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             <roque@di.fc.ul.pt>
   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         u8 ecn;
 116
 117         if (fq->q.flags & INET_FRAG_COMPLETE)
 118                 goto err;
 119
 120         err = -EINVAL;
 121         offset = ntohs(fhdr->frag_off) & ~0x7;
 122         end = offset + (ntohs(ipv6_hdr(skb)->payload_len) -
 123                         ((u8 *)(fhdr + 1) - (u8 *)(ipv6_hdr(skb) + 1)));
 124
 125         if ((unsigned int)end > IPV6_MAXPLEN) {
 126                 *prob_offset = (u8 *)&fhdr->frag_off - skb_network_header(skb);
 127                 /* note that if prob_offset is set, the skb is freed elsewhere,
 128                  * we do not free it here.
 129                  */
 130                 return -1;
 131         }
 132
 133         ecn = ip6_frag_ecn(ipv6_hdr(skb));
 134
 135         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 136                 const unsigned char *nh = skb_network_header(skb);
 137                 skb->csum = csum_sub(skb->csum,
 138                                      csum_partial(nh, (u8 *)(fhdr + 1) - nh,
 139                                                   0));
 140         }
 141
 142         /* Is this the final fragment? */
 143         if (!(fhdr->frag_off & htons(IP6_MF))) {
 144                 /* If we already have some bits beyond end
 145                  * or have different end, the segment is corrupted.
 146                  */
 147                 if (end < fq->q.len ||
 148                     ((fq->q.flags & INET_FRAG_LAST_IN) && end != fq->q.len))
 149                         goto discard_fq;
 150                 fq->q.flags |= INET_FRAG_LAST_IN;
 151                 fq->q.len = end;
 152         } else {
 153                 /* Check if the fragment is rounded to 8 bytes.
 154                  * Required by the RFC.
 155                  */
 156                 if (end & 0x7) {
 157                         /* RFC2460 says always send parameter problem in
 158                          * this case. -DaveM
 159                          */
 160                         *prob_offset = offsetof(struct ipv6hdr, payload_len);
 161                         return -1;
 162                 }
 163                 if (end > fq->q.len) {
 164                         /* Some bits beyond end -> corruption. */
 165                         if (fq->q.flags & INET_FRAG_LAST_IN)
 166                                 goto discard_fq;
 167                         fq->q.len = end;
 168                 }
 169         }
 170
 171         if (end == offset)
 172                 goto discard_fq;
 173
 174         err = -ENOMEM;
 175         /* Point into the IP datagram 'data' part. */
 176         if (!pskb_pull(skb, (u8 *) (fhdr + 1) - skb->data))
 177                 goto discard_fq;
 178
 179         err = pskb_trim_rcsum(skb, end - offset);
 180         if (err)
 181                 goto discard_fq;
 182
 183         /* Note : skb->rbnode and skb->dev share the same location. */
 184         dev = skb->dev;
 185         /* Makes sure compiler wont do silly aliasing games */
 186         barrier();
 187
 188         prev_tail = fq->q.fragments_tail;
 189         err = inet_frag_queue_insert(&fq->q, skb, offset, end);
 190         if (err)
 191                 goto insert_error;
 192
 193         if (dev)
 194                 fq->iif = dev->ifindex;
 195
 196         fq->q.stamp = skb->tstamp;
 197         fq->q.mono_delivery_time = skb->mono_delivery_time;
 198         fq->q.meat += skb->len;
 199         fq->ecn |= ecn;
 200         add_frag_mem_limit(fq->q.fqdir, skb->truesize);
 201
 202         fragsize = -skb_network_offset(skb) + skb->len;
 203         if (fragsize > fq->q.max_size)
 204                 fq->q.max_size = fragsize;
 205
 206         /* The first fragment.
 207          * nhoffset is obtained from the first fragment, of course.
 208          */
 209         if (offset == 0) {
 210                 fq->nhoffset = nhoff;
 211                 fq->q.flags |= INET_FRAG_FIRST_IN;
 212         }
 213
 214         if (fq->q.flags == (INET_FRAG_FIRST_IN | INET_FRAG_LAST_IN) &&
 215             fq->q.meat == fq->q.len) {
 216                 unsigned long orefdst = skb->_skb_refdst;
 217
 218                 skb->_skb_refdst = 0UL;
 219                 err = ip6_frag_reasm(fq, skb, prev_tail, dev);
 220                 skb->_skb_refdst = orefdst;
 221                 return err;
 222         }
 223
 224         skb_dst_drop(skb);
 225         return -EINPROGRESS;
 226
 227 insert_error:
 228         if (err == IPFRAG_DUP) {
 229                 kfree_skb(skb);
 230                 return -EINVAL;
 231         }
 232         err = -EINVAL;
 233         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)),
 234                         IPSTATS_MIB_REASM_OVERLAPS);
 235 discard_fq:
 236         inet_frag_kill(&fq->q);
 237         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)),
 238                         IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 239 err:
 240         kfree_skb(skb);
 241         return err;
 242 }
 243
 244 /*
 245  *      Check if this packet is complete.
