xref: /freebsd/sys/net/if_llatbl.c (revision 4f1f4356f3012928b463f9ef1710fb908e48b1e2) 
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 Luigi Rizzo, Alessandro Cerri. All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2004-2008 Qing Li. All rights reserved.
4  * Copyright (c) 2008 Kip Macy. All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  */
27 #include <sys/cdefs.h>
28 __FBSDID("$FreeBSD$");
29 
30 #include "opt_ddb.h"
31 #include "opt_inet.h"
32 #include "opt_inet6.h"
33 
34 #include <sys/param.h>
35 #include <sys/systm.h>
36 #include <sys/malloc.h>
37 #include <sys/mbuf.h>
38 #include <sys/syslog.h>
39 #include <sys/sysctl.h>
40 #include <sys/socket.h>
41 #include <sys/kernel.h>
42 #include <sys/lock.h>
43 #include <sys/mutex.h>
44 #include <sys/rwlock.h>
45 
46 #ifdef DDB
47 #include <ddb/ddb.h>
48 #endif
49 
50 #include <vm/uma.h>
51 
52 #include <netinet/in.h>
53 #include <net/if_llatbl.h>
54 #include <net/if.h>
55 #include <net/if_dl.h>
56 #include <net/if_var.h>
57 #include <net/route.h>
58 #include <net/vnet.h>
59 #include <netinet/if_ether.h>
60 #include <netinet6/in6_var.h>
61 #include <netinet6/nd6.h>
62 
63 MALLOC_DEFINE(M_LLTABLE, "lltable", "link level address tables");
64 
65 static VNET_DEFINE(SLIST_HEAD(, lltable), lltables);
66 #define	V_lltables	VNET(lltables)
67 
68 extern void arprequest(struct ifnet *, struct in_addr *, struct in_addr *,
69 	u_char *);
70 
71 static void vnet_lltable_init(void);
72 
73 struct rwlock lltable_rwlock;
74 RW_SYSINIT(lltable_rwlock, &lltable_rwlock, "lltable_rwlock");
75 
76 /*
77  * Dump arp state for a specific address family.
78  */
79 int
80 lltable_sysctl_dumparp(int af, struct sysctl_req *wr)
81 {
82 	struct lltable *llt;
83 	int error = 0;
84 
85 	LLTABLE_RLOCK();
86 	SLIST_FOREACH(llt, &V_lltables, llt_link) {
87 		if (llt->llt_af == af) {
88 			error = llt->llt_dump(llt, wr);
89 			if (error != 0)
90 				goto done;
91 		}
92 	}
93 done:
94 	LLTABLE_RUNLOCK();
95 	return (error);
96 }
97 
98 /*
99  * Deletes an address from the address table.
100  * This function is called by the timer functions
101  * such as arptimer() and nd6_llinfo_timer(), and
102  * the caller does the locking.
103  */
104 void
105 llentry_free(struct llentry *lle)
106 {
107 
108 	LLE_WLOCK_ASSERT(lle);
109 	LIST_REMOVE(lle, lle_next);
110 
111 	if (lle->la_hold != NULL)
112 		m_freem(lle->la_hold);
113 
114 	LLE_FREE_LOCKED(lle);
115 }
116 
117 /*
118  * Update an llentry for address dst (equivalent to rtalloc for new-arp)
119  * Caller must pass in a valid struct llentry * (or NULL)
120  *
121  * if found the llentry * is returned referenced and unlocked
122  */
123 int
124 llentry_update(struct llentry **llep, struct lltable *lt,
125     struct sockaddr_storage *dst, struct ifnet *ifp)
126 {
127 	struct llentry *la;
128 
129 	IF_AFDATA_RLOCK(ifp);
130 	la = lla_lookup(lt, LLE_EXCLUSIVE,
131 	    (struct sockaddr *)dst);
132 	IF_AFDATA_RUNLOCK(ifp);
133 	if ((la == NULL) &&
134 	    (ifp->if_flags & (IFF_NOARP | IFF_STATICARP)) == 0) {
135 		IF_AFDATA_WLOCK(ifp);
136 		la = lla_lookup(lt,
137 		    (LLE_CREATE | LLE_EXCLUSIVE),
138 		    (struct sockaddr *)dst);
139 		IF_AFDATA_WUNLOCK(ifp);
140 	}
141 	if (la != NULL && (*llep != la)) {
142 		if (*llep != NULL)
143 			LLE_FREE(*llep);
144 		LLE_ADDREF(la);
145 		LLE_WUNLOCK(la);
146 		*llep = la;
147 	} else if (la != NULL)
148 		LLE_WUNLOCK(la);
149 
150 	if (la == NULL)
151 		return (ENOENT);
152 
153 	return (0);
154 }
155 
156 /*
157  * Free all entries from given table and free itself.
