include/linux/net.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
   2 /*
   3  * NET          An implementation of the SOCKET network access protocol.
   4  *              This is the master header file for the Linux NET layer,
   5  *              or, in plain English: the networking handling part of the
   6  *              kernel.
   7  *
   8  * Version:     @(#)net.h       1.0.3   05/25/93
   9  *
  10  * Authors:     Orest Zborowski, <[email protected]>
  11  *              Ross Biro
  12  *              Fred N. van Kempen, <[email protected]>
  13  */
  14 #ifndef _LINUX_NET_H
  15 #define _LINUX_NET_H
  16
  17 #include <linux/stringify.h>
  18 #include <linux/random.h>
  19 #include <linux/wait.h>
  20 #include <linux/fcntl.h>        /* For O_CLOEXEC and O_NONBLOCK */
  21 #include <linux/rcupdate.h>
  22 #include <linux/once.h>
  23 #include <linux/fs.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/sockptr.h>
  26
  27 #include <uapi/linux/net.h>
  28
  29 struct poll_table_struct;
  30 struct pipe_inode_info;
  31 struct inode;
  32 struct file;
  33 struct net;
  34
  35 /* Historically, SOCKWQ_ASYNC_NOSPACE & SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA were located
  36  * in sock->flags, but moved into sk->sk_wq->flags to be RCU protected.
  37  * Eventually all flags will be in sk->sk_wq->flags.
  38  */
  39 #define SOCKWQ_ASYNC_NOSPACE    0
  40 #define SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA   1
  41 #define SOCK_NOSPACE            2
  42 #define SOCK_PASSCRED           3
  43 #define SOCK_PASSSEC            4
  44
  45 #ifndef ARCH_HAS_SOCKET_TYPES
  46 /**
  47  * enum sock_type - Socket types
  48  * @SOCK_STREAM: stream (connection) socket
  49  * @SOCK_DGRAM: datagram (conn.less) socket
  50  * @SOCK_RAW: raw socket
  51  * @SOCK_RDM: reliably-delivered message
  52  * @SOCK_SEQPACKET: sequential packet socket
  53  * @SOCK_DCCP: Datagram Congestion Control Protocol socket
  54  * @SOCK_PACKET: linux specific way of getting packets at the dev level.
  55  *                For writing rarp and other similar things on the user level.
  56  *
  57  * When adding some new socket type please
  58  * grep ARCH_HAS_SOCKET_TYPE include/asm-* /socket.h, at least MIPS
  59  * overrides this enum for binary compat reasons.
  60  */
  61 enum sock_type {
  62         SOCK_STREAM     = 1,
  63         SOCK_DGRAM      = 2,
  64         SOCK_RAW        = 3,
  65         SOCK_RDM        = 4,
  66         SOCK_SEQPACKET  = 5,
  67         SOCK_DCCP       = 6,
  68         SOCK_PACKET     = 10,
  69 };
  70
  71 #define SOCK_MAX (SOCK_PACKET + 1)
  72 /* Mask which covers at least up to SOCK_MASK-1.  The
  73  * remaining bits are used as flags. */
  74 #define SOCK_TYPE_MASK 0xf
  75
  76 /* Flags for socket, socketpair, accept4 */
  77 #define SOCK_CLOEXEC    O_CLOEXEC
  78 #ifndef SOCK_NONBLOCK
  79 #define SOCK_NONBLOCK   O_NONBLOCK
  80 #endif
  81
  82 #endif /* ARCH_HAS_SOCKET_TYPES */
  83
  84 /**
  85  * enum sock_shutdown_cmd - Shutdown types
  86  * @SHUT_RD: shutdown receptions
  87  * @SHUT_WR: shutdown transmissions
  88  * @SHUT_RDWR: shutdown receptions/transmissions
  89  */
  90 enum sock_shutdown_cmd {
  91         SHUT_RD,
  92         SHUT_WR,
  93         SHUT_RDWR,
  94 };
  95
  96 struct socket_wq {
  97         /* Note: wait MUST be first field of socket_wq */
  98         wait_queue_head_t       wait;
  99         struct fasync_struct    *fasync_list;
 100         unsigned long           flags; /* %SOCKWQ_ASYNC_NOSPACE, etc */
 101         struct rcu_head         rcu;
 102 } ____cacheline_aligned_in_smp;
 103
 104 /**
 105  *  struct socket - general BSD socket
 106  *  @state: socket state (%SS_CONNECTED, etc)
 107  *  @type: socket type (%SOCK_STREAM, etc)
 108  *  @flags: socket flags (%SOCK_NOSPACE, etc)
 109  *  @ops: protocol specific socket operations
 110  *  @file: File back pointer for gc
 111  *  @sk: internal networking protocol agnostic socket representation
 112  *  @wq: wait queue for several uses
 113  */
 114 struct socket {
 115         socket_state            state;
 116
 117         short                   type;
 118
 119         unsigned long           flags;
 120
 121         struct file             *file;
 122         struct sock             *sk;
 123         const struct proto_ops  *ops;
 124
 125         struct socket_wq        wq;
 126 };
 127
 128 /*
 129  * "descriptor" for what we're up to with a read.
