net/ipv6/reassembly.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *      IPv6 fragment reassembly
   4  *      Linux INET6 implementation
   5  *
   6  *      Authors:
   7  *      Pedro Roque             <[email protected]>
   8  *
   9  *      Based on: net/ipv4/ip_fragment.c
  10  */
  11
  12 /*
  13  *      Fixes:
  14  *      Andi Kleen      Make it work with multiple hosts.
  15  *                      More RFC compliance.
  16  *
  17  *      Horst von Brand Add missing #include <linux/string.h>
  18  *      Alexey Kuznetsov        SMP races, threading, cleanup.
  19  *      Patrick McHardy         LRU queue of frag heads for evictor.
  20  *      Mitsuru KANDA @USAGI    Register inet6_protocol{}.
  21  *      David Stevens and
  22  *      YOSHIFUJI,H. @USAGI     Always remove fragment header to
  23  *                              calculate ICV correctly.
  24  */
  25
  26 #define pr_fmt(fmt) "IPv6: " fmt
  27
  28 #include <linux/errno.h>
  29 #include <linux/types.h>
  30 #include <linux/string.h>
  31 #include <linux/socket.h>
  32 #include <linux/sockios.h>
  33 #include <linux/jiffies.h>
  34 #include <linux/net.h>
  35 #include <linux/list.h>
  36 #include <linux/netdevice.h>
  37 #include <linux/in6.h>
  38 #include <linux/ipv6.h>
  39 #include <linux/icmpv6.h>
  40 #include <linux/random.h>
  41 #include <linux/jhash.h>
  42 #include <linux/skbuff.h>
  43 #include <linux/slab.h>
  44 #include <linux/export.h>
  45 #include <linux/tcp.h>
  46 #include <linux/udp.h>
  47
  48 #include <net/sock.h>
  49 #include <net/snmp.h>
  50
  51 #include <net/ipv6.h>
  52 #include <net/ip6_route.h>
  53 #include <net/protocol.h>
  54 #include <net/transp_v6.h>
  55 #include <net/rawv6.h>
  56 #include <net/ndisc.h>
  57 #include <net/addrconf.h>
  58 #include <net/ipv6_frag.h>
  59 #include <net/inet_ecn.h>
  60
  61 static const char ip6_frag_cache_name[] = "ip6-frags";
  62
  63 static u8 ip6_frag_ecn(const struct ipv6hdr *ipv6h)
  64 {
  65         return 1 << (ipv6_get_dsfield(ipv6h) & INET_ECN_MASK);
  66 }
  67
  68 static struct inet_frags ip6_frags;
  69
  70 static int ip6_frag_reasm(struct frag_queue *fq, struct sk_buff *skb,
  71                           struct sk_buff *prev_tail, struct net_device *dev);
  72
  73 static void ip6_frag_expire(struct timer_list *t)
  74 {
  75         struct inet_frag_queue *frag = from_timer(frag, t, timer);
  76         struct frag_queue *fq;
  77
  78         fq = container_of(frag, struct frag_queue, q);
  79
  80         ip6frag_expire_frag_queue(fq->q.fqdir->net, fq);
  81 }
  82
  83 static struct frag_queue *
  84 fq_find(struct net *net, __be32 id, const struct ipv6hdr *hdr, int iif)
  85 {
  86         struct frag_v6_compare_key key = {
  87                 .id = id,
  88                 .saddr = hdr->saddr,
  89                 .daddr = hdr->daddr,
  90                 .user = IP6_DEFRAG_LOCAL_DELIVER,
  91                 .iif = iif,
  92         };
  93         struct inet_frag_queue *q;
  94
  95         if (!(ipv6_addr_type(&hdr->daddr) & (IPV6_ADDR_MULTICAST |
  96                                             IPV6_ADDR_LINKLOCAL)))
  97                 key.iif = 0;
  98
  99         q = inet_frag_find(net->ipv6.fqdir, &key);
 100         if (!q)
 101                 return NULL;
 102
 103         return container_of(q, struct frag_queue, q);
 104 }
 105
 106 static int ip6_frag_queue(struct frag_queue *fq, struct sk_buff *skb,
 107                           struct frag_hdr *fhdr, int nhoff,
 108                           u32 *prob_offset)
 109 {
 110         struct net *net = dev_net(skb_dst(skb)->dev);
 111         int offset, end, fragsize;
 112         struct sk_buff *prev_tail;
 113         struct net_device *dev;
 114         int err = -ENOENT;
 115         SKB_DR(reason);
 116         u8 ecn;
 117
