net/ieee80211/ieee80211_tx.c

   1 /******************************************************************************
   2
   3   Copyright(c) 2003 - 2004 Intel Corporation. All rights reserved.
   4
   5   This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   6   under the terms of version 2 of the GNU General Public License as
   7   published by the Free Software Foundation.
   8
   9   This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  10   ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  11   FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  12   more details.
  13
  14   You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  15   this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59
  16   Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  17
  18   The full GNU General Public License is included in this distribution in the
  19   file called LICENSE.
  20
  21   Contact Information:
  22   James P. Ketrenos <ipw2100-admin@linux.intel.com>
  23   Intel Corporation, 5200 N.E. Elam Young Parkway, Hillsboro, OR 97124-6497
  24
  25 ******************************************************************************/
  26 #include <linux/compiler.h>
  27 #include <linux/config.h>
  28 #include <linux/errno.h>
  29 #include <linux/if_arp.h>
  30 #include <linux/in6.h>
  31 #include <linux/in.h>
  32 #include <linux/ip.h>
  33 #include <linux/kernel.h>
  34 #include <linux/module.h>
  35 #include <linux/netdevice.h>
  36 #include <linux/proc_fs.h>
  37 #include <linux/skbuff.h>
  38 #include <linux/slab.h>
  39 #include <linux/tcp.h>
  40 #include <linux/types.h>
  41 #include <linux/version.h>
  42 #include <linux/wireless.h>
  43 #include <linux/etherdevice.h>
  44 #include <asm/uaccess.h>
  45
  46 #include <net/ieee80211.h>
  47
  48 /*
  49
  50 802.11 Data Frame
  51
  52       ,-------------------------------------------------------------------.
  53 Bytes |  2   |  2   |    6    |    6    |    6    |  2   | 0..2312 |   4  |
  54       |------|------|---------|---------|---------|------|---------|------|
  55 Desc. | ctrl | dura |  DA/RA  |   TA    |    SA   | Sequ |  Frame  |  fcs |
  56       |      | tion | (BSSID) |         |         | ence |  data   |      |
  57       `--------------------------------------------------|         |------'
  58 Total: 28 non-data bytes                                 `----.----'
  59                                                               |
  60        .- 'Frame data' expands to <---------------------------'
  61        |
  62        V
  63       ,---------------------------------------------------.
  64 Bytes |  1   |  1   |    1    |    3     |  2   |  0-2304 |
  65       |------|------|---------|----------|------|---------|
  66 Desc. | SNAP | SNAP | Control |Eth Tunnel| Type | IP      |
  67       | DSAP | SSAP |         |          |      | Packet  |
  68       | 0xAA | 0xAA |0x03 (UI)|0x00-00-F8|      |         |
  69       `-----------------------------------------|         |
  70 Total: 8 non-data bytes                         `----.----'
  71                                                      |
  72        .- 'IP Packet' expands, if WEP enabled, to <--'
  73        |
  74        V
  75       ,-----------------------.
  76 Bytes |  4  |   0-2296  |  4  |
  77       |-----|-----------|-----|
  78 Desc. | IV  | Encrypted | ICV |
  79       |     | IP Packet |     |
  80       `-----------------------'
  81 Total: 8 non-data bytes
  82
  83 802.3 Ethernet Data Frame
  84
  85       ,-----------------------------------------.
  86 Bytes |   6   |   6   |  2   |  Variable |   4  |
  87       |-------|-------|------|-----------|------|
  88 Desc. | Dest. | Source| Type | IP Packet |  fcs |
  89       |  MAC  |  MAC  |      |           |      |
  90       `-----------------------------------------'
  91 Total: 18 non-data bytes
  92
  93 In the event that fragmentation is required, the incoming payload is split into
  94 N parts of size ieee->fts.  The first fragment contains the SNAP header and the
  95 remaining packets are just data.
  96
  97 If encryption is enabled, each fragment payload size is reduced by enough space
  98 to add the prefix and postfix (IV and ICV totalling 8 bytes in the case of WEP)
  99 So if you have 1500 bytes of payload with ieee->fts set to 500 without
 100 encryption it will take 3 frames.  With WEP it will take 4 frames as the
 101 payload of each frame is reduced to 492 bytes.
