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/jail.h>
  40 #include <sys/uuid.h>
  41
  42 #include <net/if.h>
  43 #include <net/if_dl.h>
  44 #include <net/if_types.h>
  45 #include <net/vnet.h>
  46
  47 /*
  48  * See also:
  49  *      http://www.opengroup.org/dce/info/draft-leach-uuids-guids-01.txt
  50  *      http://www.opengroup.org/onlinepubs/009629399/apdxa.htm
  51  *
  52  * Note that the generator state is itself an UUID, but the time and clock
  53  * sequence fields are written in the native byte order.
  54  */
  55
  56 CTASSERT(sizeof(struct uuid) == 16);
  57
  58 /* We use an alternative, more convenient representation in the generator. */
  59 struct uuid_private {
  60         union {
  61                 uint64_t        ll;             /* internal. */
  62                 struct {
  63                         uint32_t        low;
  64                         uint16_t        mid;
  65                         uint16_t        hi;
  66                 } x;
  67         } time;
  68         uint16_t        seq;                    /* Big-endian. */
  69         uint16_t        node[UUID_NODE_LEN>>1];
  70 };
  71
  72 CTASSERT(sizeof(struct uuid_private) == 16);
  73
  74 static struct uuid_private uuid_last;
  75
  76 static struct mtx uuid_mutex;
  77 MTX_SYSINIT(uuid_lock, &uuid_mutex, "UUID generator mutex lock", MTX_DEF);
  78
  79 /*
  80  * Return the first MAC address we encounter or, if none was found,
  81  * construct a sufficiently random multicast address. We don't try
  82  * to return the same MAC address as previously returned. We always
  83  * generate a new multicast address if no MAC address exists in the
  84  * system.
  85  * It would be nice to know if 'ifnet' or any of its sub-structures
  86  * has been changed in any way. If not, we could simply skip the
  87  * scan and safely return the MAC address we returned before.
  88  */
  89 static void
  90 uuid_node(uint16_t *node)
  91 {
  92         struct ifnet *ifp;
  93         struct ifaddr *ifa;
  94         struct sockaddr_dl *sdl;
  95         int i;
  96
  97         CURVNET_SET(TD_TO_VNET(curthread));
  98         IFNET_RLOCK_NOSLEEP();
  99         TAILQ_FOREACH(ifp, &V_ifnet, if_link) {
 100                 /* Walk the address list */
 101                 IF_ADDR_RLOCK(ifp);
 102                 TAILQ_FOREACH(ifa, &ifp->if_addrhead, ifa_link) {
 103                         sdl = (struct sockaddr_dl*)ifa->ifa_addr;
 104                         if (sdl != NULL && sdl->sdl_family == AF_LINK &&
 105                             sdl->sdl_type == IFT_ETHER) {
 106                                 /* Got a MAC address. */
 107                                 bcopy(LLADDR(sdl), node, UUID_NODE_LEN);
 108                                 IF_ADDR_RUNLOCK(ifp);
 109                                 IFNET_RUNLOCK_NOSLEEP();
 110                                 CURVNET_RESTORE();
 111                                 return;
 112                         }
 113                 }
 114                 IF_ADDR_RUNLOCK(ifp);
 115         }
 116         IFNET_RUNLOCK_NOSLEEP();
 117
 118         for (i = 0; i < (UUID_NODE_LEN>>1); i++)
 119                 node[i] = (uint16_t)arc4random();
 120         *((uint8_t*)node) |= 0x01;
 121         CURVNET_RESTORE();
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Get the current time as a 60 bit count of 100-nanosecond intervals
 126  * since 00:00:00.00, October 15,1582. We apply a magic offset to convert
 127  * the Unix time since 00:00:00.00, January 1, 1970 to the date of the
 128  * Gregorian reform to the Christian calendar.
