Branch data Line data Source code
1 : : /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
2 : : /*
3 : : * INET An implementation of the TCP/IP protocol suite for the LINUX
4 : : * operating system. INET is implemented using the BSD Socket
5 : : * interface as the means of communication with the user level.
6 : : *
7 : : * Authors: Lotsa people, from code originally in tcp
8 : : */
9 : :
10 : : #ifndef _INET_HASHTABLES_H
11 : : #define _INET_HASHTABLES_H
12 : :
13 : :
14 : : #include <linux/interrupt.h>
15 : : #include <linux/ip.h>
16 : : #include <linux/ipv6.h>
17 : : #include <linux/list.h>
18 : : #include <linux/slab.h>
19 : : #include <linux/socket.h>
20 : : #include <linux/spinlock.h>
21 : : #include <linux/types.h>
22 : : #include <linux/wait.h>
23 : :
24 : : #include <net/inet_connection_sock.h>
25 : : #include <net/inet_sock.h>
26 : : #include <net/sock.h>
27 : : #include <net/route.h>
28 : : #include <net/tcp_states.h>
29 : : #include <net/netns/hash.h>
30 : :
31 : : #include <linux/refcount.h>
32 : : #include <asm/byteorder.h>
33 : :
34 : : /* This is for all connections with a full identity, no wildcards.
35 : : * The 'e' prefix stands for Establish, but we really put all sockets
36 : : * but LISTEN ones.
37 : : */
38 : : struct inet_ehash_bucket {
39 : : struct hlist_nulls_head chain;
40 : : };
41 : :
42 : : /* There are a few simple rules, which allow for local port reuse by
43 : : * an application. In essence:
44 : : *
45 : : * 1) Sockets bound to different interfaces may share a local port.
46 : : * Failing that, goto test 2.
47 : : * 2) If all sockets have sk->sk_reuse set, and none of them are in
48 : : * TCP_LISTEN state, the port may be shared.
49 : : * Failing that, goto test 3.
50 : : * 3) If all sockets are bound to a specific inet_sk(sk)->rcv_saddr local
51 : : * address, and none of them are the same, the port may be
52 : : * shared.
53 : : * Failing this, the port cannot be shared.
54 : : *
55 : : * The interesting point, is test #2. This is what an FTP server does
56 : : * all day. To optimize this case we use a specific flag bit defined
57 : : * below. As we add sockets to a bind bucket list, we perform a
58 : : * check of: (newsk->sk_reuse && (newsk->sk_state != TCP_LISTEN))
59 : : * As long as all sockets added to a bind bucket pass this test,
60 : : * the flag bit will be set.
61 : : * The resulting situation is that tcp_v[46]_verify_bind() can just check
62 : : * for this flag bit, if it is set and the socket trying to bind has
63 : : * sk->sk_reuse set, we don't even have to walk the owners list at all,
64 : : * we return that it is ok to bind this socket to the requested local port.
65 : : *
66 : : * Sounds like a lot of work, but it is worth it. In a more naive
67 : : * implementation (ie. current FreeBSD etc.) the entire list of ports
68 : : * must be walked for each data port opened by an ftp server. Needless
69 : : * to say, this does not scale at all. With a couple thousand FTP
70 : : * users logged onto your box, isn't it nice to know that new data
71 : : * ports are created in O(1) time? I thought so. ;-) -DaveM
72 : : */
73 : : #define FASTREUSEPORT_ANY 1
74 : : #define FASTREUSEPORT_STRICT 2
75 : :
76 : : struct inet_bind_bucket {
77 : : possible_net_t ib_net;
78 : : int l3mdev;
79 : : unsigned short port;
80 : : signed char fastreuse;
81 : : signed char fastreuseport;
82 : : kuid_t fastuid;
83 : : #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
84 : : struct in6_addr fast_v6_rcv_saddr;
85 : : #endif
86 : : __be32 fast_rcv_saddr;
87 : : unsigned short fast_sk_family;
88 : : bool fast_ipv6_only;
89 : : struct hlist_node node;
90 : : struct hlist_head owners;
91 : : };
92 : :
93 : : static inline struct net *ib_net(struct inet_bind_bucket *ib)
94 : : {
95 : : return read_pnet(&ib->ib_net);
96 : : }
97 : :
98 : : #define inet_bind_bucket_for_each(tb, head) \
99 : : hlist_for_each_entry(tb, head, node)
100 : :
101 : : struct inet_bind_hashbucket {
102 : : spinlock_t lock;
103 : : struct hlist_head chain;
104 : : };
105 : :
106 : : /* Sockets can be hashed in established or listening table.