 130  * This allows us to use the same read code yet
 131  * have multiple different users of the data that
 132  * we read from a file.
 133  *
 134  * The simplest case just copies the data to user
 135  * mode.
 136  */
 137 typedef struct {
 138         size_t written;
 139         size_t count;
 140         union {
 141                 char __user *buf;
 142                 void *data;
 143         } arg;
 144         int error;
 145 } read_descriptor_t;
 146
 147 struct vm_area_struct;
 148 struct page;
 149 struct sockaddr;
 150 struct msghdr;
 151 struct module;
 152 struct sk_buff;
 153 typedef int (*sk_read_actor_t)(read_descriptor_t *, struct sk_buff *,
 154                                unsigned int, size_t);
 155 typedef int (*skb_read_actor_t)(struct sock *, struct sk_buff *);
 156
 157
 158 struct proto_ops {
 159         int             family;
 160         struct module   *owner;
 161         int             (*release)   (struct socket *sock);
 162         int             (*bind)      (struct socket *sock,
 163                                       struct sockaddr *myaddr,
 164                                       int sockaddr_len);
 165         int             (*connect)   (struct socket *sock,
 166                                       struct sockaddr *vaddr,
 167                                       int sockaddr_len, int flags);
 168         int             (*socketpair)(struct socket *sock1,
 169                                       struct socket *sock2);
 170         int             (*accept)    (struct socket *sock,
 171                                       struct socket *newsock, int flags, bool kern);
 172         int             (*getname)   (struct socket *sock,
 173                                       struct sockaddr *addr,
 174                                       int peer);
 175         __poll_t        (*poll)      (struct file *file, struct socket *sock,
 176                                       struct poll_table_struct *wait);
 177         int             (*ioctl)     (struct socket *sock, unsigned int cmd,
 178                                       unsigned long arg);
 179 #ifdef CONFIG_COMPAT
 180         int             (*compat_ioctl) (struct socket *sock, unsigned int cmd,
 181                                       unsigned long arg);
 182 #endif
 183         int             (*gettstamp) (struct socket *sock, void __user *userstamp,
 184                                       bool timeval, bool time32);
 185         int             (*listen)    (struct socket *sock, int len);
 186         int             (*shutdown)  (struct socket *sock, int flags);
 187         int             (*setsockopt)(struct socket *sock, int level,
 188                                       int optname, sockptr_t optval,
 189                                       unsigned int optlen);
 190         int             (*getsockopt)(struct socket *sock, int level,
 191                                       int optname, char __user *optval, int __user *optlen);
 192         void            (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct socket *sock);
 193         int             (*sendmsg)   (struct socket *sock, struct msghdr *m,
 194                                       size_t total_len);
 195         /* Notes for implementing recvmsg:
 196          * ===============================
 197          * msg->msg_namelen should get updated by the recvmsg handlers
 198          * iff msg_name != NULL. It is by default 0 to prevent
 199          * returning uninitialized memory to user space.  The recvfrom
 200          * handlers can assume that msg.msg_name is either NULL or has
 201          * a minimum size of sizeof(struct sockaddr_storage).
