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/kernel.h>
  43 #include <sys/hash.h>
  44 #include <sys/mbuf.h>
  45 #include <sys/malloc.h>
  46 #include <sys/limits.h>
  47 #include <sys/lock.h>
  48 #include <sys/mutex.h>
  49 #include <sys/sysctl.h>
  50
  51 #include <net/rss_config.h>
  52 #include <net/netisr.h>
  53 #include <net/vnet.h>
  54
  55 #include <netinet/in.h>
  56 #include <netinet/ip.h>
  57 #include <netinet/ip_var.h>
  58 #include <netinet/in_rss.h>
  59 #ifdef MAC
  60 #include <security/mac/mac_framework.h>
  61 #endif
  62
  63 SYSCTL_DECL(_net_inet_ip);
  64
  65 /*
  66  * Reassembly headers are stored in hash buckets.
  67  */
  68 #define IPREASS_NHASH_LOG2      10
  69 #define IPREASS_NHASH           (1 << IPREASS_NHASH_LOG2)
  70 #define IPREASS_HMASK           (IPREASS_NHASH - 1)
  71
  72 struct ipqbucket {
  73         TAILQ_HEAD(ipqhead, ipq) head;
  74         struct mtx               lock;
  75         int                      count;
  76 };
  77
  78 VNET_DEFINE_STATIC(struct ipqbucket, ipq[IPREASS_NHASH]);
  79 #define V_ipq           VNET(ipq)
  80 VNET_DEFINE_STATIC(uint32_t, ipq_hashseed);
  81 #define V_ipq_hashseed   VNET(ipq_hashseed)
  82
  83 #define IPQ_LOCK(i)     mtx_lock(&V_ipq[i].lock)
  84 #define IPQ_TRYLOCK(i)  mtx_trylock(&V_ipq[i].lock)
  85 #define IPQ_UNLOCK(i)   mtx_unlock(&V_ipq[i].lock)
  86 #define IPQ_LOCK_ASSERT(i)      mtx_assert(&V_ipq[i].lock, MA_OWNED)
  87
  88 VNET_DEFINE_STATIC(int, ipreass_maxbucketsize);
  89 #define V_ipreass_maxbucketsize VNET(ipreass_maxbucketsize)
  90
  91 void            ipreass_init(void);
  92 void            ipreass_drain(void);
  93 void            ipreass_slowtimo(void);
  94 #ifdef VIMAGE
  95 void            ipreass_destroy(void);
  96 #endif
  97 static int      sysctl_maxfragpackets(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  98 static int      sysctl_maxfragbucketsize(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
  99 static void     ipreass_zone_change(void *);
 100 static void     ipreass_drain_tomax(void);
 101 static void     ipq_free(struct ipqbucket *, struct ipq *);
 102 static struct ipq * ipq_reuse(int);
 103
 104 static inline void
 105 ipq_timeout(struct ipqbucket *bucket, struct ipq *fp)
 106 {
 107
 108         IPSTAT_ADD(ips_fragtimeout, fp->ipq_nfrags);
 109         ipq_free(bucket, fp);
 110 }
 111
 112 static inline void
 113 ipq_drop(struct ipqbucket *bucket, struct ipq *fp)
 114 {
 115
 116         IPSTAT_ADD(ips_fragdropped, fp->ipq_nfrags);
 117         ipq_free(bucket, fp);
 118 }
 119
 120 /*
 121  * By default, limit the number of IP fragments across all reassembly
 122  * queues to  1/32 of the total number of mbuf clusters.
 123  *
 124  * Limit the total number of reassembly queues per VNET to the
 125  * IP fragment limit, but ensure the limit will not allow any bucket
 126  * to grow above 100 items. (The bucket limit is
 127  * IP_MAXFRAGPACKETS / (IPREASS_NHASH / 2), so the 50 is the correct
 128  * multiplier to reach a 100-item limit.)
 129  * The 100-item limit was chosen as brief testing seems to show that
 130  * this produces "reasonable" performance on some subset of systems
 131  * under DoS attack.
