net/ieee802154/6lowpan.c

   1 /*
   2  * Copyright 2011, Siemens AG
   3  * written by Alexander Smirnov <alex.bluesman.smirnov@gmail.com>
   4  */
   5
   6 /*
   7  * Based on patches from Jon Smirl <jonsmirl@gmail.com>
   8  * Copyright (c) 2011 Jon Smirl <jonsmirl@gmail.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License version 2
  12  * as published by the Free Software Foundation.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  20  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  21  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  22  */
  23
  24 /* Jon's code is based on 6lowpan implementation for Contiki which is:
  25  * Copyright (c) 2008, Swedish Institute of Computer Science.
  26  * All rights reserved.
  27  *
  28  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  29  * modification, are permitted provided that the following conditions
  30  * are met:
  31  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  32  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  33  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  34  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  35  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  36  * 3. Neither the name of the Institute nor the names of its contributors
  37  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  38  *    without specific prior written permission.
  39  *
  40  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE INSTITUTE AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  41  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  42  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  43  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE INSTITUTE OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  44  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  45  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  46  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  47  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  48  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  49  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  50  * SUCH DAMAGE.
  51  */
  52
  53 #include <linux/bitops.h>
  54 #include <linux/if_arp.h>
  55 #include <linux/module.h>
  56 #include <linux/moduleparam.h>
  57 #include <linux/netdevice.h>
  58 #include <net/af_ieee802154.h>
  59 #include <net/ieee802154.h>
  60 #include <net/ieee802154_netdev.h>
  61 #include <net/ipv6.h>
  62
  63 #include "6lowpan.h"
  64
  65 /* TTL uncompression values */
  66 static const u8 lowpan_ttl_values[] = {0, 1, 64, 255};
  67
  68 static LIST_HEAD(lowpan_devices);
  69
  70 /*
  71  * Uncompression of linklocal:
  72  *   0 -> 16 bytes from packet
  73  *   1 -> 2  bytes from prefix - bunch of zeroes and 8 from packet
  74  *   2 -> 2  bytes from prefix - zeroes + 2 from packet
  75  *   3 -> 2  bytes from prefix - infer 8 bytes from lladdr
  76  *
  77  *  NOTE: => the uncompress function does change 0xf to 0x10
  78  *  NOTE: 0x00 => no-autoconfig => unspecified
  79  */
  80 static const u8 lowpan_unc_llconf[] = {0x0f, 0x28, 0x22, 0x20};
  81
  82 /*
  83  * Uncompression of ctx-based:
  84  *   0 -> 0 bits  from packet [unspecified / reserved]
  85  *   1 -> 8 bytes from prefix - bunch of zeroes and 8 from packet
  86  *   2 -> 8 bytes from prefix - zeroes + 2 from packet
  87  *   3 -> 8 bytes from prefix - infer 8 bytes from lladdr
  88  */
  89 static const u8 lowpan_unc_ctxconf[] = {0x00, 0x88, 0x82, 0x80};
  90
  91 /*
  92  * Uncompression of ctx-base
  93  *   0 -> 0 bits from packet
  94  *   1 -> 2 bytes from prefix - bunch of zeroes 5 from packet
  95  *   2 -> 2 bytes from prefix - zeroes + 3 from packet
  96  *   3 -> 2 bytes from prefix - infer 1 bytes from lladdr
  97  */
  98 static const u8 lowpan_unc_mxconf[] = {0x0f, 0x25, 0x23, 0x21};
  99
 100 /* Link local prefix */
 101 static const u8 lowpan_llprefix[] = {0xfe, 0x80};
 102
 103 /* private device info */
 104 struct lowpan_dev_info {
 105         struct net_device       *real_dev; /* real WPAN device ptr */
 106         struct mutex            dev_list_mtx; /* mutex for list ops */
 107 };
 108
 109 struct lowpan_dev_record {
 110         struct net_device *ldev;
 111         struct list_head list;
 112 };
 113
 114 struct lowpan_fragment {
 115         struct sk_buff          *skb;           /* skb to be assembled */
 116         spinlock_t              lock;           /* concurency lock */
 117         u16                     length;         /* length to be assemled */
 118         u32                     bytes_rcv;      /* bytes received */
 119         u16                     tag;            /* current fragment tag */
 120         struct timer_list       timer;          /* assembling timer */
 121         struct list_head        list;           /* fragments list */
 122 };
 123
 124 static unsigned short fragment_tag;
 125 static LIST_HEAD(lowpan_fragments);
 126 spinlock_t flist_lock;
 127
 128 static inline struct
 129 lowpan_dev_info *lowpan_dev_info(const struct net_device *dev)
 130 {
 131         return netdev_priv(dev);
 132 }
 133
 134 static inline void lowpan_address_flip(u8 *src, u8 *dest)
 135 {
 136         int i;
 137         for (i = 0; i < IEEE802154_ADDR_LEN; i++)
 138                 (dest)[IEEE802154_ADDR_LEN - i - 1] = (src)[i];
 139 }
 140
 141 /* list of all 6lowpan devices, uses for package delivering */
 142 /* print data in line */
 143 static inline void lowpan_raw_dump_inline(const char *caller, char *msg,
 144                                    unsigned char *buf, int len)
 145 {
 146 #ifdef DEBUG
 147         if (msg)
 148                 pr_debug("(%s) %s: ", caller, msg);
 149         print_hex_dump(KERN_DEBUG, "", DUMP_PREFIX_NONE,
 150                        16, 1, buf, len, false);
 151 #endif /* DEBUG */
 152 }
 153
 154 /*
 155  * print data in a table format:
 156  *
 157  * addr: xx xx xx xx xx xx
 158  * addr: xx xx xx xx xx xx
 159  * ...
