sys/kern/kern_uuid.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2002 Marcel Moolenaar
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  *
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/endian.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/lock.h>
  34 #include <sys/mutex.h>
  35 #include <sys/sbuf.h>
  36 #include <sys/socket.h>
  37 #include <sys/sysproto.h>
  38 #include <sys/systm.h>
  39 #include <sys/uuid.h>
  40
  41 #include <net/if.h>
  42 #include <net/if_dl.h>
  43 #include <net/if_types.h>
  44
  45 /*
  46  * See also:
  47  *      http://www.opengroup.org/dce/info/draft-leach-uuids-guids-01.txt
  48  *      http://www.opengroup.org/onlinepubs/009629399/apdxa.htm
  49  *
  50  * Note that the generator state is itself an UUID, but the time and clock
  51  * sequence fields are written in the native byte order.
  52  */
  53
  54 CTASSERT(sizeof(struct uuid) == 16);
  55
  56 /* We use an alternative, more convenient representation in the generator. */
  57 struct uuid_private {
  58         union {
  59                 uint64_t        ll;             /* internal. */
  60                 struct {
  61                         uint32_t        low;
  62                         uint16_t        mid;
  63                         uint16_t        hi;
  64                 } x;
  65         } time;
  66         uint16_t        seq;                    /* Big-endian. */
  67         uint16_t        node[UUID_NODE_LEN>>1];
  68 };
  69
  70 CTASSERT(sizeof(struct uuid_private) == 16);
  71
  72 static struct uuid_private uuid_last;
  73
  74 static struct mtx uuid_mutex;
  75 MTX_SYSINIT(uuid_lock, &uuid_mutex, "UUID generator mutex lock", MTX_DEF);
  76
  77 /*
  78  * Return the first MAC address we encounter or, if none was found,
  79  * construct a sufficiently random multicast address. We don't try
  80  * to return the same MAC address as previously returned. We always
  81  * generate a new multicast address if no MAC address exists in the
  82  * system.
  83  * It would be nice to know if 'ifnet' or any of its sub-structures
  84  * has been changed in any way. If not, we could simply skip the
  85  * scan and safely return the MAC address we returned before.
  86  */
  87 static void
  88 uuid_node(uint16_t *node)
  89 {
  90         struct ifnet *ifp;
  91         struct ifaddr *ifa;
  92         struct sockaddr_dl *sdl;
  93         int i;
  94
  95         IFNET_RLOCK();
  96         TAILQ_FOREACH(ifp, &ifnet, if_link) {
  97                 /* Walk the address list */
  98                 TAILQ_FOREACH(ifa, &ifp->if_addrhead, ifa_link) {
  99                         sdl = (struct sockaddr_dl*)ifa->ifa_addr;
 100                         if (sdl != NULL && sdl->sdl_family == AF_LINK &&
 101                             sdl->sdl_type == IFT_ETHER) {
 102                                 /* Got a MAC address. */
 103                                 bcopy(LLADDR(sdl), node, UUID_NODE_LEN);
 104                                 IFNET_RUNLOCK();
 105                                 return;
 106                         }
 107                 }
 108         }
 109         IFNET_RUNLOCK();
 110
 111         for (i = 0; i < (UUID_NODE_LEN>>1); i++)
 112                 node[i] = (uint16_t)arc4random();
 113         *((uint8_t*)node) |= 0x01;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Get the current time as a 60 bit count of 100-nanosecond intervals
 118  * since 00:00:00.00, October 15,1582. We apply a magic offset to convert
 119  * the Unix time since 00:00:00.00, January 1, 1970 to the date of the
 120  * Gregorian reform to the Christian calendar.
