err.no Git - linux-2.6/blob - 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 struct ip4_create_arg {
 112         struct iphdr *iph;
 113         u32 user;
 114 };
 115
 116 static unsigned int ipqhashfn(__be16 id, __be32 saddr, __be32 daddr, u8 prot)
 117 {
 118         return jhash_3words((__force u32)id << 16 | prot,
 119                             (__force u32)saddr, (__force u32)daddr,
 120                             ip4_frags.rnd) & (INETFRAGS_HASHSZ - 1);
 121 }
 122
 123 static unsigned int ip4_hashfn(struct inet_frag_queue *q)
 124 {
 125         struct ipq *ipq;
 126
 127         ipq = container_of(q, struct ipq, q);
 128         return ipqhashfn(ipq->id, ipq->saddr, ipq->daddr, ipq->protocol);
 129 }
 130
 131 static int ip4_frag_match(struct inet_frag_queue *q, void *a)
 132 {
 133         struct ipq *qp;
 134         struct ip4_create_arg *arg = a;
 135
 136         qp = container_of(q, struct ipq, q);
 137         return (qp->id == arg->iph->id &&
 138                         qp->saddr == arg->iph->saddr &&
 139                         qp->daddr == arg->iph->daddr &&
 140                         qp->protocol == arg->iph->protocol &&
 141                         qp->user == arg->user);
 142 }
 143
 144 /* Memory Tracking Functions. */
 145 static __inline__ void frag_kfree_skb(struct sk_buff *skb, int *work)
 146 {
 147         if (work)
 148                 *work -= skb->truesize;
 149         atomic_sub(skb->truesize, &ip4_frags.mem);
 150         kfree_skb(skb);
 151 }
 152
 153 static void ip4_frag_init(struct inet_frag_queue *q, void *a)
 154 {
 155         struct ipq *qp = container_of(q, struct ipq, q);
 156         struct ip4_create_arg *arg = a;
 157
 158         qp->protocol = arg->iph->protocol;
 159         qp->id = arg->iph->id;
 160         qp->saddr = arg->iph->saddr;
 161         qp->daddr = arg->iph->daddr;
 162         qp->user = arg->user;
 163         qp->peer = sysctl_ipfrag_max_dist ?
 164                 inet_getpeer(arg->iph->saddr, 1) : NULL;
 165 }
 166
 167 static __inline__ void ip4_frag_free(struct inet_frag_queue *q)
 168 {
 169         struct ipq *qp;
 170
 171         qp = container_of(q, struct ipq, q);
 172         if (qp->peer)
 173                 inet_putpeer(qp->peer);
 174         kfree(qp);
 175 }
 176
 177
 178 /* Destruction primitives. */
 179
 180 static __inline__ void ipq_put(struct ipq *ipq)
 181 {
 182         inet_frag_put(&ipq->q, &ip4_frags);
 183 }
 184
 185 /* Kill ipq entry. It is not destroyed immediately,
 186  * because caller (and someone more) holds reference count.
 187  */
 188 static void ipq_kill(struct ipq *ipq)
 189 {
 190         inet_frag_kill(&ipq->q, &ip4_frags);
 191 }
 192
 193 /* Memory limiting on fragments.  Evictor trashes the oldest
 194  * fragment queue until we are back under the threshold.
 195  */
 196 static void ip_evictor(void)
 197 {
 198         int evicted;
 199
 200         evicted = inet_frag_evictor(&ip4_frags);
 201         if (evicted)
 202                 IP_ADD_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS, evicted);
 203 }
 204
 205 /*
 206  * Oops, a fragment queue timed out.  Kill it and send an ICMP reply.
 207  */
 208 static void ip_expire(unsigned long arg)
 209 {
 210         struct ipq *qp;
 211
 212         qp = container_of((struct inet_frag_queue *) arg, struct ipq, q);
 213
 214         spin_lock(&qp->q.lock);
 215
 216         if (qp->q.last_in & COMPLETE)
 217                 goto out;
 218
 219         ipq_kill(qp);
 220
 221         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMTIMEOUT);
 222         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 223
 224         if ((qp->q.last_in&FIRST_IN) && qp->q.fragments != NULL) {
 225                 struct sk_buff *head = qp->q.fragments;
 226                 /* Send an ICMP "Fragment Reassembly Timeout" message. */
 227                 if ((head->dev = dev_get_by_index(&init_net, qp->iif)) != NULL) {
 228                         icmp_send(head, ICMP_TIME_EXCEEDED, ICMP_EXC_FRAGTIME, 0);
 229                         dev_put(head->dev);
 230                 }
 231         }
 232 out:
 233         spin_unlock(&qp->q.lock);
 234         ipq_put(qp);
 235 }
 236
 237 /* Find the correct entry in the "incomplete datagrams" queue for
 238  * this IP datagram, and create new one, if nothing is found.