 102
 103 * SKB visualization
 104 *
 105 *  ,- skb->data
 106 * |
 107 * |    ETHERNET HEADER        ,-<-- PAYLOAD
 108 * |                           |     14 bytes from skb->data
 109 * |  2 bytes for Type --> ,T. |     (sizeof ethhdr)
 110 * |                       | | |
 111 * |,-Dest.--. ,--Src.---. | | |
 112 * |  6 bytes| | 6 bytes | | | |
 113 * v         | |         | | | |
 114 * 0         | v       1 | v | v           2
 115 * 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
 116 *     ^     | ^         | ^ |
 117 *     |     | |         | | |
 118 *     |     | |         | `T' <---- 2 bytes for Type
 119 *     |     | |         |
 120 *     |     | '---SNAP--' <-------- 6 bytes for SNAP
 121 *     |     |
 122 *     `-IV--' <-------------------- 4 bytes for IV (WEP)
 123 *
 124 *      SNAP HEADER
 125 *
 126 */
 127
 128 static u8 P802_1H_OUI[P80211_OUI_LEN] = { 0x00, 0x00, 0xf8 };
 129 static u8 RFC1042_OUI[P80211_OUI_LEN] = { 0x00, 0x00, 0x00 };
 130
 131 static inline int ieee80211_copy_snap(u8 * data, u16 h_proto)
 132 {
 133         struct ieee80211_snap_hdr *snap;
 134         u8 *oui;
 135
 136         snap = (struct ieee80211_snap_hdr *)data;
 137         snap->dsap = 0xaa;
 138         snap->ssap = 0xaa;
 139         snap->ctrl = 0x03;
 140
 141         if (h_proto == 0x8137 || h_proto == 0x80f3)
 142                 oui = P802_1H_OUI;
 143         else
 144                 oui = RFC1042_OUI;
 145         snap->oui[0] = oui[0];
 146         snap->oui[1] = oui[1];
 147         snap->oui[2] = oui[2];
 148
 149         *(u16 *) (data + SNAP_SIZE) = htons(h_proto);
 150
 151         return SNAP_SIZE + sizeof(u16);
 152 }
 153
 154 static inline int ieee80211_encrypt_fragment(struct ieee80211_device *ieee,
 155                                              struct sk_buff *frag, int hdr_len)
 156 {
 157         struct ieee80211_crypt_data *crypt = ieee->crypt[ieee->tx_keyidx];
 158         int res;
 159
 160         /* To encrypt, frame format is:
 161          * IV (4 bytes), clear payload (including SNAP), ICV (4 bytes) */
 162         atomic_inc(&crypt->refcnt);
 163         res = 0;
 164         if (crypt->ops->encrypt_mpdu)
 165                 res = crypt->ops->encrypt_mpdu(frag, hdr_len, crypt->priv);
 166
 167         atomic_dec(&crypt->refcnt);
 168         if (res < 0) {
 169                 printk(KERN_INFO "%s: Encryption failed: len=%d.\n",
 170                        ieee->dev->name, frag->len);
 171                 ieee->ieee_stats.tx_discards++;
 172                 return -1;
 173         }
 174
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 void ieee80211_txb_free(struct ieee80211_txb *txb)
 179 {
 180         int i;
 181         if (unlikely(!txb))
 182                 return;
 183         for (i = 0; i < txb->nr_frags; i++)
 184                 if (txb->fragments[i])
 185                         dev_kfree_skb_any(txb->fragments[i]);
 186         kfree(txb);
 187 }
 188
 189 static struct ieee80211_txb *ieee80211_alloc_txb(int nr_frags, int txb_size,
 190                                                  int gfp_mask)
 191 {
 192         struct ieee80211_txb *txb;
 193         int i;
 194         txb = kmalloc(sizeof(struct ieee80211_txb) + (sizeof(u8 *) * nr_frags),
 195                       gfp_mask);
 196         if (!txb)
 197                 return NULL;
 198
 199         memset(txb, 0, sizeof(struct ieee80211_txb));
 200         txb->nr_frags = nr_frags;
 201         txb->frag_size = txb_size;
 202
 203         for (i = 0; i < nr_frags; i++) {
 204                 txb->fragments[i] = dev_alloc_skb(txb_size);
 205                 if (unlikely(!txb->fragments[i])) {
 206                         i--;
 207                         break;
 208                 }