 121  */
 122 static uint64_t
 123 uuid_time(void)
 124 {
 125         struct bintime bt;
 126         uint64_t time = 0x01B21DD213814000LL;
 127
 128         bintime(&bt);
 129         time += (uint64_t)bt.sec * 10000000LL;
 130         time += (10000000LL * (uint32_t)(bt.frac >> 32)) >> 32;
 131         return (time & ((1LL << 60) - 1LL));
 132 }
 133
 134 struct uuid *
 135 kern_uuidgen(struct uuid *store, size_t count)
 136 {
 137         struct uuid_private uuid;
 138         uint64_t time;
 139         size_t n;
 140
 141         mtx_lock(&uuid_mutex);
 142
 143         uuid_node(uuid.node);
 144         time = uuid_time();
 145
 146         if (uuid_last.time.ll == 0LL || uuid_last.node[0] != uuid.node[0] ||
 147             uuid_last.node[1] != uuid.node[1] ||
 148             uuid_last.node[2] != uuid.node[2])
 149                 uuid.seq = (uint16_t)arc4random() & 0x3fff;
 150         else if (uuid_last.time.ll >= time)
 151                 uuid.seq = (uuid_last.seq + 1) & 0x3fff;
 152         else
 153                 uuid.seq = uuid_last.seq;
 154
 155         uuid_last = uuid;
 156         uuid_last.time.ll = (time + count - 1) & ((1LL << 60) - 1LL);
 157
 158         mtx_unlock(&uuid_mutex);
 159
 160         /* Set sequence and variant and deal with byte order. */
 161         uuid.seq = htobe16(uuid.seq | 0x8000);
 162
 163         for (n = 0; n < count; n++) {
 164                 /* Set time and version (=1). */
 165                 uuid.time.x.low = (uint32_t)time;
 166                 uuid.time.x.mid = (uint16_t)(time >> 32);
 167                 uuid.time.x.hi = ((uint16_t)(time >> 48) & 0xfff) | (1 << 12);
 168                 store[n] = *(struct uuid *)&uuid;
 169                 time++;
 170         }
 171
 172         return (store);
 173 }
 174
 175 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 176 struct uuidgen_args {
 177         struct uuid *store;
 178         int     count;
 179 };
 180 #endif
 181 int
 182 uuidgen(struct thread *td, struct uuidgen_args *uap)
 183 {
 184         struct uuid *store;
 185         size_t count;
 186         int error;
 187
 188         /*
 189          * Limit the number of UUIDs that can be created at the same time
 190          * to some arbitrary number. This isn't really necessary, but I
 191          * like to have some sort of upper-bound that's less than 2G :-)
 192          * XXX probably needs to be tunable.
 193          */
 194         if (uap->count < 1 || uap->count > 2048)
 195                 return (EINVAL);
 196
 197         count = uap->count;
 198         store = malloc(count * sizeof(struct uuid), M_TEMP, M_WAITOK);
 199         kern_uuidgen(store, count);
 200         error = copyout(store, uap->store, count * sizeof(struct uuid));
 201         free(store, M_TEMP);
 202         return (error);
 203 }
 204
 205 int
 206 snprintf_uuid(char *buf, size_t sz, struct uuid *uuid)
 207 {
 208         struct uuid_private *id;
 209         int cnt;
 210
 211         id = (struct uuid_private *)uuid;
 212         cnt = snprintf(buf, sz, "%08x-%04x-%04x-%04x-%04x%04x%04x",
 213             id->time.x.low, id->time.x.mid, id->time.x.hi, be16toh(id->seq),
 214             be16toh(id->node[0]), be16toh(id->node[1]), be16toh(id->node[2]));
 215         return (cnt);
 216 }
 217
 218 int
 219 printf_uuid(struct uuid *uuid)
 220 {
 221         char buf[38];
 222
 223         snprintf_uuid(buf, sizeof(buf), uuid);
 224         return (printf("%s", buf));
 225 }
 226
 227 int
 228 sbuf_printf_uuid(struct sbuf *sb, struct uuid *uuid)
 229 {
 230         char buf[38];
 231
 232         snprintf_uuid(buf, sizeof(buf), uuid);
 233         return (sbuf_printf(sb, "%s", buf));
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Encode/Decode UUID into byte-stream.
