LCOV - code coverage report
Current view: top level - include/net - inet_hashtables.h (source / functions) Hit Total Coverage
Test: gcov_data_raspi2_real_modules_combined.info Lines: 12 21 57.1 %
Date: 2020-09-30 20:25:40 Functions: 2 2 100.0 %
Branches: 2 4 50.0 %

           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                 :          4 :         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                 :          0 :         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                 :          0 :         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                 :          0 :         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                 :          2 : 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                 :          2 :         u16 hnum = ntohs(dport);
     350                 :            :         struct sock *sk;
     351                 :            : 
     352                 :          2 :         sk = __inet_lookup_established(net, hashinfo, saddr, sport,
     353                 :            :                                        daddr, hnum, dif, sdif);
     354                 :          2 :         *refcounted = true;
     355         [ +  - ]:          2 :         if (sk)
     356                 :            :                 return sk;
     357                 :          2 :         *refcounted = false;
     358                 :          2 :         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                 :          2 : 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                 :          2 :         *refcounted = true;
     392         [ +  - ]:          2 :         if (sk)
     393                 :            :                 return sk;
     394                 :            : 
     395                 :          6 :         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                 :          0 :         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                 :          0 :         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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