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 rtentry *rt __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 rtentry *rt0 __unused, struct rtentry *rt1 __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)
 197 {
 198
 199         return (EINVAL);
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Inform one or more TOE devices about a listening socket.
 204  */
 205 static void
 206 toe_listen_start(struct inpcb *inp, void *arg)
 207 {
 208         struct toedev *t, *tod;
 209         struct tcpcb *tp;
 210
 211         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 212         KASSERT(inp->inp_pcbinfo == &V_tcbinfo,
 213             ("%s: inp is not a TCP inp", __func__));
 214
 215         if (inp->inp_flags & (INP_DROPPED | INP_TIMEWAIT))
 216                 return;
 217
 218         tp = intotcpcb(inp);
 219         if (tp->t_state != TCPS_LISTEN)
 220                 return;
 221
 222         t = arg;
 223         mtx_lock(&toedev_lock);
 224         TAILQ_FOREACH(tod, &toedev_list, link) {
 225                 if (t == NULL || t == tod)
 226                         tod->tod_listen_start(tod, tp);
 227         }
 228         mtx_unlock(&toedev_lock);
 229 }
 230
 231 static void
 232 toe_listen_start_event(void *arg __unused, struct tcpcb *tp)
 233 {
 234         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
 235
 236         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 237         KASSERT(tp->t_state == TCPS_LISTEN,
 238             ("%s: t_state %s", __func__, tcpstates[tp->t_state]));
 239
 240         toe_listen_start(inp, NULL);
 241 }
 242
 243 static void
 244 toe_listen_stop_event(void *arg __unused, struct tcpcb *tp)
 245 {
 246         struct toedev *tod;
 247 #ifdef INVARIANTS
 248         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
 249 #endif
 250
 251         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 252         KASSERT(tp->t_state == TCPS_LISTEN,
 253             ("%s: t_state %s", __func__, tcpstates[tp->t_state]));
 254
 255         mtx_lock(&toedev_lock);
 256         TAILQ_FOREACH(tod, &toedev_list, link)
 257             tod->tod_listen_stop(tod, tp);
 258         mtx_unlock(&toedev_lock);
 259 }
 260
 261 /*
 262  * Fill up a freshly allocated toedev struct with reasonable defaults.
 263  */
 264 void
 265 init_toedev(struct toedev *tod)
 266 {
 267
 268         tod->tod_softc = NULL;
 269
 270         /*
 271          * Provide no-op defaults so that the kernel can call any toedev
 272          * function without having to check whether the TOE driver supplied one
 273          * or not.
 274          */
 275         tod->tod_connect = toedev_connect;
 276         tod->tod_listen_start = toedev_listen_start;
 277         tod->tod_listen_stop = toedev_listen_stop;
 278         tod->tod_input = toedev_input;
 279         tod->tod_rcvd = toedev_rcvd;
 280         tod->tod_output = toedev_output;
 281         tod->tod_send_rst = toedev_output;
 282         tod->tod_send_fin = toedev_output;
 283         tod->tod_pcb_detach = toedev_pcb_detach;
 284         tod->tod_l2_update = toedev_l2_update;
 285         tod->tod_route_redirect = toedev_route_redirect;
 286         tod->tod_syncache_added = toedev_syncache_added;
 287         tod->tod_syncache_removed = toedev_syncache_removed;
 288         tod->tod_syncache_respond = toedev_syncache_respond;
 289         tod->tod_offload_socket = toedev_offload_socket;
 290         tod->tod_ctloutput = toedev_ctloutput;
 291         tod->tod_tcp_info = toedev_tcp_info;
 292         tod->tod_alloc_tls_session = toedev_alloc_tls_session;
 293 }
 294
 295 /*
 296  * Register an active TOE device with the system.  This allows it to receive
 297  * notifications from the kernel.
 298  */
 299 int
 300 register_toedev(struct toedev *tod)
 301 {
 302         struct toedev *t;
 303
 304         mtx_lock(&toedev_lock);
 305         TAILQ_FOREACH(t, &toedev_list, link) {
 306                 if (t == tod) {
 307                         mtx_unlock(&toedev_lock);
 308                         return (EEXIST);
 309                 }
 310         }
 311
 312         TAILQ_INSERT_TAIL(&toedev_list, tod, link);
 313         registered_toedevs++;
 314         mtx_unlock(&toedev_lock);
 315
 316         inp_apply_all(toe_listen_start, tod);
 317
 318         return (0);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Remove the TOE device from the global list of active TOE devices.  It is the
 323  * caller's responsibility to ensure that the TOE device is quiesced prior to
 324  * this call.