 238  *   http://www.opengroup.org/dce/info/draft-leach-uuids-guids-01.txt
 239  *
 240  * 0                   1                   2                   3
 241  *   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
 242  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 243  *  |                          time_low                             |
 244  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 245  *  |       time_mid                |         time_hi_and_version   |
 246  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 247  *  |clk_seq_hi_res |  clk_seq_low  |         node (0-1)            |
 248  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 249  *  |                         node (2-5)                            |
 250  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 251  */
 252
 253 void
 254 le_uuid_enc(void *buf, struct uuid const *uuid)
 255 {
 256         u_char *p;
 257         int i;
 258
 259         p = buf;
 260         le32enc(p, uuid->time_low);
 261         le16enc(p + 4, uuid->time_mid);
 262         le16enc(p + 6, uuid->time_hi_and_version);
 263         p[8] = uuid->clock_seq_hi_and_reserved;
 264         p[9] = uuid->clock_seq_low;
 265         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 266                 p[10 + i] = uuid->node[i];
 267 }
 268
 269 void
 270 le_uuid_dec(void const *buf, struct uuid *uuid)
 271 {
 272         u_char const *p;
 273         int i;
 274
 275         p = buf;
 276         uuid->time_low = le32dec(p);
 277         uuid->time_mid = le16dec(p + 4);
 278         uuid->time_hi_and_version = le16dec(p + 6);
 279         uuid->clock_seq_hi_and_reserved = p[8];
 280         uuid->clock_seq_low = p[9];
 281         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 282                 uuid->node[i] = p[10 + i];
 283 }
 284
 285 void
 286 be_uuid_enc(void *buf, struct uuid const *uuid)
 287 {
 288         u_char *p;
 289         int i;
 290
 291         p = buf;
 292         be32enc(p, uuid->time_low);
 293         be16enc(p + 4, uuid->time_mid);
 294         be16enc(p + 6, uuid->time_hi_and_version);
 295         p[8] = uuid->clock_seq_hi_and_reserved;
 296         p[9] = uuid->clock_seq_low;
 297         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 298                 p[10 + i] = uuid->node[i];
 299 }
 300
 301 void
 302 be_uuid_dec(void const *buf, struct uuid *uuid)
 303 {
 304         u_char const *p;
 305         int i;
 306
 307         p = buf;
 308         uuid->time_low = be32dec(p);
 309         uuid->time_mid = le16dec(p + 4);
 310         uuid->time_hi_and_version = be16dec(p + 6);
 311         uuid->clock_seq_hi_and_reserved = p[8];
 312         uuid->clock_seq_low = p[9];
 313         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 314                 uuid->node[i] = p[10 + i];
 315 }
 316
 317 int
 318 parse_uuid(const char *str, struct uuid *uuid)
 319 {
 320         u_int c[11];
 321         int n;
 322
 323         /* An empty string represents a nil UUID. */
 324         if (*str == '\0') {
 325                 bzero(uuid, sizeof(*uuid));
 326                 return (0);
 327         }
 328
 329         /* The UUID string representation has a fixed length. */
 330         if (strlen(str) != 36)
 331                 return (EINVAL);
 332
 333         /*
 334          * We only work with "new" UUIDs. New UUIDs have the form:
 335          *      01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef
 336          * The so called "old" UUIDs, which we don't support, have the form:
 337          *      0123456789ab.cd.ef.01.23.45.67.89.ab
 338          */
 339         if (str[8] != '-')
 340                 return (EINVAL);
 341
 342         n = sscanf(str, "%8x-%4x-%4x-%2x%2x-%2x%2x%2x%2x%2x%2x", c + 0, c + 1,
 343             c + 2, c + 3, c + 4, c + 5, c + 6, c + 7, c + 8, c + 9, c + 10);
 344         /* Make sure we have all conversions. */
 345         if (n != 11)
 346                 return (EINVAL);
 347
 348         /* Successful scan. Build the UUID. */
 349         uuid->time_low = c[0];
 350         uuid->time_mid = c[1];
 351         uuid->time_hi_and_version = c[2];
 352         uuid->clock_seq_hi_and_reserved = c[3];
 353         uuid->clock_seq_low = c[4];
 354         for (n = 0; n < 6; n++)
 355                 uuid->node[n] = c[n + 5];
 356
 357         /* Check semantics... */
 358         return (((c[3] & 0x80) != 0x00 &&               /* variant 0? */
 359             (c[3] & 0xc0) != 0x80 &&                    /* variant 1? */
 360             (c[3] & 0xe0) != 0xc0) ? EINVAL : 0);       /* variant 2? */
 361 }