 132  */
 133 #define IP_MAXFRAGS             (nmbclusters / 32)
 134 #define IP_MAXFRAGPACKETS       (imin(IP_MAXFRAGS, IPREASS_NHASH * 50))
 135
 136 static int              maxfrags;
 137 static volatile u_int   nfrags;
 138 SYSCTL_INT(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfrags, CTLFLAG_RW,
 139     &maxfrags, 0,
 140     "Maximum number of IPv4 fragments allowed across all reassembly queues");
 141 SYSCTL_UINT(_net_inet_ip, OID_AUTO, curfrags, CTLFLAG_RD,
 142     __DEVOLATILE(u_int *, &nfrags), 0,
 143     "Current number of IPv4 fragments across all reassembly queues");
 144
 145 VNET_DEFINE_STATIC(uma_zone_t, ipq_zone);
 146 #define V_ipq_zone      VNET(ipq_zone)
 147 SYSCTL_PROC(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfragpackets, CTLFLAG_VNET |
 148     CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW, NULL, 0, sysctl_maxfragpackets, "I",
 149     "Maximum number of IPv4 fragment reassembly queue entries");
 150 SYSCTL_UMA_CUR(_net_inet_ip, OID_AUTO, fragpackets, CTLFLAG_VNET,
 151     &VNET_NAME(ipq_zone),
 152     "Current number of IPv4 fragment reassembly queue entries");
 153
 154 VNET_DEFINE_STATIC(int, noreass);
 155 #define V_noreass       VNET(noreass)
 156
 157 VNET_DEFINE_STATIC(int, maxfragsperpacket);
 158 #define V_maxfragsperpacket     VNET(maxfragsperpacket)
 159 SYSCTL_INT(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfragsperpacket, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
 160     &VNET_NAME(maxfragsperpacket), 0,
 161     "Maximum number of IPv4 fragments allowed per packet");
 162 SYSCTL_PROC(_net_inet_ip, OID_AUTO, maxfragbucketsize,
 163     CTLFLAG_VNET | CTLTYPE_INT | CTLFLAG_MPSAFE | CTLFLAG_RW, NULL, 0,
 164     sysctl_maxfragbucketsize, "I",
 165     "Maximum number of IPv4 fragment reassembly queue entries per bucket");
 166
 167 /*
 168  * Take incoming datagram fragment and try to reassemble it into
 169  * whole datagram.  If the argument is the first fragment or one
 170  * in between the function will return NULL and store the mbuf
 171  * in the fragment chain.  If the argument is the last fragment
 172  * the packet will be reassembled and the pointer to the new
 173  * mbuf returned for further processing.  Only m_tags attached
 174  * to the first packet/fragment are preserved.
 175  * The IP header is *NOT* adjusted out of iplen.
 176  */
 177 #define M_IP_FRAG       M_PROTO9
 178 struct mbuf *
 179 ip_reass(struct mbuf *m)
 180 {
 181         struct ip *ip;
 182         struct mbuf *p, *q, *nq, *t;
 183         struct ipq *fp;
 184         struct ipqhead *head;
 185         int i, hlen, next, tmpmax;
 186         u_int8_t ecn, ecn0;
 187         uint32_t hash, hashkey[3];
 188 #ifdef  RSS
 189         uint32_t rss_hash, rss_type;
 190 #endif
 191
 192         /*
 193          * If no reassembling or maxfragsperpacket are 0,
 194          * never accept fragments.
 195          * Also, drop packet if it would exceed the maximum
 196          * number of fragments.
 197          */
 198         tmpmax = maxfrags;
 199         if (V_noreass == 1 || V_maxfragsperpacket == 0 ||
 200             (tmpmax >= 0 && atomic_load_int(&nfrags) >= (u_int)tmpmax)) {
 201                 IPSTAT_INC(ips_fragments);
 202                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 203                 m_freem(m);
 204                 return (NULL);
 205         }
 206
 207         ip = mtod(m, struct ip *);
 208         hlen = ip->ip_hl << 2;
 209
 210         /*
 211          * Adjust ip_len to not reflect header,
 212          * convert offset of this to bytes.
 213          */
 214         ip->ip_len = htons(ntohs(ip->ip_len) - hlen);
 215         /*
 216          * Make sure that fragments have a data length
 217          * that's a non-zero multiple of 8 bytes, unless
 218          * this is the last fragment.
 219          */
 220         if (ip->ip_len == htons(0) ||
 221             ((ip->ip_off & htons(IP_MF)) && (ntohs(ip->ip_len) & 0x7) != 0)) {
 222                 IPSTAT_INC(ips_toosmall); /* XXX */
 223                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 224                 m_freem(m);
 225                 return (NULL);
 226         }
 227         if (ip->ip_off & htons(IP_MF))
 228                 m->m_flags |= M_IP_FRAG;
 229         else
 230                 m->m_flags &= ~M_IP_FRAG;
 231         ip->ip_off = htons(ntohs(ip->ip_off) << 3);
 232
 233         /*
 234          * Make sure the fragment lies within a packet of valid size.
