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  * 4. 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 static VNET_DEFINE(struct ipqbucket, ipq[IPREASS_NHASH]);
  78 #define V_ipq           VNET(ipq)
  79 static VNET_DEFINE(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 static VNET_DEFINE(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 static VNET_DEFINE(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 static VNET_DEFINE(int, noreass);
 154 #define V_noreass       VNET(noreass)
 155
 156 static VNET_DEFINE(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 && 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         if (ip->ip_off & htons(IP_MF)) {
 215                 /*
 216                  * Make sure that fragments have a data length
 217                  * that's a non-zero multiple of 8 bytes.
 218                  */
 219                 if (ip->ip_len == htons(0) || (ntohs(ip->ip_len) & 0x7) != 0) {
 220                         IPSTAT_INC(ips_toosmall); /* XXX */
 221                         IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 222                         m_freem(m);
 223                         return (NULL);
 224                 }
 225                 m->m_flags |= M_IP_FRAG;
 226         } else
 227                 m->m_flags &= ~M_IP_FRAG;
 228         ip->ip_off = htons(ntohs(ip->ip_off) << 3);
 229
 230         /*
 231          * Attempt reassembly; if it succeeds, proceed.
 232          * ip_reass() will return a different mbuf.
 233          */
 234         IPSTAT_INC(ips_fragments);
 235         m->m_pkthdr.PH_loc.ptr = ip;
 236
 237         /*
 238          * Presence of header sizes in mbufs
 239          * would confuse code below.
 240          */
 241         m->m_data += hlen;
 242         m->m_len -= hlen;
 243
 244         hashkey[0] = ip->ip_src.s_addr;
 245         hashkey[1] = ip->ip_dst.s_addr;
 246         hashkey[2] = (uint32_t)ip->ip_p << 16;
 247         hashkey[2] += ip->ip_id;
 248         hash = jenkins_hash32(hashkey, nitems(hashkey), V_ipq_hashseed);
 249         hash &= IPREASS_HMASK;
 250         head = &V_ipq[hash].head;
 251         IPQ_LOCK(hash);
 252
 253         /*
 254          * Look for queue of fragments
 255          * of this datagram.
 256          */
 257         TAILQ_FOREACH(fp, head, ipq_list)
 258                 if (ip->ip_id == fp->ipq_id &&
 259                     ip->ip_src.s_addr == fp->ipq_src.s_addr &&
 260                     ip->ip_dst.s_addr == fp->ipq_dst.s_addr &&
 261 #ifdef MAC
 262                     mac_ipq_match(m, fp) &&
 263 #endif
 264                     ip->ip_p == fp->ipq_p)
 265                         break;
 266         /*
 267          * If first fragment to arrive, create a reassembly queue.
 268          */
 269         if (fp == NULL) {
 270                 if (V_ipq[hash].count < V_ipreass_maxbucketsize)
 271                         fp = uma_zalloc(V_ipq_zone, M_NOWAIT);
 272                 if (fp == NULL)
 273                         fp = ipq_reuse(hash);
 274                 if (fp == NULL)
 275                         goto dropfrag;
 276 #ifdef MAC
 277                 if (mac_ipq_init(fp, M_NOWAIT) != 0) {
 278                         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 279                         fp = NULL;
 280                         goto dropfrag;
 281                 }
 282                 mac_ipq_create(m, fp);
 283 #endif
 284                 TAILQ_INSERT_HEAD(head, fp, ipq_list);
 285                 V_ipq[hash].count++;
 286                 fp->ipq_nfrags = 1;
 287                 atomic_add_int(&nfrags, 1);
 288                 fp->ipq_ttl = IPFRAGTTL;
 289                 fp->ipq_p = ip->ip_p;
 290                 fp->ipq_id = ip->ip_id;
 291                 fp->ipq_src = ip->ip_src;
 292                 fp->ipq_dst = ip->ip_dst;
 293                 fp->ipq_frags = m;
 294                 m->m_nextpkt = NULL;
 295                 goto done;
 296         } else {
 297                 fp->ipq_nfrags++;
 298                 atomic_add_int(&nfrags, 1);
 299 #ifdef MAC
 300                 mac_ipq_update(m, fp);
 301 #endif
 302         }
 303
 304 #define GETIP(m)        ((struct ip*)((m)->m_pkthdr.PH_loc.ptr))
 305
 306         /*
 307          * Handle ECN by comparing this segment with the first one;
 308          * if CE is set, do not lose CE.
