src/kernel/mptp.c

   1 #include <linux/module.h>
   2 #include <linux/version.h>
   3 #include <net/sock.h>
   4 #include <net/protocol.h>
   5 #include <net/ip.h>
   6 #include <net/route.h>
   7
   8 #include "mptp.h"
   9 #include "debug.h"
  10
  11 MODULE_DESCRIPTION("Multi-Party Transport Protocol");
  12 MODULE_AUTHOR("Adrian Bondrescu/Cornel Mercan");
  13 MODULE_LICENSE("GPL");
  14
  15 struct mptp_sock {
  16         struct inet_sock sock;
  17         /* mptp socket speciffic data */
  18         uint8_t src;
  19         uint8_t dst;
  20 };
  21
  22 static struct mptp_sock * sock_port_map[MAX_MPTP_PORT];
  23
  24 static inline struct mptp_sock * mptp_sk(struct sock * sock)
  25 {
  26         return (struct mptp_sock *)(sock);
  27 }
  28
  29 static inline struct mptphdr * mptp_hdr(const struct sk_buff * skb)
  30 {
  31         return (struct mptphdr *) skb_transport_header(skb);
  32 }
  33
  34 static inline uint8_t get_next_free_port(void)
  35 {
  36         int i;
  37         for (i = MIN_MPTP_PORT; i < MAX_MPTP_PORT; i ++)
  38                 if (sock_port_map[i] == NULL)
  39                         return i;
  40         return 0;
  41 }
  42
  43 static inline void mptp_unhash(uint8_t port)
  44 {
  45         sock_port_map[port] = NULL;
  46 }
  47
  48 static inline void mptp_hash(uint8_t port, struct mptp_sock *ssh)
  49 {
  50         sock_port_map[port] = ssh;
  51 }
  52
  53 static inline struct mptp_sock * mptp_lookup(uint8_t port)
  54 {
  55         return sock_port_map[port];
  56 }
  57
  58 static int mptp_release(struct socket *sock)
  59 {
  60         struct sock *sk = sock->sk;
  61         struct mptp_sock * ssk = mptp_sk(sk);
  62
  63         if (unlikely(!sk))
  64                 return 0;
  65
  66         mptp_unhash(ssk->src);
  67
  68         sock_prot_inuse_add(sock_net(sk), sk->sk_prot, -1);
  69
  70         synchronize_net();
  71
  72         sock_orphan(sk);
  73         sock->sk = NULL;
  74
  75         skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
  76
  77         log_debug("mptp_release sock=%p\n", sk);
  78         sock_put(sk);
  79
  80         return 0;
  81 }
  82
  83 static int mptp_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int addr_len)
  84 {
  85         struct sockaddr_mptp *mptp_addr;
  86         struct mptp_sock *ssk;
  87         int err;
  88         uint8_t port;
  89
  90         if (unlikely(addr_len < sizeof(struct sockaddr_mptp))) {
  91                 log_error("Invalid size for sockaddr\n");
  92                 err = -EINVAL;
  93                 goto out;
  94         }
  95
  96         mptp_addr = (struct sockaddr_mptp *) addr;
  97
  98         port = mptp_addr->dests[0].port;
  99
 100         if (unlikely(port == 0 || port >= MAX_MPTP_PORT)) {
 101                 log_error("Invalid value for sockaddr port (%u)\n", port);
 102                 err = -EINVAL;
 103                 goto out;
 104         }
 105
 106         if (unlikely(mptp_lookup(port) != NULL)) {
 107                 log_error("Port %u already in use\n", port);
 108                 err = -EADDRINUSE;
 109                 goto out;
 110         }
 111
 112         ssk = mptp_sk(sock->sk);
 113     sock->sk->sk_rcvbuf = 10 * 1024 * 1024;
 114         ssk->src = port;
 115
 116         mptp_hash(port, ssk);
 117
 118         log_debug("Socket %p bound to port %u\n", ssk, port);
 119
 120         return 0;
 121
 122 out:
 123         return err;
 124 }
 125
 126 static int mptp_connect(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int addr_len, int flags)
 127 {
 128         int err;
 129         struct sock * sk;
 130         struct inet_sock * isk;
 131         struct mptp_sock * ssk;