 235          */
 236         if (ntohs(ip->ip_len) + ntohs(ip->ip_off) > IP_MAXPACKET) {
 237                 IPSTAT_INC(ips_toolong);
 238                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 239                 m_freem(m);
 240                 return (NULL);
 241         }
 242
 243         /*
 244          * Attempt reassembly; if it succeeds, proceed.
 245          * ip_reass() will return a different mbuf.
 246          */
 247         IPSTAT_INC(ips_fragments);
 248         m->m_pkthdr.PH_loc.ptr = ip;
 249
 250         /*
 251          * Presence of header sizes in mbufs
 252          * would confuse code below.
 253          */
 254         m->m_data += hlen;
 255         m->m_len -= hlen;
 256
 257         hashkey[0] = ip->ip_src.s_addr;
 258         hashkey[1] = ip->ip_dst.s_addr;
 259         hashkey[2] = (uint32_t)ip->ip_p << 16;
 260         hashkey[2] += ip->ip_id;
 261         hash = jenkins_hash32(hashkey, nitems(hashkey), V_ipq_hashseed);
 262         hash &= IPREASS_HMASK;
 263         head = &V_ipq[hash].head;
 264         IPQ_LOCK(hash);
 265
 266         /*
 267          * Look for queue of fragments
 268          * of this datagram.
 269          */
 270         TAILQ_FOREACH(fp, head, ipq_list)
 271                 if (ip->ip_id == fp->ipq_id &&
 272                     ip->ip_src.s_addr == fp->ipq_src.s_addr &&
 273                     ip->ip_dst.s_addr == fp->ipq_dst.s_addr &&
 274 #ifdef MAC
 275                     mac_ipq_match(m, fp) &&
 276 #endif
 277                     ip->ip_p == fp->ipq_p)
 278                         break;
 279         /*
 280          * If first fragment to arrive, create a reassembly queue.
 281          */
 282         if (fp == NULL) {
 283                 if (V_ipq[hash].count < V_ipreass_maxbucketsize)
 284                         fp = uma_zalloc(V_ipq_zone, M_NOWAIT);
 285                 if (fp == NULL)
 286                         fp = ipq_reuse(hash);
 287                 if (fp == NULL)
 288                         goto dropfrag;
 289 #ifdef MAC
 290                 if (mac_ipq_init(fp, M_NOWAIT) != 0) {
 291                         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 292                         fp = NULL;
 293                         goto dropfrag;
 294                 }
 295                 mac_ipq_create(m, fp);
 296 #endif
 297                 TAILQ_INSERT_HEAD(head, fp, ipq_list);
 298                 V_ipq[hash].count++;
 299                 fp->ipq_nfrags = 1;
 300                 atomic_add_int(&nfrags, 1);
 301                 fp->ipq_ttl = IPFRAGTTL;
 302                 fp->ipq_p = ip->ip_p;
 303                 fp->ipq_id = ip->ip_id;
 304                 fp->ipq_src = ip->ip_src;
 305                 fp->ipq_dst = ip->ip_dst;
 306                 fp->ipq_frags = m;
 307                 if (m->m_flags & M_IP_FRAG)
 308                         fp->ipq_maxoff = -1;
 309                 else
 310                         fp->ipq_maxoff = ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len);
 311                 m->m_nextpkt = NULL;
 312                 goto done;
 313         } else {
 314                 /*
 315                  * If we already saw the last fragment, make sure
 316                  * this fragment's offset looks sane. Otherwise, if
 317                  * this is the last fragment, record its endpoint.
 318                  */
 319                 if (fp->ipq_maxoff > 0) {
 320                         i = ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len);
 321                         if (((m->m_flags & M_IP_FRAG) && i >= fp->ipq_maxoff) ||
 322                             ((m->m_flags & M_IP_FRAG) == 0 &&
 323                             i != fp->ipq_maxoff)) {
 324                                 fp = NULL;
 325                                 goto dropfrag;
 326                         }
 327                 } else if ((m->m_flags & M_IP_FRAG) == 0)
 328                         fp->ipq_maxoff = ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len);
 329                 fp->ipq_nfrags++;
 330                 atomic_add_int(&nfrags, 1);
 331 #ifdef MAC
 332                 mac_ipq_update(m, fp);
 333 #endif
 334         }
 335
 336 #define GETIP(m)        ((struct ip*)((m)->m_pkthdr.PH_loc.ptr))
 337
 338         /*
 339          * Handle ECN by comparing this segment with the first one;
 340          * if CE is set, do not lose CE.
