sys/netinet/toecore.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2012 Chelsio Communications, Inc.
   5  * All rights reserved.
   6  * Written by: Navdeep Parhar <np@FreeBSD.org>
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  */
  29
  30 #include <sys/cdefs.h>
  31 __FBSDID("$FreeBSD$");
  32
  33 #include "opt_inet.h"
  34 #include "opt_inet6.h"
  35
  36 #include <sys/param.h>
  37 #include <sys/eventhandler.h>
  38 #include <sys/kernel.h>
  39 #include <sys/systm.h>
  40 #include <sys/malloc.h>
  41 #include <sys/mbuf.h>
  42 #include <sys/module.h>
  43 #include <sys/types.h>
  44 #include <sys/sockopt.h>
  45 #include <sys/sysctl.h>
  46 #include <sys/socket.h>
  47
  48 #include <net/ethernet.h>
  49 #include <net/if.h>
  50 #include <net/if_var.h>
  51 #include <net/if_types.h>
  52 #include <net/if_vlan_var.h>
  53 #include <net/if_llatbl.h>
  54 #include <net/route.h>
  55
  56 #include <netinet/if_ether.h>
  57 #include <netinet/in.h>
  58 #include <netinet/in_pcb.h>
  59 #include <netinet/in_var.h>
  60 #include <netinet6/in6_var.h>
  61 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  62 #include <netinet6/nd6.h>
  63 #define TCPSTATES
  64 #include <netinet/tcp.h>
  65 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  66 #include <netinet/tcp_timer.h>
  67 #include <netinet/tcp_var.h>
  68 #include <netinet/tcp_syncache.h>
  69 #include <netinet/tcp_offload.h>
  70 #include <netinet/toecore.h>
  71
  72 static struct mtx toedev_lock;
  73 static TAILQ_HEAD(, toedev) toedev_list;
  74 static eventhandler_tag listen_start_eh;
  75 static eventhandler_tag listen_stop_eh;
  76 static eventhandler_tag lle_event_eh;
  77
  78 static int
  79 toedev_connect(struct toedev *tod __unused, struct socket *so __unused,
  80     struct nhop_object *nh __unused, struct sockaddr *nam __unused)
  81 {
  82
  83         return (ENOTSUP);
  84 }
  85
  86 static int
  87 toedev_listen_start(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused)
  88 {
  89
  90         return (ENOTSUP);
  91 }
  92
  93 static int
  94 toedev_listen_stop(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused)
  95 {
  96
  97         return (ENOTSUP);
  98 }
  99
 100 static void
 101 toedev_input(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused,
 102     struct mbuf *m)
 103 {
 104
 105         m_freem(m);
 106         return;
 107 }
 108
 109 static void
 110 toedev_rcvd(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused)
 111 {
 112
 113         return;
 114 }
 115
 116 static int
 117 toedev_output(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused)
 118 {
 119
 120         return (ENOTSUP);
 121 }
 122
 123 static void
 124 toedev_pcb_detach(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused)
 125 {
 126
 127         return;
 128 }
 129
 130 static void
 131 toedev_l2_update(struct toedev *tod __unused, struct ifnet *ifp __unused,
 132     struct sockaddr *sa __unused, uint8_t *lladdr __unused,
 133     uint16_t vtag __unused)
 134 {
 135
 136         return;
 137 }
 138
 139 static void
 140 toedev_route_redirect(struct toedev *tod __unused, struct ifnet *ifp __unused,
 141     struct nhop_object *nh0 __unused, struct nhop_object *nh1 __unused)
 142 {
 143
 144         return;
 145 }
 146
 147 static void
 148 toedev_syncache_added(struct toedev *tod __unused, void *ctx __unused)
 149 {
 150
 151         return;
 152 }
 153
 154 static void
 155 toedev_syncache_removed(struct toedev *tod __unused, void *ctx __unused)
 156 {
 157
 158         return;
 159 }
 160
 161 static int
 162 toedev_syncache_respond(struct toedev *tod __unused, void *ctx __unused,
 163     struct mbuf *m)
 164 {
 165
 166         m_freem(m);
 167         return (0);
 168 }
 169
 170 static void
 171 toedev_offload_socket(struct toedev *tod __unused, void *ctx __unused,
 172     struct socket *so __unused)
 173 {
 174
 175         return;
 176 }
 177
 178 static void
 179 toedev_ctloutput(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused,
 180     int sopt_dir __unused, int sopt_name __unused)
 181 {
 182
 183         return;
 184 }
 185
 186 static void
 187 toedev_tcp_info(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused,
 188     struct tcp_info *ti __unused)
 189 {
 190
 191         return;
 192 }
 193
 194 static int
 195 toedev_alloc_tls_session(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused,
 196     struct ktls_session *tls __unused, int direction __unused)
 197 {
 198
 199         return (EINVAL);
 200 }
 201
 202 static void
 203 toedev_pmtu_update(struct toedev *tod __unused, struct tcpcb *tp __unused,
 204     tcp_seq seq __unused, int mtu __unused)
 205 {
 206
 207         return;
 208 }
 209
 210 /*
 211  * Inform one or more TOE devices about a listening socket.
