ECN by comparing this segment with the first one;
 339          * if CE is set, do not lose CE.
 340          * drop if CE and not-ECT are mixed for the same packet.
 341          */
 342         ecn = ip->ip_tos & IPTOS_ECN_MASK;
 343         ecn0 = GETIP(fp->ipq_frags)->ip_tos & IPTOS_ECN_MASK;
 344         if (ecn == IPTOS_ECN_CE) {
 345                 if (ecn0 == IPTOS_ECN_NOTECT)
 346                         goto dropfrag;
 347                 if (ecn0 != IPTOS_ECN_CE)
 348                         GETIP(fp->ipq_frags)->ip_tos |= IPTOS_ECN_CE;
 349         }
 350         if (ecn == IPTOS_ECN_NOTECT && ecn0 != IPTOS_ECN_NOTECT)
 351                 goto dropfrag;
 352
 353         /*
 354          * Find a segment which begins after this one does.
 355          */
 356         for (p = NULL, q = fp->ipq_frags; q; p = q, q = q->m_nextpkt)
 357                 if (ntohs(GETIP(q)->ip_off) > ntohs(ip->ip_off))
 358                         break;
 359
 360         /*
 361          * If there is a preceding segment, it may provide some of
 362          * our data already.  If so, drop the data from the incoming
 363          * segment.  If it provides all of our data, drop us, otherwise
 364          * stick new segment in the proper place.
 365          *
 366          * If some of the data is dropped from the preceding
 367          * segment, then it's checksum is invalidated.
 368          */
 369         if (p) {
 370                 i = ntohs(GETIP(p)->ip_off) + ntohs(GETIP(p)->ip_len) -
 371                     ntohs(ip->ip_off);
 372                 if (i > 0) {
 373                         if (i >= ntohs(ip->ip_len))
 374                                 goto dropfrag;
 375                         m_adj(m, i);
 376                         m->m_pkthdr.csum_flags = 0;
 377                         ip->ip_off = htons(ntohs(ip->ip_off) + i);
 378                         ip->ip_len = htons(ntohs(ip->ip_len) - i);
 379                 }
 380                 m->m_nextpkt = p->m_nextpkt;
 381                 p->m_nextpkt = m;
 382         } else {
 383                 m->m_nextpkt = fp->ipq_frags;
 384                 fp->ipq_frags = m;
 385         }
 386
 387         /*
 388          * While we overlap succeeding segments trim them or,
 389          * if they are completely covered, dequeue them.
 390          */
 391         for (; q != NULL && ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len) >
 392             ntohs(GETIP(q)->ip_off); q = nq) {
 393                 i = (ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len)) -
 394                     ntohs(GETIP(q)->ip_off);
 395                 if (i < ntohs(GETIP(q)->ip_len)) {
 396                         GETIP(q)->ip_len = htons(ntohs(GETIP(q)->ip_len) - i);
 397                         GETIP(q)->ip_off = htons(ntohs(GETIP(q)->ip_off) + i);
 398                         m_adj(q, i);
 399                         q->m_pkthdr.csum_flags = 0;
 400                         break;
 401                 }
 402                 nq = q->m_nextpkt;
 403                 m->m_nextpkt = nq;
 404                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 405                 fp->ipq_nfrags--;
 406                 atomic_subtract_int(&nfrags, 1);
 407                 m_freem(q);
 408         }
 409
 410         /*
 411          * Check for complete reassembly and perform frag per packet
 412          * limiting.
 413          *
 414          * Frag limiting is performed here so that the nth frag has
 415          * a chance to complete the packet before we drop the packet.
 416          * As a result, n+1 frags are actually allowed per packet, but
 417          * only n will ever be stored. (n = maxfragsperpacket.)
 418          *
 419          */
 420         next = 0;
 421         for (p = NULL, q = fp->ipq_frags; q; p = q, q = q->m_nextpkt) {
 422                 if (ntohs(GETIP(q)->ip_off) != next) {
 423                         if (fp->ipq_nfrags > V_maxfragsperpacket)
 424                                 ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 425                         goto done;
 426                 }
 427                 next += ntohs(GETIP(q)->ip_len);
 428         }
 429         /* Make sure the last packet didn't have the IP_MF flag */
 430         if (p->m_flags & M_IP_FRAG) {
 431                 if (fp->ipq_nfrags > V_maxfragsperpacket)
 432                         ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 433                 goto done;
 434         }
 435
 436         /*
 437          * Reassembly is complete.  Make sure the packet is a sane size.