 160  */
 161 static inline void lowpan_raw_dump_table(const char *caller, char *msg,
 162                                    unsigned char *buf, int len)
 163 {
 164 #ifdef DEBUG
 165         if (msg)
 166                 pr_debug("(%s) %s:\n", caller, msg);
 167         print_hex_dump(KERN_DEBUG, "\t", DUMP_PREFIX_OFFSET,
 168                        16, 1, buf, len, false);
 169 #endif /* DEBUG */
 170 }
 171
 172 static u8
 173 lowpan_compress_addr_64(u8 **hc06_ptr, u8 shift, const struct in6_addr *ipaddr,
 174                  const unsigned char *lladdr)
 175 {
 176         u8 val = 0;
 177
 178         if (is_addr_mac_addr_based(ipaddr, lladdr))
 179                 val = 3; /* 0-bits */
 180         else if (lowpan_is_iid_16_bit_compressable(ipaddr)) {
 181                 /* compress IID to 16 bits xxxx::XXXX */
 182                 memcpy(*hc06_ptr, &ipaddr->s6_addr16[7], 2);
 183                 *hc06_ptr += 2;
 184                 val = 2; /* 16-bits */
 185         } else {
 186                 /* do not compress IID => xxxx::IID */
 187                 memcpy(*hc06_ptr, &ipaddr->s6_addr16[4], 8);
 188                 *hc06_ptr += 8;
 189                 val = 1; /* 64-bits */
 190         }
 191
 192         return rol8(val, shift);
 193 }
 194
 195 static void
 196 lowpan_uip_ds6_set_addr_iid(struct in6_addr *ipaddr, unsigned char *lladdr)
 197 {
 198         memcpy(&ipaddr->s6_addr[8], lladdr, IEEE802154_ALEN);
 199         /* second bit-flip (Universe/Local) is done according RFC2464 */
 200         ipaddr->s6_addr[8] ^= 0x02;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Uncompress addresses based on a prefix and a postfix with zeroes in
 205  * between. If the postfix is zero in length it will use the link address
 206  * to configure the IP address (autoconf style).
 207  * pref_post_count takes a byte where the first nibble specify prefix count
 208  * and the second postfix count (NOTE: 15/0xf => 16 bytes copy).
 209  */
 210 static int
 211 lowpan_uncompress_addr(struct sk_buff *skb, struct in6_addr *ipaddr,
 212         u8 const *prefix, u8 pref_post_count, unsigned char *lladdr)
 213 {
 214         u8 prefcount = pref_post_count >> 4;
 215         u8 postcount = pref_post_count & 0x0f;
 216
 217         /* full nibble 15 => 16 */
 218         prefcount = (prefcount == 15 ? 16 : prefcount);
 219         postcount = (postcount == 15 ? 16 : postcount);
 220
 221         if (lladdr)
 222                 lowpan_raw_dump_inline(__func__, "linklocal address",
 223                                                 lladdr, IEEE802154_ALEN);
 224         if (prefcount > 0)
 225                 memcpy(ipaddr, prefix, prefcount);
 226
 227         if (prefcount + postcount < 16)
 228                 memset(&ipaddr->s6_addr[prefcount], 0,
 229                                         16 - (prefcount + postcount));
 230
 231         if (postcount > 0) {
 232                 memcpy(&ipaddr->s6_addr[16 - postcount], skb->data, postcount);
 233                 skb_pull(skb, postcount);
 234         } else if (prefcount > 0) {
 235                 if (lladdr == NULL)
 236                         return -EINVAL;
 237
 238                 /* no IID based configuration if no prefix and no data */
 239                 lowpan_uip_ds6_set_addr_iid(ipaddr, lladdr);
 240         }
 241
 242         pr_debug("(%s): uncompressing %d + %d => ", __func__, prefcount,
 243                                                                 postcount);
 244         lowpan_raw_dump_inline(NULL, NULL, ipaddr->s6_addr, 16);
 245
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 static u8 lowpan_fetch_skb_u8(struct sk_buff *skb)
 250 {
 251         u8 ret;
 252
 253         ret = skb->data[0];
 254         skb_pull(skb, 1);
 255
 256         return ret;
 257 }
 258
 259 static u16 lowpan_fetch_skb_u16(struct sk_buff *skb)
 260 {
 261         u16 ret;
 262
 263         BUG_ON(!pskb_may_pull(skb, 2));
 264
 265         ret = skb->data[0] | (skb->data[1] << 8);
 266         skb_pull(skb, 2);
 267         return ret;
 268 }
 269
 270 static int lowpan_header_create(struct sk_buff *skb,
 271                            struct net_device *dev,
 272                            unsigned short type, const void *_daddr,
 273                            const void *_saddr, unsigned len)
 274 {
 275         u8 tmp, iphc0, iphc1, *hc06_ptr;
 276         struct ipv6hdr *hdr;
 277         const u8 *saddr = _saddr;
 278         const u8 *daddr = _daddr;
 279         u8 *head;
 280         struct ieee802154_addr sa, da;
 281
 282         if (type != ETH_P_IPV6)
 283                 return 0;
 284                 /* TODO:
 285                  * if this package isn't ipv6 one, where should it be routed?