 309          * drop if CE and not-ECT are mixed for the same packet.
 310          */
 311         ecn = ip->ip_tos & IPTOS_ECN_MASK;
 312         ecn0 = GETIP(fp->ipq_frags)->ip_tos & IPTOS_ECN_MASK;
 313         if (ecn == IPTOS_ECN_CE) {
 314                 if (ecn0 == IPTOS_ECN_NOTECT)
 315                         goto dropfrag;
 316                 if (ecn0 != IPTOS_ECN_CE)
 317                         GETIP(fp->ipq_frags)->ip_tos |= IPTOS_ECN_CE;
 318         }
 319         if (ecn == IPTOS_ECN_NOTECT && ecn0 != IPTOS_ECN_NOTECT)
 320                 goto dropfrag;
 321
 322         /*
 323          * Find a segment which begins after this one does.
 324          */
 325         for (p = NULL, q = fp->ipq_frags; q; p = q, q = q->m_nextpkt)
 326                 if (ntohs(GETIP(q)->ip_off) > ntohs(ip->ip_off))
 327                         break;
 328
 329         /*
 330          * If there is a preceding segment, it may provide some of
 331          * our data already.  If so, drop the data from the incoming
 332          * segment.  If it provides all of our data, drop us, otherwise
 333          * stick new segment in the proper place.
 334          *
 335          * If some of the data is dropped from the preceding
 336          * segment, then it's checksum is invalidated.
 337          */
 338         if (p) {
 339                 i = ntohs(GETIP(p)->ip_off) + ntohs(GETIP(p)->ip_len) -
 340                     ntohs(ip->ip_off);
 341                 if (i > 0) {
 342                         if (i >= ntohs(ip->ip_len))
 343                                 goto dropfrag;
 344                         m_adj(m, i);
 345                         m->m_pkthdr.csum_flags = 0;
 346                         ip->ip_off = htons(ntohs(ip->ip_off) + i);
 347                         ip->ip_len = htons(ntohs(ip->ip_len) - i);
 348                 }
 349                 m->m_nextpkt = p->m_nextpkt;
 350                 p->m_nextpkt = m;
 351         } else {
 352                 m->m_nextpkt = fp->ipq_frags;
 353                 fp->ipq_frags = m;
 354         }
 355
 356         /*
 357          * While we overlap succeeding segments trim them or,
 358          * if they are completely covered, dequeue them.
 359          */
 360         for (; q != NULL && ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len) >
 361             ntohs(GETIP(q)->ip_off); q = nq) {
 362                 i = (ntohs(ip->ip_off) + ntohs(ip->ip_len)) -
 363                     ntohs(GETIP(q)->ip_off);
 364                 if (i < ntohs(GETIP(q)->ip_len)) {
 365                         GETIP(q)->ip_len = htons(ntohs(GETIP(q)->ip_len) - i);
 366                         GETIP(q)->ip_off = htons(ntohs(GETIP(q)->ip_off) + i);
 367                         m_adj(q, i);
 368                         q->m_pkthdr.csum_flags = 0;
 369                         break;
 370                 }
 371                 nq = q->m_nextpkt;
 372                 m->m_nextpkt = nq;
 373                 IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 374                 fp->ipq_nfrags--;
 375                 atomic_subtract_int(&nfrags, 1);
 376                 m_freem(q);
 377         }
 378
 379         /*
 380          * Check for complete reassembly and perform frag per packet
 381          * limiting.
 382          *
 383          * Frag limiting is performed here so that the nth frag has
 384          * a chance to complete the packet before we drop the packet.
 385          * As a result, n+1 frags are actually allowed per packet, but
 386          * only n will ever be stored. (n = maxfragsperpacket.)
 387          *
 388          */
 389         next = 0;
 390         for (p = NULL, q = fp->ipq_frags; q; p = q, q = q->m_nextpkt) {
 391                 if (ntohs(GETIP(q)->ip_off) != next) {
 392                         if (fp->ipq_nfrags > V_maxfragsperpacket)
 393                                 ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 394                         goto done;
 395                 }
 396                 next += ntohs(GETIP(q)->ip_len);
 397         }
 398         /* Make sure the last packet didn't have the IP_MF flag */
 399         if (p->m_flags & M_IP_FRAG) {
 400                 if (fp->ipq_nfrags > V_maxfragsperpacket)
 401                         ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 402                 goto done;
 403         }
 404
 405         /*
 406          * Reassembly is complete.  Make sure the packet is a sane size.