 209         }
 210         if (unlikely(i != nr_frags)) {
 211                 while (i >= 0)
 212                         dev_kfree_skb_any(txb->fragments[i--]);
 213                 kfree(txb);
 214                 return NULL;
 215         }
 216         return txb;
 217 }
 218
 219 /* Incoming skb is converted to a txb which consists of
 220  * a block of 802.11 fragment packets (stored as skbs) */
 221 int ieee80211_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 222 {
 223         struct ieee80211_device *ieee = netdev_priv(dev);
 224         struct ieee80211_txb *txb = NULL;
 225         struct ieee80211_hdr_3addr *frag_hdr;
 226         int i, bytes_per_frag, nr_frags, bytes_last_frag, frag_size,
 227             rts_required;
 228         unsigned long flags;
 229         struct net_device_stats *stats = &ieee->stats;
 230         int ether_type, encrypt, host_encrypt, host_encrypt_msdu;
 231         int bytes, fc, hdr_len;
 232         struct sk_buff *skb_frag;
 233         struct ieee80211_hdr_3addr header = {   /* Ensure zero initialized */
 234                 .duration_id = 0,
 235                 .seq_ctl = 0
 236         };
 237         u8 dest[ETH_ALEN], src[ETH_ALEN];
 238         struct ieee80211_crypt_data *crypt;
 239         int priority = skb->priority;
 240         int snapped = 0;
 241
 242         if (ieee->is_queue_full && (*ieee->is_queue_full) (dev, priority))
 243                 return NETDEV_TX_BUSY;
 244
 245         spin_lock_irqsave(&ieee->lock, flags);
 246
 247         /* If there is no driver handler to take the TXB, dont' bother
 248          * creating it... */
 249         if (!ieee->hard_start_xmit) {
 250                 printk(KERN_WARNING "%s: No xmit handler.\n", ieee->dev->name);
 251                 goto success;
 252         }
 253
 254         if (unlikely(skb->len < SNAP_SIZE + sizeof(u16))) {
 255                 printk(KERN_WARNING "%s: skb too small (%d).\n",
 256                        ieee->dev->name, skb->len);
 257                 goto success;
 258         }
 259
 260         ether_type = ntohs(((struct ethhdr *)skb->data)->h_proto);
 261
 262         crypt = ieee->crypt[ieee->tx_keyidx];
 263
 264         encrypt = !(ether_type == ETH_P_PAE && ieee->ieee802_1x) &&
 265             ieee->sec.encrypt;
 266         host_encrypt = ieee->host_encrypt && encrypt;
 267         host_encrypt_msdu = ieee->host_encrypt_msdu && encrypt;
 268
 269         if (!encrypt && ieee->ieee802_1x &&
 270             ieee->drop_unencrypted && ether_type != ETH_P_PAE) {
 271                 stats->tx_dropped++;
 272                 goto success;
 273         }
 274
 275         /* Save source and destination addresses */
 276         memcpy(dest, skb->data, ETH_ALEN);
 277         memcpy(src, skb->data + ETH_ALEN, ETH_ALEN);
 278
 279         /* Advance the SKB to the start of the payload */
 280         skb_pull(skb, sizeof(struct ethhdr));
 281
 282         /* Determine total amount of storage required for TXB packets */
 283         bytes = skb->len + SNAP_SIZE + sizeof(u16);
 284
 285         if (host_encrypt)
 286                 fc = IEEE80211_FTYPE_DATA | IEEE80211_STYPE_DATA |
 287                     IEEE80211_FCTL_PROTECTED;
 288         else
 289                 fc = IEEE80211_FTYPE_DATA | IEEE80211_STYPE_DATA;
 290
 291         if (ieee->iw_mode == IW_MODE_INFRA) {
 292                 fc |= IEEE80211_FCTL_TODS;
 293                 /* To DS: Addr1 = BSSID, Addr2 = SA, Addr3 = DA */
 294                 memcpy(header.addr1, ieee->bssid, ETH_ALEN);
 295                 memcpy(header.addr2, src, ETH_ALEN);
 296                 memcpy(header.addr3, dest, ETH_ALEN);
 297         } else if (ieee->iw_mode == IW_MODE_ADHOC) {