 239  */
 240 static inline struct ipq *ip_find(struct iphdr *iph, u32 user)
 241 {
 242         struct inet_frag_queue *q;
 243         struct ip4_create_arg arg;
 244         unsigned int hash;
 245
 246         arg.iph = iph;
 247         arg.user = user;
 248         hash = ipqhashfn(iph->id, iph->saddr, iph->daddr, iph->protocol);
 249
 250         q = inet_frag_find(&ip4_frags, &arg, hash);
 251         if (q == NULL)
 252                 goto out_nomem;
 253
 254         return container_of(q, struct ipq, q);
 255
 256 out_nomem:
 257         LIMIT_NETDEBUG(KERN_ERR "ip_frag_create: no memory left !\n");
 258         return NULL;
 259 }
 260
 261 /* Is the fragment too far ahead to be part of ipq? */
 262 static inline int ip_frag_too_far(struct ipq *qp)
 263 {
 264         struct inet_peer *peer = qp->peer;
 265         unsigned int max = sysctl_ipfrag_max_dist;
 266         unsigned int start, end;
 267
 268         int rc;
 269
 270         if (!peer || !max)
 271                 return 0;
 272
 273         start = qp->rid;
 274         end = atomic_inc_return(&peer->rid);
 275         qp->rid = end;
 276
 277         rc = qp->q.fragments && (end - start) > max;
 278
 279         if (rc) {
 280                 IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 281         }
 282
 283         return rc;
 284 }
 285
 286 static int ip_frag_reinit(struct ipq *qp)
 287 {
 288         struct sk_buff *fp;
 289
 290         if (!mod_timer(&qp->q.timer, jiffies + ip4_frags_ctl.timeout)) {
 291                 atomic_inc(&qp->q.refcnt);
 292                 return -ETIMEDOUT;
 293         }
 294
 295         fp = qp->q.fragments;
 296         do {
 297                 struct sk_buff *xp = fp->next;
 298                 frag_kfree_skb(fp, NULL);
 299                 fp = xp;
 300         } while (fp);
 301
 302         qp->q.last_in = 0;
 303         qp->q.len = 0;
 304         qp->q.meat = 0;
 305         qp->q.fragments = NULL;
 306         qp->iif = 0;
 307
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 /* Add new segment to existing queue. */
 312 static int ip_frag_queue(struct ipq *qp, struct sk_buff *skb)
 313 {
 314         struct sk_buff *prev, *next;
 315         struct net_device *dev;
 316         int flags, offset;
 317         int ihl, end;
 318         int err = -ENOENT;
 319
 320         if (qp->q.last_in & COMPLETE)
 321                 goto err;
 322
 323         if (!(IPCB(skb)->flags & IPSKB_FRAG_COMPLETE) &&
 324             unlikely(ip_frag_too_far(qp)) &&
 325             unlikely(err = ip_frag_reinit(qp))) {
 326                 ipq_kill(qp);
 327                 goto err;
 328         }
 329
 330         offset = ntohs(ip_hdr(skb)->frag_off);
 331         flags = offset & ~IP_OFFSET;
 332         offset &= IP_OFFSET;
 333         offset <<= 3;           /* offset is in 8-byte chunks */
 334         ihl = ip_hdrlen(skb);
 335
 336         /* Determine the position of this fragment. */
 337         end = offset + skb->len - ihl;
 338         err = -EINVAL;
 339
 340         /* Is this the final fragment? */
 341         if ((flags & IP_MF) == 0) {
 342                 /* If we already have some bits beyond end
 343                  * or have different end, the segment is corrrupted.
 344                  */
 345                 if (end < qp->q.len ||
 346                     ((qp->q.last_in & LAST_IN) && end != qp->q.len))
 347                         goto err;
 348                 qp->q.last_in |= LAST_IN;
 349                 qp->q.len = end;
 350         } else {
 351                 if (end&7) {
 352                         end &= ~7;
 353                         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY)
 354                                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 355                 }
 356                 if (end > qp->q.len) {
 357                         /* Some bits beyond end -> corruption. */
 358                         if (qp->q.last_in & LAST_IN)
 359                                 goto err;
 360                         qp->q.len = end;
 361                 }
 362         }
 363         if (end == offset)
 364                 goto err;
 365
 366         err = -ENOMEM;
 367         if (pskb_pull(skb, ihl) == NULL)
 368                 goto err;
 369
 370         err = pskb_trim_rcsum(skb, end - offset);
 371         if (err)
 372                 goto err;
 373
 374         /* Find out which fragments are in front and at the back of us
 375          * in the chain of fragments so far.  We must know where to put
 376          * this fragment, right?