 341          * drop if CE and not-ECT are mixed for the same packet.
 342          */
 343         ecn = ip->ip_tos & IPTOS_ECN_MASK;
 344         ecn0 = GETIP(fp->ipq_frags)->ip_tos & IPTOS_ECN_MASK;
 345         if (ecn == IPTOS_ECN_CE) {
 346                 if (ecn0 == IPTOS_ECN_NOTECT)
 347                         goto dropfrag;
 348                 if (ecn0 != IPTOS_ECN_CE)
 349                         GETIP(fp->ipq_frags)->ip_tos |= IPTOS_ECN_CE;
 350         }
 351         if (ecn == IPTOS_ECN_NOTECT && ecn0 != IPTOS_ECN_NOTECT)
 352                 goto dropfrag;
 353
 354         /*
 355          * Find a segment which begins after this one does.
 356          */
 357         for (p = NULL, q = fp->ipq_frags; q; p = q, q = q->m_nextpkt)
 358                 if (ntohs(GETIP(q)->ip_off) > ntohs(ip->ip_off))
 359                         break;
 360
 361         /*
 362          * If there is a preceding segment, it may provide some of
 363          * our data already.  If so, drop the data from the incoming
 364          * segment.  If it provides all of our data, drop us, otherwise
 365          * stick new segment in the proper place.
 366          *
 367          * If some of the data is dropped from the preceding
 368          * segment, then it's checksum is invalidated.
 369          */
 370         if (p) {
 371                 i = ntohs(GETIP(p)->ip_off) + ntohs(GETIP(p)->ip_len) -
 372                     ntohs(ip->ip_off);
 373                 if (i > 0) {
 374                         if (i >= ntohs(ip->ip_len))
 375                                 goto dropfrag;
 376                         m_adj(m, i);
 377                         m->m_pkthdr.csum_flags = 0;
 378                         ip->ip_off = htons(ntohs(ip->ip_off) + i);
 379                         ip->ip_len = htons(ntohs(ip->ip_len) - i);
 380                 }
 381                 m->m_nextpkt = p->m_nextpkt;
 382                 p->m_nextpkt = m;
 383         } else {
 384                 m->m_nextpkt = fp->ipq_frags;
 385                 fp->ipq_frags = m;
 386         }
 387
 388         /*
 389          * While we overlap succeeding segments trim them or,
 390          * if they are completely covered, dequeue them.
 391          */
 392         for (; q != NULL && ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len) >
 393             ntohs(GETIP(q)->ip_off); q = nq) {
 394                 i = (ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len)) -
 395                     ntohs(GETIP(q)->ip_off);
 396                 if (i < ntohs(GETIP(q)->ip_len)) {
 397                         GETIP(q)->ip_len = htons(ntohs(GETIP(q)->ip_len) - i);
 398                         GETIP(q)->ip_off = htons(ntohs(GETIP(q)->ip_off) + i);
 399                         m_adj(q, i);
 400                         q->m_pkthdr.csum_flags = 0;
 401                         break;
 402                 }
 403                 nq = q->m_nextpkt;
 404                 m->m_nextpkt = nq;
 405                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 406                 fp->ipq_nfrags--;
 407                 atomic_subtract_int(&nfrags, 1);
 408                 m_freem(q);
 409         }
 410
 411         /*
 412          * Check for complete reassembly and perform frag per packet
 413          * limiting.
 414          *
 415          * Frag limiting is performed here so that the nth frag has
 416          * a chance to complete the packet before we drop the packet.
 417          * As a result, n+1 frags are actually allowed per packet, but
 418          * only n will ever be stored. (n = maxfragsperpacket.)