 298                 /* not From/To DS: Addr1 = DA, Addr2 = SA, Addr3 = BSSID */
 299                 memcpy(header.addr1, dest, ETH_ALEN);
 300                 memcpy(header.addr2, src, ETH_ALEN);
 301                 memcpy(header.addr3, ieee->bssid, ETH_ALEN);
 302         }
 303         header.frame_ctl = cpu_to_le16(fc);
 304         hdr_len = IEEE80211_3ADDR_LEN;
 305
 306         /* Encrypt msdu first on the whole data packet. */
 307         if ((host_encrypt || host_encrypt_msdu) &&
 308             crypt && crypt->ops && crypt->ops->encrypt_msdu) {
 309                 int res = 0;
 310                 int len = bytes + hdr_len + crypt->ops->extra_msdu_prefix_len +
 311                     crypt->ops->extra_msdu_postfix_len;
 312                 struct sk_buff *skb_new = dev_alloc_skb(len);
 313                 if (unlikely(!skb_new))
 314                         goto failed;
 315                 skb_reserve(skb_new, crypt->ops->extra_msdu_prefix_len);
 316                 memcpy(skb_put(skb_new, hdr_len), &header, hdr_len);
 317                 snapped = 1;
 318                 ieee80211_copy_snap(skb_put(skb_new, SNAP_SIZE + sizeof(u16)),
 319                                     ether_type);
 320                 memcpy(skb_put(skb_new, skb->len), skb->data, skb->len);
 321                 res = crypt->ops->encrypt_msdu(skb_new, hdr_len, crypt->priv);
 322                 if (res < 0) {
 323                         IEEE80211_ERROR("msdu encryption failed\n");
 324                         dev_kfree_skb_any(skb_new);
 325                         goto failed;
 326                 }
 327                 dev_kfree_skb_any(skb);
 328                 skb = skb_new;
 329                 bytes += crypt->ops->extra_msdu_prefix_len +
 330                     crypt->ops->extra_msdu_postfix_len;
 331                 skb_pull(skb, hdr_len);
 332         }
 333
 334         if (host_encrypt || ieee->host_open_frag) {
 335                 /* Determine fragmentation size based on destination (multicast
 336                  * and broadcast are not fragmented) */
 337                 if (is_multicast_ether_addr(dest))
 338                         frag_size = MAX_FRAG_THRESHOLD;
 339                 else
 340                         frag_size = ieee->fts;
 341
 342                 /* Determine amount of payload per fragment.  Regardless of if
 343                  * this stack is providing the full 802.11 header, one will
 344                  * eventually be affixed to this fragment -- so we must account
 345                  * for it when determining the amount of payload space. */
 346                 bytes_per_frag = frag_size - IEEE80211_3ADDR_LEN;
 347                 if (ieee->config &
 348                     (CFG_IEEE80211_COMPUTE_FCS | CFG_IEEE80211_RESERVE_FCS))
 349                         bytes_per_frag -= IEEE80211_FCS_LEN;
 350
 351                 /* Each fragment may need to have room for encryptiong
 352                  * pre/postfix */
 353                 if (host_encrypt)
 354                         bytes_per_frag -= crypt->ops->extra_mpdu_prefix_len +
 355                             crypt->ops->extra_mpdu_postfix_len;
 356
 357                 /* Number of fragments is the total
 358                  * bytes_per_frag / payload_per_fragment */
 359                 nr_frags = bytes / bytes_per_frag;
 360                 bytes_last_frag = bytes % bytes_per_frag;
 361                 if (bytes_last_frag)
 362                         nr_frags++;
 363                 else
 364                         bytes_last_frag = bytes_per_frag;
 365         } else {
 366                 nr_frags = 1;
 367                 bytes_per_frag = bytes_last_frag = bytes;
 368                 frag_size = bytes + IEEE80211_3ADDR_LEN;