 118         /* If reassembly is already done, @skb must be a duplicate frag. */
 119         if (fq->q.flags & INET_FRAG_COMPLETE) {
 120                 SKB_DR_SET(reason, DUP_FRAG);
 121                 goto err;
 122         }
 123
 124         err = -EINVAL;
 125         offset = ntohs(fhdr->frag_off) & ~0x7;
 126         end = offset + (ntohs(ipv6_hdr(skb)->payload_len) -
 127                         ((u8 *)(fhdr + 1) - (u8 *)(ipv6_hdr(skb) + 1)));
 128
 129         if ((unsigned int)end > IPV6_MAXPLEN) {
 130                 *prob_offset = (u8 *)&fhdr->frag_off - skb_network_header(skb);
 131                 /* note that if prob_offset is set, the skb is freed elsewhere,
 132                  * we do not free it here.
 133                  */
 134                 return -1;
 135         }
 136
 137         ecn = ip6_frag_ecn(ipv6_hdr(skb));
 138
 139         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 140                 const unsigned char *nh = skb_network_header(skb);
 141                 skb->csum = csum_sub(skb->csum,
 142                                      csum_partial(nh, (u8 *)(fhdr + 1) - nh,
 143                                                   0));
 144         }
 145
 146         /* Is this the final fragment? */
 147         if (!(fhdr->frag_off & htons(IP6_MF))) {
 148                 /* If we already have some bits beyond end
 149                  * or have different end, the segment is corrupted.
 150                  */
 151                 if (end < fq->q.len ||
 152                     ((fq->q.flags & INET_FRAG_LAST_IN) && end != fq->q.len))
 153                         goto discard_fq;
 154                 fq->q.flags |= INET_FRAG_LAST_IN;
 155                 fq->q.len = end;
 156         } else {
 157                 /* Check if the fragment is rounded to 8 bytes.
 158                  * Required by the RFC.
 159                  */
 160                 if (end & 0x7) {
 161                         /* RFC2460 says always send parameter problem in
 162                          * this case. -DaveM
 163                          */
 164                         *prob_offset = offsetof(struct ipv6hdr, payload_len);
 165                         return -1;
 166                 }
 167                 if (end > fq->q.len) {
 168                         /* Some bits beyond end -> corruption. */
 169                         if (fq->q.flags & INET_FRAG_LAST_IN)
 170                                 goto discard_fq;
 171                         fq->q.len = end;
 172                 }
 173         }
 174
 175         if (end == offset)
 176                 goto discard_fq;
 177
 178         err = -ENOMEM;
 179         /* Point into the IP datagram 'data' part. */
 180         if (!pskb_pull(skb, (u8 *) (fhdr + 1) - skb->data))
 181                 goto discard_fq;
 182
 183         err = pskb_trim_rcsum(skb, end - offset);
 184         if (err)
 185                 goto discard_fq;
 186
 187         /* Note : skb->rbnode and skb->dev share the same location. */
 188         dev = skb->dev;
 189         /* Makes sure compiler wont do silly aliasing games */
 190         barrier();
 191
 192         prev_tail = fq->q.fragments_tail;
 193         err = inet_frag_queue_insert(&fq->q, skb, offset, end);
 194         if (err)
 195                 goto insert_error;
 196
 197         if (dev)
 198                 fq->iif = dev->ifindex;
 199
 200         fq->q.stamp = skb->tstamp;
 201         fq->q.mono_delivery_time = skb->mono_delivery_time;
 202         fq->q.meat += skb->len;
 203         fq->ecn |= ecn;
 204         add_frag_mem_limit(fq->q.fqdir, skb->truesize);
 205
 206         fragsize = -skb_network_offset(skb) + skb->len;
 207         if (fragsize > fq->q.max_size)
 208                 fq->q.max_size = fragsize;
 209
 210         /* The first fragment.