 286                  */
 287         head = kzalloc(100, GFP_KERNEL);
 288         if (head == NULL)
 289                 return -ENOMEM;
 290
 291         hdr = ipv6_hdr(skb);
 292         hc06_ptr = head + 2;
 293
 294         pr_debug("(%s): IPv6 header dump:\n\tversion = %d\n\tlength  = %d\n"
 295                  "\tnexthdr = 0x%02x\n\thop_lim = %d\n", __func__,
 296                 hdr->version, ntohs(hdr->payload_len), hdr->nexthdr,
 297                 hdr->hop_limit);
 298
 299         lowpan_raw_dump_table(__func__, "raw skb network header dump",
 300                 skb_network_header(skb), sizeof(struct ipv6hdr));
 301
 302         if (!saddr)
 303                 saddr = dev->dev_addr;
 304
 305         lowpan_raw_dump_inline(__func__, "saddr", (unsigned char *)saddr, 8);
 306
 307         /*
 308          * As we copy some bit-length fields, in the IPHC encoding bytes,
 309          * we sometimes use |=
 310          * If the field is 0, and the current bit value in memory is 1,
 311          * this does not work. We therefore reset the IPHC encoding here
 312          */
 313         iphc0 = LOWPAN_DISPATCH_IPHC;
 314         iphc1 = 0;
 315
 316         /* TODO: context lookup */
 317
 318         lowpan_raw_dump_inline(__func__, "daddr", (unsigned char *)daddr, 8);
 319
 320         /*
 321          * Traffic class, flow label
 322          * If flow label is 0, compress it. If traffic class is 0, compress it
 323          * We have to process both in the same time as the offset of traffic
 324          * class depends on the presence of version and flow label
 325          */
 326
 327         /* hc06 format of TC is ECN | DSCP , original one is DSCP | ECN */
 328         tmp = (hdr->priority << 4) | (hdr->flow_lbl[0] >> 4);
 329         tmp = ((tmp & 0x03) << 6) | (tmp >> 2);
 330
 331         if (((hdr->flow_lbl[0] & 0x0F) == 0) &&
 332              (hdr->flow_lbl[1] == 0) && (hdr->flow_lbl[2] == 0)) {
 333                 /* flow label can be compressed */
 334                 iphc0 |= LOWPAN_IPHC_FL_C;
 335                 if ((hdr->priority == 0) &&
 336                    ((hdr->flow_lbl[0] & 0xF0) == 0)) {
 337                         /* compress (elide) all */
 338                         iphc0 |= LOWPAN_IPHC_TC_C;
 339                 } else {
 340                         /* compress only the flow label */
 341                         *hc06_ptr = tmp;
 342                         hc06_ptr += 1;
 343                 }
 344         } else {
 345                 /* Flow label cannot be compressed */
 346                 if ((hdr->priority == 0) &&
 347                    ((hdr->flow_lbl[0] & 0xF0) == 0)) {
 348                         /* compress only traffic class */
 349                         iphc0 |= LOWPAN_IPHC_TC_C;
 350                         *hc06_ptr = (tmp & 0xc0) | (hdr->flow_lbl[0] & 0x0F);
 351                         memcpy(hc06_ptr + 1, &hdr->flow_lbl[1], 2);
 352                         hc06_ptr += 3;
 353                 } else {
 354                         /* compress nothing */
 355                         memcpy(hc06_ptr, &hdr, 4);
 356                         /* replace the top byte with new ECN | DSCP format */
 357                         *hc06_ptr = tmp;
 358                         hc06_ptr += 4;
 359                 }
 360         }
 361
 362         /* NOTE: payload length is always compressed */
 363
 364         /* Next Header is compress if UDP */
 365         if (hdr->nexthdr == UIP_PROTO_UDP)
 366                 iphc0 |= LOWPAN_IPHC_NH_C;
 367
 368 /* TODO: next header compression */
 369
 370         if ((iphc0 & LOWPAN_IPHC_NH_C) == 0) {
 371                 *hc06_ptr = hdr->nexthdr;
 372                 hc06_ptr += 1;
 373         }
 374
 375         /*
 376          * Hop limit
 377          * if 1:   compress, encoding is 01
 378          * if 64:  compress, encoding is 10
 379          * if 255: compress, encoding is 11
 380          * else do not compress
 381          */
 382         switch (hdr->hop_limit) {
 383         case 1:
 384                 iphc0 |= LOWPAN_IPHC_TTL_1;
 385                 break;
 386         case 64:
 387                 iphc0 |= LOWPAN_IPHC_TTL_64;
 388                 break;
 389         case 255:
 390                 iphc0 |= LOWPAN_IPHC_TTL_255;
 391                 break;
 392         default:
 393                 *hc06_ptr = hdr->hop_limit;
 394                 break;
 395         }
 396
 397         /* source address compression */
 398         if (is_addr_unspecified(&hdr->saddr)) {
 399                 pr_debug("(%s): source address is unspecified, setting SAC\n",
 400                                                                 __func__);
 401                 iphc1 |= LOWPAN_IPHC_SAC;
 402         /* TODO: context lookup */
 403         } else if (is_addr_link_local(&hdr->saddr)) {
 404                 pr_debug("(%s): source address is link-local\n", __func__);
 405                 iphc1 |= lowpan_compress_addr_64(&hc06_ptr,
 406                                 LOWPAN_IPHC_SAM_BIT, &hdr->saddr, saddr);
 407         } else {
 408                 pr_debug("(%s): send the full source address\n", __func__);
 409                 memcpy(hc06_ptr, &hdr->saddr.s6_addr16[0], 16);
 410                 hc06_ptr += 16;
 411         }
 412
 413         /* destination address compression */
 414         if (is_addr_mcast(&hdr->daddr)) {
 415                 pr_debug("(%s): destination address is multicast", __func__);
 416                 iphc1 |= LOWPAN_IPHC_M;
 417                 if (lowpan_is_mcast_addr_compressable8(&hdr->daddr)) {