 132
 133         log_debug("mptp_connect\n");
 134
 135         if (unlikely(sock == NULL)) {
 136                 log_error("Sock is NULL\n");
 137                 err = -EINVAL;
 138                 goto out;
 139         }
 140         sk = sock->sk;
 141
 142         if (unlikely(sk == NULL)) {
 143                 log_error("Sock->sk is NULL\n");
 144                 err = -EINVAL;
 145                 goto out;
 146         }
 147
 148         isk = inet_sk(sk);
 149         ssk = mptp_sk(sk);
 150
 151         if (unlikely(ssk->src != 0)) {
 152                 log_error("ssk->src is not NULL\n");
 153                 err = -EINVAL;
 154                 goto out;
 155         }
 156
 157         if (likely(addr)) {
 158                 struct sockaddr_mptp * mptp_addr = (struct sockaddr_mptp *) addr;
 159
 160         if (unlikely(addr_len < sizeof(*mptp_addr) ||
 161                      addr_len < mptp_addr->count * sizeof(struct mptp_dest) ||
 162                      mptp_addr->count <= 0)) {
 163                         log_error("Invalid size or address family\n");
 164                         err = -EINVAL;
 165                         goto out;
 166                 }
 167                 ssk->dst = mptp_addr->dests[0].port;
 168                 if (unlikely(ssk->dst == 0 || ssk->dst >= MAX_MPTP_PORT)) {
 169                         log_error("Invalid value for destination port(%u)\n", ssk->dst);
 170                         err = -EINVAL;
 171                         goto out;
 172                 }
 173
 174                 isk->inet_daddr = mptp_addr->dests[0].addr;
 175                 log_debug("Received from user space destination port=%u and address=%u\n", ssk->dst, isk->inet_daddr);
 176         } else {
 177                 log_error("Invalid mptp_addr (NULL)\n");
 178                 err = -EINVAL;
 179                 goto out;
 180         }
 181
 182         ssk->src = get_next_free_port();
 183         if (unlikely(ssk->src == 0)) {
 184                 log_error("No free ports\n");
 185                 err = -ENOMEM;
 186                 goto out;
 187         }
 188
 189         mptp_hash(ssk->src, ssk);
 190
 191         return 0;
 192
 193 out:
 194         return err;
 195 }
 196
 197 static int mptp_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock, struct msghdr *msg, size_t len)
 198 {
 199         int err;
 200         uint8_t dport;
 201     __be32 daddr;
 202     uint8_t sport;
 203     struct sk_buff * skb;
 204     struct sock * sk;
 205     struct inet_sock * isk;
 206     struct mptp_sock * ssk;
 207     struct mptphdr * shdr;
 208     int connected = 0;
 209     int totlen;
 210     struct rtable * rt = NULL;
 211     int dests = 0;
 212     int i;
 213     struct sockaddr_mptp * mptp_addr = NULL;
 214
 215     if (unlikely(sock == NULL)) {
 216         log_error("Sock is NULL\n");
 217         err = -EINVAL;
 218         goto out;
 219     }
 220     sk = sock->sk;
 221
 222     if (unlikely(sk == NULL)) {
 223         log_error("Sock->sk is NULL\n");
 224         err = -EINVAL;
 225         goto out;
 226     }
 227
 228     isk = inet_sk(sk);
 229     ssk = mptp_sk(sk);
 230
 231     sport = ssk->src;
 232     if (sport == 0) {
 233         sport = get_next_free_port();
 234         if (unlikely(sport == 0)) {
 235             log_error("No free ports\n");
 236             err = -ENOMEM;
 237             goto out;
 238         }
 239     }
 240
 241     if (msg->msg_name) {
 242         mptp_addr = (struct sockaddr_mptp *) msg->msg_name;
 243
 244         if (unlikely(msg->msg_namelen < sizeof(*mptp_addr) ||
 245                      msg->msg_namelen < mptp_addr->count * sizeof(struct mptp_dest) ||