 211          * nhoffset is obtained from the first fragment, of course.
 212          */
 213         if (offset == 0) {
 214                 fq->nhoffset = nhoff;
 215                 fq->q.flags |= INET_FRAG_FIRST_IN;
 216         }
 217
 218         if (fq->q.flags == (INET_FRAG_FIRST_IN | INET_FRAG_LAST_IN) &&
 219             fq->q.meat == fq->q.len) {
 220                 unsigned long orefdst = skb->_skb_refdst;
 221
 222                 skb->_skb_refdst = 0UL;
 223                 err = ip6_frag_reasm(fq, skb, prev_tail, dev);
 224                 skb->_skb_refdst = orefdst;
 225                 return err;
 226         }
 227
 228         skb_dst_drop(skb);
 229         return -EINPROGRESS;
 230
 231 insert_error:
 232         if (err == IPFRAG_DUP) {
 233                 SKB_DR_SET(reason, DUP_FRAG);
 234                 err = -EINVAL;
 235                 goto err;
 236         }
 237         err = -EINVAL;
 238         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)),
 239                         IPSTATS_MIB_REASM_OVERLAPS);
 240 discard_fq:
 241         inet_frag_kill(&fq->q);
 242         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)),
 243                         IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 244 err:
 245         kfree_skb_reason(skb, reason);
 246         return err;
 247 }
 248
 249 /*
 250  *      Check if this packet is complete.
 251  *
 252  *      It is called with locked fq, and caller must check that
 253  *      queue is eligible for reassembly i.e. it is not COMPLETE,
 254  *      the last and the first frames arrived and all the bits are here.
 255  */
 256 static int ip6_frag_reasm(struct frag_queue *fq, struct sk_buff *skb,
 257                           struct sk_buff *prev_tail, struct net_device *dev)
 258 {
 259         struct net *net = fq->q.fqdir->net;
 260         unsigned int nhoff;
 261         void *reasm_data;
 262         int payload_len;
 263         u8 ecn;
 264
 265         inet_frag_kill(&fq->q);
 266
 267         ecn = ip_frag_ecn_table[fq->ecn];
 268         if (unlikely(ecn == 0xff))
 269                 goto out_fail;
 270
 271         reasm_data = inet_frag_reasm_prepare(&fq->q, skb, prev_tail);
 272         if (!reasm_data)
 273                 goto out_oom;
 274
 275         payload_len = ((skb->data - skb_network_header(skb)) -
 276                        sizeof(struct ipv6hdr) + fq->q.len -
 277                        sizeof(struct frag_hdr));
 278         if (payload_len > IPV6_MAXPLEN)
 279                 goto out_oversize;
 280
 281         /* We have to remove fragment header from datagram and to relocate
 282          * header in order to calculate ICV correctly. */
 283         nhoff = fq->nhoffset;
 284         skb_network_header(skb)[nhoff] = skb_transport_header(skb)[0];
 285         memmove(skb->head + sizeof(struct frag_hdr), skb->head,
 286                 (skb->data - skb->head) - sizeof(struct frag_hdr));
 287         if (skb_mac_header_was_set(skb))
 288                 skb->mac_header += sizeof(struct frag_hdr);
 289         skb->network_header += sizeof(struct frag_hdr);
 290
 291         skb_reset_transport_header(skb);
 292
 293         inet_frag_reasm_finish(&fq->q, skb, reasm_data, true);
 294
 295         skb->dev = dev;
 296         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(payload_len);