107 : : * We must use different 'nulls' end-of-chain value for all hash buckets :
108 : : * A socket might transition from ESTABLISH to LISTEN state without
109 : : * RCU grace period. A lookup in ehash table needs to handle this case.
110 : : */
111 : : #define LISTENING_NULLS_BASE (1U << 29)
112 : : struct inet_listen_hashbucket {
113 : : spinlock_t lock;
114 : : unsigned int count;
115 : : union {
116 : : struct hlist_head head;
117 : : struct hlist_nulls_head nulls_head;
118 : : };
119 : : };
120 : :
121 : : /* This is for listening sockets, thus all sockets which possess wildcards. */
122 : : #define INET_LHTABLE_SIZE 32 /* Yes, really, this is all you need. */
123 : :
124 : : struct inet_hashinfo {
125 : : /* This is for sockets with full identity only. Sockets here will
126 : : * always be without wildcards and will have the following invariant:
127 : : *
128 : : * TCP_ESTABLISHED <= sk->sk_state < TCP_CLOSE
129 : : *
130 : : */
131 : : struct inet_ehash_bucket *ehash;
132 : : spinlock_t *ehash_locks;
133 : : unsigned int ehash_mask;
134 : : unsigned int ehash_locks_mask;
135 : :
136 : : /* Ok, let's try this, I give up, we do need a local binding
137 : : * TCP hash as well as the others for fast bind/connect.
138 : : */
139 : : struct kmem_cache *bind_bucket_cachep;
140 : : struct inet_bind_hashbucket *bhash;
141 : : unsigned int bhash_size;
142 : :
143 : : /* The 2nd listener table hashed by local port and address */
144 : : unsigned int lhash2_mask;
145 : : struct inet_listen_hashbucket *lhash2;
146 : :
147 : : /* All the above members are written once at bootup and
148 : : * never written again _or_ are predominantly read-access.
149 : : *
150 : : * Now align to a new cache line as all the following members
151 : : * might be often dirty.
152 : : */
153 : : /* All sockets in TCP_LISTEN state will be in listening_hash.
154 : : * This is the only table where wildcard'd TCP sockets can
155 : : * exist. listening_hash is only hashed by local port number.
156 : : * If lhash2 is initialized, the same socket will also be hashed
157 : : * to lhash2 by port and address.
158 : : */
159 : : struct inet_listen_hashbucket listening_hash[INET_LHTABLE_SIZE]
160 : : ____cacheline_aligned_in_smp;
161 : : };
162 : :
163 : : #define inet_lhash2_for_each_icsk_rcu(__icsk, list) \
164 : : hlist_for_each_entry_rcu(__icsk, list, icsk_listen_portaddr_node)
165 : :
166 : : static inline struct inet_listen_hashbucket *
167 : : inet_lhash2_bucket(struct inet_hashinfo *h, u32 hash)
168 : : {
169 : 3 : return &h->lhash2[hash & h->lhash2_mask];
170 : : }
171 : :
172 : : static inline struct inet_ehash_bucket *inet_ehash_bucket(
173 : : struct inet_hashinfo *hashinfo,
174 : : unsigned int hash)
175 : : {
176 : 1 : return &hashinfo->ehash[hash & hashinfo->ehash_mask];
177 : : }
178 : :
179 : : static inline spinlock_t *inet_ehash_lockp(
180 : : struct inet_hashinfo *hashinfo,
181 : : unsigned int hash)
182 : : {
183 : 1 : return &hashinfo->ehash_locks[hash & hashinfo->ehash_locks_mask];
184 : : }
185 : :
186 : : int inet_ehash_locks_alloc(struct inet_hashinfo *hashinfo);
187 : :
188 : : static inline void inet_hashinfo2_free_mod(struct inet_hashinfo *h)
189 : : {
190 : : kfree(h->lhash2);
191 : : h->lhash2 = NULL;
192 : : }
193 : :
194 : : static inline void inet_ehash_locks_free(struct inet_hashinfo *hashinfo)
195 : : {
196 : : kvfree(hashinfo->ehash_locks);