 246                      mptp_addr->count <= 0)) {
 247             log_error("Invalid size for msg_name\n");
 248             err = -EINVAL;
 249             goto out;
 250         }
 251
 252         dests = mptp_addr->count;
 253     } else {
 254         BUG();
 255         if (unlikely(!ssk->dst || !isk->inet_daddr)) {
 256             log_error("No destination port/address\n");
 257             err = -EDESTADDRREQ;
 258             goto out;
 259         }
 260         dport = ssk->dst;
 261         daddr = isk->inet_daddr;
 262
 263         log_debug("Got from socket destination port=%u and address=%u\n", dport, daddr);
 264         connected = 1;
 265     }
 266
 267     if (msg->msg_iovlen < dests)
 268         dests = msg->msg_iovlen;
 269
 270     for (i = 0; i < dests; i++) {
 271         struct mptp_dest *dest = &mptp_addr->dests[i];
 272         struct iovec *iov = &msg->msg_iov[i];
 273         char *payload;
 274
 275         dport = dest->port;
 276         if (unlikely(dport == 0 || dport >= MAX_MPTP_PORT)) {
 277             log_error("Invalid value for destination port(%u)\n", dport);
 278             err = -EINVAL;
 279             goto out;
 280         }
 281
 282         daddr = dest->addr;
 283         log_debug("Received from user space destination port=%u and address=%u\n", dport, daddr);
 284
 285         len = iov->iov_len;
 286         totlen = len + sizeof(struct mptphdr) + sizeof(struct iphdr);
 287         skb = sock_alloc_send_skb(sk, totlen, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT, &err);
 288         if (unlikely(!skb)) {
 289             log_error("sock_alloc_send_skb failed\n");
 290             goto out;
 291         }
 292         log_debug("Allocated %u bytes for skb (payload size=%u)\n", totlen, len);
 293
 294         skb_reset_network_header(skb);
 295         skb_reserve(skb, sizeof(struct iphdr));
 296         log_debug("Reseted network header\n");
 297         skb_reset_transport_header(skb);
 298         skb_put(skb, sizeof(struct mptphdr));
 299         log_debug("Reseted transport header\n");
 300
 301         shdr = (struct mptphdr *) skb_transport_header(skb);
 302         shdr->dst = dport;
 303         shdr->src = sport;
 304         shdr->len = ntohs(len + sizeof(struct mptphdr));
 305
 306         payload = skb_put(skb, len);
 307         log_debug("payload=%p\n", payload);
 308
 309         err = skb_copy_datagram_from_iovec(skb, sizeof(struct mptphdr), iov, 0, len);
 310         if (unlikely(err)) {
 311             log_error("skb_copy_datagram_from_iovec failed\n");
 312             goto out_free;
 313         }
 314         log_debug("Copied %u bytes into the skb\n", len);
 315
 316         if (connected)
 317             rt = (struct rtable *) __sk_dst_check(sk, 0);
 318
 319         if (rt == NULL) {
 320             struct flowi fl = { .fl4_dst = daddr,
 321                 .proto = sk->sk_protocol,
 322                 .flags = inet_sk_flowi_flags(sk),
 323             };
 324             err = ip_route_output_flow(sock_net(sk), &rt, &fl, sk, 0);
 325             if (unlikely(err)) {
 326                 log_error("Route lookup failed\n");
 327                 goto out_free;
 328             }
 329 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2, 6, 36)
 330             sk_dst_set(sk, dst_clone(&rt->u.dst));
 331 #else
 332             sk_dst_set(sk, dst_clone(&rt->dst));
 333 #endif
 334         }
 335
 336         skb->local_df = 1;
 337         err = ip_queue_xmit(skb);
 338         if (likely(!err))
 339             log_debug("Sent %u bytes on wire\n", len);
 340         else
 341             log_error("ip_queue_xmit failed\n");
 342     }
 343
 344         return err;
 345
 346 out_free:
 347         kfree(skb);