158  */
159 void
160 lltable_free(struct lltable *llt)
161 {
162 	struct llentry *lle, *next;
163 	int i;
164 
165 	KASSERT(llt != NULL, ("%s: llt is NULL", __func__));
166 
167 	LLTABLE_WLOCK();
168 	SLIST_REMOVE(&V_lltables, llt, lltable, llt_link);
169 	LLTABLE_WUNLOCK();
170 
171 	for (i=0; i < LLTBL_HASHTBL_SIZE; i++) {
172 		LIST_FOREACH_SAFE(lle, &llt->lle_head[i], lle_next, next) {
173 			int canceled;
174 
175 			canceled = callout_drain(&lle->la_timer);
176 			LLE_WLOCK(lle);
177 			if (canceled)
178 				LLE_REMREF(lle);
179 			llentry_free(lle);
180 		}
181 	}
182 
183 	free(llt, M_LLTABLE);
184 }
185 
186 void
187 lltable_drain(int af)
188 {
189 	struct lltable	*llt;
190 	struct llentry	*lle;
191 	register int i;
192 
193 	LLTABLE_RLOCK();
194 	SLIST_FOREACH(llt, &V_lltables, llt_link) {
195 		if (llt->llt_af != af)
196 			continue;
197 
198 		for (i=0; i < LLTBL_HASHTBL_SIZE; i++) {
199 			LIST_FOREACH(lle, &llt->lle_head[i], lle_next) {
200 				if (lle->la_hold) {
201 					m_freem(lle->la_hold);
202 					lle->la_hold = NULL;
203 				}
204 			}
205 		}
206 	}
207 	LLTABLE_RUNLOCK();
208 }
209 
210 void
211 lltable_prefix_free(int af, struct sockaddr *prefix, struct sockaddr *mask)
212 {
213 	struct lltable *llt;
214 
215 	LLTABLE_RLOCK();
216 	SLIST_FOREACH(llt, &V_lltables, llt_link) {
217 		if (llt->llt_af != af)
218 			continue;
219 
220 		llt->llt_prefix_free(llt, prefix, mask);
221 	}
222 	LLTABLE_RUNLOCK();
223 }
224 
225 
226 
227 /*
228  * Create a new lltable.
229  */
230 struct lltable *
231 lltable_init(struct ifnet *ifp, int af)
232 {
233 	struct lltable *llt;
234 	register int i;
235 
236 	llt = malloc(sizeof(struct lltable), M_LLTABLE, M_WAITOK);
237 
238 	llt->llt_af = af;
239 	llt->llt_ifp = ifp;
240 	for (i = 0; i < LLTBL_HASHTBL_SIZE; i++)
241 		LIST_INIT(&llt->lle_head[i]);
242 
243 	LLTABLE_WLOCK();
244 	SLIST_INSERT_HEAD(&V_lltables, llt, llt_link);
245 	LLTABLE_WUNLOCK();
246 
247 	return (llt);
248 }
249 
250 /*
251  * Called in route_output when adding/deleting a route to an interface.
252  */
253 int
254 lla_rt_output(struct rt_msghdr *rtm, struct rt_addrinfo *info)
255 {
256 	struct sockaddr_dl *dl =
257 	    (struct sockaddr_dl *)info->rti_info[RTAX_GATEWAY];
258 	struct sockaddr *dst = (struct sockaddr *)info->rti_info[RTAX_DST];
259 	struct ifnet *ifp;
260 	struct lltable *llt;
261 	struct llentry *lle;
262 	u_int laflags = 0, flags = 0;
263 	int error = 0;
264 
265 	if (dl == NULL || dl->sdl_family != AF_LINK) {
266 		log(LOG_INFO, "%s: invalid dl\n", __func__);
267 		return EINVAL;
268 	}
269 	ifp = ifnet_byindex(dl->sdl_index);
270 	if (ifp == NULL) {