 202          */
 203         int             (*recvmsg)   (struct socket *sock, struct msghdr *m,
 204                                       size_t total_len, int flags);
 205         int             (*mmap)      (struct file *file, struct socket *sock,
 206                                       struct vm_area_struct * vma);
 207         ssize_t         (*sendpage)  (struct socket *sock, struct page *page,
 208                                       int offset, size_t size, int flags);
 209         ssize_t         (*splice_read)(struct socket *sock,  loff_t *ppos,
 210                                        struct pipe_inode_info *pipe, size_t len, unsigned int flags);
 211         int             (*set_peek_off)(struct sock *sk, int val);
 212         int             (*peek_len)(struct socket *sock);
 213
 214         /* The following functions are called internally by kernel with
 215          * sock lock already held.
 216          */
 217         int             (*read_sock)(struct sock *sk, read_descriptor_t *desc,
 218                                      sk_read_actor_t recv_actor);
 219         /* This is different from read_sock(), it reads an entire skb at a time. */
 220         int             (*read_skb)(struct sock *sk, skb_read_actor_t recv_actor);
 221         int             (*sendpage_locked)(struct sock *sk, struct page *page,
 222                                            int offset, size_t size, int flags);
 223         int             (*sendmsg_locked)(struct sock *sk, struct msghdr *msg,
 224                                           size_t size);
 225         int             (*set_rcvlowat)(struct sock *sk, int val);
 226 };
 227
 228 #define DECLARE_SOCKADDR(type, dst, src)        \
 229         type dst = ({ __sockaddr_check_size(sizeof(*dst)); (type) src; })
 230
 231 struct net_proto_family {
 232         int             family;
 233         int             (*create)(struct net *net, struct socket *sock,
 234                                   int protocol, int kern);
 235         struct module   *owner;
 236 };
 237
 238 struct iovec;
 239 struct kvec;
 240
 241 enum {
 242         SOCK_WAKE_IO,
 243         SOCK_WAKE_WAITD,
 244         SOCK_WAKE_SPACE,
 245         SOCK_WAKE_URG,
 246 };
 247
 248 int sock_wake_async(struct socket_wq *sk_wq, int how, int band);
 249 int sock_register(const struct net_proto_family *fam);
 250 void sock_unregister(int family);
 251 bool sock_is_registered(int family);
 252 int __sock_create(struct net *net, int family, int type, int proto,
 253                   struct socket **res, int kern);
 254 int sock_create(int family, int type, int proto, struct socket **res);
 255 int sock_create_kern(struct net *net, int family, int type, int proto, struct socket **res);
 256 int sock_create_lite(int family, int type, int proto, struct socket **res);
 257 struct socket *sock_alloc(void);
 258 void sock_release(struct socket *sock);
 259 int sock_sendmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg);
 260 int sock_recvmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg, int flags);
 261 struct file *sock_alloc_file(struct socket *sock, int flags, const char *dname);
 262 struct socket *sockfd_lookup(int fd, int *err);
 263 struct socket *sock_from_file(struct file *file);
 264 #define              sockfd_put(sock) fput(sock->file)
 265 int net_ratelimit(void);
 266
 267 #define net_ratelimited_function(function, ...)                 \
 268 do {                                                            \
 269         if (net_ratelimit())                                    \
 270                 function(__VA_ARGS__);                          \
 271 } while (0)
 272
 273 #define net_emerg_ratelimited(fmt, ...)                         \
 274         net_ratelimited_function(pr_emerg, fmt, ##__VA_ARGS__)
 275 #define net_alert_ratelimited(fmt, ...)                         \
 276         net_ratelimited_function(pr_alert, fmt, ##__VA_ARGS__)
 277 #define net_crit_ratelimited(fmt, ...)                          \
 278         net_ratelimited_function(pr_crit, fmt, ##__VA_ARGS__)
 279 #define net_err_ratelimited(fmt, ...)                           \
 280         net_ratelimited_function(pr_err, fmt, ##__VA_ARGS__)
 281 #define net_notice_ratelimited(fmt, ...)                        \
 282         net_ratelimited_function(pr_notice, fmt, ##__VA_ARGS__)
 283 #define net_warn_ratelimited(fmt, ...)                          \