 369         }
 370
 371         rts_required = (frag_size > ieee->rts
 372                         && ieee->config & CFG_IEEE80211_RTS);
 373         if (rts_required)
 374                 nr_frags++;
 375
 376         /* When we allocate the TXB we allocate enough space for the reserve
 377          * and full fragment bytes (bytes_per_frag doesn't include prefix,
 378          * postfix, header, FCS, etc.) */
 379         txb = ieee80211_alloc_txb(nr_frags, frag_size, GFP_ATOMIC);
 380         if (unlikely(!txb)) {
 381                 printk(KERN_WARNING "%s: Could not allocate TXB\n",
 382                        ieee->dev->name);
 383                 goto failed;
 384         }
 385         txb->encrypted = encrypt;
 386         if (host_encrypt)
 387                 txb->payload_size = frag_size * (nr_frags - 1) +
 388                     bytes_last_frag;
 389         else
 390                 txb->payload_size = bytes;
 391
 392         if (rts_required) {
 393                 skb_frag = txb->fragments[0];
 394                 frag_hdr =
 395                     (struct ieee80211_hdr_3addr *)skb_put(skb_frag, hdr_len);
 396
 397                 /*
 398                  * Set header frame_ctl to the RTS.
 399                  */
 400                 header.frame_ctl =
 401                     cpu_to_le16(IEEE80211_FTYPE_CTL | IEEE80211_STYPE_RTS);
 402                 memcpy(frag_hdr, &header, hdr_len);
 403
 404                 /*
 405                  * Restore header frame_ctl to the original data setting.
 406                  */
 407                 header.frame_ctl = cpu_to_le16(fc);
 408
 409                 if (ieee->config &
 410                     (CFG_IEEE80211_COMPUTE_FCS | CFG_IEEE80211_RESERVE_FCS))
 411                         skb_put(skb_frag, 4);
 412
 413                 txb->rts_included = 1;
 414                 i = 1;
 415         } else
 416                 i = 0;
 417
 418         for (; i < nr_frags; i++) {
 419                 skb_frag = txb->fragments[i];
 420
 421                 if (host_encrypt)
 422                         skb_reserve(skb_frag,
 423                                     crypt->ops->extra_mpdu_prefix_len);
 424
 425                 frag_hdr =
 426                     (struct ieee80211_hdr_3addr *)skb_put(skb_frag, hdr_len);
 427                 memcpy(frag_hdr, &header, hdr_len);
 428
 429                 /* If this is not the last fragment, then add the MOREFRAGS
 430                  * bit to the frame control */
 431                 if (i != nr_frags - 1) {
 432                         frag_hdr->frame_ctl =
 433                             cpu_to_le16(fc | IEEE80211_FCTL_MOREFRAGS);
 434                         bytes = bytes_per_frag;
 435                 } else {
 436                         /* The last fragment takes the remaining length */
 437                         bytes = bytes_last_frag;
 438                 }
 439
 440                 if (i == 0 && !snapped) {
 441                         ieee80211_copy_snap(skb_put
 442                                             (skb_frag, SNAP_SIZE + sizeof(u16)),
 443                                             ether_type);
 444                         bytes -= SNAP_SIZE + sizeof(u16);
 445                 }
 446
 447                 memcpy(skb_put(skb_frag, bytes), skb->data, bytes);
 448
 449                 /* Advance the SKB... */
 450                 skb_pull(skb, bytes);
 451
 452                 /* Encryption routine will move the header forward in order
 453                  * to insert the IV between the header and the payload */
 454                 if (host_encrypt)
 455                         ieee80211_encrypt_fragment(ieee, skb_frag, hdr_len);
 456
 457                 if (ieee->config &