 407          */
 408         q = fp->ipq_frags;
 409         ip = GETIP(q);
 410         if (next + (ip->ip_hl << 2) > IP_MAXPACKET) {
 411                 IPSTAT_INC(ips_toolong);
 412                 ipq_drop(&V_ipq[hash], fp);
 413                 goto done;
 414         }
 415
 416         /*
 417          * Concatenate fragments.
 418          */
 419         m = q;
 420         t = m->m_next;
 421         m->m_next = NULL;
 422         m_cat(m, t);
 423         nq = q->m_nextpkt;
 424         q->m_nextpkt = NULL;
 425         for (q = nq; q != NULL; q = nq) {
 426                 nq = q->m_nextpkt;
 427                 q->m_nextpkt = NULL;
 428                 m->m_pkthdr.csum_flags &= q->m_pkthdr.csum_flags;
 429                 m->m_pkthdr.csum_data += q->m_pkthdr.csum_data;
 430                 m_demote_pkthdr(q);
 431                 m_cat(m, q);
 432         }
 433         /*
 434          * In order to do checksumming faster we do 'end-around carry' here
 435          * (and not in for{} loop), though it implies we are not going to
 436          * reassemble more than 64k fragments.
 437          */
 438         while (m->m_pkthdr.csum_data & 0xffff0000)
 439                 m->m_pkthdr.csum_data = (m->m_pkthdr.csum_data & 0xffff) +
 440                     (m->m_pkthdr.csum_data >> 16);
 441         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 442 #ifdef MAC
 443         mac_ipq_reassemble(fp, m);
 444         mac_ipq_destroy(fp);
 445 #endif
 446
 447         /*
 448          * Create header for new ip packet by modifying header of first
 449          * packet;  dequeue and discard fragment reassembly header.
 450          * Make header visible.
 451          */
 452         ip->ip_len = htons((ip->ip_hl << 2) + next);
 453         ip->ip_src = fp->ipq_src;
 454         ip->ip_dst = fp->ipq_dst;
 455         TAILQ_REMOVE(head, fp, ipq_list);
 456         V_ipq[hash].count--;
 457         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 458         m->m_len += (ip->ip_hl << 2);
 459         m->m_data -= (ip->ip_hl << 2);
 460         /* some debugging cruft by sklower, below, will go away soon */
 461         if (m->m_flags & M_PKTHDR)      /* XXX this should be done elsewhere */
 462                 m_fixhdr(m);
 463         IPSTAT_INC(ips_reassembled);
 464         IPQ_UNLOCK(hash);
 465
 466 #ifdef  RSS
 467         /*
 468          * Query the RSS layer for the flowid / flowtype for the
 469          * mbuf payload.
 470          *
 471          * For now, just assume we have to calculate a new one.
 472          * Later on we should check to see if the assigned flowid matches
 473          * what RSS wants for the given IP protocol and if so, just keep it.
 474          *
 475          * We then queue into the relevant netisr so it can be dispatched
 476          * to the correct CPU.
 477          *
 478          * Note - this may return 1, which means the flowid in the mbuf
 479          * is correct for the configured RSS hash types and can be used.
 480          */
 481         if (rss_mbuf_software_hash_v4(m, 0, &rss_hash, &rss_type) == 0) {
 482                 m->m_pkthdr.flowid = rss_hash;
 483                 M_HASHTYPE_SET(m, rss_type);
 484         }
 485
 486         /*
 487          * Queue/dispatch for reprocessing.
 488          *
 489          * Note: this is much slower than just handling the frame in the
 490          * current receive context.  It's likely worth investigating
 491          * why this is.
 492          */
 493         netisr_dispatch(NETISR_IP_DIRECT, m);
 494         return (NULL);
 495 #endif
 496
 497         /* Handle in-line */
 498         return (m);
 499
 500 dropfrag:
 501         IPSTAT_INC(ips_fragdropped);
 502         if (fp != NULL) {
 503                 fp->ipq_nfrags--;
 504                 atomic_subtract_int(&nfrags, 1);
 505         }
 506         m_freem(m);
 507 done:
 508         IPQ_UNLOCK(hash);
 509         return (NULL);
 510
 511 #undef GETIP
 512 }
 513
 514 /*
 515  * Initialize IP reassembly structures.