 212  */
 213 static void
 214 toe_listen_start(struct inpcb *inp, void *arg)
 215 {
 216         struct toedev *t, *tod;
 217         struct tcpcb *tp;
 218
 219         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 220         KASSERT(inp->inp_pcbinfo == &V_tcbinfo,
 221             ("%s: inp is not a TCP inp", __func__));
 222
 223         if (inp->inp_flags & INP_DROPPED)
 224                 return;
 225
 226         tp = intotcpcb(inp);
 227         if (tp->t_state != TCPS_LISTEN)
 228                 return;
 229
 230         t = arg;
 231         mtx_lock(&toedev_lock);
 232         TAILQ_FOREACH(tod, &toedev_list, link) {
 233                 if (t == NULL || t == tod)
 234                         tod->tod_listen_start(tod, tp);
 235         }
 236         mtx_unlock(&toedev_lock);
 237 }
 238
 239 static void
 240 toe_listen_start_event(void *arg __unused, struct tcpcb *tp)
 241 {
 242         struct inpcb *inp = tptoinpcb(tp);
 243
 244         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 245         KASSERT(tp->t_state == TCPS_LISTEN,
 246             ("%s: t_state %s", __func__, tcpstates[tp->t_state]));
 247
 248         toe_listen_start(inp, NULL);
 249 }
 250
 251 static void
 252 toe_listen_stop_event(void *arg __unused, struct tcpcb *tp)
 253 {
 254         struct toedev *tod;
 255 #ifdef INVARIANTS
 256         struct inpcb *inp = tptoinpcb(tp);
 257 #endif
 258
 259         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 260         KASSERT(tp->t_state == TCPS_LISTEN,
 261             ("%s: t_state %s", __func__, tcpstates[tp->t_state]));
 262
 263         mtx_lock(&toedev_lock);
 264         TAILQ_FOREACH(tod, &toedev_list, link)
 265             tod->tod_listen_stop(tod, tp);
 266         mtx_unlock(&toedev_lock);
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Fill up a freshly allocated toedev struct with reasonable defaults.
 271  */
 272 void
 273 init_toedev(struct toedev *tod)
 274 {
 275
 276         tod->tod_softc = NULL;
 277
 278         /*
 279          * Provide no-op defaults so that the kernel can call any toedev
 280          * function without having to check whether the TOE driver supplied one
 281          * or not.