271 		log(LOG_INFO, "%s: invalid ifp (sdl_index %d)\n",
272 		    __func__, dl->sdl_index);
273 		return EINVAL;
274 	}
275 
276 	switch (rtm->rtm_type) {
277 	case RTM_ADD:
278 		if (rtm->rtm_flags & RTF_ANNOUNCE) {
279 			flags |= LLE_PUB;
280 #ifdef INET
281 			if (dst->sa_family == AF_INET &&
282 			    ((struct sockaddr_inarp *)dst)->sin_other != 0) {
283 				struct rtentry *rt;
284 				((struct sockaddr_inarp *)dst)->sin_other = 0;
285 				rt = rtalloc1(dst, 0, 0);
286 				if (rt == NULL || !(rt->rt_flags & RTF_HOST)) {
287 					log(LOG_INFO, "%s: RTM_ADD publish "
288 					    "(proxy only) is invalid\n",
289 					    __func__);
290 					if (rt)
291 						RTFREE_LOCKED(rt);
292 					return EINVAL;
293 				}
294 				RTFREE_LOCKED(rt);
295 
296 				flags |= LLE_PROXY;
297 			}
298 #endif
299 		}
300 		flags |= LLE_CREATE;
301 		break;
302 
303 	case RTM_DELETE:
304 		flags |= LLE_DELETE;
305 		break;
306 
307 	case RTM_CHANGE:
308 		break;
309 
310 	default:
311 		return EINVAL; /* XXX not implemented yet */
312 	}
313 
314 	/* XXX linked list may be too expensive */
315 	LLTABLE_RLOCK();
316 	SLIST_FOREACH(llt, &V_lltables, llt_link) {
317 		if (llt->llt_af == dst->sa_family &&
318 		    llt->llt_ifp == ifp)
319 			break;
320 	}
321 	LLTABLE_RUNLOCK();
322 	KASSERT(llt != NULL, ("Yep, ugly hacks are bad\n"));
323 
324 	if (flags & LLE_CREATE)
325 		flags |= LLE_EXCLUSIVE;
326 
327 	IF_AFDATA_LOCK(ifp);
328 	lle = lla_lookup(llt, flags, dst);
329 	IF_AFDATA_UNLOCK(ifp);
330 	if (LLE_IS_VALID(lle)) {
331 		if (flags & LLE_CREATE) {
332 			/*
333 			 * If we delay the delete, then a subsequent
334 			 * "arp add" should look up this entry, reset the
335 			 * LLE_DELETED flag, and reset the expiration timer
336 			 */
337 			bcopy(LLADDR(dl), &lle->ll_addr, ifp->if_addrlen);
338 			lle->la_flags |= (flags & (LLE_PUB | LLE_PROXY));
339 			lle->la_flags |= LLE_VALID;
340 			lle->la_flags &= ~LLE_DELETED;
341 #ifdef INET6
342 			/*
343 			 * ND6
344 			 */
345 			if (dst->sa_family == AF_INET6)
346 				lle->ln_state = ND6_LLINFO_REACHABLE;
347 #endif
348 			/*
349 			 * NB: arp and ndp always set (RTF_STATIC | RTF_HOST)
350 			 */
351 
352 			if (rtm->rtm_rmx.rmx_expire == 0) {
353 				lle->la_flags |= LLE_STATIC;
354 				lle->la_expire = 0;
355 			} else
356 				lle->la_expire = rtm->rtm_rmx.rmx_expire;
357 			laflags = lle->la_flags;
358 			LLE_WUNLOCK(lle);
359 #ifdef INET
360 			/*  gratuitous ARP */
361 			if ((laflags & LLE_PUB) && dst->sa_family == AF_INET) {
362 				arprequest(ifp,
363 				    &((struct sockaddr_in *)dst)->sin_addr,
364 				    &((struct sockaddr_in *)dst)->sin_addr,
365 				    ((laflags & LLE_PROXY) ?