 377          */
 378         prev = NULL;
 379         for (next = qp->q.fragments; next != NULL; next = next->next) {
 380                 if (FRAG_CB(next)->offset >= offset)
 381                         break;  /* bingo! */
 382                 prev = next;
 383         }
 384
 385         /* We found where to put this one.  Check for overlap with
 386          * preceding fragment, and, if needed, align things so that
 387          * any overlaps are eliminated.
 388          */
 389         if (prev) {
 390                 int i = (FRAG_CB(prev)->offset + prev->len) - offset;
 391
 392                 if (i > 0) {
 393                         offset += i;
 394                         err = -EINVAL;
 395                         if (end <= offset)
 396                                 goto err;
 397                         err = -ENOMEM;
 398                         if (!pskb_pull(skb, i))
 399                                 goto err;
 400                         if (skb->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY)
 401                                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 402                 }
 403         }
 404
 405         err = -ENOMEM;
 406
 407         while (next && FRAG_CB(next)->offset < end) {
 408                 int i = end - FRAG_CB(next)->offset; /* overlap is 'i' bytes */
 409
 410                 if (i < next->len) {
 411                         /* Eat head of the next overlapped fragment
 412                          * and leave the loop. The next ones cannot overlap.
 413                          */
 414                         if (!pskb_pull(next, i))
 415                                 goto err;
 416                         FRAG_CB(next)->offset += i;
 417                         qp->q.meat -= i;
 418                         if (next->ip_summed != CHECKSUM_UNNECESSARY)
 419                                 next->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 420                         break;
 421                 } else {
 422                         struct sk_buff *free_it = next;
 423
 424                         /* Old fragment is completely overridden with
 425                          * new one drop it.
 426                          */
 427                         next = next->next;
 428
 429                         if (prev)
 430                                 prev->next = next;
 431                         else
 432                                 qp->q.fragments = next;
 433
 434                         qp->q.meat -= free_it->len;
 435                         frag_kfree_skb(free_it, NULL);
 436                 }
 437         }
 438
 439         FRAG_CB(skb)->offset = offset;
 440
 441         /* Insert this fragment in the chain of fragments. */
 442         skb->next = next;
 443         if (prev)
 444                 prev->next = skb;
 445         else
 446                 qp->q.fragments = skb;
 447
 448         dev = skb->dev;
 449         if (dev) {
 450                 qp->iif = dev->ifindex;
 451                 skb->dev = NULL;
 452         }
 453         qp->q.stamp = skb->tstamp;
 454         qp->q.meat += skb->len;
 455         atomic_add(skb->truesize, &ip4_frags.mem);
 456         if (offset == 0)
 457                 qp->q.last_in |= FIRST_IN;
 458
 459         if (qp->q.last_in == (FIRST_IN | LAST_IN) && qp->q.meat == qp->q.len)
 460                 return ip_frag_reasm(qp, prev, dev);
 461
 462         write_lock(&ip4_frags.lock);
 463         list_move_tail(&qp->q.lru_list, &ip4_frags.lru_list);
 464         write_unlock(&ip4_frags.lock);
 465         return -EINPROGRESS;
 466
 467 err:
 468         kfree_skb(skb);
 469         return err;
 470 }
 471
 472
 473 /* Build a new IP datagram from all its fragments. */
 474
 475 static int ip_frag_reasm(struct ipq *qp, struct sk_buff *prev,
 476                          struct net_device *dev)
 477 {
 478         struct iphdr *iph;
 479         struct sk_buff *fp, *head = qp->q.fragments;
 480         int len;
 481         int ihlen;
 482         int err;
 483
 484         ipq_kill(qp);
 485
 486         /* Make the one we just received the head. */
 487         if (prev) {
 488                 head = prev->next;
 489                 fp = skb_clone(head, GFP_ATOMIC);
 490
 491                 if (!fp)
 492                         goto out_nomem;
 493
 494                 fp->next = head->next;
 495                 prev->next = fp;
 496
 497                 skb_morph(head, qp->q.fragments);
 498                 head->next = qp->q.fragments->next;
 499
 500                 kfree_skb(qp->q.fragments);
 501                 qp->q.fragments = head;
 502         }
 503
 504         BUG_TRAP(head != NULL);