 297         ipv6_change_dsfield(ipv6_hdr(skb), 0xff, ecn);
 298         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
 299         IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_FRAGMENTED;
 300         IP6CB(skb)->frag_max_size = fq->q.max_size;
 301
 302         /* Yes, and fold redundant checksum back. 8) */
 303         skb_postpush_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 304                            skb_network_header_len(skb));
 305
 306         rcu_read_lock();
 307         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_stats_get(dev, skb), IPSTATS_MIB_REASMOKS);
 308         rcu_read_unlock();
 309         fq->q.rb_fragments = RB_ROOT;
 310         fq->q.fragments_tail = NULL;
 311         fq->q.last_run_head = NULL;
 312         return 1;
 313
 314 out_oversize:
 315         net_dbg_ratelimited("ip6_frag_reasm: payload len = %d\n", payload_len);
 316         goto out_fail;
 317 out_oom:
 318         net_dbg_ratelimited("ip6_frag_reasm: no memory for reassembly\n");
 319 out_fail:
 320         rcu_read_lock();
 321         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_stats_get(dev, skb), IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 322         rcu_read_unlock();
 323         inet_frag_kill(&fq->q);
 324         return -1;
 325 }
 326
 327 static int ipv6_frag_rcv(struct sk_buff *skb)
 328 {
 329         struct frag_hdr *fhdr;
 330         struct frag_queue *fq;
 331         const struct ipv6hdr *hdr = ipv6_hdr(skb);
 332         struct net *net = dev_net(skb_dst(skb)->dev);
 333         u8 nexthdr;
 334         int iif;
 335
 336         if (IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_FRAGMENTED)
 337                 goto fail_hdr;
 338
 339         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMREQDS);
 340
 341         /* Jumbo payload inhibits frag. header */
 342         if (hdr->payload_len == 0)
 343                 goto fail_hdr;
 344
 345         if (!pskb_may_pull(skb, (skb_transport_offset(skb) +
 346                                  sizeof(struct frag_hdr))))
 347                 goto fail_hdr;
 348
 349         hdr = ipv6_hdr(skb);
 350         fhdr = (struct frag_hdr *)skb_transport_header(skb);
 351
 352         if (!(fhdr->frag_off & htons(IP6_OFFSET | IP6_MF))) {
 353                 /* It is not a fragmented frame */
 354                 skb->transport_header += sizeof(struct frag_hdr);
 355                 __IP6_INC_STATS(net,
 356                                 ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMOKS);
 357
 358                 IP6CB(skb)->nhoff = (u8 *)fhdr - skb_network_header(skb);
 359                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_FRAGMENTED;
 360                 IP6CB(skb)->frag_max_size = ntohs(hdr->payload_len) +
 361                                             sizeof(struct ipv6hdr);
 362                 return 1;
 363         }
 364
 365         /* RFC 8200, Section 4.5 Fragment Header:
 366          * If the first fragment does not include all headers through an
 367          * Upper-Layer header, then that fragment should be discarded and
 368          * an ICMP Parameter Problem, Code 3, message should be sent to
 369          * the source of the fragment, with the Pointer field set to zero.