 246  *
 247  *      It is called with locked fq, and caller must check that
 248  *      queue is eligible for reassembly i.e. it is not COMPLETE,
 249  *      the last and the first frames arrived and all the bits are here.
 250  */
 251 static int ip6_frag_reasm(struct frag_queue *fq, struct sk_buff *skb,
 252                           struct sk_buff *prev_tail, struct net_device *dev)
 253 {
 254         struct net *net = fq->q.fqdir->net;
 255         unsigned int nhoff;
 256         void *reasm_data;
 257         int payload_len;
 258         u8 ecn;
 259
 260         inet_frag_kill(&fq->q);
 261
 262         ecn = ip_frag_ecn_table[fq->ecn];
 263         if (unlikely(ecn == 0xff))
 264                 goto out_fail;
 265
 266         reasm_data = inet_frag_reasm_prepare(&fq->q, skb, prev_tail);
 267         if (!reasm_data)
 268                 goto out_oom;
 269
 270         payload_len = ((skb->data - skb_network_header(skb)) -
 271                        sizeof(struct ipv6hdr) + fq->q.len -
 272                        sizeof(struct frag_hdr));
 273         if (payload_len > IPV6_MAXPLEN)
 274                 goto out_oversize;
 275
 276         /* We have to remove fragment header from datagram and to relocate
 277          * header in order to calculate ICV correctly. */
 278         nhoff = fq->nhoffset;
 279         skb_network_header(skb)[nhoff] = skb_transport_header(skb)[0];
 280         memmove(skb->head + sizeof(struct frag_hdr), skb->head,
 281                 (skb->data - skb->head) - sizeof(struct frag_hdr));
 282         if (skb_mac_header_was_set(skb))
 283                 skb->mac_header += sizeof(struct frag_hdr);
 284         skb->network_header += sizeof(struct frag_hdr);
 285
 286         skb_reset_transport_header(skb);
 287
 288         inet_frag_reasm_finish(&fq->q, skb, reasm_data, true);
 289
 290         skb->dev = dev;
 291         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(payload_len);
 292         ipv6_change_dsfield(ipv6_hdr(skb), 0xff, ecn);
 293         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
 294         IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_FRAGMENTED;
 295         IP6CB(skb)->frag_max_size = fq->q.max_size;
 296
 297         /* Yes, and fold redundant checksum back. 8) */
 298         skb_postpush_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 299                            skb_network_header_len(skb));
 300
 301         rcu_read_lock();
 302         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_stats_get(dev, skb), IPSTATS_MIB_REASMOKS);
 303         rcu_read_unlock();
 304         fq->q.rb_fragments = RB_ROOT;
 305         fq->q.fragments_tail = NULL;
 306         fq->q.last_run_head = NULL;
 307         return 1;
 308
 309 out_oversize:
 310         net_dbg_ratelimited("ip6_frag_reasm: payload len = %d\n", payload_len);
 311         goto out_fail;
 312 out_oom:
 313         net_dbg_ratelimited("ip6_frag_reasm: no memory for reassembly\n");
 314 out_fail:
 315         rcu_read_lock();
 316         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_stats_get(dev, skb), IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 317         rcu_read_unlock();
 318         inet_frag_kill(&fq->q);
 319         return -1;
 320 }
 321
 322 static int ipv6_frag_rcv(struct sk_buff *skb)
 323 {
 324         struct frag_hdr *fhdr;
 325         struct frag_queue *fq;
 326         const struct ipv6hdr *hdr = ipv6_hdr(skb);
 327         struct net *net = dev_net(skb_dst(skb)->dev);
 328         u8 nexthdr;
 329         int iif;
 330
 331         if (IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_FRAGMENTED)
 332                 goto fail_hdr;
 333
 334         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMREQDS);
 335
 336         /* Jumbo payload inhibits frag. header */
 337         if (hdr->payload_len == 0)
 338                 goto fail_hdr;
 339
 340         if (!pskb_may_pull(skb, (skb_transport_offset(skb) +
 341                                  sizeof(struct frag_hdr))))
 342                 goto fail_hdr;
 343
 344         hdr = ipv6_hdr(skb);
 345         fhdr = (struct frag_hdr *)skb_transport_header(skb);
 346
 347         if (!(fhdr->frag_off & htons(IP6_OFFSET | IP6_MF))) {
 348                 /* It is not a fragmented frame */
 349                 skb->transport_header += sizeof(struct frag_hdr);
 350                 __IP6_INC_STATS(net,
 351                                 ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMOKS);
 352
 353                 IP6CB(skb)->nhoff = (u8 *)fhdr - skb_network_header(skb);
 354                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_FRAGMENTED;
 355                 IP6CB(skb)->frag_max_size = ntohs(hdr->payload_len) +
 356                                             sizeof(struct ipv6hdr);
 357                 return 1;
 358         }
 359
 360         /* RFC 8200, Section 4.5 Fragment Header:
 361          * If the first fragment does not include all headers through an
 362          * Upper-Layer header, then that fragment should be discarded and
 363          * an ICMP Parameter Problem, Code 3, message should be sent to
 364          * the source of the fragment, with the Pointer field set to zero.