 129  */
 130 static uint64_t
 131 uuid_time(void)
 132 {
 133         struct bintime bt;
 134         uint64_t time = 0x01B21DD213814000LL;
 135
 136         bintime(&bt);
 137         time += (uint64_t)bt.sec * 10000000LL;
 138         time += (10000000LL * (uint32_t)(bt.frac >> 32)) >> 32;
 139         return (time & ((1LL << 60) - 1LL));
 140 }
 141
 142 struct uuid *
 143 kern_uuidgen(struct uuid *store, size_t count)
 144 {
 145         struct uuid_private uuid;
 146         uint64_t time;
 147         size_t n;
 148
 149         mtx_lock(&uuid_mutex);
 150
 151         uuid_node(uuid.node);
 152         time = uuid_time();
 153
 154         if (uuid_last.time.ll == 0LL || uuid_last.node[0] != uuid.node[0] ||
 155             uuid_last.node[1] != uuid.node[1] ||
 156             uuid_last.node[2] != uuid.node[2])
 157                 uuid.seq = (uint16_t)arc4random() & 0x3fff;
 158         else if (uuid_last.time.ll >= time)
 159                 uuid.seq = (uuid_last.seq + 1) & 0x3fff;
 160         else
 161                 uuid.seq = uuid_last.seq;
 162
 163         uuid_last = uuid;
 164         uuid_last.time.ll = (time + count - 1) & ((1LL << 60) - 1LL);
 165
 166         mtx_unlock(&uuid_mutex);
 167
 168         /* Set sequence and variant and deal with byte order. */
 169         uuid.seq = htobe16(uuid.seq | 0x8000);
 170
 171         for (n = 0; n < count; n++) {
 172                 /* Set time and version (=1). */
 173                 uuid.time.x.low = (uint32_t)time;
 174                 uuid.time.x.mid = (uint16_t)(time >> 32);
 175                 uuid.time.x.hi = ((uint16_t)(time >> 48) & 0xfff) | (1 << 12);
 176                 store[n] = *(struct uuid *)&uuid;
 177                 time++;
 178         }
 179
 180         return (store);
 181 }
 182
 183 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
 184 struct uuidgen_args {
 185         struct uuid *store;
 186         int     count;
 187 };
 188 #endif
 189 int
 190 sys_uuidgen(struct thread *td, struct uuidgen_args *uap)
 191 {
 192         struct uuid *store;
 193         size_t count;
 194         int error;
 195
 196         /*
 197          * Limit the number of UUIDs that can be created at the same time
 198          * to some arbitrary number. This isn't really necessary, but I
 199          * like to have some sort of upper-bound that's less than 2G :-)
 200          * XXX probably needs to be tunable.
 201          */
 202         if (uap->count < 1 || uap->count > 2048)
 203                 return (EINVAL);
 204
 205         count = uap->count;
 206         store = malloc(count * sizeof(struct uuid), M_TEMP, M_WAITOK);
 207         kern_uuidgen(store, count);
 208         error = copyout(store, uap->store, count * sizeof(struct uuid));
 209         free(store, M_TEMP);
 210         return (error);
 211 }
 212
 213 int
 214 snprintf_uuid(char *buf, size_t sz, struct uuid *uuid)
 215 {
 216         struct uuid_private *id;
 217         int cnt;
 218
 219         id = (struct uuid_private *)uuid;
 220         cnt = snprintf(buf, sz, "%08x-%04x-%04x-%04x-%04x%04x%04x",
 221             id->time.x.low, id->time.x.mid, id->time.x.hi, be16toh(id->seq),
 222             be16toh(id->node[0]), be16toh(id->node[1]), be16toh(id->node[2]));
 223         return (cnt);
 224 }
 225
 226 int
 227 printf_uuid(struct uuid *uuid)
 228 {
 229         char buf[38];
 230
 231         snprintf_uuid(buf, sizeof(buf), uuid);
 232         return (printf("%s", buf));
 233 }
 234
 235 int
 236 sbuf_printf_uuid(struct sbuf *sb, struct uuid *uuid)
 237 {
 238         char buf[38];
 239
 240         snprintf_uuid(buf, sizeof(buf), uuid);
 241         return (sbuf_printf(sb, "%s", buf));
 242 }
 243
 244 /*
 245  * Encode/Decode UUID into byte-stream.
