sys/netinet/in_var.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1985, 1986, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  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  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS 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 REGENTS 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  *      @(#)in_var.h    8.2 (Berkeley) 1/9/95
  30  * $FreeBSD$
  31  */
  32
  33 #ifndef _NETINET_IN_VAR_H_
  34 #define _NETINET_IN_VAR_H_
  35
  36 #include <sys/queue.h>
  37 #include <sys/fnv_hash.h>
  38 #include <sys/tree.h>
  39
  40 struct igmp_ifinfo;
  41 struct in_multi;
  42 struct lltable;
  43
  44 /*
  45  * IPv4 per-interface state.
  46  */
  47 struct in_ifinfo {
  48         struct lltable          *ii_llt;        /* ARP state */
  49         struct igmp_ifinfo      *ii_igmp;       /* IGMP state */
  50         struct in_multi         *ii_allhosts;   /* 224.0.0.1 membership */
  51 };
  52
  53 /*
  54  * Interface address, Internet version.  One of these structures
  55  * is allocated for each Internet address on an interface.
  56  * The ifaddr structure contains the protocol-independent part
  57  * of the structure and is assumed to be first.
  58  */
  59 struct in_ifaddr {
  60         struct  ifaddr ia_ifa;          /* protocol-independent info */
  61 #define ia_ifp          ia_ifa.ifa_ifp
  62 #define ia_flags        ia_ifa.ifa_flags
  63                                         /* ia_{,sub}net{,mask} in host order */
  64         u_long  ia_net;                 /* network number of interface */
  65         u_long  ia_netmask;             /* mask of net part */
  66         u_long  ia_subnet;              /* subnet number, including net */
  67         u_long  ia_subnetmask;          /* mask of subnet part */
  68         struct  in_addr ia_netbroadcast; /* to recognize net broadcasts */
  69         LIST_ENTRY(in_ifaddr) ia_hash;  /* entry in bucket of inet addresses */
  70         TAILQ_ENTRY(in_ifaddr) ia_link; /* list of internet addresses */
  71         struct  sockaddr_in ia_addr;    /* reserve space for interface name */
  72         struct  sockaddr_in ia_dstaddr; /* reserve space for broadcast addr */
  73 #define ia_broadaddr    ia_dstaddr
  74         struct  sockaddr_in ia_sockmask; /* reserve space for general netmask */
  75 };
  76
  77 struct  in_aliasreq {
  78         char    ifra_name[IFNAMSIZ];            /* if name, e.g. "en0" */
  79         struct  sockaddr_in ifra_addr;
  80         struct  sockaddr_in ifra_broadaddr;
  81 #define ifra_dstaddr ifra_broadaddr
  82         struct  sockaddr_in ifra_mask;
  83 };
  84 /*
  85  * Given a pointer to an in_ifaddr (ifaddr),
  86  * return a pointer to the addr as a sockaddr_in.
  87  */
  88 #define IA_SIN(ia)    (&(((struct in_ifaddr *)(ia))->ia_addr))
  89 #define IA_DSTSIN(ia) (&(((struct in_ifaddr *)(ia))->ia_dstaddr))
  90
  91 #define IN_LNAOF(in, ifa) \
  92         ((ntohl((in).s_addr) & ~((struct in_ifaddr *)(ifa)->ia_subnetmask))
  93
  94
  95 #ifdef  _KERNEL
  96 extern  u_char  inetctlerrmap[];
  97
  98 #define LLTABLE(ifp)    \
  99         ((struct in_ifinfo *)(ifp)->if_afdata[AF_INET])->ii_llt
 100 /*
 101  * Hash table for IP addresses.