 419          *
 420          */
 421         next = 0;
 422         for (p = NULL, q = fp->ipq_frags; q; p = q, q = q->m_nextpkt) {
 423                 if (ntohs(GETIP(q)->ip_off) != next) {
 424                         if (fp->ipq_nfrags > V_maxfragsperpacket)
 425                                 ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 426                         goto done;
 427                 }
 428                 next += ntohs(GETIP(q)->ip_len);
 429         }
 430         /* Make sure the last packet didn't have the IP_MF flag */
 431         if (p->m_flags & M_IP_FRAG) {
 432                 if (fp->ipq_nfrags > V_maxfragsperpacket)
 433                         ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 434                 goto done;
 435         }
 436
 437         /*
 438          * Reassembly is complete.  Make sure the packet is a sane size.
 439          */
 440         q = fp->ipq_frags;
 441         ip = GETIP(q);
 442         if (next + (ip->ip_hl << 2) > IP_MAXPACKET) {
 443                 IPSTAT_INC(ips_toolong);
 444                 ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 445                 goto done;
 446         }
 447
 448         /*
 449          * Concatenate fragments.
 450          */
 451         m = q;
 452         t = m->m_next;
 453         m->m_next = NULL;
 454         m_cat(m, t);
 455         nq = q->m_nextpkt;
 456         q->m_nextpkt = NULL;
 457         for (q = nq; q != NULL; q = nq) {
 458                 nq = q->m_nextpkt;
 459                 q->m_nextpkt = NULL;
 460                 m->m_pkthdr.csum_flags &= q->m_pkthdr.csum_flags;
 461                 m->m_pkthdr.csum_data += q->m_pkthdr.csum_data;
 462                 m_demote_pkthdr(q);
 463                 m_cat(m, q);
 464         }
 465         /*
 466          * In order to do checksumming faster we do 'end-around carry' here
 467          * (and not in for{} loop), though it implies we are not going to
 468          * reassemble more than 64k fragments.
 469          */
 470         while (m->m_pkthdr.csum_data & 0xffff0000)
 471                 m->m_pkthdr.csum_data = (m->m_pkthdr.csum_data & 0xffff) +
 472                     (m->m_pkthdr.csum_data >> 16);
 473         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 474 #ifdef MAC
 475         mac_ipq_reassemble(fp, m);
 476         mac_ipq_destroy(fp);
 477 #endif
 478
 479         /*
 480          * Create header for new ip packet by modifying header of first
 481          * packet;  dequeue and discard fragment reassembly header.
 482          * Make header visible.
 483          */
 484         ip->ip_len = htons((ip->ip_hl << 2) + next);
 485         ip->ip_src = fp->ipq_src;
 486         ip->ip_dst = fp->ipq_dst;
 487         TAILQ_REMOVE(head, fp, ipq_list);
 488         V_ipq[hash].count--;
 489         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 490         m->m_len += (ip->ip_hl << 2);
 491         m->m_data -= (ip->ip_hl << 2);
 492         /* some debugging cruft by sklower, below, will go away soon */
 493         if (m->m_flags & M_PKTHDR)      /* XXX this should be done elsewhere */
 494                 m_fixhdr(m);
 495         IPSTAT_INC(ips_reassembled);
 496         IPQ_UNLOCK(hash);
 497
 498 #ifdef  RSS
 499         /*
 500          * Query the RSS layer for the flowid / flowtype for the
 501          * mbuf payload.
 502          *
 503          * For now, just assume we have to calculate a new one.
 504          * Later on we should check to see if the assigned flowid matches
 505          * what RSS wants for the given IP protocol and if so, just keep it.
 506          *
 507          * We then queue into the relevant netisr so it can be dispatched
 508          * to the correct CPU.
 509          *
 510          * Note - this may return 1, which means the flowid in the mbuf
 511          * is correct for the configured RSS hash types and can be used.
 512          */
 513         if (rss_mbuf_software_hash_v4(m, 0, &rss_hash, &rss_type) == 0) {
 514                 m->m_pkthdr.flowid = rss_hash;
 515                 M_HASHTYPE_SET(m, rss_type);
 516         }
 517
 518         /*
 519          * Queue/dispatch for reprocessing.
 520          *
 521          * Note: this is much slower than just handling the frame in the
 522          * current receive context.  It's likely worth investigating
 523          * why this is.
 524          */
 525         netisr_dispatch(NETISR_IP_DIRECT, m);
 526         return (NULL);
 527 #endif
 528
 529         /* Handle in-line */
 530         return (m);
 531
 532 dropfrag:
 533         IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 534         if (fp != NULL) {
 535                 fp->ipq_nfrags--;
 536                 atomic_subtract_int(&nfrags, 1);
 537         }
 538         m_freem(m);
 539 done:
 540         IPQ_UNLOCK(hash);
 541         return (NULL);
 542
 543 #undef GETIP
 544 }
 545
 546 /*
 547  * Initialize IP reassembly structures.