 370          */
 371         nexthdr = hdr->nexthdr;
 372         if (ipv6frag_thdr_truncated(skb, skb_transport_offset(skb), &nexthdr)) {
 373                 __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 374                                 IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 375                 icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_INCOMP, 0);
 376                 return -1;
 377         }
 378
 379         iif = skb->dev ? skb->dev->ifindex : 0;
 380         fq = fq_find(net, fhdr->identification, hdr, iif);
 381         if (fq) {
 382                 u32 prob_offset = 0;
 383                 int ret;
 384
 385                 spin_lock(&fq->q.lock);
 386
 387                 fq->iif = iif;
 388                 ret = ip6_frag_queue(fq, skb, fhdr, IP6CB(skb)->nhoff,
 389                                      &prob_offset);
 390
 391                 spin_unlock(&fq->q.lock);
 392                 inet_frag_put(&fq->q);
 393                 if (prob_offset) {
 394                         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 395                                         IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 396                         /* icmpv6_param_prob() calls kfree_skb(skb) */
 397                         icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_FIELD, prob_offset);
 398                 }
 399                 return ret;
 400         }
 401
 402         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 403         kfree_skb(skb);
 404         return -1;
 405
 406 fail_hdr:
 407         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 408                         IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 409         icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_FIELD, skb_network_header_len(skb));
 410         return -1;
 411 }
 412
 413 static const struct inet6_protocol frag_protocol = {
 414         .handler        =       ipv6_frag_rcv,
 415         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
 416 };
 417
 418 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 419
 420 static struct ctl_table ip6_frags_ns_ctl_table[] = {
 421         {
 422                 .procname       = "ip6frag_high_thresh",
 423                 .maxlen         = sizeof(unsigned long),
 424                 .mode           = 0644,
 425                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 426         },
 427         {
 428                 .procname       = "ip6frag_low_thresh",
 429                 .maxlen         = sizeof(unsigned long),
 430                 .mode           = 0644,
 431                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 432         },
 433         {
 434                 .procname       = "ip6frag_time",
 435                 .maxlen         = sizeof(int),
 436                 .mode           = 0644,
 437                 .proc_handler   = proc_dointvec_jiffies,
 438         },
 439         { }
 440 };
 441
 442 /* secret interval has been deprecated */
 443 static int ip6_frags_secret_interval_unused;
 444 static struct ctl_table ip6_frags_ctl_table[] = {
 445         {
 446                 .procname       = "ip6frag_secret_interval",
 447                 .data           = &ip6_frags_secret_interval_unused,
 448                 .maxlen         = sizeof(int),
 449                 .mode           = 0644,
 450                 .proc_handler   = proc_dointvec_jiffies,
 451         },
 452         { }
 453 };
 454
 455 static int __net_init ip6_frags_ns_sysctl_register(struct net *net)
 456 {
 457         struct ctl_table *table;
 458         struct ctl_table_header *hdr;
 459
 460         table = ip6_frags_ns_ctl_table;
 461         if (!net_eq(net, &init_net)) {
 462                 table = kmemdup(table, sizeof(ip6_frags_ns_ctl_table), GFP_KERNEL);
 463                 if (!table)
 464                         goto err_alloc;
 465
 466         }
 467         table[0].data   = &net->ipv6.fqdir->high_thresh;
 468         table[0].extra1 = &net->ipv6.fqdir->low_thresh;
 469         table[1].data   = &net->ipv6.fqdir->low_thresh;
 470         table[1].extra2 = &net->ipv6.fqdir->high_thresh;
 471         table[2].data   = &net->ipv6.fqdir->timeout;
 472
 473         hdr = register_net_sysctl(net, "net/ipv6", table);
 474         if (!hdr)