 102  */
 103 TAILQ_HEAD(in_ifaddrhead, in_ifaddr);
 104 LIST_HEAD(in_ifaddrhashhead, in_ifaddr);
 105
 106 VNET_DECLARE(struct in_ifaddrhashhead *, in_ifaddrhashtbl);
 107 VNET_DECLARE(struct in_ifaddrhead, in_ifaddrhead);
 108 VNET_DECLARE(u_long, in_ifaddrhmask);           /* mask for hash table */
 109
 110 #define V_in_ifaddrhashtbl      VNET(in_ifaddrhashtbl)
 111 #define V_in_ifaddrhead         VNET(in_ifaddrhead)
 112 #define V_in_ifaddrhmask        VNET(in_ifaddrhmask)
 113
 114 #define INADDR_NHASH_LOG2       9
 115 #define INADDR_NHASH            (1 << INADDR_NHASH_LOG2)
 116 #define INADDR_HASHVAL(x)       fnv_32_buf((&(x)), sizeof(x), FNV1_32_INIT)
 117 #define INADDR_HASH(x) \
 118         (&V_in_ifaddrhashtbl[INADDR_HASHVAL(x) & V_in_ifaddrhmask])
 119
 120 extern  struct rwlock in_ifaddr_lock;
 121
 122 #define IN_IFADDR_LOCK_ASSERT() rw_assert(&in_ifaddr_lock, RA_LOCKED)
 123 #define IN_IFADDR_RLOCK()       rw_rlock(&in_ifaddr_lock)
 124 #define IN_IFADDR_RLOCK_ASSERT()        rw_assert(&in_ifaddr_lock, RA_RLOCKED)
 125 #define IN_IFADDR_RUNLOCK()     rw_runlock(&in_ifaddr_lock)
 126 #define IN_IFADDR_WLOCK()       rw_wlock(&in_ifaddr_lock)
 127 #define IN_IFADDR_WLOCK_ASSERT()        rw_assert(&in_ifaddr_lock, RA_WLOCKED)
 128 #define IN_IFADDR_WUNLOCK()     rw_wunlock(&in_ifaddr_lock)
 129
 130 /*
 131  * Macro for finding the internet address structure (in_ifaddr)
 132  * corresponding to one of our IP addresses (in_addr).
 133  */
 134 #define INADDR_TO_IFADDR(addr, ia) \
 135         /* struct in_addr addr; */ \
 136         /* struct in_ifaddr *ia; */ \
 137 do { \
 138 \
 139         LIST_FOREACH(ia, INADDR_HASH((addr).s_addr), ia_hash) \
 140                 if (IA_SIN(ia)->sin_addr.s_addr == (addr).s_addr) \
 141                         break; \
 142 } while (0)
 143
 144 /*
 145  * Macro for finding the interface (ifnet structure) corresponding to one
 146  * of our IP addresses.
 147  */
 148 #define INADDR_TO_IFP(addr, ifp) \
 149         /* struct in_addr addr; */ \
 150         /* struct ifnet *ifp; */ \
 151 { \
 152         struct in_ifaddr *ia; \
 153 \
 154         INADDR_TO_IFADDR(addr, ia); \
 155         (ifp) = (ia == NULL) ? NULL : ia->ia_ifp; \
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Macro for finding the internet address structure (in_ifaddr) corresponding
 160  * to a given interface (ifnet structure).
 161  */
 162 #define IFP_TO_IA(ifp, ia)                                              \
 163         /* struct ifnet *ifp; */                                        \
 164         /* struct in_ifaddr *ia; */                                     \
 165 {                                                                       \
 166         for ((ia) = TAILQ_FIRST(&V_in_ifaddrhead);                      \
 167             (ia) != NULL && (ia)->ia_ifp != (ifp);                      \
 168             (ia) = TAILQ_NEXT((ia), ia_link))                           \
 169                 continue;                                               \
 170         if ((ia) != NULL)                                               \
 171                 ifa_ref(&(ia)->ia_ifa);                                 \
 172 }
 173 #endif
 174
 175 /*
 176  * IP datagram reassembly.
 177  */
 178 #define IPREASS_NHASH_LOG2      6
 179 #define IPREASS_NHASH           (1 << IPREASS_NHASH_LOG2)
 180 #define IPREASS_HMASK           (IPREASS_NHASH - 1)
 181 #define IPREASS_HASH(x,y) \
 182         (((((x) & 0xF) | ((((x) >> 8) & 0xF) << 4)) ^ (y)) & IPREASS_HMASK)
 183
 184 /*
 185  * Legacy IPv4 IGMP per-link structure.
 186  */
 187 struct router_info {
 188         struct ifnet *rti_ifp;
 189         int    rti_type; /* type of router which is querier on this interface */
 190         int    rti_time; /* # of slow timeouts since last old query */
 191         SLIST_ENTRY(router_info) rti_list;
 192 };
 193
 194 /*
 195  * Per-interface IGMP router version information.