 548  */
 549 void
 550 ipreass_init(void)
 551 {
 552         int max;
 553
 554         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 555                 TAILQ_INIT(&V_ipq[i].head);
 556                 mtx_init(&V_ipq[i].lock, "IP reassembly", NULL,
 557                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
 558                 V_ipq[i].count = 0;
 559         }
 560         V_ipq_hashseed = arc4random();
 561         V_maxfragsperpacket = 16;
 562         V_ipq_zone = uma_zcreate("ipq", sizeof(struct ipq), NULL, NULL, NULL,
 563             NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 564         max = IP_MAXFRAGPACKETS;
 565         max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 566         V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 567
 568         if (IS_DEFAULT_VNET(curvnet)) {
 569                 maxfrags = IP_MAXFRAGS;
 570                 EVENTHANDLER_REGISTER(nmbclusters_change, ipreass_zone_change,
 571                     NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 572         }
 573 }
 574
 575 /*
 576  * If a timer expires on a reassembly queue, discard it.
 577  */
 578 void
 579 ipreass_slowtimo(void)
 580 {
 581         struct ipq *fp, *tmp;
 582
 583         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 584                 IPQ_LOCK(i);
 585                 TAILQ_FOREACH_SAFE(fp, &V_ipq[i].head, ipq_list, tmp)
 586                 if (--fp->ipq_ttl == 0)
 587                                 ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 588                 IPQ_UNLOCK(i);
 589         }
 590 }
 591
 592 /*
 593  * Drain off all datagram fragments.
 594  */
 595 void
 596 ipreass_drain(void)
 597 {
 598
 599         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 600                 IPQ_LOCK(i);
 601                 while(!TAILQ_EMPTY(&V_ipq[i].head))
 602                         ipq_drop(&V_ipq[i], TAILQ_FIRST(&V_ipq[i].head));
 603                 KASSERT(V_ipq[i].count == 0,
 604                     ("%s: V_ipq[%d] count %d (V_ipq=%p)", __func__, i,
 605                     V_ipq[i].count, V_ipq));
 606                 IPQ_UNLOCK(i);
 607         }
 608 }
 609
 610 #ifdef VIMAGE
 611 /*
 612  * Destroy IP reassembly structures.
 613  */
 614 void
 615 ipreass_destroy(void)
 616 {
 617
 618         ipreass_drain();
 619         uma_zdestroy(V_ipq_zone);
 620         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++)
 621                 mtx_destroy(&V_ipq[i].lock);
 622 }
 623 #endif
 624
 625 /*
 626  * After maxnipq has been updated, propagate the change to UMA.  The UMA zone
 627  * max has slightly different semantics than the sysctl, for historical
 628  * reasons.
 629  */
 630 static void
 631 ipreass_drain_tomax(void)
 632 {
 633         struct ipq *fp;
 634         int target;
 635
 636         /*
 637          * Make sure each bucket is under the new limit. If
 638          * necessary, drop enough of the oldest elements from
 639          * each bucket to get under the new limit.
 640          */
 641         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 642                 IPQ_LOCK(i);
 643                 while (V_ipq[i].count > V_ipreass_maxbucketsize &&
 644                     (fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[i].head, ipqhead)) != NULL)
 645                         ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 646                 IPQ_UNLOCK(i);
 647         }
 648
 649         /*
 650          * If we are over the maximum number of fragments,
 651          * drain off enough to get down to the new limit,
 652          * stripping off last elements on queues.  Every
 653          * run we strip the oldest element from each bucket.