 516  */
 517 void
 518 ipreass_init(void)
 519 {
 520         int max;
 521
 522         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 523                 TAILQ_INIT(&V_ipq[i].head);
 524                 mtx_init(&V_ipq[i].lock, "IP reassembly", NULL,
 525                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
 526                 V_ipq[i].count = 0;
 527         }
 528         V_ipq_hashseed = arc4random();
 529         V_maxfragsperpacket = 16;
 530         V_ipq_zone = uma_zcreate("ipq", sizeof(struct ipq), NULL, NULL, NULL,
 531             NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 532         max = IP_MAXFRAGPACKETS;
 533         max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 534         V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 535
 536         if (IS_DEFAULT_VNET(curvnet)) {
 537                 maxfrags = IP_MAXFRAGS;
 538                 EVENTHANDLER_REGISTER(nmbclusters_change, ipreass_zone_change,
 539                     NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 540         }
 541 }
 542
 543 /*
 544  * If a timer expires on a reassembly queue, discard it.
 545  */
 546 void
 547 ipreass_slowtimo(void)
 548 {
 549         struct ipq *fp, *tmp;
 550
 551         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 552                 IPQ_LOCK(i);
 553                 TAILQ_FOREACH_SAFE(fp, &V_ipq[i].head, ipq_list, tmp)
 554                 if (--fp->ipq_ttl == 0)
 555                                 ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 556                 IPQ_UNLOCK(i);
 557         }
 558 }
 559
 560 /*
 561  * Drain off all datagram fragments.
 562  */
 563 void
 564 ipreass_drain(void)
 565 {
 566
 567         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 568                 IPQ_LOCK(i);
 569                 while(!TAILQ_EMPTY(&V_ipq[i].head))
 570                         ipq_drop(&V_ipq[i], TAILQ_FIRST(&V_ipq[i].head));
 571                 KASSERT(V_ipq[i].count == 0,
 572                     ("%s: V_ipq[%d] count %d (V_ipq=%p)", __func__, i,
 573                     V_ipq[i].count, V_ipq));
 574                 IPQ_UNLOCK(i);
 575         }
 576 }
 577
 578 #ifdef VIMAGE
 579 /*
 580  * Destroy IP reassembly structures.
 581  */
 582 void
 583 ipreass_destroy(void)
 584 {
 585
 586         ipreass_drain();
 587         uma_zdestroy(V_ipq_zone);
 588         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++)
 589                 mtx_destroy(&V_ipq[i].lock);
 590 }
 591 #endif
 592
 593 /*
 594  * After maxnipq has been updated, propagate the change to UMA.  The UMA zone
 595  * max has slightly different semantics than the sysctl, for historical
 596  * reasons.
 597  */
 598 static void
 599 ipreass_drain_tomax(void)
 600 {
 601         struct ipq *fp;
 602         int target;
 603
 604         /*
 605          * Make sure each bucket is under the new limit. If
 606          * necessary, drop enough of the oldest elements from
 607          * each bucket to get under the new limit.
 608          */
 609         for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 610                 IPQ_LOCK(i);
 611                 while (V_ipq[i].count > V_ipreass_maxbucketsize &&
 612                     (fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[i].head, ipqhead)) != NULL)
 613                         ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 614                 IPQ_UNLOCK(i);
 615         }
 616
 617         /*
 618          * If we are over the maximum number of fragments,
 619          * drain off enough to get down to the new limit,
 620          * stripping off last elements on queues.  Every
 621          * run we strip the oldest element from each bucket.
 622          */
 623         target = uma_zone_get_max(V_ipq_zone);
 624         while (uma_zone_get_cur(V_ipq_zone) > target) {
 625                 for (int i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 626                         IPQ_LOCK(i);
 627                         fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[i].head, ipqhead);
 628                         if (fp != NULL)
 629                                 ipq_timeout(&V_ipq[i], fp);
 630                         IPQ_UNLOCK(i);
 631                 }
 632         }
 633 }
 634
 635 static void
 636 ipreass_zone_change(void *tag)
 637 {
 638         VNET_ITERATOR_DECL(vnet_iter);
 639         int max;
 640
 641         maxfrags = IP_MAXFRAGS;
 642         max = IP_MAXFRAGPACKETS;
 643         VNET_LIST_RLOCK_NOSLEEP();
 644         VNET_FOREACH(vnet_iter) {
 645                 CURVNET_SET(vnet_iter);
 646                 max = uma_zone_set_max(V_ipq_zone, max);
 647                 V_ipreass_maxbucketsize = imax(max / (IPREASS_NHASH / 2), 1);
 648                 ipreass_drain_tomax();
 649                 CURVNET_RESTORE();
 650         }
 651         VNET_LIST_RUNLOCK_NOSLEEP();
 652 }
 653
 654 /*
 655  * Change the limit on the UMA zone, or disable the fragment allocation
 656  * at all.  Since 0 and -1 is a special values here, we need our own handler,
 657  * instead of sysctl_handle_uma_zone_max().