 365          */
 366         nexthdr = hdr->nexthdr;
 367         if (ipv6frag_thdr_truncated(skb, skb_transport_offset(skb), &nexthdr)) {
 368                 __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 369                                 IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 370                 icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_INCOMP, 0);
 371                 return -1;
 372         }
 373
 374         iif = skb->dev ? skb->dev->ifindex : 0;
 375         fq = fq_find(net, fhdr->identification, hdr, iif);
 376         if (fq) {
 377                 u32 prob_offset = 0;
 378                 int ret;
 379
 380                 spin_lock(&fq->q.lock);
 381
 382                 fq->iif = iif;
 383                 ret = ip6_frag_queue(fq, skb, fhdr, IP6CB(skb)->nhoff,
 384                                      &prob_offset);
 385
 386                 spin_unlock(&fq->q.lock);
 387                 inet_frag_put(&fq->q);
 388                 if (prob_offset) {
 389                         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 390                                         IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 391                         /* icmpv6_param_prob() calls kfree_skb(skb) */
 392                         icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_FIELD, prob_offset);
 393                 }
 394                 return ret;
 395         }
 396
 397         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 398         kfree_skb(skb);
 399         return -1;
 400
 401 fail_hdr:
 402         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 403                         IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 404         icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_FIELD, skb_network_header_len(skb));
 405         return -1;
 406 }
 407
 408 static const struct inet6_protocol frag_protocol = {
 409         .handler        =       ipv6_frag_rcv,
 410         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
 411 };
 412
 413 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 414
 415 static struct ctl_table ip6_frags_ns_ctl_table[] = {
 416         {
 417                 .procname       = "ip6frag_high_thresh",
 418                 .maxlen         = sizeof(unsigned long),
 419                 .mode           = 0644,
 420                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 421         },
 422         {
 423                 .procname       = "ip6frag_low_thresh",
 424                 .maxlen         = sizeof(unsigned long),
 425                 .mode           = 0644,
 426                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 427         },
 428         {
 429                 .procname       = "ip6frag_time",
 430                 .maxlen         = sizeof(int),
 431                 .mode           = 0644,
 432                 .proc_handler   = proc_dointvec_jiffies,
 433         },
 434         { }
 435 };
 436
 437 /* secret interval has been deprecated */
 438 static int ip6_frags_secret_interval_unused;
 439 static struct ctl_table ip6_frags_ctl_table[] = {
 440         {
 441                 .procname       = "ip6frag_secret_interval",
 442                 .data           = &ip6_frags_secret_interval_unused,
 443                 .maxlen         = sizeof(int),
 444                 .mode           = 0644,
 445                 .proc_handler   = proc_dointvec_jiffies,
 446         },
 447         { }
 448 };
 449
 450 static int __net_init ip6_frags_ns_sysctl_register(struct net *net)
 451 {
 452         struct ctl_table *table;
 453         struct ctl_table_header *hdr;
 454
 455         table = ip6_frags_ns_ctl_table;
 456         if (!net_eq(net, &init_net)) {
 457                 table = kmemdup(table, sizeof(ip6_frags_ns_ctl_table), GFP_KERNEL);
 458                 if (!table)
 459                         goto err_alloc;
 460
 461         }
 462         table[0].data   = &net->ipv6.fqdir->high_thresh;
 463         table[0].extra1 = &net->ipv6.fqdir->low_thresh;
 464         table[1].data   = &net->ipv6.fqdir->low_thresh;
 465         table[1].extra2 = &net->ipv6.fqdir->high_thresh;
 466         table[2].data   = &net->ipv6.fqdir->timeout;
 467
 468         hdr = register_net_sysctl(net, "net/ipv6", table);
 469         if (!hdr)