 418                         pr_debug("compressed to 1 octet\n");
 419                         iphc1 |= LOWPAN_IPHC_DAM_11;
 420                         /* use last byte */
 421                         *hc06_ptr = hdr->daddr.s6_addr[15];
 422                         hc06_ptr += 1;
 423                 } else if (lowpan_is_mcast_addr_compressable32(&hdr->daddr)) {
 424                         pr_debug("compressed to 4 octets\n");
 425                         iphc1 |= LOWPAN_IPHC_DAM_10;
 426                         /* second byte + the last three */
 427                         *hc06_ptr = hdr->daddr.s6_addr[1];
 428                         memcpy(hc06_ptr + 1, &hdr->daddr.s6_addr[13], 3);
 429                         hc06_ptr += 4;
 430                 } else if (lowpan_is_mcast_addr_compressable48(&hdr->daddr)) {
 431                         pr_debug("compressed to 6 octets\n");
 432                         iphc1 |= LOWPAN_IPHC_DAM_01;
 433                         /* second byte + the last five */
 434                         *hc06_ptr = hdr->daddr.s6_addr[1];
 435                         memcpy(hc06_ptr + 1, &hdr->daddr.s6_addr[11], 5);
 436                         hc06_ptr += 6;
 437                 } else {
 438                         pr_debug("using full address\n");
 439                         iphc1 |= LOWPAN_IPHC_DAM_00;
 440                         memcpy(hc06_ptr, &hdr->daddr.s6_addr[0], 16);
 441                         hc06_ptr += 16;
 442                 }
 443         } else {
 444                 pr_debug("(%s): destination address is unicast: ", __func__);
 445                 /* TODO: context lookup */
 446                 if (is_addr_link_local(&hdr->daddr)) {
 447                         pr_debug("destination address is link-local\n");
 448                         iphc1 |= lowpan_compress_addr_64(&hc06_ptr,
 449                                 LOWPAN_IPHC_DAM_BIT, &hdr->daddr, daddr);
 450                 } else {
 451                         pr_debug("using full address\n");
 452                         memcpy(hc06_ptr, &hdr->daddr.s6_addr16[0], 16);
 453                         hc06_ptr += 16;
 454                 }
 455         }
 456
 457         /* TODO: UDP header compression */
 458         /* TODO: Next Header compression */
 459
 460         head[0] = iphc0;
 461         head[1] = iphc1;
 462
 463         skb_pull(skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 464         memcpy(skb_push(skb, hc06_ptr - head), head, hc06_ptr - head);
 465
 466         kfree(head);
 467
 468         lowpan_raw_dump_table(__func__, "raw skb data dump", skb->data,
 469                                 skb->len);
 470
 471         /*
 472          * NOTE1: I'm still unsure about the fact that compression and WPAN
 473          * header are created here and not later in the xmit. So wait for
 474          * an opinion of net maintainers.
 475          */
 476         /*
 477          * NOTE2: to be absolutely correct, we must derive PANid information
 478          * from MAC subif of the 'dev' and 'real_dev' network devices, but
 479          * this isn't implemented in mainline yet, so currently we assign 0xff
 480          */
 481         {
 482                 /* prepare wpan address data */
 483                 sa.addr_type = IEEE802154_ADDR_LONG;
 484                 sa.pan_id = 0xff;
 485
 486                 da.addr_type = IEEE802154_ADDR_LONG;
 487                 da.pan_id = 0xff;
 488
 489                 memcpy(&(da.hwaddr), daddr, 8);
 490                 memcpy(&(sa.hwaddr), saddr, 8);
 491
 492                 mac_cb(skb)->flags = IEEE802154_FC_TYPE_DATA;
 493
 494                 return dev_hard_header(skb, lowpan_dev_info(dev)->real_dev,
 495                                 type, (void *)&da, (void *)&sa, skb->len);
 496         }
 497 }
 498
 499 static int lowpan_skb_deliver(struct sk_buff *skb, struct ipv6hdr *hdr)
 500 {
 501         struct sk_buff *new;
 502         struct lowpan_dev_record *entry;
 503         int stat = NET_RX_SUCCESS;
 504
 505         new = skb_copy_expand(skb, sizeof(struct ipv6hdr), skb_tailroom(skb),
 506                                                                 GFP_ATOMIC);
 507         kfree_skb(skb);
 508
 509         if (!new)
 510                 return -ENOMEM;
 511
 512         skb_push(new, sizeof(struct ipv6hdr));
 513         skb_reset_network_header(new);
 514         skb_copy_to_linear_data(new, hdr, sizeof(struct ipv6hdr));
 515
 516         new->protocol = htons(ETH_P_IPV6);
 517         new->pkt_type = PACKET_HOST;
 518
 519         rcu_read_lock();
 520         list_for_each_entry_rcu(entry, &lowpan_devices, list)
 521                 if (lowpan_dev_info(entry->ldev)->real_dev == new->dev) {
 522                         skb = skb_copy(new, GFP_ATOMIC);
 523                         if (!skb) {
 524                                 stat = -ENOMEM;
 525                                 break;
 526                         }
 527
 528                         skb->dev = entry->ldev;
 529                         stat = netif_rx(skb);
 530                 }
 531         rcu_read_unlock();
 532
 533         kfree_skb(new);
 534
 535         return stat;
 536 }
 537
 538 static void lowpan_fragment_timer_expired(unsigned long entry_addr)
 539 {
 540         struct lowpan_fragment *entry = (struct lowpan_fragment *)entry_addr;
 541
 542         pr_debug("%s: timer expired for frame with tag %d\n", __func__,
 543                                                                 entry->tag);
 544
 545         spin_lock(&flist_lock);
 546         list_del(&entry->list);
 547         spin_unlock(&flist_lock);