 282          */
 283         tod->tod_connect = toedev_connect;
 284         tod->tod_listen_start = toedev_listen_start;
 285         tod->tod_listen_stop = toedev_listen_stop;
 286         tod->tod_input = toedev_input;
 287         tod->tod_rcvd = toedev_rcvd;
 288         tod->tod_output = toedev_output;
 289         tod->tod_send_rst = toedev_output;
 290         tod->tod_send_fin = toedev_output;
 291         tod->tod_pcb_detach = toedev_pcb_detach;
 292         tod->tod_l2_update = toedev_l2_update;
 293         tod->tod_route_redirect = toedev_route_redirect;
 294         tod->tod_syncache_added = toedev_syncache_added;
 295         tod->tod_syncache_removed = toedev_syncache_removed;
 296         tod->tod_syncache_respond = toedev_syncache_respond;
 297         tod->tod_offload_socket = toedev_offload_socket;
 298         tod->tod_ctloutput = toedev_ctloutput;
 299         tod->tod_tcp_info = toedev_tcp_info;
 300         tod->tod_alloc_tls_session = toedev_alloc_tls_session;
 301         tod->tod_pmtu_update = toedev_pmtu_update;
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Register an active TOE device with the system.  This allows it to receive
 306  * notifications from the kernel.
 307  */
 308 int
 309 register_toedev(struct toedev *tod)
 310 {
 311         struct toedev *t;
 312
 313         mtx_lock(&toedev_lock);
 314         TAILQ_FOREACH(t, &toedev_list, link) {
 315                 if (t == tod) {
 316                         mtx_unlock(&toedev_lock);
 317                         return (EEXIST);
 318                 }
 319         }
 320
 321         TAILQ_INSERT_TAIL(&toedev_list, tod, link);
 322         registered_toedevs++;
 323         mtx_unlock(&toedev_lock);
 324
 325         inp_apply_all(&V_tcbinfo, toe_listen_start, tod);
 326
 327         return (0);
 328 }
 329
 330 /*
 331  * Remove the TOE device from the global list of active TOE devices.  It is the
 332  * caller's responsibility to ensure that the TOE device is quiesced prior to
 333  * this call.
 334  */
 335 int
 336 unregister_toedev(struct toedev *tod)
 337 {
 338         struct toedev *t, *t2;
 339         int rc = ENODEV;
 340
 341         mtx_lock(&toedev_lock);
 342         TAILQ_FOREACH_SAFE(t, &toedev_list, link, t2) {
 343                 if (t == tod) {
 344                         TAILQ_REMOVE(&toedev_list, tod, link);
 345                         registered_toedevs--;
 346                         rc = 0;
 347                         break;
 348                 }
 349         }
 350         KASSERT(registered_toedevs >= 0,
 351             ("%s: registered_toedevs (%d) < 0", __func__, registered_toedevs));
 352         mtx_unlock(&toedev_lock);
 353         return (rc);
 354 }
 355
 356 void
 357 toe_syncache_add(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
 358     struct inpcb *inp, void *tod, void *todctx, uint8_t iptos)
 359 {
 360
 361         INP_RLOCK_ASSERT(inp);
 362
 363         (void )syncache_add(inc, to, th, inp, inp->inp_socket, NULL, tod,
 364             todctx, iptos, htons(0));
 365 }
 366
 367 int
 368 toe_syncache_expand(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to,
 369     struct tcphdr *th, struct socket **lsop)
 370 {
 371
 372         NET_EPOCH_ASSERT();
 373
 374         return (syncache_expand(inc, to, th, lsop, NULL, htons(0)));
 375 }
 376
 377 /*
 378  * General purpose check to see if a 4-tuple is in use by the kernel.  If a TCP
 379  * header (presumably for an incoming SYN) is also provided, an existing 4-tuple
 380  * in TIME_WAIT may be assassinated freeing it up for re-use.
 381  *
 382  * Note that the TCP header must have been run through tcp_fields_to_host() or
 383  * equivalent.