 438          */
 439         q = fp->ipq_frags;
 440         ip = GETIP(q);
 441         if (next + (ip->ip_hl << 2) > IP_MAXPACKET) {
 442                 IPSTAT_INC(ips_toolong);
 443                 ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 444                 goto done;
 445         }
 446
 447         /*
 448          * Concatenate fragments.
 449          */
 450         m = q;
 451         t = m->m_next;
 452         m->m_next = NULL;
 453         m_cat(m, t);
 454         nq = q->m_nextpkt;
 455         q->m_nextpkt = NULL;
 456         for (q = nq; q != NULL; q = nq) {
 457                 nq = q->m_nextpkt;
 458                 q->m_nextpkt = NULL;
 459                 m->m_pkthdr.csum_flags &= q->m_pkthdr.csum_flags;
 460                 m->m_pkthdr.csum_data += q->m_pkthdr.csum_data;
 461                 m_demote_pkthdr(q);
 462                 m_cat(m, q);
 463         }
 464         /*
 465          * In order to do checksumming faster we do 'end-around carry' here
 466          * (and not in for{} loop), though it implies we are not going to
 467          * reassemble more than 64k fragments.
 468          */
 469         while (m->m_pkthdr.csum_data & 0xffff0000)
 470                 m->m_pkthdr.csum_data = (m->m_pkthdr.csum_data & 0xffff) +
 471                     (m->m_pkthdr.csum_data >> 16);
 472         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 473 #ifdef MAC
 474         mac_ipq_reassemble(fp, m);
 475         mac_ipq_destroy(fp);
 476 #endif
 477
 478         /*
 479          * Create header for new ip packet by modifying header of first
 480          * packet;  dequeue and discard fragment reassembly header.
 481          * Make header visible.
 482          */
 483         ip->ip_len = htons((ip->ip_hl << 2) + next);
 484         ip->ip_src = fp->ipq_src;
 485         ip->ip_dst = fp->ipq_dst;
 486         TAILQ_REMOVE(head, fp, ipq_list);
 487         V_ipq[hash].count--;
 488         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 489         m->m_len += (ip->ip_hl << 2);
 490         m->m_data -= (ip->ip_hl << 2);
 491         /* some debugging cruft by sklower, below, will go away soon */
 492         if (m->m_flags & M_PKTHDR)      /* XXX this should be done elsewhere */
 493                 m_fixhdr(m);
 494         IPSTAT_INC(ips_reassembled);
 495         IPQ_UNLOCK(hash);
 496
 497 #ifdef  RSS
 498         /*
 499          * Query the RSS layer for the flowid / flowtype for the
 500          * mbuf payload.
 501          *
 502          * For now, just assume we have to calculate a new one.
 503          * Later on we should check to see if the assigned flowid matches
 504          * what RSS wants for the given IP protocol and if so, just keep it.
 505          *
 506          * We then queue into the relevant netisr so it can be dispatched
 507          * to the correct CPU.
 508          *
 509          * Note - this may return 1, which means the flowid in the mbuf
 510          * is correct for the configured RSS hash types and can be used.
 511          */
 512         if (rss_mbuf_software_hash_v4(m, 0, &rss_hash, &rss_type) == 0) {
 513                 m->m_pkthdr.flowid = rss_hash;
 514                 M_HASHTYPE_SET(m, rss_type);
 515         }
 516
 517         /*
 518          * Queue/dispatch for reprocessing.
 519          *
 520          * Note: this is much slower than just handling the frame in the
 521          * current receive context.  It's likely worth investigating
 522          * why this is.
 523          */
 524         netisr_dispatch(NETISR_IP_DIRECT, m);
 525         return (NULL);
 526 #endif
 527
 528         /* Handle in-line */
 529         return (m);
 530
 531 dropfrag:
 532         IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 533         if (fp != NULL) {
 534                 fp->ipq_nfrags--;
 535                 atomic_subtract_int(&nfrags, 1);
 536         }
 537         m_freem(m);
 538 done:
 539         IPQ_UNLOCK(hash);
 540         return (NULL);
 541
 542 #undef GETIP
 543 }
 544
 545 /*
 546  * Initialize IP reassembly structures.