 548
 549         dev_kfree_skb(entry->skb);
 550         kfree(entry);
 551 }
 552
 553 static int
 554 lowpan_process_data(struct sk_buff *skb)
 555 {
 556         struct ipv6hdr hdr;
 557         u8 tmp, iphc0, iphc1, num_context = 0;
 558         u8 *_saddr, *_daddr;
 559         int err;
 560
 561         lowpan_raw_dump_table(__func__, "raw skb data dump", skb->data,
 562                                 skb->len);
 563         /* at least two bytes will be used for the encoding */
 564         if (skb->len < 2)
 565                 goto drop;
 566         iphc0 = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 567
 568         /* fragments assembling */
 569         switch (iphc0 & LOWPAN_DISPATCH_MASK) {
 570         case LOWPAN_DISPATCH_FRAG1:
 571         case LOWPAN_DISPATCH_FRAGN:
 572         {
 573                 struct lowpan_fragment *frame;
 574                 u8 len, offset;
 575                 u16 tag;
 576                 bool found = false;
 577
 578                 len = lowpan_fetch_skb_u8(skb); /* frame length */
 579                 tag = lowpan_fetch_skb_u16(skb);
 580
 581                 /*
 582                  * check if frame assembling with the same tag is
 583                  * already in progress
 584                  */
 585                 spin_lock(&flist_lock);
 586
 587                 list_for_each_entry(frame, &lowpan_fragments, list)
 588                         if (frame->tag == tag) {
 589                                 found = true;
 590                                 break;
 591                         }
 592
 593                 /* alloc new frame structure */
 594                 if (!found) {
 595                         frame = kzalloc(sizeof(struct lowpan_fragment),
 596                                                                 GFP_ATOMIC);
 597                         if (!frame)
 598                                 goto unlock_and_drop;
 599
 600                         INIT_LIST_HEAD(&frame->list);
 601
 602                         frame->length = (iphc0 & 7) | (len << 3);
 603                         frame->tag = tag;
 604
 605                         /* allocate buffer for frame assembling */
 606                         frame->skb = alloc_skb(frame->length +
 607                                         sizeof(struct ipv6hdr), GFP_ATOMIC);
 608
 609                         if (!frame->skb) {
 610                                 kfree(frame);
 611                                 goto unlock_and_drop;
 612                         }
 613
 614                         frame->skb->priority = skb->priority;
 615                         frame->skb->dev = skb->dev;
 616
 617                         /* reserve headroom for uncompressed ipv6 header */
 618                         skb_reserve(frame->skb, sizeof(struct ipv6hdr));
 619                         skb_put(frame->skb, frame->length);
 620
 621                         init_timer(&frame->timer);
 622                         /* time out is the same as for ipv6 - 60 sec */
 623                         frame->timer.expires = jiffies + LOWPAN_FRAG_TIMEOUT;
 624                         frame->timer.data = (unsigned long)frame;
 625                         frame->timer.function = lowpan_fragment_timer_expired;
 626
 627                         add_timer(&frame->timer);
 628
 629                         list_add_tail(&frame->list, &lowpan_fragments);
 630                 }
 631
 632                 if ((iphc0 & LOWPAN_DISPATCH_MASK) == LOWPAN_DISPATCH_FRAG1)
 633                         goto unlock_and_drop;
 634
 635                 offset = lowpan_fetch_skb_u8(skb); /* fetch offset */
 636
 637                 /* if payload fits buffer, copy it */
 638                 if (likely((offset * 8 + skb->len) <= frame->length))
 639                         skb_copy_to_linear_data_offset(frame->skb, offset * 8,
 640                                                         skb->data, skb->len);
 641                 else
 642                         goto unlock_and_drop;
 643
 644                 frame->bytes_rcv += skb->len;
 645
 646                 /* frame assembling complete */
 647                 if ((frame->bytes_rcv == frame->length) &&
 648                      frame->timer.expires > jiffies) {
 649                         /* if timer haven't expired - first of all delete it */
 650                         del_timer(&frame->timer);
 651                         list_del(&frame->list);
 652                         spin_unlock(&flist_lock);
 653
 654                         dev_kfree_skb(skb);
 655                         skb = frame->skb;
 656                         kfree(frame);
 657                         iphc0 = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 658                         break;
 659                 }
 660                 spin_unlock(&flist_lock);
 661
 662                 return kfree_skb(skb), 0;
 663         }
 664         default:
 665                 break;
 666         }
 667
 668         iphc1 = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 669
 670         _saddr = mac_cb(skb)->sa.hwaddr;
 671         _daddr = mac_cb(skb)->da.hwaddr;
 672
 673         pr_debug("(%s): iphc0 = %02x, iphc1 = %02x\n", __func__, iphc0, iphc1);
 674
 675         /* another if the CID flag is set */
 676         if (iphc1 & LOWPAN_IPHC_CID) {
 677                 pr_debug("(%s): CID flag is set, increase header with one\n",
 678                                                                 __func__);
 679                 if (!skb->len)
 680                         goto drop;