 475                 goto err_reg;
 476
 477         net->ipv6.sysctl.frags_hdr = hdr;
 478         return 0;
 479
 480 err_reg:
 481         if (!net_eq(net, &init_net))
 482                 kfree(table);
 483 err_alloc:
 484         return -ENOMEM;
 485 }
 486
 487 static void __net_exit ip6_frags_ns_sysctl_unregister(struct net *net)
 488 {
 489         struct ctl_table *table;
 490
 491         table = net->ipv6.sysctl.frags_hdr->ctl_table_arg;
 492         unregister_net_sysctl_table(net->ipv6.sysctl.frags_hdr);
 493         if (!net_eq(net, &init_net))
 494                 kfree(table);
 495 }
 496
 497 static struct ctl_table_header *ip6_ctl_header;
 498
 499 static int ip6_frags_sysctl_register(void)
 500 {
 501         ip6_ctl_header = register_net_sysctl(&init_net, "net/ipv6",
 502                         ip6_frags_ctl_table);
 503         return ip6_ctl_header == NULL ? -ENOMEM : 0;
 504 }
 505
 506 static void ip6_frags_sysctl_unregister(void)
 507 {
 508         unregister_net_sysctl_table(ip6_ctl_header);
 509 }
 510 #else
 511 static int ip6_frags_ns_sysctl_register(struct net *net)
 512 {
 513         return 0;
 514 }
 515
 516 static void ip6_frags_ns_sysctl_unregister(struct net *net)
 517 {
 518 }
 519
 520 static int ip6_frags_sysctl_register(void)
 521 {
 522         return 0;
 523 }
 524
 525 static void ip6_frags_sysctl_unregister(void)
 526 {
 527 }
 528 #endif
 529
 530 static int __net_init ipv6_frags_init_net(struct net *net)
 531 {
 532         int res;
 533
 534         res = fqdir_init(&net->ipv6.fqdir, &ip6_frags, net);
 535         if (res < 0)
 536                 return res;
 537
 538         net->ipv6.fqdir->high_thresh = IPV6_FRAG_HIGH_THRESH;
 539         net->ipv6.fqdir->low_thresh = IPV6_FRAG_LOW_THRESH;
 540         net->ipv6.fqdir->timeout = IPV6_FRAG_TIMEOUT;
 541
 542         res = ip6_frags_ns_sysctl_register(net);
 543         if (res < 0)
 544                 fqdir_exit(net->ipv6.fqdir);
 545         return res;
 546 }
 547
 548 static void __net_exit ipv6_frags_pre_exit_net(struct net *net)
 549 {
 550         fqdir_pre_exit(net->ipv6.fqdir);
 551 }
 552
 553 static void __net_exit ipv6_frags_exit_net(struct net *net)
 554 {
 555         ip6_frags_ns_sysctl_unregister(net);
 556         fqdir_exit(net->ipv6.fqdir);
 557 }
 558
 559 static struct pernet_operations ip6_frags_ops = {
 560         .init           = ipv6_frags_init_net,
 561         .pre_exit       = ipv6_frags_pre_exit_net,
 562         .exit           = ipv6_frags_exit_net,
 563 };
 564
 565 static const struct rhashtable_params ip6_rhash_params = {
 566         .head_offset            = offsetof(struct inet_frag_queue, node),
 567         .hashfn                 = ip6frag_key_hashfn,
 568         .obj_hashfn             = ip6frag_obj_hashfn,
 569         .obj_cmpfn              = ip6frag_obj_cmpfn,
 570         .automatic_shrinking    = true,
 571 };
 572
 573 int __init ipv6_frag_init(void)
 574 {
 575         int ret;
 576
 577         ip6_frags.constructor = ip6frag_init;
 578         ip6_frags.destructor = NULL;
 579         ip6_frags.qsize = sizeof(struct frag_queue);
 580         ip6_frags.frag_expire = ip6_frag_expire;
 581         ip6_frags.frags_cache_name = ip6_frag_cache_name;
 582         ip6_frags.rhash_params = ip6_rhash_params;
 583         ret = inet_frags_init(&ip6_frags);
 584         if (ret)
 585                 goto out;
 586
 587         ret = inet6_add_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 588         if (ret)
 589                 goto err_protocol;
 590
 591         ret = ip6_frags_sysctl_register();
 592         if (ret)
 593                 goto err_sysctl;
 594
 595         ret = register_pernet_subsys(&ip6_frags_ops);
 596         if (ret)
 597                 goto err_pernet;
 598
 599 out:
 600         return ret;
 601
 602 err_pernet:
 603         ip6_frags_sysctl_unregister();
 604 err_sysctl:
 605         inet6_del_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 606 err_protocol:
 607         inet_frags_fini(&ip6_frags);
 608         goto out;
 609 }
 610
 611 void ipv6_frag_exit(void)
 612 {
 613         ip6_frags_sysctl_unregister();
 614         unregister_pernet_subsys(&ip6_frags_ops);
 615         inet6_del_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 616         inet_frags_fini(&ip6_frags);
 617 }