197 : : hashinfo->ehash_locks = NULL;
198 : : }
199 : :
200 : : static inline bool inet_sk_bound_dev_eq(struct net *net, int bound_dev_if,
201 : : int dif, int sdif)
202 : : {
203 : : #if IS_ENABLED(CONFIG_NET_L3_MASTER_DEV)
204 : 0 : return inet_bound_dev_eq(!!net->ipv4.sysctl_tcp_l3mdev_accept,
205 : : bound_dev_if, dif, sdif);
206 : : #else
207 : : return inet_bound_dev_eq(true, bound_dev_if, dif, sdif);
208 : : #endif
209 : : }
210 : :
211 : : struct inet_bind_bucket *
212 : : inet_bind_bucket_create(struct kmem_cache *cachep, struct net *net,
213 : : struct inet_bind_hashbucket *head,
214 : : const unsigned short snum, int l3mdev);
215 : : void inet_bind_bucket_destroy(struct kmem_cache *cachep,
216 : : struct inet_bind_bucket *tb);
217 : :
218 : : static inline u32 inet_bhashfn(const struct net *net, const __u16 lport,
219 : : const u32 bhash_size)
220 : : {
221 : 1 : return (lport + net_hash_mix(net)) & (bhash_size - 1);
222 : : }
223 : :
224 : : void inet_bind_hash(struct sock *sk, struct inet_bind_bucket *tb,
225 : : const unsigned short snum);
226 : :
227 : : /* These can have wildcards, don't try too hard. */
228 : : static inline u32 inet_lhashfn(const struct net *net, const unsigned short num)
229 : : {
230 : 0 : return (num + net_hash_mix(net)) & (INET_LHTABLE_SIZE - 1);
231 : : }
232 : :
233 : : static inline int inet_sk_listen_hashfn(const struct sock *sk)
234 : : {
235 : 0 : return inet_lhashfn(sock_net(sk), inet_sk(sk)->inet_num);
236 : : }
237 : :
238 : : /* Caller must disable local BH processing. */
239 : : int __inet_inherit_port(const struct sock *sk, struct sock *child);
240 : :
241 : : void inet_put_port(struct sock *sk);
242 : :
243 : : void inet_hashinfo_init(struct inet_hashinfo *h);
244 : : void inet_hashinfo2_init(struct inet_hashinfo *h, const char *name,
245 : : unsigned long numentries, int scale,
246 : : unsigned long low_limit,
247 : : unsigned long high_limit);
248 : : int inet_hashinfo2_init_mod(struct inet_hashinfo *h);
249 : :
250 : : bool inet_ehash_insert(struct sock *sk, struct sock *osk);
251 : : bool inet_ehash_nolisten(struct sock *sk, struct sock *osk);
252 : : int __inet_hash(struct sock *sk, struct sock *osk);
253 : : int inet_hash(struct sock *sk);
254 : : void inet_unhash(struct sock *sk);
255 : :
256 : : struct sock *__inet_lookup_listener(struct net *net,
257 : : struct inet_hashinfo *hashinfo,
258 : : struct sk_buff *skb, int doff,
259 : : const __be32 saddr, const __be16 sport,
260 : : const __be32 daddr,
261 : : const unsigned short hnum,
262 : : const int dif, const int sdif);
263 : :
264 : : static inline struct sock *inet_lookup_listener(struct net *net,
265 : : struct inet_hashinfo *hashinfo,
266 : : struct sk_buff *skb, int doff,
267 : : __be32 saddr, __be16 sport,
268 : : __be32 daddr, __be16 dport, int dif, int sdif)
269 : : {
270 : 0 : return __inet_lookup_listener(net, hashinfo, skb, doff, saddr, sport,
271 : : daddr, ntohs(dport), dif, sdif);
272 : : }
273 : :
274 : : /* Socket demux engine toys. */
275 : : /* What happens here is ugly; there's a pair of adjacent fields in
276 : : struct inet_sock; __be16 dport followed by __u16 num. We want to
277 : : search by pair, so we combine the keys into a single 32bit value
278 : : and compare with 32bit value read from &...->dport. Let's at least
279 : : make sure that it's not mixed with anything else...