 384  */
 385 int
 386 toe_4tuple_check(struct in_conninfo *inc, struct tcphdr *th, struct ifnet *ifp)
 387 {
 388         struct inpcb *inp;
 389         struct tcpcb *tp;
 390
 391         if (inc->inc_flags & INC_ISIPV6) {
 392                 inp = in6_pcblookup(&V_tcbinfo, &inc->inc6_faddr,
 393                     inc->inc_fport, &inc->inc6_laddr, inc->inc_lport,
 394                     INPLOOKUP_RLOCKPCB, ifp);
 395         } else {
 396                 inp = in_pcblookup(&V_tcbinfo, inc->inc_faddr, inc->inc_fport,
 397                     inc->inc_laddr, inc->inc_lport, INPLOOKUP_RLOCKPCB, ifp);
 398         }
 399         if (inp != NULL) {
 400                 INP_RLOCK_ASSERT(inp);
 401
 402                 tp = intotcpcb(inp);
 403                 if (tp->t_state == TCPS_TIME_WAIT && th != NULL) {
 404                         if (!tcp_twcheck(inp, NULL, th, NULL, 0))
 405                                 return (EADDRINUSE);
 406                 } else {
 407                         INP_RUNLOCK(inp);
 408                         return (EADDRINUSE);
 409                 }
 410         }
 411
 412         return (0);
 413 }
 414
 415 static void
 416 toe_lle_event(void *arg __unused, struct llentry *lle, int evt)
 417 {
 418         struct toedev *tod;
 419         struct ifnet *ifp;
 420         struct sockaddr *sa;
 421         uint8_t *lladdr;
 422         uint16_t vid, pcp;
 423         int family;
 424         struct sockaddr_in6 sin6;
 425
 426         LLE_WLOCK_ASSERT(lle);
 427
 428         ifp = lltable_get_ifp(lle->lle_tbl);
 429         family = lltable_get_af(lle->lle_tbl);
 430
 431         if (family != AF_INET && family != AF_INET6)
 432                 return;
 433         /*
 434          * Not interested if the interface's TOE capability is not enabled.
 435          */
 436         if ((family == AF_INET && !(ifp->if_capenable & IFCAP_TOE4)) ||
 437             (family == AF_INET6 && !(ifp->if_capenable & IFCAP_TOE6)))
 438                 return;
 439
 440         tod = TOEDEV(ifp);
 441         if (tod == NULL)
 442                 return;
 443
 444         sa = (struct sockaddr *)&sin6;
 445         lltable_fill_sa_entry(lle, sa);
 446
 447         vid = 0xfff;
 448         pcp = 0;
 449         if (evt != LLENTRY_RESOLVED) {
 450                 /*
 451                  * LLENTRY_TIMEDOUT, LLENTRY_DELETED, LLENTRY_EXPIRED all mean
 452                  * this entry is going to be deleted.
 453                  */
 454
 455                 lladdr = NULL;
 456         } else {
 457                 KASSERT(lle->la_flags & LLE_VALID,
 458                     ("%s: %p resolved but not valid?", __func__, lle));
 459
 460                 lladdr = (uint8_t *)lle->ll_addr;
 461                 VLAN_TAG(ifp, &vid);
 462                 VLAN_PCP(ifp, &pcp);
 463         }
 464
 465         tod->tod_l2_update(tod, ifp, sa, lladdr, EVL_MAKETAG(vid, pcp, 0));
 466 }
 467
 468 /*
 469  * Returns 0 or EWOULDBLOCK on success (any other value is an error).  0 means
 470  * lladdr and vtag are valid on return, EWOULDBLOCK means the TOE driver's
 471  * tod_l2_update will be called later, when the entry is resolved or times out.