 654          */
 655         target = uma_zone_get_max(V_ipq_zone);
 656         while (uma_zone_get_cur(V_ipq_zone) > target) {
 657                 for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 658                         IPQ_LOCK(i);
 659                         fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[i].head, ipqhead);
 660                         if (fp != NULL)
 661                                 ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 662                         IPQ_UNLOCK(i);
 663                 }
 664         }
 665 }
 666
 667 static void
 668 ipreass_zone_change(void *tag)
 669 {
 670         VNET_ITERATOR_DECL(vnet_iter);
 671         int max;
 672
 673         maxfrags = IP_MAXFRAGS;
 674         max = IP_MAXFRAGPACKETS;
 675         VNET_LIST_RLOCK_NOSLEEP();
 676         VNET_FOREACH(vnet_iter) {
 677                 CURVNET_SET(vnet_iter);
 678                 max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 679                 V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 680                 ipreass_drain_tomax();
 681                 CURVNET_RESTORE();
 682         }
 683         VNET_LIST_RUNLOCK_NOSLEEP();
 684 }
 685
 686 /*
 687  * Change the limit on the UMA zone, or disable the fragment allocation
 688  * at all.  Since 0 and -1 is a special values here, we need our own handler,
 689  * instead of sysctl_handle_uma_zone_max().
 690  */
 691 static int
 692 sysctl_maxfragpackets(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 693 {
 694         int error, max;
 695
 696         if (V_noreass == 0) {
 697                 max = uma_zone_get_max(V_ipq_zone);
 698                 if (max == 0)
 699                         max = -1;
 700         } else
 701                 max = 0;
 702         error = sysctl_handle_int(oidp, &max, 0, req);
 703         if (error || !req->newptr)
 704                 return (error);
 705         if (max > 0) {
 706                 /*
 707                  * XXXRW: Might be a good idea to sanity check the argument
 708                  * and place an extreme upper bound.
 709                  */
 710                 max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 711                 V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 712                 ipreass_drain_tomax();
 713                 V_noreass = 0;
 714         } else if (max == 0) {
 715                 V_noreass = 1;
 716                 ipreass_drain();
 717         } else if (max == -1) {
 718                 V_noreass = 0;
 719                 uma_zone_set_max(V_ipq_zone, 0);
 720                 V_ipreass_maxbucketsize = INT_MAX;
 721         } else
 722                 return (EINVAL);
 723         return (0);
 724 }
 725
 726 /*
 727  * Seek for old fragment queue header that can be reused.  Try to
 728  * reuse a header from currently locked hash bucket.
 729  */
 730 static struct ipq *
 731 ipq_reuse(int start)
 732 {
 733         struct ipq *fp;
 734         int bucket, i;
 735
 736         IPQ_LOCK_ASSERT(start);
 737
 738         for (i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 739                 bucket = (start + i) % IPREASS_NHASH;
 740                 if (bucket != start && IPQ_TRYLOCK(bucket) == 0)
 741                         continue;
 742                 fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[bucket].head, ipqhead);
 743                 if (fp) {
 744                         struct mbuf *m;
 745
 746                         IPSTAT_ADD(ips_fragtimeout, fp->ipq_nfrags);
 747                         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 748                         while (fp->ipq_frags) {
 749                                 m = fp->ipq_frags;
 750                                 fp->ipq_frags = m->m_nextpkt;
 751                                 m_freem(m);
 752                         }
 753                         TAILQ_REMOVE(&V_ipq[bucket].head, fp, ipq_list);
 754                         V_ipq[bucket].count--;
 755                         if (bucket != start)
 756                                 IPQ_UNLOCK(bucket);
 757                         break;
 758                 }
 759                 if (bucket != start)
 760                         IPQ_UNLOCK(bucket);
 761         }
 762         IPQ_LOCK_ASSERT(start);
 763         return (fp);
 764 }
 765
 766 /*
 767  * Free a fragment reassembly header and all associated datagrams.
 768  */
 769 static void
 770 ipq_free(struct ipqbucket *bucket, struct ipq *fp)
 771 {
 772         struct mbuf *q;
 773
 774         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 775         while (fp->ipq_frags) {
 776                 q = fp->ipq_frags;
 777                 fp->ipq_frags = q->m_nextpkt;
 778                 m_freem(q);
 779         }
 780         TAILQ_REMOVE(&bucket->head, fp, ipq_list);
 781         bucket->count--;
 782         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 783 }
 784
 785 /*
 786  * Get or set the maximum number of reassembly queues per bucket.
 787  */
 788 static int
 789 sysctl_maxfragbucketsize(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 790 {
 791         int error, max;
 792
 793         max = V_ipreass_maxbucketsize;
 794         error = sysctl_handle_int(oidp, &max, 0, req);
 795         if (error || !req->newptr)
 796                 return (error);
 797         if (max <= 0)
 798                 return (EINVAL);
 799         V_ipreass_maxbucketsize = max;
 800         ipreass_drain_tomax();
 801         return (0);
 802 }