 547  */
 548 void
 549 ipreass_init(void)
 550 {
 551         int max;
 552
 553         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 554                 TAILQ_INIT(&V_ipq[i].head);
 555                 mtx_init(&V_ipq[i].lock, "IP reassembly", NULL,
 556                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
 557                 V_ipq[i].count = 0;
 558         }
 559         V_ipq_hashseed = arc4random();
 560         V_maxfragsperpacket = 16;
 561         V_ipq_zone = uma_zcreate("ipq", sizeof(struct ipq), NULL, NULL, NULL,
 562             NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 563         max = IP_MAXFRAGPACKETS;
 564         max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 565         V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 566
 567         if (IS_DEFAULT_VNET(curvnet)) {
 568                 maxfrags = IP_MAXFRAGS;
 569                 EVENTHANDLER_REGISTER(nmbclusters_change, ipreass_zone_change,
 570                     NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 571         }
 572 }
 573
 574 /*
 575  * If a timer expires on a reassembly queue, discard it.
 576  */
 577 void
 578 ipreass_slowtimo(void)
 579 {
 580         struct ipq *fp, *tmp;
 581
 582         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 583                 IPQ_LOCK(i);
 584                 TAILQ_FOREACH_SAFE(fp, &V_ipq[i].head, ipq_list, tmp)
 585                 if (--fp->ipq_ttl == 0)
 586                                 ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 587                 IPQ_UNLOCK(i);
 588         }
 589 }
 590
 591 /*
 592  * Drain off all datagram fragments.
 593  */
 594 void
 595 ipreass_drain(void)
 596 {
 597
 598         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 599                 IPQ_LOCK(i);
 600                 while(!TAILQ_EMPTY(&V_ipq[i].head))
 601                         ipq_drop(&V_ipq[i], TAILQ_FIRST(&V_ipq[i].head));
 602                 KASSERT(V_ipq[i].count == 0,
 603                     ("%s: V_ipq[%d] count %d (V_ipq=%p)", __func__, i,
 604                     V_ipq[i].count, V_ipq));
 605                 IPQ_UNLOCK(i);
 606         }
 607 }
 608
 609 #ifdef VIMAGE
 610 /*
 611  * Destroy IP reassembly structures.
 612  */
 613 void
 614 ipreass_destroy(void)
 615 {
 616
 617         ipreass_drain();
 618         uma_zdestroy(V_ipq_zone);
 619         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++)
 620                 mtx_destroy(&V_ipq[i].lock);
 621 }
 622 #endif
 623
 624 /*
 625  * After maxnipq has been updated, propagate the change to UMA.  The UMA zone
 626  * max has slightly different semantics than the sysctl, for historical
 627  * reasons.
 628  */
 629 static void
 630 ipreass_drain_tomax(void)
 631 {
 632         struct ipq *fp;
 633         int target;
 634
 635         /*
 636          * Make sure each bucket is under the new limit. If
 637          * necessary, drop enough of the oldest elements from
 638          * each bucket to get under the new limit.
 639          */
 640         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 641                 IPQ_LOCK(i);
 642                 while (V_ipq[i].count > V_ipreass_maxbucketsize &&
 643                     (fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[i].head, ipqhead)) != NULL)
 644                         ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 645                 IPQ_UNLOCK(i);
 646         }
 647
 648         /*
 649          * If we are over the maximum number of fragments,
 650          * drain off enough to get down to the new limit,
 651          * stripping off last elements on queues.  Every
 652          * run we strip the oldest element from each bucket.
 653          */
 654         target = uma_zone_get_max(V_ipq_zone);
 655         while (uma_zone_get_cur(V_ipq_zone) > target) {
 656                 for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 657                         IPQ_LOCK(i);
 658                         fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[i].head, ipqhead);
 659                         if (fp != NULL)
 660                                 ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 661                         IPQ_UNLOCK(i);
 662                 }
 663         }
 664 }
 665
 666 static void
 667 ipreass_zone_change(void *tag)
 668 {
 669         VNET_ITERATOR_DECL(vnet_iter);
 670         int max;
 671
 672         maxfrags = IP_MAXFRAGS;
 673         max = IP_MAXFRAGPACKETS;
 674         VNET_LIST_RLOCK_NOSLEEP();
 675         VNET_FOREACH(vnet_iter) {
 676                 CURVNET_SET(vnet_iter);
 677                 max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 678                 V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 679                 ipreass_drain_tomax();
 680                 CURVNET_RESTORE();
 681         }
 682         VNET_LIST_RUNLOCK_NOSLEEP();
 683 }
 684
 685 /*
 686  * Change the limit on the UMA zone, or disable the fragment allocation
 687  * at all.  Since 0 and -1 is a special values here, we need our own handler,
 688  * instead of sysctl_handle_uma_zone_max().