 470                 goto err_reg;
 471
 472         net->ipv6.sysctl.frags_hdr = hdr;
 473         return 0;
 474
 475 err_reg:
 476         if (!net_eq(net, &init_net))
 477                 kfree(table);
 478 err_alloc:
 479         return -ENOMEM;
 480 }
 481
 482 static void __net_exit ip6_frags_ns_sysctl_unregister(struct net *net)
 483 {
 484         struct ctl_table *table;
 485
 486         table = net->ipv6.sysctl.frags_hdr->ctl_table_arg;
 487         unregister_net_sysctl_table(net->ipv6.sysctl.frags_hdr);
 488         if (!net_eq(net, &init_net))
 489                 kfree(table);
 490 }
 491
 492 static struct ctl_table_header *ip6_ctl_header;
 493
 494 static int ip6_frags_sysctl_register(void)
 495 {
 496         ip6_ctl_header = register_net_sysctl(&init_net, "net/ipv6",
 497                         ip6_frags_ctl_table);
 498         return ip6_ctl_header == NULL ? -ENOMEM : 0;
 499 }
 500
 501 static void ip6_frags_sysctl_unregister(void)
 502 {
 503         unregister_net_sysctl_table(ip6_ctl_header);
 504 }
 505 #else
 506 static int ip6_frags_ns_sysctl_register(struct net *net)
 507 {
 508         return 0;
 509 }
 510
 511 static void ip6_frags_ns_sysctl_unregister(struct net *net)
 512 {
 513 }
 514
 515 static int ip6_frags_sysctl_register(void)
 516 {
 517         return 0;
 518 }
 519
 520 static void ip6_frags_sysctl_unregister(void)
 521 {
 522 }
 523 #endif
 524
 525 static int __net_init ipv6_frags_init_net(struct net *net)
 526 {
 527         int res;
 528
 529         res = fqdir_init(&net->ipv6.fqdir, &ip6_frags, net);
 530         if (res < 0)
 531                 return res;
 532
 533         net->ipv6.fqdir->high_thresh = IPV6_FRAG_HIGH_THRESH;
 534         net->ipv6.fqdir->low_thresh = IPV6_FRAG_LOW_THRESH;
 535         net->ipv6.fqdir->timeout = IPV6_FRAG_TIMEOUT;
 536
 537         res = ip6_frags_ns_sysctl_register(net);
 538         if (res < 0)
 539                 fqdir_exit(net->ipv6.fqdir);
 540         return res;
 541 }
 542
 543 static void __net_exit ipv6_frags_pre_exit_net(struct net *net)
 544 {
 545         fqdir_pre_exit(net->ipv6.fqdir);
 546 }
 547
 548 static void __net_exit ipv6_frags_exit_net(struct net *net)
 549 {
 550         ip6_frags_ns_sysctl_unregister(net);
 551         fqdir_exit(net->ipv6.fqdir);
 552 }
 553
 554 static struct pernet_operations ip6_frags_ops = {
 555         .init           = ipv6_frags_init_net,
 556         .pre_exit       = ipv6_frags_pre_exit_net,
 557         .exit           = ipv6_frags_exit_net,
 558 };
 559
 560 static const struct rhashtable_params ip6_rhash_params = {
 561         .head_offset            = offsetof(struct inet_frag_queue, node),
 562         .hashfn                 = ip6frag_key_hashfn,
 563         .obj_hashfn             = ip6frag_obj_hashfn,
 564         .obj_cmpfn              = ip6frag_obj_cmpfn,
 565         .automatic_shrinking    = true,
 566 };
 567
 568 int __init ipv6_frag_init(void)
 569 {
 570         int ret;
 571
 572         ip6_frags.constructor = ip6frag_init;
 573         ip6_frags.destructor = NULL;
 574         ip6_frags.qsize = sizeof(struct frag_queue);
 575         ip6_frags.frag_expire = ip6_frag_expire;
 576         ip6_frags.frags_cache_name = ip6_frag_cache_name;
 577         ip6_frags.rhash_params = ip6_rhash_params;
 578         ret = inet_frags_init(&ip6_frags);
 579         if (ret)
 580                 goto out;
 581
 582         ret = inet6_add_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 583         if (ret)
 584                 goto err_protocol;
 585
 586         ret = ip6_frags_sysctl_register();
 587         if (ret)
 588                 goto err_sysctl;
 589
 590         ret = register_pernet_subsys(&ip6_frags_ops);
 591         if (ret)
 592                 goto err_pernet;
 593
 594 out:
 595         return ret;
 596
 597 err_pernet:
 598         ip6_frags_sysctl_unregister();
 599 err_sysctl:
 600         inet6_del_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 601 err_protocol:
 602         inet_frags_fini(&ip6_frags);
 603         goto out;
 604 }
 605
 606 void ipv6_frag_exit(void)
 607 {
 608         ip6_frags_sysctl_unregister();
 609         unregister_pernet_subsys(&ip6_frags_ops);
 610         inet6_del_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 611         inet_frags_fini(&ip6_frags);
 612 }