 325  */
 326 int
 327 unregister_toedev(struct toedev *tod)
 328 {
 329         struct toedev *t, *t2;
 330         int rc = ENODEV;
 331
 332         mtx_lock(&toedev_lock);
 333         TAILQ_FOREACH_SAFE(t, &toedev_list, link, t2) {
 334                 if (t == tod) {
 335                         TAILQ_REMOVE(&toedev_list, tod, link);
 336                         registered_toedevs--;
 337                         rc = 0;
 338                         break;
 339                 }
 340         }
 341         KASSERT(registered_toedevs >= 0,
 342             ("%s: registered_toedevs (%d) < 0", __func__, registered_toedevs));
 343         mtx_unlock(&toedev_lock);
 344         return (rc);
 345 }
 346
 347 void
 348 toe_syncache_add(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
 349     struct inpcb *inp, void *tod, void *todctx)
 350 {
 351         struct socket *lso = inp->inp_socket;
 352
 353         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 354
 355         syncache_add(inc, to, th, inp, &lso, NULL, tod, todctx);
 356 }
 357
 358 int
 359 toe_syncache_expand(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to,
 360     struct tcphdr *th, struct socket **lsop)
 361 {
 362
 363         INP_INFO_RLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
 364
 365         return (syncache_expand(inc, to, th, lsop, NULL));
 366 }
 367
 368 /*
 369  * General purpose check to see if a 4-tuple is in use by the kernel.  If a TCP
 370  * header (presumably for an incoming SYN) is also provided, an existing 4-tuple
 371  * in TIME_WAIT may be assassinated freeing it up for re-use.
 372  *
 373  * Note that the TCP header must have been run through tcp_fields_to_host() or
 374  * equivalent.
 375  */
 376 int
 377 toe_4tuple_check(struct in_conninfo *inc, struct tcphdr *th, struct ifnet *ifp)
 378 {
 379         struct inpcb *inp;
 380
 381         if (inc->inc_flags & INC_ISIPV6) {
 382                 inp = in6_pcblookup(&V_tcbinfo, &inc->inc6_faddr,
 383                     inc->inc_fport, &inc->inc6_laddr, inc->inc_lport,
 384                     INPLOOKUP_WLOCKPCB, ifp);
 385         } else {
 386                 inp = in_pcblookup(&V_tcbinfo, inc->inc_faddr, inc->inc_fport,
 387                     inc->inc_laddr, inc->inc_lport, INPLOOKUP_WLOCKPCB, ifp);
 388         }
 389         if (inp != NULL) {
 390                 INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 391
 392                 if ((inp->inp_flags & INP_TIMEWAIT) && th != NULL) {
 393
 394                         INP_INFO_RLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo); /* for twcheck */
 395                         if (!tcp_twcheck(inp, NULL, th, NULL, 0))
 396                                 return (EADDRINUSE);
 397                 } else {
 398                         INP_WUNLOCK(inp);
 399                         return (EADDRINUSE);
 400                 }
 401         }
 402
 403         return (0);
 404 }
 405
 406 static void
 407 toe_lle_event(void *arg __unused, struct llentry *lle, int evt)
 408 {
 409         struct toedev *tod;
 410         struct ifnet *ifp;
 411         struct sockaddr *sa;
 412         uint8_t *lladdr;
 413         uint16_t vid, pcp;
 414         int family;
 415         struct sockaddr_in6 sin6;
 416
 417         LLE_WLOCK_ASSERT(lle);
 418
 419         ifp = lltable_get_ifp(lle->lle_tbl);
 420         family = lltable_get_af(lle->lle_tbl);
 421
 422         if (family != AF_INET && family != AF_INET6)
 423                 return;
 424         /*
 425          * Not interested if the interface's TOE capability is not enabled.
 426          */
 427         if ((family == AF_INET && !(ifp->if_capenable & IFCAP_TOE4)) ||
 428             (family == AF_INET6 && !(ifp->if_capenable & IFCAP_TOE6)))
 429                 return;
 430
 431         tod = TOEDEV(ifp);
 432         if (tod == NULL)
 433                 return;
 434
 435         sa = (struct sockaddr *)&sin6;
 436         lltable_fill_sa_entry(lle, sa);
 437
 438         vid = 0xfff;
 439         pcp = 0;
 440         if (evt != LLENTRY_RESOLVED) {
 441
 442                 /*
 443                  * LLENTRY_TIMEDOUT, LLENTRY_DELETED, LLENTRY_EXPIRED all mean
 444                  * this entry is going to be deleted.
 445                  */
 446
 447                 lladdr = NULL;
 448         } else {
 449
 450                 KASSERT(lle->la_flags & LLE_VALID,
 451                     ("%s: %p resolved but not valid?", __func__, lle));
 452
 453                 lladdr = (uint8_t *)lle->ll_addr;
 454                 VLAN_TAG(ifp, &vid);
 455                 VLAN_PCP(ifp, &pcp);
 456         }
 457
 458         tod->tod_l2_update(tod, ifp, sa, lladdr, EVL_MAKETAG(vid, pcp, 0));
 459 }
 460
 461 /*
 462  * Returns 0 or EWOULDBLOCK on success (any other value is an error).  0 means
 463  * lladdr and vtag are valid on return, EWOULDBLOCK means the TOE driver's
 464  * tod_l2_update will be called later, when the entry is resolved or times out.