 196  */
 197 struct igmp_ifinfo {
 198         LIST_ENTRY(igmp_ifinfo) igi_link;
 199         struct ifnet *igi_ifp;  /* interface this instance belongs to */
 200         uint32_t igi_version;   /* IGMPv3 Host Compatibility Mode */
 201         uint32_t igi_v1_timer;  /* IGMPv1 Querier Present timer (s) */
 202         uint32_t igi_v2_timer;  /* IGMPv2 Querier Present timer (s) */
 203         uint32_t igi_v3_timer;  /* IGMPv3 General Query (interface) timer (s)*/
 204         uint32_t igi_flags;     /* IGMP per-interface flags */
 205         uint32_t igi_rv;        /* IGMPv3 Robustness Variable */
 206         uint32_t igi_qi;        /* IGMPv3 Query Interval (s) */
 207         uint32_t igi_qri;       /* IGMPv3 Query Response Interval (s) */
 208         uint32_t igi_uri;       /* IGMPv3 Unsolicited Report Interval (s) */
 209         SLIST_HEAD(,in_multi)   igi_relinmhead; /* released groups */
 210         struct ifqueue   igi_gq;        /* queue of general query responses */
 211 };
 212
 213 #define IGIF_SILENT     0x00000001      /* Do not use IGMP on this ifp */
 214 #define IGIF_LOOPBACK   0x00000002      /* Send IGMP reports to loopback */
 215
 216 /*
 217  * IPv4 multicast IGMP-layer source entry.
 218  */
 219 struct ip_msource {
 220         RB_ENTRY(ip_msource)    ims_link;       /* RB tree links */
 221         in_addr_t               ims_haddr;      /* host byte order */
 222         struct ims_st {
 223                 uint16_t        ex;             /* # of exclusive members */
 224                 uint16_t        in;             /* # of inclusive members */
 225         }                       ims_st[2];      /* state at t0, t1 */
 226         uint8_t                 ims_stp;        /* pending query */
 227 };
 228
 229 /*
 230  * IPv4 multicast PCB-layer source entry.
 231  */
 232 struct in_msource {
 233         RB_ENTRY(ip_msource)    ims_link;       /* RB tree links */
 234         in_addr_t               ims_haddr;      /* host byte order */
 235         uint8_t                 imsl_st[2];     /* state before/at commit */
 236 };
 237
 238 RB_HEAD(ip_msource_tree, ip_msource);   /* define struct ip_msource_tree */
 239
 240 static __inline int
 241 ip_msource_cmp(const struct ip_msource *a, const struct ip_msource *b)
 242 {
 243
 244         if (a->ims_haddr < b->ims_haddr)
 245                 return (-1);
 246         if (a->ims_haddr == b->ims_haddr)
 247                 return (0);
 248         return (1);
 249 }
 250 RB_PROTOTYPE(ip_msource_tree, ip_msource, ims_link, ip_msource_cmp);
 251
 252 /*
 253  * IPv4 multicast PCB-layer group filter descriptor.
 254  */
 255 struct in_mfilter {
 256         struct ip_msource_tree  imf_sources; /* source list for (S,G) */
 257         u_long                  imf_nsrc;    /* # of source entries */
 258         uint8_t                 imf_st[2];   /* state before/at commit */
 259 };
 260
 261 /*
 262  * IPv4 group descriptor.
 263  *
 264  * For every entry on an ifnet's if_multiaddrs list which represents
 265  * an IP multicast group, there is one of these structures.
 266  *
 267  * If any source filters are present, then a node will exist in the RB-tree
 268  * to permit fast lookup by source whenever an operation takes place.
 269  * This permits pre-order traversal when we issue reports.
 270  * Source filter trees are kept separately from the socket layer to
 271  * greatly simplify locking.
 272  *
 273  * When IGMPv3 is active, inm_timer is the response to group query timer.
 274  * The state-change timer inm_sctimer is separate; whenever state changes
 275  * for the group the state change record is generated and transmitted,
 276  * and kept if retransmissions are necessary.
 277  *
 278  * FUTURE: inm_link is now only used when groups are being purged
 279  * on a detaching ifnet. It could be demoted to a SLIST_ENTRY, but
 280  * because it is at the very start of the struct, we can't do this
 281  * w/o breaking the ABI for ifmcstat.