 246  *   http://www.opengroup.org/dce/info/draft-leach-uuids-guids-01.txt
 247  *
 248  * 0                   1                   2                   3
 249  *   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
 250  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 251  *  |                          time_low                             |
 252  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 253  *  |       time_mid                |         time_hi_and_version   |
 254  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 255  *  |clk_seq_hi_res |  clk_seq_low  |         node (0-1)            |
 256  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 257  *  |                         node (2-5)                            |
 258  *  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 259  */
 260
 261 void
 262 le_uuid_enc(void *buf, struct uuid const *uuid)
 263 {
 264         u_char *p;
 265         int i;
 266
 267         p = buf;
 268         le32enc(p, uuid->time_low);
 269         le16enc(p + 4, uuid->time_mid);
 270         le16enc(p + 6, uuid->time_hi_and_version);
 271         p[8] = uuid->clock_seq_hi_and_reserved;
 272         p[9] = uuid->clock_seq_low;
 273         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 274                 p[10 + i] = uuid->node[i];
 275 }
 276
 277 void
 278 le_uuid_dec(void const *buf, struct uuid *uuid)
 279 {
 280         u_char const *p;
 281         int i;
 282
 283         p = buf;
 284         uuid->time_low = le32dec(p);
 285         uuid->time_mid = le16dec(p + 4);
 286         uuid->time_hi_and_version = le16dec(p + 6);
 287         uuid->clock_seq_hi_and_reserved = p[8];
 288         uuid->clock_seq_low = p[9];
 289         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 290                 uuid->node[i] = p[10 + i];
 291 }
 292
 293 void
 294 be_uuid_enc(void *buf, struct uuid const *uuid)
 295 {
 296         u_char *p;
 297         int i;
 298
 299         p = buf;
 300         be32enc(p, uuid->time_low);
 301         be16enc(p + 4, uuid->time_mid);
 302         be16enc(p + 6, uuid->time_hi_and_version);
 303         p[8] = uuid->clock_seq_hi_and_reserved;
 304         p[9] = uuid->clock_seq_low;
 305         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 306                 p[10 + i] = uuid->node[i];
 307 }
 308
 309 void
 310 be_uuid_dec(void const *buf, struct uuid *uuid)
 311 {
 312         u_char const *p;
 313         int i;
 314
 315         p = buf;
 316         uuid->time_low = be32dec(p);
 317         uuid->time_mid = le16dec(p + 4);
 318         uuid->time_hi_and_version = be16dec(p + 6);
 319         uuid->clock_seq_hi_and_reserved = p[8];
 320         uuid->clock_seq_low = p[9];
 321         for (i = 0; i < _UUID_NODE_LEN; i++)
 322                 uuid->node[i] = p[10 + i];
 323 }
 324
 325 int
 326 parse_uuid(const char *str, struct uuid *uuid)
 327 {
 328         u_int c[11];
 329         int n;
 330
 331         /* An empty string represents a nil UUID. */
 332         if (*str == '\0') {
 333                 bzero(uuid, sizeof(*uuid));
 334                 return (0);
 335         }
 336
 337         /* The UUID string representation has a fixed length. */
 338         if (strlen(str) != 36)
 339                 return (EINVAL);
 340
 341         /*
 342          * We only work with "new" UUIDs. New UUIDs have the form:
 343          *      01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef
 344          * The so called "old" UUIDs, which we don't support, have the form:
 345          *      0123456789ab.cd.ef.01.23.45.67.89.ab
 346          */
 347         if (str[8] != '-')
 348                 return (EINVAL);
 349
 350         n = sscanf(str, "%8x-%4x-%4x-%2x%2x-%2x%2x%2x%2x%2x%2x", c + 0, c + 1,
 351             c + 2, c + 3, c + 4, c + 5, c + 6, c + 7, c + 8, c + 9, c + 10);
 352         /* Make sure we have all conversions. */
 353         if (n != 11)
 354                 return (EINVAL);
 355
 356         /* Successful scan. Build the UUID. */
 357         uuid->time_low = c[0];
 358         uuid->time_mid = c[1];
 359         uuid->time_hi_and_version = c[2];
 360         uuid->clock_seq_hi_and_reserved = c[3];
 361         uuid->clock_seq_low = c[4];
 362         for (n = 0; n < 6; n++)
 363                 uuid->node[n] = c[n + 5];
 364
 365         /* Check semantics... */
 366         return (((c[3] & 0x80) != 0x00 &&               /* variant 0? */
 367             (c[3] & 0xc0) != 0x80 &&                    /* variant 1? */
 368             (c[3] & 0xe0) != 0xc0) ? EINVAL : 0);       /* variant 2? */
 369 }