 348
 349 out:
 350         return err;
 351 }
 352
 353 static int mptp_recvmsg(struct kiocb *iocb, struct socket *sock, struct msghdr *msg, size_t len, int flags)
 354 {
 355         struct sk_buff *skb;
 356         struct sockaddr_mptp *mptp_addr;
 357         struct sock * sk = sock->sk;
 358         int err, copied;
 359         int i;
 360         struct sockaddr_mptp *ret_addr = (struct sockaddr_mptp *) msg->msg_name;
 361
 362     log_debug("Trying to receive sock=%p sk=%p flags=%d\n", sock, sk, flags);
 363
 364         skb = skb_recv_datagram(sk, flags, flags & MSG_DONTWAIT, &err);
 365         if (unlikely(!skb)) {
 366                 log_error("skb_recv_datagram failed with %d\n", err);
 367                 goto out;
 368         }
 369
 370         for (i = 0; i < msg->msg_iovlen; i++) {
 371                 log_debug("Received skb %p\n", skb);
 372
 373                 mptp_addr = (struct sockaddr_mptp *) skb->cb;
 374
 375                 copied = skb->len;
 376                 if (copied > msg->msg_iov[i].iov_len) {
 377                         copied = msg->msg_iov[i].iov_len;
 378                         msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
 379                 }
 380
 381                 err = skb_copy_datagram_iovec(skb, 0, &msg->msg_iov[i], copied);
 382                 if (unlikely(err)) {
 383                         log_error("skb_copy_datagram_iovec\n");
 384                         goto out_free;
 385                 }
 386                 log_debug("Received %d bytes\n", copied);
 387
 388                 sock_recv_ts_and_drops(msg, sk, skb);
 389
 390                 if (ret_addr)
 391                         memcpy(&ret_addr->dests[i], &mptp_addr->dests[0], sizeof(ret_addr->dests[i]));
 392
 393                 err = copied;
 394
 395 out_free:
 396             skb_free_datagram(sk, skb);
 397
 398                 if (i == msg->msg_iovlen - 1)
 399                         break;
 400
 401                 skb = skb_recv_datagram(sk, flags, 1, &err);
 402                 if (likely(err == -EAGAIN)) {
 403                         log_debug("No more skbs in the queue, returning...\n");
 404                         err = copied;
 405                         break;
 406                 }
 407         }
 408
 409         ret_addr->count = i + 1;
 410         msg->msg_namelen = sizeof(struct sockaddr_mptp) + (i + 1) * sizeof(struct mptp_dest);
 411
 412 out:
 413         return err;
 414 }
 415
 416 static int mptp_rcv(struct sk_buff *skb)
 417 {
 418         struct mptphdr *shdr;
 419         struct mptp_sock *ssk;
 420         __be16 len;
 421         uint8_t src, dst;
 422         struct sockaddr_mptp * mptp_addr;
 423         int err;
 424         int addr_size = sizeof(struct sockaddr_mptp) + sizeof(struct mptp_dest);
 425
 426         if (unlikely(!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct mptphdr)))) {
 427                 log_error("Insufficient space for header\n");
 428                 goto drop;
 429         }
 430
 431         shdr = (struct mptphdr *) skb->data;
 432         len = ntohs(shdr->len);
 433
 434         if (unlikely(skb->len < len)) {
 435                 log_error("Malformed packet (packet_len=%u, skb_len=%u)\n", len, skb->len);
 436                 goto drop;
 437         }
 438
 439         if (unlikely(len < sizeof(struct mptphdr))) {
 440                 log_error("Malformed packet (packet_len=%u sizeof(mptphdr)=%u\n", len, sizeof(struct mptphdr));
 441                 goto drop;
 442         }
 443
 444         src = shdr->src;
 445         dst = shdr->dst;
 446         if (unlikely(src == 0 || dst == 0 || src >= MAX_MPTP_PORT || dst >= MAX_MPTP_PORT)) {