 282  */
 283 struct in_multi {
 284         LIST_ENTRY(in_multi) inm_link;  /* to-be-released by in_ifdetach */
 285         struct  in_addr inm_addr;       /* IP multicast address, convenience */
 286         struct  ifnet *inm_ifp;         /* back pointer to ifnet */
 287         struct  ifmultiaddr *inm_ifma;  /* back pointer to ifmultiaddr */
 288         u_int   inm_timer;              /* IGMPv1/v2 group / v3 query timer */
 289         u_int   inm_state;              /* state of the membership */
 290         void    *inm_rti;               /* unused, legacy field */
 291         u_int   inm_refcount;           /* reference count */
 292
 293         /* New fields for IGMPv3 follow. */
 294         struct igmp_ifinfo      *inm_igi;       /* IGMP info */
 295         SLIST_ENTRY(in_multi)    inm_nrele;     /* to-be-released by IGMP */
 296         struct ip_msource_tree   inm_srcs;      /* tree of sources */
 297         u_long                   inm_nsrc;      /* # of tree entries */
 298
 299         struct ifqueue           inm_scq;       /* queue of pending
 300                                                  * state-change packets */
 301         struct timeval           inm_lastgsrtv; /* Time of last G-S-R query */
 302         uint16_t                 inm_sctimer;   /* state-change timer */
 303         uint16_t                 inm_scrv;      /* state-change rexmit count */
 304
 305         /*
 306          * SSM state counters which track state at T0 (the time the last
 307          * state-change report's RV timer went to zero) and T1
 308          * (time of pending report, i.e. now).
 309          * Used for computing IGMPv3 state-change reports. Several refcounts
 310          * are maintained here to optimize for common use-cases.
 311          */
 312         struct inm_st {
 313                 uint16_t        iss_fmode;      /* IGMP filter mode */
 314                 uint16_t        iss_asm;        /* # of ASM listeners */
 315                 uint16_t        iss_ex;         /* # of exclusive members */
 316                 uint16_t        iss_in;         /* # of inclusive members */
 317                 uint16_t        iss_rec;        /* # of recorded sources */
 318         }                       inm_st[2];      /* state at t0, t1 */
 319 };
 320
 321 /*
 322  * Helper function to derive the filter mode on a source entry
 323  * from its internal counters. Predicates are:
 324  *  A source is only excluded if all listeners exclude it.
 325  *  A source is only included if no listeners exclude it,
 326  *  and at least one listener includes it.
 327  * May be used by ifmcstat(8).
 328  */
 329 static __inline uint8_t
 330 ims_get_mode(const struct in_multi *inm, const struct ip_msource *ims,
 331     uint8_t t)
 332 {
 333
 334         t = !!t;
 335         if (inm->inm_st[t].iss_ex > 0 &&
 336             inm->inm_st[t].iss_ex == ims->ims_st[t].ex)
 337                 return (MCAST_EXCLUDE);
 338         else if (ims->ims_st[t].in > 0 && ims->ims_st[t].ex == 0)
 339                 return (MCAST_INCLUDE);
 340         return (MCAST_UNDEFINED);
 341 }
 342
 343 #ifdef _KERNEL
 344
 345 #ifdef SYSCTL_DECL
 346 SYSCTL_DECL(_net_inet);
 347 SYSCTL_DECL(_net_inet_ip);
 348 SYSCTL_DECL(_net_inet_raw);
 349 #endif
 350
 351 /*
 352  * Lock macros for IPv4 layer multicast address lists.  IPv4 lock goes
 353  * before link layer multicast locks in the lock order.  In most cases,
 354  * consumers of IN_*_MULTI() macros should acquire the locks before
 355  * calling them; users of the in_{add,del}multi() functions should not.
 356  */
 357 extern struct mtx in_multi_mtx;
 358 #define IN_MULTI_LOCK()         mtx_lock(&in_multi_mtx)
 359 #define IN_MULTI_UNLOCK()       mtx_unlock(&in_multi_mtx)
 360 #define IN_MULTI_LOCK_ASSERT()  mtx_assert(&in_multi_mtx, MA_OWNED)
 361 #define IN_MULTI_UNLOCK_ASSERT() mtx_assert(&in_multi_mtx, MA_NOTOWNED)
 362
 363 /*
 364  * Function for looking up an in_multi record for an IPv4 multicast address
 365  * on a given interface. ifp must be valid. If no record found, return NULL.
 366  * The IN_MULTI_LOCK and IF_ADDR_LOCK on ifp must be held.
 367  */
 368 static __inline struct in_multi *
 369 inm_lookup_locked(struct ifnet *ifp, const struct in_addr ina)
 370 {
 371         struct ifmultiaddr *ifma;
 372         struct in_multi *inm;
 373
 374         IN_MULTI_LOCK_ASSERT();
 375         IF_ADDR_LOCK_ASSERT(ifp);
 376
 377         inm = NULL;
 378         TAILQ_FOREACH(ifma, &((ifp)->if_multiaddrs), ifma_link) {
 379                 if (ifma->ifma_addr->sa_family == AF_INET) {
 380                         inm = (struct in_multi *)ifma->ifma_protospec;
 381                         if (inm->inm_addr.s_addr == ina.s_addr)
 382                                 break;
 383                         inm = NULL;
 384                 }
 385         }
 386         return (inm);
 387 }
 388
 389 /*
 390  * Wrapper for inm_lookup_locked().