366 					(u_char *)IF_LLADDR(ifp) :
367 					(u_char *)LLADDR(dl)));
368 			}
369 #endif
370 		} else {
371 			if (flags & LLE_EXCLUSIVE)
372 				LLE_WUNLOCK(lle);
373 			else
374 				LLE_RUNLOCK(lle);
375 		}
376 	} else if ((lle == NULL) && (flags & LLE_DELETE))
377 		error = EINVAL;
378 
379 
380 	return (error);
381 }
382 
383 static void
384 vnet_lltable_init()
385 {
386 
387 	SLIST_INIT(&V_lltables);
388 }
389 VNET_SYSINIT(vnet_lltable_init, SI_SUB_PSEUDO, SI_ORDER_FIRST,
390     vnet_lltable_init, NULL);
391 
392 #ifdef DDB
393 struct llentry_sa {
394 	struct llentry		base;
395 	struct sockaddr		l3_addr;
396 };
397 
398 static void
399 llatbl_lle_show(struct llentry_sa *la)
400 {
401 	struct llentry *lle;
402 	uint8_t octet[6];
403 
404 	lle = &la->base;
405 	db_printf("lle=%p\n", lle);
406 	db_printf(" lle_next=%p\n", lle->lle_next.le_next);
407 	db_printf(" lle_lock=%p\n", &lle->lle_lock);
408 	db_printf(" lle_tbl=%p\n", lle->lle_tbl);
409 	db_printf(" lle_head=%p\n", lle->lle_head);
410 	db_printf(" la_hold=%p\n", lle->la_hold);
411 	db_printf(" la_expire=%ju\n", (uintmax_t)lle->la_expire);
412 	db_printf(" la_flags=0x%04x\n", lle->la_flags);
413 	db_printf(" la_asked=%u\n", lle->la_asked);
414 	db_printf(" la_preempt=%u\n", lle->la_preempt);
415 	db_printf(" ln_byhint=%u\n", lle->ln_byhint);
416 	db_printf(" ln_state=%d\n", lle->ln_state);
417 	db_printf(" ln_router=%u\n", lle->ln_router);
418 	db_printf(" ln_ntick=%ju\n", (uintmax_t)lle->ln_ntick);
419 	db_printf(" lle_refcnt=%d\n", lle->lle_refcnt);
420 	bcopy(&lle->ll_addr.mac16, octet, sizeof(octet));
421 	db_printf(" ll_addr=%02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
422 	    octet[0], octet[1], octet[2], octet[3], octet[4], octet[5]);
423 	db_printf(" la_timer=%p\n", &lle->la_timer);
424 
425 	switch (la->l3_addr.sa_family) {
426 #ifdef INET
427 	case AF_INET:
428 	{
429 		struct sockaddr_in *sin;
430 		char l3s[INET_ADDRSTRLEN];
431 
432 		sin = (struct sockaddr_in *)&la->l3_addr;
433 		inet_ntoa_r(sin->sin_addr, l3s);
434 		db_printf(" l3_addr=%s\n", l3s);
435 		break;
436 	}
437 #endif
438 #ifdef INET6
439 	case AF_INET6:
440 	{
441 		struct sockaddr_in6 *sin6;
442 		char l3s[INET6_ADDRSTRLEN];
443 
444 		sin6 = (struct sockaddr_in6 *)&la->l3_addr;
445 		ip6_sprintf(l3s, &sin6->sin6_addr);
446 		db_printf(" l3_addr=%s\n", l3s);
447 		break;
448 	}
449 #endif
450 	default:
451 		db_printf(" l3_addr=N/A (af=%d)\n", la->l3_addr.sa_family);
452 		break;
453 	}
454 }
455 
456 DB_SHOW_COMMAND(llentry, db_show_llentry)
457 {
458 
459 	if (!have_addr) {
460 		db_printf("usage: show llentry <struct llentry *>\n");
461 		return;
462 	}
463 
464 	llatbl_lle_show((struct llentry_sa *)addr);
465 }
466 
467 static void
468 llatbl_llt_show(struct lltable *llt)
469 {
470 	int i;
471 	struct llentry *lle;
472 
473 	db_printf("llt=%p llt_af=%d llt_ifp=%p\n",
474 	    llt, llt->llt_af, llt->llt_ifp);
475 
476 	for (i = 0; i < LLTBL_HASHTBL_SIZE; i++) {
477 		LIST_FOREACH(lle, &llt->lle_head[i], lle_next) {
478 
479 			llatbl_lle_show((struct llentry_sa *)lle);
480 			if (db_pager_quit)
481 				return;
482 		}
483 	}
484 }
485 
486 DB_SHOW_COMMAND(lltable, db_show_lltable)
487 {
488 
489 	if (!have_addr) {
490 		db_printf("usage: show lltable <struct lltable *>\n");
491 		return;
492 	}
493 
494 	llatbl_llt_show((struct lltable *)addr);
495 }
496 
497 DB_SHOW_ALL_COMMAND(lltables, db_show_all_lltables)
498 {
499 	VNET_ITERATOR_DECL(vnet_iter);
500 	struct lltable *llt;
501 
502 	VNET_FOREACH(vnet_iter) {
503 		CURVNET_SET_QUIET(vnet_iter);
504 #ifdef VIMAGE
505 		db_printf("vnet=%p\n", curvnet);
506 #endif
507 		SLIST_FOREACH(llt, &V_lltables, llt_link) {
508 			db_printf("llt=%p llt_af=%d llt_ifp=%p(%s)\n",
509 			    llt, llt->llt_af, llt->llt_ifp,
510 			    (llt->llt_ifp != NULL) ?
511 				llt->llt_ifp->if_xname : "?");
512 			if (have_addr && addr != 0) /* verbose */
513 				llatbl_llt_show(llt);
514 			if (db_pager_quit) {
515 				CURVNET_RESTORE();
516 				return;
517 			}
518 		}
519 		CURVNET_RESTORE();
520 	}
521 }
522 #endif
523