 447                 log_error("Malformed packet (src=%u, dst=%u)\n", shdr->src, shdr->dst);
 448                 goto drop;
 449         }
 450
 451         skb_pull(skb, sizeof(struct mptphdr));
 452         len -= sizeof(struct mptphdr);
 453
 454         pskb_trim(skb, len);
 455
 456         log_debug("Received %u bytes from from port=%u to port=%u\n", len - sizeof(struct mptphdr), src, dst);
 457
 458         ssk = mptp_lookup(dst);
 459         if (ssk == NULL) {
 460                 log_error("MPTP lookup failed for port %u\n", dst);
 461                 goto drop;
 462         }
 463
 464         BUG_ON(addr_size > sizeof(skb->cb));
 465
 466         mptp_addr = (struct sockaddr_mptp *) skb->cb;
 467         mptp_addr->dests[0].port = shdr->src;
 468         mptp_addr->dests[0].addr = ip_hdr(skb)->saddr;
 469
 470         log_debug("Setting sin_port=%u, sin_addr=%u\n", ntohs(shdr->src), mptp_addr->dests[0].addr);
 471
 472         err = ip_queue_rcv_skb((struct sock *) &ssk->sock, skb);
 473         if (unlikely(err)) {
 474                 log_error("ip_queue_rcv_skb failed with %d\n", err);
 475                 consume_skb(skb);
 476         }
 477         return NET_RX_SUCCESS;
 478
 479 drop:
 480         kfree(skb);
 481         return NET_RX_DROP;
 482 }
 483
 484 static struct proto mptp_prot = {
 485         .obj_size = sizeof(struct mptp_sock),
 486         .owner    = THIS_MODULE,
 487         .name     = "MPTP",
 488 };
 489
 490 static const struct proto_ops mptp_ops = {
 491         .family     = PF_INET,
 492         .owner      = THIS_MODULE,
 493         .release    = mptp_release,
 494         .bind       = mptp_bind,
 495         .connect    = mptp_connect,
 496         .socketpair = sock_no_socketpair,
 497         .accept     = sock_no_accept,
 498         .getname    = sock_no_getname,
 499         .poll       = datagram_poll,
 500         .ioctl      = sock_no_ioctl,
 501         .listen     = sock_no_listen,
 502         .shutdown   = sock_no_shutdown,
 503         .setsockopt = sock_no_setsockopt,
 504         .getsockopt = sock_no_getsockopt,
 505         .sendmsg    = mptp_sendmsg,
 506         .recvmsg    = mptp_recvmsg,
 507         .mmap       = sock_no_mmap,
 508         .sendpage   = sock_no_sendpage,
 509 };
 510
 511 static const struct net_protocol mptp_protocol = {
 512         .handler   = mptp_rcv,
 513         .no_policy = 1,
 514         .netns_ok  = 1,
 515 };
 516
 517 static struct inet_protosw mptp_protosw = {
 518         .type     = SOCK_DGRAM,
 519         .protocol = IPPROTO_MPTP,
 520         .prot     = &mptp_prot,
 521         .ops      = &mptp_ops,
 522         .no_check = 0,
 523 };
 524
 525 static int __init mptp_init(void)
 526 {
 527         int rc;
 528
 529         rc = proto_register(&mptp_prot, 1);
 530         if (unlikely(rc)) {
 531                 log_error("Error registering mptp protocol\n");
 532                 goto out;
 533         }
 534
 535         rc = inet_add_protocol(&mptp_protocol, IPPROTO_MPTP);
 536         if (unlikely(rc)) {
 537                 log_error("Error adding mptp protocol\n");
 538                 goto out_unregister;
 539         }
 540
 541         inet_register_protosw(&mptp_protosw);
 542         log_debug("MPTP entered\n");
 543
 544         return 0;
 545
 546 out_unregister:
 547         proto_unregister(&mptp_prot);
 548
 549 out:
 550         return rc;
 551 }
 552
 553 static void __exit mptp_exit(void)
 554 {
 555         inet_unregister_protosw(&mptp_protosw);
 556
 557         inet_del_protocol(&mptp_protocol, IPPROTO_MPTP);
 558
 559         proto_unregister(&mptp_prot);
 560
 561         log_debug("MPTP exited\n");
 562 }
 563
 564 module_init(mptp_init);
 565 module_exit(mptp_exit);