 465  */
 466 int
 467 toe_l2_resolve(struct toedev *tod, struct ifnet *ifp, struct sockaddr *sa,
 468     uint8_t *lladdr, uint16_t *vtag)
 469 {
 470         int rc;
 471         uint16_t vid, pcp;
 472
 473         switch (sa->sa_family) {
 474 #ifdef INET
 475         case AF_INET:
 476                 rc = arpresolve(ifp, 0, NULL, sa, lladdr, NULL, NULL);
 477                 break;
 478 #endif
 479 #ifdef INET6
 480         case AF_INET6:
 481                 rc = nd6_resolve(ifp, 0, NULL, sa, lladdr, NULL, NULL);
 482                 break;
 483 #endif
 484         default:
 485                 return (EPROTONOSUPPORT);
 486         }
 487
 488         if (rc == 0) {
 489                 vid = 0xfff;
 490                 pcp = 0;
 491                 if (ifp->if_type == IFT_L2VLAN) {
 492                         VLAN_TAG(ifp, &vid);
 493                         VLAN_PCP(ifp, &pcp);
 494                 } else if (ifp->if_pcp != IFNET_PCP_NONE) {
 495                         vid = 0;
 496                         pcp = ifp->if_pcp;
 497                 }
 498                 *vtag = EVL_MAKETAG(vid, pcp, 0);
 499         }
 500
 501         return (rc);
 502 }
 503
 504 void
 505 toe_connect_failed(struct toedev *tod, struct inpcb *inp, int err)
 506 {
 507
 508         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 509
 510         if (!(inp->inp_flags & INP_DROPPED)) {
 511                 struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
 512
 513                 KASSERT(tp->t_flags & TF_TOE,
 514                     ("%s: tp %p not offloaded.", __func__, tp));
 515
 516                 if (err == EAGAIN) {
 517
 518                         /*
 519                          * Temporary failure during offload, take this PCB back.
 520                          * Detach from the TOE driver and do the rest of what
 521                          * TCP's pru_connect would have done if the connection
 522                          * wasn't offloaded.
 523                          */
 524
 525                         tod->tod_pcb_detach(tod, tp);
 526                         KASSERT(!(tp->t_flags & TF_TOE),
 527                             ("%s: tp %p still offloaded.", __func__, tp));
 528                         tcp_timer_activate(tp, TT_KEEP, TP_KEEPINIT(tp));
 529                         (void) tp->t_fb->tfb_tcp_output(tp);
 530                 } else {
 531
 532                         INP_INFO_RLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
 533                         tp = tcp_drop(tp, err);
 534                         if (tp == NULL)
 535                                 INP_WLOCK(inp); /* re-acquire */
 536                 }
 537         }
 538         INP_WLOCK_ASSERT(inp);
 539 }
 540
 541 static int
 542 toecore_load(void)
 543 {
 544
 545         mtx_init(&toedev_lock, "toedev lock", NULL, MTX_DEF);
 546         TAILQ_INIT(&toedev_list);
 547
 548         listen_start_eh = EVENTHANDLER_REGISTER(tcp_offload_listen_start,
 549             toe_listen_start_event, NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 550         listen_stop_eh = EVENTHANDLER_REGISTER(tcp_offload_listen_stop,
 551             toe_listen_stop_event, NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 552         lle_event_eh = EVENTHANDLER_REGISTER(lle_event, toe_lle_event, NULL,
 553             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 554
 555         return (0);
 556 }
 557
 558 static int
 559 toecore_unload(void)
 560 {
 561
 562         mtx_lock(&toedev_lock);
 563         if (!TAILQ_EMPTY(&toedev_list)) {
 564                 mtx_unlock(&toedev_lock);
 565                 return (EBUSY);
 566         }
 567
 568         EVENTHANDLER_DEREGISTER(tcp_offload_listen_start, listen_start_eh);
 569         EVENTHANDLER_DEREGISTER(tcp_offload_listen_stop, listen_stop_eh);
 570         EVENTHANDLER_DEREGISTER(lle_event, lle_event_eh);
 571
 572         mtx_unlock(&toedev_lock);
 573         mtx_destroy(&toedev_lock);
 574
 575         return (0);
 576 }
 577
 578 static int
 579 toecore_mod_handler(module_t mod, int cmd, void *arg)
 580 {
 581
 582         if (cmd == MOD_LOAD)
 583                 return (toecore_load());
 584
 585         if (cmd == MOD_UNLOAD)
 586                 return (toecore_unload());
 587
 588         return (EOPNOTSUPP);
 589 }
 590
 591 static moduledata_t mod_data= {
 592         "toecore",
 593         toecore_mod_handler,
 594         0
 595 };
 596
 597 MODULE_VERSION(toecore, 1);
 598 DECLARE_MODULE(toecore, mod_data, SI_SUB_EXEC, SI_ORDER_ANY);