 681                 num_context = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 682         }
 683
 684         hdr.version = 6;
 685
 686         /* Traffic Class and Flow Label */
 687         switch ((iphc0 & LOWPAN_IPHC_TF) >> 3) {
 688         /*
 689          * Traffic Class and FLow Label carried in-line
 690          * ECN + DSCP + 4-bit Pad + Flow Label (4 bytes)
 691          */
 692         case 0: /* 00b */
 693                 if (!skb->len)
 694                         goto drop;
 695                 tmp = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 696                 memcpy(&hdr.flow_lbl, &skb->data[0], 3);
 697                 skb_pull(skb, 3);
 698                 hdr.priority = ((tmp >> 2) & 0x0f);
 699                 hdr.flow_lbl[0] = ((tmp >> 2) & 0x30) | (tmp << 6) |
 700                                         (hdr.flow_lbl[0] & 0x0f);
 701                 break;
 702         /*
 703          * Traffic class carried in-line
 704          * ECN + DSCP (1 byte), Flow Label is elided
 705          */
 706         case 1: /* 10b */
 707                 if (!skb->len)
 708                         goto drop;
 709                 tmp = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 710                 hdr.priority = ((tmp >> 2) & 0x0f);
 711                 hdr.flow_lbl[0] = ((tmp << 6) & 0xC0) | ((tmp >> 2) & 0x30);
 712                 hdr.flow_lbl[1] = 0;
 713                 hdr.flow_lbl[2] = 0;
 714                 break;
 715         /*
 716          * Flow Label carried in-line
 717          * ECN + 2-bit Pad + Flow Label (3 bytes), DSCP is elided
 718          */
 719         case 2: /* 01b */
 720                 if (!skb->len)
 721                         goto drop;
 722                 tmp = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 723                 hdr.flow_lbl[0] = (skb->data[0] & 0x0F) | ((tmp >> 2) & 0x30);
 724                 memcpy(&hdr.flow_lbl[1], &skb->data[0], 2);
 725                 skb_pull(skb, 2);
 726                 break;
 727         /* Traffic Class and Flow Label are elided */
 728         case 3: /* 11b */
 729                 hdr.priority = 0;
 730                 hdr.flow_lbl[0] = 0;
 731                 hdr.flow_lbl[1] = 0;
 732                 hdr.flow_lbl[2] = 0;
 733                 break;
 734         default:
 735                 break;
 736         }
 737
 738         /* Next Header */
 739         if ((iphc0 & LOWPAN_IPHC_NH_C) == 0) {
 740                 /* Next header is carried inline */
 741                 if (!skb->len)
 742                         goto drop;
 743                 hdr.nexthdr = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 744                 pr_debug("(%s): NH flag is set, next header is carried "
 745                          "inline: %02x\n", __func__, hdr.nexthdr);
 746         }
 747
 748         /* Hop Limit */
 749         if ((iphc0 & 0x03) != LOWPAN_IPHC_TTL_I)
 750                 hdr.hop_limit = lowpan_ttl_values[iphc0 & 0x03];
 751         else {
 752                 if (!skb->len)
 753                         goto drop;
 754                 hdr.hop_limit = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 755         }
 756
 757         /* Extract SAM to the tmp variable */
 758         tmp = ((iphc1 & LOWPAN_IPHC_SAM) >> LOWPAN_IPHC_SAM_BIT) & 0x03;
 759
 760         /* Source address uncompression */
 761         pr_debug("(%s): source address stateless compression\n", __func__);
 762         err = lowpan_uncompress_addr(skb, &hdr.saddr, lowpan_llprefix,
 763                                 lowpan_unc_llconf[tmp], skb->data);
 764         if (err)
 765                 goto drop;
 766
 767         /* Extract DAM to the tmp variable */
 768         tmp = ((iphc1 & LOWPAN_IPHC_DAM_11) >> LOWPAN_IPHC_DAM_BIT) & 0x03;
 769
 770         /* check for Multicast Compression */
 771         if (iphc1 & LOWPAN_IPHC_M) {
 772                 if (iphc1 & LOWPAN_IPHC_DAC) {
 773                         pr_debug("(%s): destination address context-based "
 774                                  "multicast compression\n", __func__);
 775                         /* TODO: implement this */
 776                 } else {
 777                         u8 prefix[] = {0xff, 0x02};
 778
 779                         pr_debug("(%s): destination address non-context-based"
 780                                  " multicast compression\n", __func__);
 781                         if (0 < tmp && tmp < 3) {
 782                                 if (!skb->len)
 783                                         goto drop;
 784                                 else
 785                                         prefix[1] = lowpan_fetch_skb_u8(skb);
 786                         }
 787
 788                         err = lowpan_uncompress_addr(skb, &hdr.daddr, prefix,
 789                                         lowpan_unc_mxconf[tmp], NULL);
 790                         if (err)
 791                                 goto drop;
 792                 }
 793         } else {
 794                 pr_debug("(%s): destination address stateless compression\n",
 795                                                                 __func__);
 796                 err = lowpan_uncompress_addr(skb, &hdr.daddr, lowpan_llprefix,
 797                                 lowpan_unc_llconf[tmp], skb->data);
 798                 if (err)
 799                         goto drop;
 800         }
 801
 802         /* TODO: UDP header parse */
 803
 804         /* Not fragmented package */
 805         hdr.payload_len = htons(skb->len);
 806
 807         pr_debug("(%s): skb headroom size = %d, data length = %d\n", __func__,