 284         net_ratelimited_function(pr_warn, fmt, ##__VA_ARGS__)
 285 #define net_info_ratelimited(fmt, ...)                          \
 286         net_ratelimited_function(pr_info, fmt, ##__VA_ARGS__)
 287 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG) || \
 288         (defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG_CORE) && defined(DYNAMIC_DEBUG_MODULE))
 289 #define net_dbg_ratelimited(fmt, ...)                                   \
 290 do {                                                                    \
 291         DEFINE_DYNAMIC_DEBUG_METADATA(descriptor, fmt);                 \
 292         if (DYNAMIC_DEBUG_BRANCH(descriptor) &&                         \
 293             net_ratelimit())                                            \
 294                 __dynamic_pr_debug(&descriptor, pr_fmt(fmt),            \
 295                                    ##__VA_ARGS__);                      \
 296 } while (0)
 297 #elif defined(DEBUG)
 298 #define net_dbg_ratelimited(fmt, ...)                           \
 299         net_ratelimited_function(pr_debug, fmt, ##__VA_ARGS__)
 300 #else
 301 #define net_dbg_ratelimited(fmt, ...)                           \
 302         do {                                                    \
 303                 if (0)                                          \
 304                         no_printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__); \
 305         } while (0)
 306 #endif
 307
 308 #define net_get_random_once(buf, nbytes)                        \
 309         get_random_once((buf), (nbytes))
 310
 311 /*
 312  * E.g. XFS meta- & log-data is in slab pages, or bcache meta
 313  * data pages, or other high order pages allocated by
 314  * __get_free_pages() without __GFP_COMP, which have a page_count
 315  * of 0 and/or have PageSlab() set. We cannot use send_page for
 316  * those, as that does get_page(); put_page(); and would cause
 317  * either a VM_BUG directly, or __page_cache_release a page that
 318  * would actually still be referenced by someone, leading to some
 319  * obscure delayed Oops somewhere else.
 320  */
 321 static inline bool sendpage_ok(struct page *page)
 322 {
 323         return !PageSlab(page) && page_count(page) >= 1;
 324 }
 325
 326 int kernel_sendmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg, struct kvec *vec,
 327                    size_t num, size_t len);
 328 int kernel_sendmsg_locked(struct sock *sk, struct msghdr *msg,
 329                           struct kvec *vec, size_t num, size_t len);
 330 int kernel_recvmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg, struct kvec *vec,
 331                    size_t num, size_t len, int flags);
 332
 333 int kernel_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int addrlen);
 334 int kernel_listen(struct socket *sock, int backlog);
 335 int kernel_accept(struct socket *sock, struct socket **newsock, int flags);
 336 int kernel_connect(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int addrlen,
 337                    int flags);
 338 int kernel_getsockname(struct socket *sock, struct sockaddr *addr);
 339 int kernel_getpeername(struct socket *sock, struct sockaddr *addr);
 340 int kernel_sendpage(struct socket *sock, struct page *page, int offset,
 341                     size_t size, int flags);
 342 int kernel_sendpage_locked(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
 343                            size_t size, int flags);
 344 int kernel_sock_shutdown(struct socket *sock, enum sock_shutdown_cmd how);
 345
 346 /* Routine returns the IP overhead imposed by a (caller-protected) socket. */
 347 u32 kernel_sock_ip_overhead(struct sock *sk);
 348
 349 #define MODULE_ALIAS_NETPROTO(proto) \
 350         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(proto))
 351
 352 #define MODULE_ALIAS_NET_PF_PROTO(pf, proto) \
 353         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(pf) "-proto-" __stringify(proto))
 354
 355 #define MODULE_ALIAS_NET_PF_PROTO_TYPE(pf, proto, type) \
 356         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(pf) "-proto-" __stringify(proto) \
 357                      "-type-" __stringify(type))
 358
 359 #define MODULE_ALIAS_NET_PF_PROTO_NAME(pf, proto, name) \
 360         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(pf) "-proto-" __stringify(proto) \
 361                      name)
 362 #endif  /* _LINUX_NET_H */