 391  * The IF_ADDR_LOCK will be taken on ifp and released on return.
 392  */
 393 static __inline struct in_multi *
 394 inm_lookup(struct ifnet *ifp, const struct in_addr ina)
 395 {
 396         struct in_multi *inm;
 397
 398         IN_MULTI_LOCK_ASSERT();
 399         IF_ADDR_LOCK(ifp);
 400         inm = inm_lookup_locked(ifp, ina);
 401         IF_ADDR_UNLOCK(ifp);
 402
 403         return (inm);
 404 }
 405
 406 /* Acquire an in_multi record. */
 407 static __inline void
 408 inm_acquire_locked(struct in_multi *inm)
 409 {
 410
 411         IN_MULTI_LOCK_ASSERT();
 412         ++inm->inm_refcount;
 413 }
 414
 415 /*
 416  * Return values for imo_multi_filter().
 417  */
 418 #define MCAST_PASS              0       /* Pass */
 419 #define MCAST_NOTGMEMBER        1       /* This host not a member of group */
 420 #define MCAST_NOTSMEMBER        2       /* This host excluded source */
 421 #define MCAST_MUTED             3       /* [deprecated] */
 422
 423 struct  rtentry;
 424 struct  route;
 425 struct  ip_moptions;
 426
 427 int     imo_multi_filter(const struct ip_moptions *, const struct ifnet *,
 428             const struct sockaddr *, const struct sockaddr *);
 429 void    inm_commit(struct in_multi *);
 430 void    inm_clear_recorded(struct in_multi *);
 431 void    inm_print(const struct in_multi *);
 432 int     inm_record_source(struct in_multi *inm, const in_addr_t);
 433 void    inm_release(struct in_multi *);
 434 void    inm_release_locked(struct in_multi *);
 435 struct  in_multi *
 436         in_addmulti(struct in_addr *, struct ifnet *);
 437 void    in_delmulti(struct in_multi *);
 438 int     in_joingroup(struct ifnet *, const struct in_addr *,
 439             /*const*/ struct in_mfilter *, struct in_multi **);
 440 int     in_joingroup_locked(struct ifnet *, const struct in_addr *,
 441             /*const*/ struct in_mfilter *, struct in_multi **);
 442 int     in_leavegroup(struct in_multi *, /*const*/ struct in_mfilter *);
 443 int     in_leavegroup_locked(struct in_multi *,
 444             /*const*/ struct in_mfilter *);
 445 int     in_control(struct socket *, u_long, caddr_t, struct ifnet *,
 446             struct thread *);
 447 void    in_rtqdrain(void);
 448 void    ip_input(struct mbuf *);
 449 int     in_ifadown(struct ifaddr *ifa, int);
 450 void    in_ifscrub(struct ifnet *, struct in_ifaddr *);
 451 struct  mbuf    *ip_fastforward(struct mbuf *);
 452 void    *in_domifattach(struct ifnet *);
 453 void    in_domifdetach(struct ifnet *, void *);
 454
 455
 456 /* XXX */
 457 void     in_rtalloc_ign(struct route *ro, u_long ignflags, u_int fibnum);
 458 void     in_rtalloc(struct route *ro, u_int fibnum);
 459 struct rtentry *in_rtalloc1(struct sockaddr *, int, u_long, u_int);
 460 void     in_rtredirect(struct sockaddr *, struct sockaddr *,
 461             struct sockaddr *, int, struct sockaddr *, u_int);
 462 int      in_rtrequest(int, struct sockaddr *,
 463             struct sockaddr *, struct sockaddr *, int, struct rtentry **, u_int);
 464
 465 #if 0
 466 int      in_rt_getifa(struct rt_addrinfo *, u_int fibnum);
 467 int      in_rtioctl(u_long, caddr_t, u_int);
 468 int      in_rtrequest1(int, struct rt_addrinfo *, struct rtentry **, u_int);
 469 #endif
 470 #endif /* _KERNEL */
 471
 472 /* INET6 stuff */
 473 #include <netinet6/in6_var.h>
 474
 475 #endif /* _NETINET_IN_VAR_H_ */