 808                                                 skb_headroom(skb), skb->len);
 809
 810         pr_debug("(%s): IPv6 header dump:\n\tversion = %d\n\tlength  = %d\n\t"
 811                  "nexthdr = 0x%02x\n\thop_lim = %d\n", __func__, hdr.version,
 812                  ntohs(hdr.payload_len), hdr.nexthdr, hdr.hop_limit);
 813
 814         lowpan_raw_dump_table(__func__, "raw header dump", (u8 *)&hdr,
 815                                                         sizeof(hdr));
 816         return lowpan_skb_deliver(skb, &hdr);
 817
 818 unlock_and_drop:
 819         spin_unlock(&flist_lock);
 820 drop:
 821         kfree_skb(skb);
 822         return -EINVAL;
 823 }
 824
 825 static int lowpan_set_address(struct net_device *dev, void *p)
 826 {
 827         struct sockaddr *sa = p;
 828
 829         if (netif_running(dev))
 830                 return -EBUSY;
 831
 832         /* TODO: validate addr */
 833         memcpy(dev->dev_addr, sa->sa_data, dev->addr_len);
 834
 835         return 0;
 836 }
 837
 838 static int lowpan_get_mac_header_length(struct sk_buff *skb)
 839 {
 840         /*
 841          * Currently long addressing mode is supported only, so the overall
 842          * header size is 21:
 843          * FC SeqNum DPAN DA  SA  Sec
 844          * 2  +  1  +  2 + 8 + 8 + 0  = 21
 845          */
 846         return 21;
 847 }
 848
 849 static int
 850 lowpan_fragment_xmit(struct sk_buff *skb, u8 *head,
 851                         int mlen, int plen, int offset)
 852 {
 853         struct sk_buff *frag;
 854         int hlen, ret;
 855
 856         /* if payload length is zero, therefore it's a first fragment */
 857         hlen = (plen == 0 ? LOWPAN_FRAG1_HEAD_SIZE :  LOWPAN_FRAGN_HEAD_SIZE);
 858
 859         lowpan_raw_dump_inline(__func__, "6lowpan fragment header", head, hlen);
 860
 861         frag = dev_alloc_skb(hlen + mlen + plen + IEEE802154_MFR_SIZE);
 862         if (!frag)
 863                 return -ENOMEM;
 864
 865         frag->priority = skb->priority;
 866         frag->dev = skb->dev;
 867
 868         /* copy header, MFR and payload */
 869         memcpy(skb_put(frag, mlen), skb->data, mlen);
 870         memcpy(skb_put(frag, hlen), head, hlen);
 871
 872         if (plen)
 873                 skb_copy_from_linear_data_offset(skb, offset + mlen,
 874                                         skb_put(frag, plen), plen);
 875
 876         lowpan_raw_dump_table(__func__, " raw fragment dump", frag->data,
 877                                                                 frag->len);
 878
 879         ret = dev_queue_xmit(frag);
 880
 881         if (ret < 0)
 882                 dev_kfree_skb(frag);
 883
 884         return ret;
 885 }
 886
 887 static int
 888 lowpan_skb_fragmentation(struct sk_buff *skb)
 889 {
 890         int  err, header_length, payload_length, tag, offset = 0;
 891         u8 head[5];
 892
 893         header_length = lowpan_get_mac_header_length(skb);
 894         payload_length = skb->len - header_length;
 895         tag = fragment_tag++;
 896
 897         /* first fragment header */
 898         head[0] = LOWPAN_DISPATCH_FRAG1 | (payload_length & 0x7);
 899         head[1] = (payload_length >> 3) & 0xff;
 900         head[2] = tag & 0xff;
 901         head[3] = tag >> 8;
 902
 903         err = lowpan_fragment_xmit(skb, head, header_length, 0, 0);
 904
 905         /* next fragment header */
 906         head[0] &= ~LOWPAN_DISPATCH_FRAG1;
 907         head[0] |= LOWPAN_DISPATCH_FRAGN;
 908
 909         while ((payload_length - offset > 0) && (err >= 0)) {
 910                 int len = LOWPAN_FRAG_SIZE;
 911
 912                 head[4] = offset / 8;
 913
 914                 if (payload_length - offset < len)
 915                         len = payload_length - offset;
 916
 917                 err = lowpan_fragment_xmit(skb, head, header_length,
 918                                                         len, offset);
 919                 offset += len;
 920         }
 921
 922         return err;
 923 }
 924
 925 static netdev_tx_t lowpan_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 926 {
 927         int err = -1;
 928
 929         pr_debug("(%s): package xmit\n", __func__);
 930
 931         skb->dev = lowpan_dev_info(dev)->real_dev;
 932         if (skb->dev == NULL) {
 933                 pr_debug("(%s) ERROR: no real wpan device found\n", __func__);
 934                 goto error;
 935         }
 936
 937         if (skb->len <= IEEE802154_MTU) {
 938                 err = dev_queue_xmit(skb);
 939                 goto out;
 940         }
 941
 942         pr_debug("(%s): frame is too big, fragmentation is needed\n",
 943                                                                 __func__);
 944         err = lowpan_skb_fragmentation(skb);
 945 error:
 946         dev_kfree_skb(skb);
 947 out:
 948         if (err < 0)
 949                 pr_debug("(%s): ERROR: xmit failed\n", __func__);
 950
 951         return (err < 0 ? NETDEV_TX_BUSY : NETDEV_TX_OK);
 952 }
 953
 954 static void lowpan_dev_free(struct net_device *dev)
 955 {
 956         dev_put(lowpan_dev_info(dev)->real_dev);
 957         free_netdev(dev);
 958 }
 959
 960 static struct header_ops lowpan_header_ops = {
 961         .create = lowpan_header_create,
 962 };
 963
 964 static const struct net_device_ops lowpan_netdev_ops = {
 965         .ndo_start_xmit         = lowpan_xmit,
 966         .ndo_set_mac_address    = lowpan_set_address,
 967 };
 968
 969 static void lowpan_setup(struct net_device *dev)
 970 {
 971         pr_debug("(%s)\n", __func__);
 972
 973         dev->addr_len           = IEEE802154_ADDR_LEN;