 689  */
 690 static int
 691 sysctl_maxfragpackets(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 692 {
 693         int error, max;
 694
 695         if (V_noreass == 0) {
 696                 max = uma_zone_get_max(V_ipq_zone);
 697                 if (max == 0)
 698                         max = -1;
 699         } else
 700                 max = 0;
 701         error = sysctl_handle_int(oidp, &max, 0, req);
 702         if (error || !req->newptr)
 703                 return (error);
 704         if (max > 0) {
 705                 /*
 706                  * XXXRW: Might be a good idea to sanity check the argument
 707                  * and place an extreme upper bound.
 708                  */
 709                 max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 710                 V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 711                 ipreass_drain_tomax();
 712                 V_noreass = 0;
 713         } else if (max == 0) {
 714                 V_noreass = 1;
 715                 ipreass_drain();
 716         } else if (max == -1) {
 717                 V_noreass = 0;
 718                 uma_zone_set_max(V_ipq_zone, 0);
 719                 V_ipreass_maxbucketsize = INT_MAX;
 720         } else
 721                 return (EINVAL);
 722         return (0);
 723 }
 724
 725 /*
 726  * Seek for old fragment queue header that can be reused.  Try to
 727  * reuse a header from currently locked hash bucket.
 728  */
 729 static struct ipq *
 730 ipq_reuse(int start)
 731 {
 732         struct ipq *fp;
 733         int bucket, i;
 734
 735         IPQ_LOCK_ASSERT(start);
 736
 737         for (i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 738                 bucket = (start + i) % IPREASS_NHASH;
 739                 if (bucket != start && IPQ_TRYLOCK(bucket) == 0)
 740                         continue;
 741                 fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[bucket].head, ipqhead);
 742                 if (fp) {
 743                         struct mbuf *m;
 744
 745                         IPSTAT_ADD(ips_fragtimeout, fp->ipq_nfrags);
 746                         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 747                         while (fp->ipq_frags) {
 748                                 m = fp->ipq_frags;
 749                                 fp->ipq_frags = m->m_nextpkt;
 750                                 m_freem(m);
 751                         }
 752                         TAILQ_REMOVE(&V_ipq[bucket].head, fp, ipq_list);
 753                         V_ipq[bucket].count--;
 754                         if (bucket != start)
 755                                 IPQ_UNLOCK(bucket);
 756                         break;
 757                 }
 758                 if (bucket != start)
 759                         IPQ_UNLOCK(bucket);
 760         }
 761         IPQ_LOCK_ASSERT(start);
 762         return (fp);
 763 }
 764
 765 /*
 766  * Free a fragment reassembly header and all associated datagrams.
 767  */
 768 static void
 769 ipq_free(struct ipqbucket *bucket, struct ipq *fp)
 770 {
 771         struct mbuf *q;
 772
 773         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 774         while (fp->ipq_frags) {
 775                 q = fp->ipq_frags;
 776                 fp->ipq_frags = q->m_nextpkt;
 777                 m_freem(q);
 778         }
 779         TAILQ_REMOVE(&bucket->head, fp, ipq_list);
 780         bucket->count--;
 781         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 782 }
 783
 784 /*
 785  * Get or set the maximum number of reassembly queues per bucket.
 786  */
 787 static int
 788 sysctl_maxfragbucketsize(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 789 {
 790         int error, max;
 791
 792         max = V_ipreass_maxbucketsize;
 793         error = sysctl_handle_int(oidp, &max, 0, req);
 794         if (error || !req->newptr)
 795                 return (error);
 796         if (max <= 0)
 797                 return (EINVAL);
 798         V_ipreass_maxbucketsize = max;
 799         ipreass_drain_tomax();
 800         return (0);
 801 }