 658  */
 659 static int
 660 sysctl_maxfragpackets(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 661 {
 662         int error, max;
 663
 664         if (V_noreass == 0) {
 665                 max = uma_zone_get_max(V_ipq_zone);
 666                 if (max == 0)
 667                         max = -1;
 668         } else
 669                 max = 0;
 670         error = sysctl_handle_int(oidp, &max, 0, req);
 671         if (error || !req->newptr)
 672                 return (error);
 673         if (max > 0) {
 674                 /*
 675                  * XXXRW: Might be a good idea to sanity check the argument
 676                  * and place an extreme upper bound.
 677                  */
 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                 V_noreass = 0;
 682         } else if (max == 0) {
 683                 V_noreass = 1;
 684                 ipreass_drain();
 685         } else if (max == -1) {
 686                 V_noreass = 0;
 687                 uma_zone_set_max(V_ipq_zone, 0);
 688                 V_ipreass_maxbucketsize = INT_MAX;
 689         } else
 690                 return (EINVAL);
 691         return (0);
 692 }
 693
 694 /*
 695  * Seek for old fragment queue header that can be reused.  Try to
 696  * reuse a header from currently locked hash bucket.
 697  */
 698 static struct ipq *
 699 ipq_reuse(int start)
 700 {
 701         struct ipq *fp;
 702         int bucket, i;
 703
 704         IPQ_LOCK_ASSERT(start);
 705
 706         for (i = 0; i < IPREASS_NHASH; i++) {
 707                 bucket = (start + i) % IPREASS_NHASH;
 708                 if (bucket != start && IPQ_TRYLOCK(bucket) == 0)
 709                         continue;
 710                 fp = TAILQ_LAST(&V_ipq[bucket].head, ipqhead);
 711                 if (fp) {
 712                         struct mbuf *m;
 713
 714                         IPSTAT_ADD(ips_fragtimeout, fp->ipq_nfrags);
 715                         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 716                         while (fp->ipq_frags) {
 717                                 m = fp->ipq_frags;
 718                                 fp->ipq_frags = m->m_nextpkt;
 719                                 m_freem(m);
 720                         }
 721                         TAILQ_REMOVE(&V_ipq[bucket].head, fp, ipq_list);
 722                         V_ipq[bucket].count--;
 723                         if (bucket != start)
 724                                 IPQ_UNLOCK(bucket);
 725                         break;
 726                 }
 727                 if (bucket != start)
 728                         IPQ_UNLOCK(bucket);
 729         }
 730         IPQ_LOCK_ASSERT(start);
 731         return (fp);
 732 }
 733
 734 /*
 735  * Free a fragment reassembly header and all associated datagrams.
 736  */
 737 static void
 738 ipq_free(struct ipqbucket *bucket, struct ipq *fp)
 739 {
 740         struct mbuf *q;
 741
 742         atomic_subtract_int(&nfrags, fp->ipq_nfrags);
 743         while (fp->ipq_frags) {
 744                 q = fp->ipq_frags;
 745                 fp->ipq_frags = q->m_nextpkt;
 746                 m_freem(q);
 747         }
 748         TAILQ_REMOVE(&bucket->head, fp, ipq_list);
 749         bucket->count--;
 750         uma_zfree(V_ipq_zone, fp);
 751 }
 752
 753 /*
 754  * Get or set the maximum number of reassembly queues per bucket.
 755  */
 756 static int
 757 sysctl_maxfragbucketsize(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 758 {
 759         int error, max;
 760
 761         max = V_ipreass_maxbucketsize;
 762         error = sysctl_handle_int(oidp, &max, 0, req);
 763         if (error || !req->newptr)
 764                 return (error);
 765         if (max <= 0)
 766                 return (EINVAL);
 767         V_ipreass_maxbucketsize = max;
 768         ipreass_drain_tomax();
 769         return (0);
 770 }