 458                     (CFG_IEEE80211_COMPUTE_FCS | CFG_IEEE80211_RESERVE_FCS))
 459                         skb_put(skb_frag, 4);
 460         }
 461
 462       success:
 463         spin_unlock_irqrestore(&ieee->lock, flags);
 464
 465         dev_kfree_skb_any(skb);
 466
 467         if (txb) {
 468                 int ret = (*ieee->hard_start_xmit) (txb, dev, priority);
 469                 if (ret == 0) {
 470                         stats->tx_packets++;
 471                         stats->tx_bytes += txb->payload_size;
 472                         return 0;
 473                 }
 474
 475                 if (ret == NETDEV_TX_BUSY) {
 476                         printk(KERN_ERR "%s: NETDEV_TX_BUSY returned; "
 477                                "driver should report queue full via "
 478                                "ieee_device->is_queue_full.\n",
 479                                ieee->dev->name);
 480                 }
 481
 482                 ieee80211_txb_free(txb);
 483         }
 484
 485         return 0;
 486
 487       failed:
 488         spin_unlock_irqrestore(&ieee->lock, flags);
 489         netif_stop_queue(dev);
 490         stats->tx_errors++;
 491         return 1;
 492 }
 493
 494 /* Incoming 802.11 strucure is converted to a TXB
 495  * a block of 802.11 fragment packets (stored as skbs) */
 496 int ieee80211_tx_frame(struct ieee80211_device *ieee,
 497                        struct ieee80211_hdr *frame, int len)
 498 {
 499         struct ieee80211_txb *txb = NULL;
 500         unsigned long flags;
 501         struct net_device_stats *stats = &ieee->stats;
 502         struct sk_buff *skb_frag;
 503         int priority = -1;
 504
 505         spin_lock_irqsave(&ieee->lock, flags);
 506
 507         /* If there is no driver handler to take the TXB, dont' bother
 508          * creating it... */
 509         if (!ieee->hard_start_xmit) {
 510                 printk(KERN_WARNING "%s: No xmit handler.\n", ieee->dev->name);
 511                 goto success;
 512         }
 513
 514         if (unlikely(len < 24)) {
 515                 printk(KERN_WARNING "%s: skb too small (%d).\n",
 516                        ieee->dev->name, len);
 517                 goto success;
 518         }
 519
 520         /* When we allocate the TXB we allocate enough space for the reserve
 521          * and full fragment bytes (bytes_per_frag doesn't include prefix,
 522          * postfix, header, FCS, etc.) */
 523         txb = ieee80211_alloc_txb(1, len, GFP_ATOMIC);
 524         if (unlikely(!txb)) {
 525                 printk(KERN_WARNING "%s: Could not allocate TXB\n",
 526                        ieee->dev->name);
 527                 goto failed;
 528         }
 529         txb->encrypted = 0;
 530         txb->payload_size = len;
 531
 532         skb_frag = txb->fragments[0];
 533
 534         memcpy(skb_put(skb_frag, len), frame, len);
 535
 536         if (ieee->config &
 537             (CFG_IEEE80211_COMPUTE_FCS | CFG_IEEE80211_RESERVE_FCS))
 538                 skb_put(skb_frag, 4);
 539
 540       success:
 541         spin_unlock_irqrestore(&ieee->lock, flags);
 542
 543         if (txb) {
 544                 if ((*ieee->hard_start_xmit) (txb, ieee->dev, priority) == 0) {
 545                         stats->tx_packets++;
 546                         stats->tx_bytes += txb->payload_size;
 547                         return 0;
 548                 }
 549                 ieee80211_txb_free(txb);
 550         }
 551         return 0;
 552
 553       failed:
 554         spin_unlock_irqrestore(&ieee->lock, flags);
 555         stats->tx_errors++;
 556         return 1;
 557 }
 558
 559 EXPORT_SYMBOL(ieee80211_tx_frame);
 560 EXPORT_SYMBOL(ieee80211_txb_free);