280 : : On 64bit targets we combine comparisons with pair of adjacent __be32
281 : : fields in the same way.
282 : : */
283 : : #ifdef __BIG_ENDIAN
284 : : #define INET_COMBINED_PORTS(__sport, __dport) \
285 : : ((__force __portpair)(((__force __u32)(__be16)(__sport) << 16) | (__u32)(__dport)))
286 : : #else /* __LITTLE_ENDIAN */
287 : : #define INET_COMBINED_PORTS(__sport, __dport) \
288 : : ((__force __portpair)(((__u32)(__dport) << 16) | (__force __u32)(__be16)(__sport)))
289 : : #endif
290 : :
291 : : #if (BITS_PER_LONG == 64)
292 : : #ifdef __BIG_ENDIAN
293 : : #define INET_ADDR_COOKIE(__name, __saddr, __daddr) \
294 : : const __addrpair __name = (__force __addrpair) ( \
295 : : (((__force __u64)(__be32)(__saddr)) << 32) | \
296 : : ((__force __u64)(__be32)(__daddr)))
297 : : #else /* __LITTLE_ENDIAN */
298 : : #define INET_ADDR_COOKIE(__name, __saddr, __daddr) \
299 : : const __addrpair __name = (__force __addrpair) ( \
300 : : (((__force __u64)(__be32)(__daddr)) << 32) | \
301 : : ((__force __u64)(__be32)(__saddr)))
302 : : #endif /* __BIG_ENDIAN */
303 : : #define INET_MATCH(__sk, __net, __cookie, __saddr, __daddr, __ports, __dif, __sdif) \
304 : : (((__sk)->sk_portpair == (__ports)) && \
305 : : ((__sk)->sk_addrpair == (__cookie)) && \
306 : : (((__sk)->sk_bound_dev_if == (__dif)) || \
307 : : ((__sk)->sk_bound_dev_if == (__sdif))) && \
308 : : net_eq(sock_net(__sk), (__net)))
309 : : #else /* 32-bit arch */
310 : : #define INET_ADDR_COOKIE(__name, __saddr, __daddr) \
311 : : const int __name __deprecated __attribute__((unused))
312 : :
313 : : #define INET_MATCH(__sk, __net, __cookie, __saddr, __daddr, __ports, __dif, __sdif) \
314 : : (((__sk)->sk_portpair == (__ports)) && \
315 : : ((__sk)->sk_daddr == (__saddr)) && \
316 : : ((__sk)->sk_rcv_saddr == (__daddr)) && \
317 : : (((__sk)->sk_bound_dev_if == (__dif)) || \
318 : : ((__sk)->sk_bound_dev_if == (__sdif))) && \
319 : : net_eq(sock_net(__sk), (__net)))
320 : : #endif /* 64-bit arch */
321 : :
322 : : /* Sockets in TCP_CLOSE state are _always_ taken out of the hash, so we need
323 : : * not check it for lookups anymore, thanks Alexey. -DaveM
324 : : */
325 : : struct sock *__inet_lookup_established(struct net *net,
326 : : struct inet_hashinfo *hashinfo,
327 : : const __be32 saddr, const __be16 sport,
328 : : const __be32 daddr, const u16 hnum,
329 : : const int dif, const int sdif);
330 : :
331 : : static inline struct sock *
332 : : inet_lookup_established(struct net *net, struct inet_hashinfo *hashinfo,
333 : : const __be32 saddr, const __be16 sport,
334 : : const __be32 daddr, const __be16 dport,
335 : : const int dif)
336 : : {
337 : : return __inet_lookup_established(net, hashinfo, saddr, sport, daddr,
338 : : ntohs(dport), dif, 0);
339 : : }
340 : :
341 : 3 : static inline struct sock *__inet_lookup(struct net *net,
342 : : struct inet_hashinfo *hashinfo,
343 : : struct sk_buff *skb, int doff,
344 : : const __be32 saddr, const __be16 sport,