 472  */
 473 int
 474 toe_l2_resolve(struct toedev *tod, struct ifnet *ifp, struct sockaddr *sa,
 475     uint8_t *lladdr, uint16_t *vtag)
 476 {
 477         int rc;
 478         uint16_t vid, pcp;
 479
 480         switch (sa->sa_family) {
 481 #ifdef INET
 482         case AF_INET:
 483                 rc = arpresolve(ifp, 0, NULL, sa, lladdr, NULL, NULL);
 484                 break;
 485 #endif
 486 #ifdef INET6
 487         case AF_INET6:
 488                 rc = nd6_resolve(ifp, LLE_SF(AF_INET6, 0), NULL, sa, lladdr,
 489                     NULL, NULL);
 490                 break;
 491 #endif
 492         default:
 493                 return (EPROTONOSUPPORT);
 494         }
 495
 496         if (rc == 0) {
 497                 vid = 0xfff;
 498                 pcp = 0;
 499                 if (ifp->if_type == IFT_L2VLAN) {
 500                         VLAN_TAG(ifp, &vid);
 501                         VLAN_PCP(ifp, &pcp);
 502                 } else if (ifp->if_pcp != IFNET_PCP_NONE) {
 503                         vid = 0;
 504                         pcp = ifp->if_pcp;
 505                 }
 506                 *vtag = EVL_MAKETAG(vid, pcp, 0);
 507         }
 508
 509         return (rc);
 510 }
 511
 512 void
 513 toe_connect_failed(struct toedev *tod, struct inpcb *inp, int err)
 514 {
 515
 516         NET_EPOCH_ASSERT();
 517         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 518
 519         if (!(inp->inp_flags & INP_DROPPED)) {
 520                 struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
 521
 522                 KASSERT(tp->t_flags & TF_TOE,
 523                     ("%s: tp %p not offloaded.", __func__, tp));
 524
 525                 if (err == EAGAIN) {
 526                         /*
 527                          * Temporary failure during offload, take this PCB back.
 528                          * Detach from the TOE driver and do the rest of what
 529                          * TCP's pru_connect would have done if the connection
 530                          * wasn't offloaded.
 531                          */
 532
 533                         tod->tod_pcb_detach(tod, tp);
 534                         KASSERT(!(tp->t_flags & TF_TOE),
 535                             ("%s: tp %p still offloaded.", __func__, tp));
 536                         tcp_timer_activate(tp, TT_KEEP, TP_KEEPINIT(tp));
 537                         if (tcp_output(tp) < 0)
 538                                 INP_WLOCK(inp); /* re-acquire */
 539                 } else {
 540                         tp = tcp_drop(tp, err);
 541                         if (tp == NULL)
 542                                 INP_WLOCK(inp); /* re-acquire */
 543                 }
 544         }
 545         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 546 }
 547
 548 static int
 549 toecore_load(void)
 550 {
 551
 552         mtx_init(&toedev_lock, "toedev lock", NULL, MTX_DEF);
 553         TAILQ_INIT(&toedev_list);
 554
 555         listen_start_eh = EVENTHANDLER_REGISTER(tcp_offload_listen_start,
 556             toe_listen_start_event, NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 557         listen_stop_eh = EVENTHANDLER_REGISTER(tcp_offload_listen_stop,
 558             toe_listen_stop_event, NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 559         lle_event_eh = EVENTHANDLER_REGISTER(lle_event, toe_lle_event, NULL,
 560             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 561
 562         return (0);
 563 }
 564
 565 static int
 566 toecore_unload(void)
 567 {
 568
 569         mtx_lock(&toedev_lock);
 570         if (!TAILQ_EMPTY(&toedev_list)) {
 571                 mtx_unlock(&toedev_lock);
 572                 return (EBUSY);
 573         }
 574
 575         EVENTHANDLER_DEREGISTER(tcp_offload_listen_start, listen_start_eh);
 576         EVENTHANDLER_DEREGISTER(tcp_offload_listen_stop, listen_stop_eh);
 577         EVENTHANDLER_DEREGISTER(lle_event, lle_event_eh);
 578
 579         mtx_unlock(&toedev_lock);
 580         mtx_destroy(&toedev_lock);
 581
 582         return (0);
 583 }
 584
 585 static int
 586 toecore_mod_handler(module_t mod, int cmd, void *arg)
 587 {
 588
 589         if (cmd == MOD_LOAD)
 590                 return (toecore_load());
 591
 592         if (cmd == MOD_UNLOAD)
 593                 return (toecore_unload());
 594
 595         return (EOPNOTSUPP);
 596 }
 597
 598 static moduledata_t mod_data= {
 599         "toecore",
 600         toecore_mod_handler,
 601         0
 602 };
 603
 604 MODULE_VERSION(toecore, 1);
 605 DECLARE_MODULE(toecore, mod_data, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY);