]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - net/ipv4/ip_fragment.c
[INET]: Omit double hash calculations in xxx_frag_intern
[karo-tx-linux.git] / net / ipv4 / ip_fragment.c
1 /*
2  * INET         An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
3  *              operating system.  INET is implemented using the  BSD Socket
4  *              interface as the means of communication with the user level.
5  *
6  *              The IP fragmentation functionality.
7  *
8  * Version:     $Id: ip_fragment.c,v 1.59 2002/01/12 07:54:56 davem Exp $
9  *
10  * Authors:     Fred N. van Kempen <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
11  *              Alan Cox <Alan.Cox@linux.org>
12  *
13  * Fixes:
14  *              Alan Cox        :       Split from ip.c , see ip_input.c for history.
15  *              David S. Miller :       Begin massive cleanup...
16  *              Andi Kleen      :       Add sysctls.
17  *              xxxx            :       Overlapfrag bug.
18  *              Ultima          :       ip_expire() kernel panic.
19  *              Bill Hawes      :       Frag accounting and evictor fixes.
20  *              John McDonald   :       0 length frag bug.
21  *              Alexey Kuznetsov:       SMP races, threading, cleanup.
22  *              Patrick McHardy :       LRU queue of frag heads for evictor.
23  */
24
25 #include <linux/compiler.h>
26 #include <linux/module.h>
27 #include <linux/types.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/jiffies.h>
30 #include <linux/skbuff.h>
31 #include <linux/list.h>
32 #include <linux/ip.h>
33 #include <linux/icmp.h>
34 #include <linux/netdevice.h>
35 #include <linux/jhash.h>
36 #include <linux/random.h>
37 #include <net/sock.h>
38 #include <net/ip.h>
39 #include <net/icmp.h>
40 #include <net/checksum.h>
41 #include <net/inetpeer.h>
42 #include <net/inet_frag.h>
43 #include <linux/tcp.h>
44 #include <linux/udp.h>
45 #include <linux/inet.h>
46 #include <linux/netfilter_ipv4.h>
47
48 /* NOTE. Logic of IP defragmentation is parallel to corresponding IPv6
49  * code now. If you change something here, _PLEASE_ update ipv6/reassembly.c
50  * as well. Or notify me, at least. --ANK
51  */
52
53 int sysctl_ipfrag_max_dist __read_mostly = 64;
54
55 struct ipfrag_skb_cb
56 {
57         struct inet_skb_parm    h;
58         int                     offset;
59 };
60
61 #define FRAG_CB(skb)    ((struct ipfrag_skb_cb*)((skb)->cb))
62
63 /* Describe an entry in the "incomplete datagrams" queue. */
64 struct ipq {
65         struct inet_frag_queue q;
66
67         u32             user;
68         __be32          saddr;
69         __be32          daddr;
70         __be16          id;
71         u8              protocol;
72         int             iif;
73         unsigned int    rid;
74         struct inet_peer *peer;
75 };
76
77 struct inet_frags_ctl ip4_frags_ctl __read_mostly = {
78         /*
79          * Fragment cache limits. We will commit 256K at one time. Should we
80          * cross that limit we will prune down to 192K. This should cope with
81          * even the most extreme cases without allowing an attacker to
82          * measurably harm machine performance.
83          */
84         .high_thresh     = 256 * 1024,
85         .low_thresh      = 192 * 1024,
86
87         /*
88          * Important NOTE! Fragment queue must be destroyed before MSL expires.
89          * RFC791 is wrong proposing to prolongate timer each fragment arrival
90          * by TTL.
91          */
92         .timeout         = IP_FRAG_TIME,
93         .secret_interval = 10 * 60 * HZ,
94 };
95
96 static struct inet_frags ip4_frags;
97
98 int ip_frag_nqueues(void)
99 {
100         return ip4_frags.nqueues;
101 }
102
103 int ip_frag_mem(void)
104 {
105         return atomic_read(&ip4_frags.mem);
106 }
107
108 static int ip_frag_reasm(struct ipq *qp, struct sk_buff *prev,
109                          struct net_device *dev);
110
111 static unsigned int ipqhashfn(__be16 id, __be32 saddr, __be32 daddr, u8 prot)
112 {
113         return jhash_3words((__force u32)id << 16 | prot,
114                             (__force u32)saddr, (__force u32)daddr,
115                             ip4_frags.rnd) & (INETFRAGS_HASHSZ - 1);
116 }
117
118 static unsigned int ip4_hashfn(struct inet_frag_queue *q)
119 {
120         struct ipq *ipq;
121
122         ipq = container_of(q, struct ipq, q);
123         return ipqhashfn(ipq->id, ipq->saddr, ipq->daddr, ipq->protocol);
124 }
125
126 /* Memory Tracking Functions. */
127 static __inline__ void frag_kfree_skb(struct sk_buff *skb, int *work)
128 {
129         if (work)
130                 *work -= skb->truesize;
131         atomic_sub(skb->truesize, &ip4_frags.mem);
132         kfree_skb(skb);
133 }
134
135 static __inline__ void ip4_frag_free(struct inet_frag_queue *q)
136 {
137         struct ipq *qp;
138
139         qp = container_of(q, struct ipq, q);
140         if (qp->peer)
141                 inet_putpeer(qp->peer);
142         kfree(qp);
143 }
144
145 static __inline__ struct ipq *frag_alloc_queue(void)
146 {
147         struct ipq *qp = kzalloc(sizeof(struct ipq), GFP_ATOMIC);
148
149         if (!qp)
150                 return NULL;
151         atomic_add(sizeof(struct ipq), &ip4_frags.mem);
152         return qp;
153 }
154
155
156 /* Destruction primitives. */
157
158 static __inline__ void ipq_put(struct ipq *ipq)
159 {
160         inet_frag_put(&ipq->q, &ip4_frags);
161 }
162
163 /* Kill ipq entry. It is not destroyed immediately,
164  * because caller (and someone more) holds reference count.
165  */
166 static void ipq_kill(struct ipq *ipq)
167 {
168         inet_frag_kill(&ipq->q, &ip4_frags);
169 }
170
171 /* Memory limiting on fragments.  Evictor trashes the oldest
172  * fragment queue until we are back under the threshold.
173  */
174 static void ip_evictor(void)
175 {
176         int evicted;
177
178         evicted = inet_frag_evictor(&ip4_frags);
179         if (evicted)
180                 IP_ADD_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS, evicted);
181 }
182
183 /*
184  * Oops, a fragment queue timed out.  Kill it and send an ICMP reply.
185  */
186 static void ip_expire(unsigned long arg)
187 {
188         struct ipq *qp = (struct ipq *) arg;
189
190         spin_lock(&qp->q.lock);
191
192         if (qp->q.last_in & COMPLETE)
193                 goto out;
194
195         ipq_kill(qp);
196
197         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMTIMEOUT);
198         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
199
200         if ((qp->q.last_in&FIRST_IN) && qp->q.fragments != NULL) {
201                 struct sk_buff *head = qp->q.fragments;
202                 /* Send an ICMP "Fragment Reassembly Timeout" message. */
203                 if ((head->dev = dev_get_by_index(&init_net, qp->iif)) != NULL) {
204                         icmp_send(head, ICMP_TIME_EXCEEDED, ICMP_EXC_FRAGTIME, 0);
205                         dev_put(head->dev);
206                 }
207         }
208 out:
209         spin_unlock(&qp->q.lock);
210         ipq_put(qp);
211 }
212
213 /* Creation primitives. */
214
215 static struct ipq *ip_frag_intern(struct ipq *qp_in, unsigned int hash)
216 {
217         struct ipq *qp;
218 #ifdef CONFIG_SMP
219         struct hlist_node *n;
220 #endif
221
222         write_lock(&ip4_frags.lock);
223 #ifdef CONFIG_SMP
224         /* With SMP race we have to recheck hash table, because
225          * such entry could be created on other cpu, while we
226          * promoted read lock to write lock.
227          */
228         hlist_for_each_entry(qp, n, &ip4_frags.hash[hash], q.list) {
229                 if (qp->id == qp_in->id         &&
230                     qp->saddr == qp_in->saddr   &&
231                     qp->daddr == qp_in->daddr   &&
232                     qp->protocol == qp_in->protocol &&
233                     qp->user == qp_in->user) {
234                         atomic_inc(&qp->q.refcnt);
235                         write_unlock(&ip4_frags.lock);
236                         qp_in->q.last_in |= COMPLETE;
237                         ipq_put(qp_in);
238                         return qp;
239                 }
240         }
241 #endif
242         qp = qp_in;
243
244         if (!mod_timer(&qp->q.timer, jiffies + ip4_frags_ctl.timeout))
245                 atomic_inc(&qp->q.refcnt);
246
247         atomic_inc(&qp->q.refcnt);
248         hlist_add_head(&qp->q.list, &ip4_frags.hash[hash]);
249         INIT_LIST_HEAD(&qp->q.lru_list);
250         list_add_tail(&qp->q.lru_list, &ip4_frags.lru_list);
251         ip4_frags.nqueues++;
252         write_unlock(&ip4_frags.lock);
253         return qp;
254 }
255
256 /* Add an entry to the 'ipq' queue for a newly received IP datagram. */
257 static struct ipq *ip_frag_create(struct iphdr *iph, u32 user, unsigned int h)
258 {
259         struct ipq *qp;
260
261         if ((qp = frag_alloc_queue()) == NULL)
262                 goto out_nomem;
263
264         qp->protocol = iph->protocol;
265         qp->id = iph->id;
266         qp->saddr = iph->saddr;
267         qp->daddr = iph->daddr;
268         qp->user = user;
269         qp->peer = sysctl_ipfrag_max_dist ? inet_getpeer(iph->saddr, 1) : NULL;
270
271         /* Initialize a timer for this entry. */
272         init_timer(&qp->q.timer);
273         qp->q.timer.data = (unsigned long) qp;  /* pointer to queue     */
274         qp->q.timer.function = ip_expire;               /* expire function      */
275         spin_lock_init(&qp->q.lock);
276         atomic_set(&qp->q.refcnt, 1);
277
278         return ip_frag_intern(qp, h);
279
280 out_nomem:
281         LIMIT_NETDEBUG(KERN_ERR "ip_frag_create: no memory left !\n");
282         return NULL;
283 }
284
285 /* Find the correct entry in the "incomplete datagrams" queue for
286  * this IP datagram, and create new one, if nothing is found.
287  */
288 static inline struct ipq *ip_find(struct iphdr *iph, u32 user)
289 {
290         __be16 id = iph->id;
291         __be32 saddr = iph->saddr;
292         __be32 daddr = iph->daddr;
293         __u8 protocol = iph->protocol;
294         unsigned int hash;
295         struct ipq *qp;
296         struct hlist_node *n;
297
298         read_lock(&ip4_frags.lock);
299         hash = ipqhashfn(id, saddr, daddr, protocol);
300         hlist_for_each_entry(qp, n, &ip4_frags.hash[hash], q.list) {
301                 if (qp->id == id                &&
302                     qp->saddr == saddr  &&
303                     qp->daddr == daddr  &&
304                     qp->protocol == protocol &&
305                     qp->user == user) {
306                         atomic_inc(&qp->q.refcnt);
307                         read_unlock(&ip4_frags.lock);
308                         return qp;
309                 }
310         }
311         read_unlock(&ip4_frags.lock);
312
313         return ip_frag_create(iph, user, hash);
314 }
315
316 /* Is the fragment too far ahead to be part of ipq? */
317 static inline int ip_frag_too_far(struct ipq *qp)
318 {
319         struct inet_peer *peer = qp->peer;
320         unsigned int max = sysctl_ipfrag_max_dist;
321         unsigned int start, end;
322
323         int rc;
324
325         if (!peer || !max)
326                 return 0;
327
328         start = qp->rid;
329         end = atomic_inc_return(&peer->rid);
330         qp->rid = end;
331
332         rc = qp->q.fragments && (end - start) > max;
333
334         if (rc) {
335                 IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
336         }
337
338         return rc;
339 }
340
341 static int ip_frag_reinit(struct ipq *qp)
342 {
343         struct sk_buff *fp;
344
345         if (!mod_timer(&qp->q.timer, jiffies + ip4_frags_ctl.timeout)) {
346                 atomic_inc(&qp->q.refcnt);
347                 return -ETIMEDOUT;
348         }
349
350         fp = qp->q.fragments;
351         do {
352                 struct sk_buff *xp = fp->next;
353                 frag_kfree_skb(fp, NULL);
354                 fp = xp;
355         } while (fp);
356
357         qp->q.last_in = 0;
358         qp->q.len = 0;
359         qp->q.meat = 0;
360         qp->q.fragments = NULL;
361         qp->iif = 0;
362
363         return 0;
364 }
365
366 /* Add new segment to existing queue. */
367 static int ip_frag_queue(struct ipq *qp, struct sk_buff *skb)
368 {
369         struct sk_buff *prev, *next;
370         struct net_device *dev;
371         int flags, offset;
372         int ihl, end;
373         int err = -ENOENT;
374
375         if (qp->q.last_in & COMPLETE)
376                 goto err;
377
378         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_FRAG_COMPLETE) &&
379             unlikely(ip_frag_too_far(qp)) &&
380             unlikely(err = ip_frag_reinit(qp))) {
381                 ipq_kill(qp);
382                 goto err;
383         }
384
385         offset = ntohs(ip_hdr(skb)->frag_off);
386         flags = offset & ~IP_OFFSET;
387         offset &= IP_OFFSET;
388         offset <<= 3;           /* offset is in 8-byte chunks */
389         ihl = ip_hdrlen(skb);
390
391         /* Determine the position of this fragment. */
392         end = offset + skb->len - ihl;
393         err = -EINVAL;
394
395         /* Is this the final fragment? */
396         if ((flags & IP_MF) == 0) {
397                 /* If we already have some bits beyond end
398                  * or have different end, the segment is corrrupted.
399                  */
400                 if (end < qp->q.len ||
401                     ((qp->q.last_in & LAST_IN) && end != qp->q.len))
402                         goto err;
403                 qp->q.last_in |= LAST_IN;
404                 qp->q.len = end;
405         } else {
406                 if (end&7) {
407                         end &= ~7;
408                         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY)
409                                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
410                 }
411                 if (end > qp->q.len) {
412                         /* Some bits beyond end -> corruption. */
413                         if (qp->q.last_in & LAST_IN)
414                                 goto err;
415                         qp->q.len = end;
416                 }
417         }
418         if (end == offset)
419                 goto err;
420
421         err = -ENOMEM;
422         if (pskb_pull(skb, ihl) == NULL)
423                 goto err;
424
425         err = pskb_trim_rcsum(skb, end - offset);
426         if (err)
427                 goto err;
428
429         /* Find out which fragments are in front and at the back of us
430          * in the chain of fragments so far.  We must know where to put
431          * this fragment, right?
432          */
433         prev = NULL;
434         for (next = qp->q.fragments; next != NULL; next = next->next) {
435                 if (FRAG_CB(next)->offset >= offset)
436                         break;  /* bingo! */
437                 prev = next;
438         }
439
440         /* We found where to put this one.  Check for overlap with
441          * preceding fragment, and, if needed, align things so that
442          * any overlaps are eliminated.
443          */
444         if (prev) {
445                 int i = (FRAG_CB(prev)->offset + prev->len) - offset;
446
447                 if (i > 0) {
448                         offset += i;
449                         err = -EINVAL;
450                         if (end <= offset)
451                                 goto err;
452                         err = -ENOMEM;
453                         if (!pskb_pull(skb, i))
454                                 goto err;
455                         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY)
456                                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
457                 }
458         }
459
460         err = -ENOMEM;
461
462         while (next && FRAG_CB(next)->offset < end) {
463                 int i = end - FRAG_CB(next)->offset; /* overlap is 'i' bytes */
464
465                 if (i < next->len) {
466                         /* Eat head of the next overlapped fragment
467                          * and leave the loop. The next ones cannot overlap.
468                          */
469                         if (!pskb_pull(next, i))
470                                 goto err;
471                         FRAG_CB(next)->offset += i;
472                         qp->q.meat -= i;
473                         if (next->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY)
474                                 next->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
475                         break;
476                 } else {
477                         struct sk_buff *free_it = next;
478
479                         /* Old fragment is completely overridden with
480                          * new one drop it.
481                          */
482                         next = next->next;
483
484                         if (prev)
485                                 prev->next = next;
486                         else
487                                 qp->q.fragments = next;
488
489                         qp->q.meat -= free_it->len;
490                         frag_kfree_skb(free_it, NULL);
491                 }
492         }
493
494         FRAG_CB(skb)->offset = offset;
495
496         /* Insert this fragment in the chain of fragments. */
497         skb->next = next;
498         if (prev)
499                 prev->next = skb;
500         else
501                 qp->q.fragments = skb;
502
503         dev = skb->dev;
504         if (dev) {
505                 qp->iif = dev->ifindex;
506                 skb->dev = NULL;
507         }
508         qp->q.stamp = skb->tstamp;
509         qp->q.meat += skb->len;
510         atomic_add(skb->truesize, &ip4_frags.mem);
511         if (offset == 0)
512                 qp->q.last_in |= FIRST_IN;
513
514         if (qp->q.last_in == (FIRST_IN | LAST_IN) && qp->q.meat == qp->q.len)
515                 return ip_frag_reasm(qp, prev, dev);
516
517         write_lock(&ip4_frags.lock);
518         list_move_tail(&qp->q.lru_list, &ip4_frags.lru_list);
519         write_unlock(&ip4_frags.lock);
520         return -EINPROGRESS;
521
522 err:
523         kfree_skb(skb);
524         return err;
525 }
526
527
528 /* Build a new IP datagram from all its fragments. */
529
530 static int ip_frag_reasm(struct ipq *qp, struct sk_buff *prev,
531                          struct net_device *dev)
532 {
533         struct iphdr *iph;
534         struct sk_buff *fp, *head = qp->q.fragments;
535         int len;
536         int ihlen;
537         int err;
538
539         ipq_kill(qp);
540
541         /* Make the one we just received the head. */
542         if (prev) {
543                 head = prev->next;
544                 fp = skb_clone(head, GFP_ATOMIC);
545
546                 if (!fp)
547                         goto out_nomem;
548
549                 fp->next = head->next;
550                 prev->next = fp;
551
552                 skb_morph(head, qp->q.fragments);
553                 head->next = qp->q.fragments->next;
554
555                 kfree_skb(qp->q.fragments);
556                 qp->q.fragments = head;
557         }
558
559         BUG_TRAP(head != NULL);
560         BUG_TRAP(FRAG_CB(head)->offset == 0);
561
562         /* Allocate a new buffer for the datagram. */
563         ihlen = ip_hdrlen(head);