345 : : const __be32 daddr, const __be16 dport,
346 : : const int dif, const int sdif,
347 : : bool *refcounted)
348 : : {
349 : 3 : u16 hnum = ntohs(dport);
350 : : struct sock *sk;
351 : :
352 : 3 : sk = __inet_lookup_established(net, hashinfo, saddr, sport,
353 : : daddr, hnum, dif, sdif);
354 : 3 : *refcounted = true;
355 : 3 : if (sk)
356 : : return sk;
357 : 3 : *refcounted = false;
358 : 3 : return __inet_lookup_listener(net, hashinfo, skb, doff, saddr,
359 : : sport, daddr, hnum, dif, sdif);
360 : : }
361 : :
362 : : static inline struct sock *inet_lookup(struct net *net,
363 : : struct inet_hashinfo *hashinfo,
364 : : struct sk_buff *skb, int doff,
365 : : const __be32 saddr, const __be16 sport,
366 : : const __be32 daddr, const __be16 dport,
367 : : const int dif)
368 : : {
369 : : struct sock *sk;
370 : : bool refcounted;
371 : :
372 : : sk = __inet_lookup(net, hashinfo, skb, doff, saddr, sport, daddr,
373 : : dport, dif, 0, &refcounted);
374 : :
375 : : if (sk && !refcounted && !refcount_inc_not_zero(&sk->sk_refcnt))
376 : : sk = NULL;
377 : : return sk;
378 : : }
379 : :
380 : 3 : static inline struct sock *__inet_lookup_skb(struct inet_hashinfo *hashinfo,
381 : : struct sk_buff *skb,
382 : : int doff,
383 : : const __be16 sport,
384 : : const __be16 dport,
385 : : const int sdif,
386 : : bool *refcounted)
387 : : {
388 : : struct sock *sk = skb_steal_sock(skb);
389 : : const struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
390 : :
391 : 3 : *refcounted = true;
392 : 3 : if (sk)
393 : : return sk;
394 : :
395 : 3 : return __inet_lookup(dev_net(skb_dst(skb)->dev), hashinfo, skb,
396 : : doff, iph->saddr, sport,
397 : : iph->daddr, dport, inet_iif(skb), sdif,
398 : : refcounted);
399 : : }
400 : :
401 : : u32 inet6_ehashfn(const struct net *net,
402 : : const struct in6_addr *laddr, const u16 lport,
403 : : const struct in6_addr *faddr, const __be16 fport);
404 : :
405 : : static inline void sk_daddr_set(struct sock *sk, __be32 addr)
406 : : {
407 : 1 : sk->sk_daddr = addr; /* alias of inet_daddr */
408 : : #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
409 : : ipv6_addr_set_v4mapped(addr, &sk->sk_v6_daddr);
410 : : #endif
411 : : }
412 : :
413 : : static inline void sk_rcv_saddr_set(struct sock *sk, __be32 addr)
414 : : {
415 : 1 : sk->sk_rcv_saddr = addr; /* alias of inet_rcv_saddr */
416 : : #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
417 : : ipv6_addr_set_v4mapped(addr, &sk->sk_v6_rcv_saddr);
418 : : #endif
419 : : }
420 : :
421 : : int __inet_hash_connect(struct inet_timewait_death_row *death_row,
422 : : struct sock *sk, u32 port_offset,
423 : : int (*check_established)(struct inet_timewait_death_row *,
424 : : struct sock *, __u16,
425 : : struct inet_timewait_sock **));
426 : :
427 : : int inet_hash_connect(struct inet_timewait_death_row *death_row,
428 : : struct sock *sk);
429 : : #endif /* _INET_HASHTABLES_H */
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