 974         memset(dev->broadcast, 0xff, IEEE802154_ADDR_LEN);
 975         dev->type               = ARPHRD_IEEE802154;
 976         /* Frame Control + Sequence Number + Address fields + Security Header */
 977         dev->hard_header_len    = 2 + 1 + 20 + 14;
 978         dev->needed_tailroom    = 2; /* FCS */
 979         dev->mtu                = 1281;
 980         dev->tx_queue_len       = 0;
 981         dev->flags              = IFF_BROADCAST | IFF_MULTICAST;
 982         dev->watchdog_timeo     = 0;
 983
 984         dev->netdev_ops         = &lowpan_netdev_ops;
 985         dev->header_ops         = &lowpan_header_ops;
 986         dev->destructor         = lowpan_dev_free;
 987 }
 988
 989 static int lowpan_validate(struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
 990 {
 991         pr_debug("(%s)\n", __func__);
 992
 993         if (tb[IFLA_ADDRESS]) {
 994                 if (nla_len(tb[IFLA_ADDRESS]) != IEEE802154_ADDR_LEN)
 995                         return -EINVAL;
 996         }
 997         return 0;
 998 }
 999
1000 static int lowpan_rcv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev,
1001         struct packet_type *pt, struct net_device *orig_dev)
1002 {
1003         if (!netif_running(dev))
1004                 goto drop;
1005
1006         if (dev->type != ARPHRD_IEEE802154)
1007                 goto drop;
1008
1009         /* check that it's our buffer */
1010         switch (skb->data[0] & 0xe0) {
1011         case LOWPAN_DISPATCH_IPHC:      /* ipv6 datagram */
1012         case LOWPAN_DISPATCH_FRAG1:     /* first fragment header */
1013         case LOWPAN_DISPATCH_FRAGN:     /* next fragments headers */
1014                 lowpan_process_data(skb);
1015                 break;
1016         default:
1017                 break;
1018         }
1019
1020         return NET_RX_SUCCESS;
1021
1022 drop:
1023         kfree_skb(skb);
1024         return NET_RX_DROP;
1025 }
1026
1027 static int lowpan_newlink(struct net *src_net, struct net_device *dev,
1028                           struct nlattr *tb[], struct nlattr *data[])
1029 {
1030         struct net_device *real_dev;
1031         struct lowpan_dev_record *entry;
1032
1033         pr_debug("(%s)\n", __func__);
1034
1035         if (!tb[IFLA_LINK])
1036                 return -EINVAL;
1037         /* find and hold real wpan device */
1038         real_dev = dev_get_by_index(src_net, nla_get_u32(tb[IFLA_LINK]));
1039         if (!real_dev)
1040                 return -ENODEV;
1041
1042         lowpan_dev_info(dev)->real_dev = real_dev;
1043         mutex_init(&lowpan_dev_info(dev)->dev_list_mtx);
1044
1045         entry = kzalloc(sizeof(struct lowpan_dev_record), GFP_KERNEL);
1046         if (!entry) {
1047                 dev_put(real_dev);
1048                 lowpan_dev_info(dev)->real_dev = NULL;
1049                 return -ENOMEM;
1050         }
1051
1052         entry->ldev = dev;
1053
1054         mutex_lock(&lowpan_dev_info(dev)->dev_list_mtx);
1055         INIT_LIST_HEAD(&entry->list);
1056         list_add_tail(&entry->list, &lowpan_devices);
1057         mutex_unlock(&lowpan_dev_info(dev)->dev_list_mtx);
1058
1059         register_netdevice(dev);
1060
1061         return 0;
1062 }
1063
1064 static void lowpan_dellink(struct net_device *dev, struct list_head *head)
1065 {
1066         struct lowpan_dev_info *lowpan_dev = lowpan_dev_info(dev);
1067         struct net_device *real_dev = lowpan_dev->real_dev;
1068         struct lowpan_dev_record *entry;
1069         struct lowpan_dev_record *tmp;
1070
1071         ASSERT_RTNL();
1072
1073         mutex_lock(&lowpan_dev_info(dev)->dev_list_mtx);
1074         list_for_each_entry_safe(entry, tmp, &lowpan_devices, list) {
1075                 if (entry->ldev == dev) {
1076                         list_del(&entry->list);
1077                         kfree(entry);
1078                 }
1079         }
1080         mutex_unlock(&lowpan_dev_info(dev)->dev_list_mtx);
1081
1082         mutex_destroy(&lowpan_dev_info(dev)->dev_list_mtx);
1083
1084         unregister_netdevice_queue(dev, head);
1085
1086         dev_put(real_dev);
1087 }
1088
1089 static struct rtnl_link_ops lowpan_link_ops __read_mostly = {
1090         .kind           = "lowpan",
1091         .priv_size      = sizeof(struct lowpan_dev_info),
1092         .setup          = lowpan_setup,
1093         .newlink        = lowpan_newlink,
1094         .dellink        = lowpan_dellink,
1095         .validate       = lowpan_validate,
1096 };
1097
1098 static inline int __init lowpan_netlink_init(void)
1099 {
1100         return rtnl_link_register(&lowpan_link_ops);
1101 }
1102
1103 static inline void __init lowpan_netlink_fini(void)
1104 {
1105         rtnl_link_unregister(&lowpan_link_ops);
1106 }
1107
1108 static struct packet_type lowpan_packet_type = {
1109         .type = __constant_htons(ETH_P_IEEE802154),
1110         .func = lowpan_rcv,
1111 };
1112
1113 static int __init lowpan_init_module(void)
1114 {
1115         int err = 0;
1116
1117         pr_debug("(%s)\n", __func__);
1118
1119         err = lowpan_netlink_init();
1120         if (err < 0)
1121                 goto out;
1122
1123         dev_add_pack(&lowpan_packet_type);
1124 out:
1125         return err;
1126 }
1127
1128 static void __exit lowpan_cleanup_module(void)
1129 {
1130         pr_debug("(%s)\n", __func__);
1131
1132         lowpan_netlink_fini();
1133
1134         dev_remove_pack(&lowpan_packet_type);
1135 }
1136
1137 module_init(lowpan_init_module);
1138 module_exit(lowpan_cleanup_module);
1139 MODULE_LICENSE("GPL");
1140 MODULE_ALIAS_RTNL_LINK("lowpan");