564         len = ihlen + qp->q.len;
565
566         err = -E2BIG;
567         if (len > 65535)
568                 goto out_oversize;
569
570         /* Head of list must not be cloned. */
571         err = -ENOMEM;
572         if (skb_cloned(head) && pskb_expand_head(head, 0, 0, GFP_ATOMIC))
573                 goto out_nomem;
574
575         /* If the first fragment is fragmented itself, we split
576          * it to two chunks: the first with data and paged part
577          * and the second, holding only fragments. */
578         if (skb_shinfo(head)->frag_list) {
579                 struct sk_buff *clone;
580                 int i, plen = 0;
581
582                 if ((clone = alloc_skb(0, GFP_ATOMIC)) == NULL)
583                         goto out_nomem;
584                 clone->next = head->next;
585                 head->next = clone;
586                 skb_shinfo(clone)->frag_list = skb_shinfo(head)->frag_list;
587                 skb_shinfo(head)->frag_list = NULL;
588                 for (i=0; i<skb_shinfo(head)->nr_frags; i++)
589                         plen += skb_shinfo(head)->frags[i].size;
590                 clone->len = clone->data_len = head->data_len - plen;
591                 head->data_len -= clone->len;
592                 head->len -= clone->len;
593                 clone->csum = 0;
594                 clone->ip_summed = head->ip_summed;
595                 atomic_add(clone->truesize, &ip4_frags.mem);
596         }
597
598         skb_shinfo(head)->frag_list = head->next;
599         skb_push(head, head->data - skb_network_header(head));
600         atomic_sub(head->truesize, &ip4_frags.mem);
601
602         for (fp=head->next; fp; fp = fp->next) {
603                 head->data_len += fp->len;
604                 head->len += fp->len;
605                 if (head->ip_summed != fp->ip_summed)
606                         head->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
607                 else if (head->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE)
608                         head->csum = csum_add(head->csum, fp->csum);
609                 head->truesize += fp->truesize;
610                 atomic_sub(fp->truesize, &ip4_frags.mem);
611         }
612
613         head->next = NULL;
614         head->dev = dev;
615         head->tstamp = qp->q.stamp;
616
617         iph = ip_hdr(head);
618         iph->frag_off = 0;
619         iph->tot_len = htons(len);
620         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMOKS);
621         qp->q.fragments = NULL;
622         return 0;
623
624 out_nomem:
625         LIMIT_NETDEBUG(KERN_ERR "IP: queue_glue: no memory for gluing "
626                               "queue %p\n", qp);
627         goto out_fail;
628 out_oversize:
629         if (net_ratelimit())
630                 printk(KERN_INFO
631                         "Oversized IP packet from %d.%d.%d.%d.\n",
632                         NIPQUAD(qp->saddr));
633 out_fail:
634         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
635         return err;
636 }
637
638 /* Process an incoming IP datagram fragment. */
639 int ip_defrag(struct sk_buff *skb, u32 user)
640 {
641         struct ipq *qp;
642
643         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMREQDS);
644
645         /* Start by cleaning up the memory. */
646         if (atomic_read(&ip4_frags.mem) > ip4_frags_ctl.high_thresh)
647                 ip_evictor();
648
649         /* Lookup (or create) queue header */
650         if ((qp = ip_find(ip_hdr(skb), user)) != NULL) {
651                 int ret;
652
653                 spin_lock(&qp->q.lock);
654
655                 ret = ip_frag_queue(qp, skb);
656
657                 spin_unlock(&qp->q.lock);
658                 ipq_put(qp);
659                 return ret;
660         }
661
662         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
663         kfree_skb(skb);
664         return -ENOMEM;
665 }
666
667 void __init ipfrag_init(void)
668 {
669         ip4_frags.ctl = &ip4_frags_ctl;
670         ip4_frags.hashfn = ip4_hashfn;
671         ip4_frags.destructor = ip4_frag_free;
672         ip4_frags.skb_free = NULL;
673         ip4_frags.qsize = sizeof(struct ipq);
674         inet_frags_init(&ip4_frags);
675 }
676
677 EXPORT_SYMBOL(ip_defrag);