 505         BUG_TRAP(FRAG_CB(head)->offset == 0);
 506
 507         /* Allocate a new buffer for the datagram. */
 508         ihlen = ip_hdrlen(head);
 509         len = ihlen + qp->q.len;
 510
 511         err = -E2BIG;
 512         if (len > 65535)
 513                 goto out_oversize;
 514
 515         /* Head of list must not be cloned. */
 516         err = -ENOMEM;
 517         if (skb_cloned(head) && pskb_expand_head(head, 0, 0, GFP_ATOMIC))
 518                 goto out_nomem;
 519
 520         /* If the first fragment is fragmented itself, we split
 521          * it to two chunks: the first with data and paged part
 522          * and the second, holding only fragments. */
 523         if (skb_shinfo(head)->frag_list) {
 524                 struct sk_buff *clone;
 525                 int i, plen = 0;
 526
 527                 if ((clone = alloc_skb(0, GFP_ATOMIC)) == NULL)
 528                         goto out_nomem;
 529                 clone->next = head->next;
 530                 head->next = clone;
 531                 skb_shinfo(clone)->frag_list = skb_shinfo(head)->frag_list;
 532                 skb_shinfo(head)->frag_list = NULL;
 533                 for (i=0; i<skb_shinfo(head)->nr_frags; i++)
 534                         plen += skb_shinfo(head)->frags[i].size;
 535                 clone->len = clone->data_len = head->data_len - plen;
 536                 head->data_len -= clone->len;
 537                 head->len -= clone->len;
 538                 clone->csum = 0;
 539                 clone->ip_summed = head->ip_summed;
 540                 atomic_add(clone->truesize, &ip4_frags.mem);
 541         }
 542
 543         skb_shinfo(head)->frag_list = head->next;
 544         skb_push(head, head->data - skb_network_header(head));
 545         atomic_sub(head->truesize, &ip4_frags.mem);
 546
 547         for (fp=head->next; fp; fp = fp->next) {
 548                 head->data_len += fp->len;
 549                 head->len += fp->len;
 550                 if (head->ip_summed != fp->ip_summed)
 551                         head->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 552                 else if (head->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE)
 553                         head->csum = csum_add(head->csum, fp->csum);
 554                 head->truesize += fp->truesize;
 555                 atomic_sub(fp->truesize, &ip4_frags.mem);
 556         }
 557
 558         head->next = NULL;
 559         head->dev = dev;
 560         head->tstamp = qp->q.stamp;
 561
 562         iph = ip_hdr(head);
 563         iph->frag_off = 0;
 564         iph->tot_len = htons(len);
 565         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMOKS);
 566         qp->q.fragments = NULL;
 567         return 0;
 568
 569 out_nomem:
 570         LIMIT_NETDEBUG(KERN_ERR "IP: queue_glue: no memory for gluing "
 571                               "queue %p\n", qp);
 572         goto out_fail;
 573 out_oversize:
 574         if (net_ratelimit())
 575                 printk(KERN_INFO
 576                         "Oversized IP packet from %d.%d.%d.%d.\n",
 577                         NIPQUAD(qp->saddr));
 578 out_fail:
 579         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 580         return err;
 581 }
 582
 583 /* Process an incoming IP datagram fragment. */
 584 int ip_defrag(struct sk_buff *skb, u32 user)
 585 {
 586         struct ipq *qp;
 587
 588         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMREQDS);
 589
 590         /* Start by cleaning up the memory. */
 591         if (atomic_read(&ip4_frags.mem) > ip4_frags_ctl.high_thresh)
 592                 ip_evictor();
 593
 594         /* Lookup (or create) queue header */
 595         if ((qp = ip_find(ip_hdr(skb), user)) != NULL) {
 596                 int ret;
 597
 598                 spin_lock(&qp->q.lock);
 599
 600                 ret = ip_frag_queue(qp, skb);
 601
 602                 spin_unlock(&qp->q.lock);
 603                 ipq_put(qp);
 604                 return ret;
 605         }
 606
 607         IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 608         kfree_skb(skb);
 609         return -ENOMEM;
 610 }
 611
 612 void __init ipfrag_init(void)
 613 {
 614         ip4_frags.ctl = &ip4_frags_ctl;
 615         ip4_frags.hashfn = ip4_hashfn;
 616         ip4_frags.constructor = ip4_frag_init;
 617         ip4_frags.destructor = ip4_frag_free;
 618         ip4_frags.skb_free = NULL;
 619         ip4_frags.qsize = sizeof(struct ipq);
 620         ip4_frags.match = ip4_frag_match;
 621         ip4_frags.frag_expire = ip_expire;
 622         inet_frags_init(&ip4_frags);
 623 }
 624
 625 EXPORT_SYMBOL(ip_defrag);