net/core/datagram.c

   1 /*
   2  *      SUCS NET3:
   3  *
   4  *      Generic datagram handling routines. These are generic for all
   5  *      protocols. Possibly a generic IP version on top of these would
   6  *      make sense. Not tonight however 8-).
   7  *      This is used because UDP, RAW, PACKET, DDP, IPX, AX.25 and
   8  *      NetROM layer all have identical poll code and mostly
   9  *      identical recvmsg() code. So we share it here. The poll was
  10  *      shared before but buried in udp.c so I moved it.
  11  *
  12  *      Authors:        Alan Cox <alan@redhat.com>. (datagram_poll() from old
  13  *                                                   udp.c code)
  14  *
  15  *      Fixes:
  16  *              Alan Cox        :       NULL return from skb_peek_copy()
  17  *                                      understood
  18  *              Alan Cox        :       Rewrote skb_read_datagram to avoid the
  19  *                                      skb_peek_copy stuff.
  20  *              Alan Cox        :       Added support for SOCK_SEQPACKET.
  21  *                                      IPX can no longer use the SO_TYPE hack
  22  *                                      but AX.25 now works right, and SPX is
  23  *                                      feasible.
  24  *              Alan Cox        :       Fixed write poll of non IP protocol
  25  *                                      crash.
  26  *              Florian  La Roche:      Changed for my new skbuff handling.
  27  *              Darryl Miles    :       Fixed non-blocking SOCK_SEQPACKET.
  28  *              Linus Torvalds  :       BSD semantic fixes.
  29  *              Alan Cox        :       Datagram iovec handling
  30  *              Darryl Miles    :       Fixed non-blocking SOCK_STREAM.
  31  *              Alan Cox        :       POSIXisms
  32  *              Pete Wyckoff    :       Unconnected accept() fix.
  33  *
  34  */
  35
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/types.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <asm/uaccess.h>
  40 #include <asm/system.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/errno.h>
  44 #include <linux/sched.h>
  45 #include <linux/inet.h>
  46 #include <linux/netdevice.h>
  47 #include <linux/rtnetlink.h>
  48 #include <linux/poll.h>
  49 #include <linux/highmem.h>
  50 #include <linux/spinlock.h>
  51
  52 #include <net/protocol.h>
  53 #include <linux/skbuff.h>
  54
  55 #include <net/checksum.h>
  56 #include <net/sock.h>
  57 #include <net/tcp_states.h>
  58
  59 /*
  60  *      Is a socket 'connection oriented' ?
  61  */
  62 static inline int connection_based(struct sock *sk)
  63 {
  64         return sk->sk_type == SOCK_SEQPACKET || sk->sk_type == SOCK_STREAM;
  65 }
  66
  67 /*
  68  * Wait for a packet..
  69  */
  70 static int wait_for_packet(struct sock *sk, int *err, long *timeo_p)
  71 {
  72         int error;
  73         DEFINE_WAIT(wait);
  74
  75         prepare_to_wait_exclusive(sk->sk_sleep, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
  76
  77         /* Socket errors? */
  78         error = sock_error(sk);
  79         if (error)
  80                 goto out_err;
  81
  82         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
  83                 goto out;
  84
  85         /* Socket shut down? */
  86         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
  87                 goto out_noerr;
  88
  89         /* Sequenced packets can come disconnected.
  90          * If so we report the problem
  91          */
  92         error = -ENOTCONN;
  93         if (connection_based(sk) &&
  94             !(sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED || sk->sk_state == TCP_LISTEN))
  95                 goto out_err;
  96
  97         /* handle signals */
  98         if (signal_pending(current))
  99                 goto interrupted;
 100
 101         error = 0;
 102         *timeo_p = schedule_timeout(*timeo_p);
 103 out:
 104         finish_wait(sk->sk_sleep, &wait);
 105         return error;
 106 interrupted:
 107         error = sock_intr_errno(*timeo_p);
 108 out_err:
 109         *err = error;
 110         goto out;
 111 out_noerr:
 112         *err = 0;
 113         error = 1;
 114         goto out;
 115 }
 116
 117 /**
 118  *      skb_recv_datagram - Receive a datagram skbuff
 119  *      @sk: socket
 120  *      @flags: MSG_ flags
 121  *      @noblock: blocking operation?
 122  *      @err: error code returned
 123  *
 124  *      Get a datagram skbuff, understands the peeking, nonblocking wakeups
 125  *      and possible races. This replaces identical code in packet, raw and
 126  *      udp, as well as the IPX AX.25 and Appletalk. It also finally fixes
 127  *      the long standing peek and read race for datagram sockets. If you
 128  *      alter this routine remember it must be re-entrant.
 129  *
 130  *      This function will lock the socket if a skb is returned, so the caller
 131  *      needs to unlock the socket in that case (usually by calling
 132  *      skb_free_datagram)
 133  *
 134  *      * It does not lock socket since today. This function is
 135  *      * free of race conditions. This measure should/can improve
 136  *      * significantly datagram socket latencies at high loads,
 137  *      * when data copying to user space takes lots of time.
 138  *      * (BTW I've just killed the last cli() in IP/IPv6/core/netlink/packet
 139  *      *  8) Great win.)
 140  *      *                                           --ANK (980729)
 141  *
 142  *      The order of the tests when we find no data waiting are specified
 143  *      quite explicitly by POSIX 1003.1g, don't change them without having
 144  *      the standard around please.
 145  */
 146 struct sk_buff *skb_recv_datagram(struct sock *sk, unsigned flags,
 147                                   int noblock, int *err)
 148 {
 149         struct sk_buff *skb;
 150         long timeo;
 151         /*
 152          * Caller is allowed not to check sk->sk_err before skb_recv_datagram()
 153          */
 154         int error = sock_error(sk);
 155
 156         if (error)
 157                 goto no_packet;
 158
 159         timeo = sock_rcvtimeo(sk, noblock);
 160
 161         do {
 162                 /* Again only user level code calls this function, so nothing
 163                  * interrupt level will suddenly eat the receive_queue.
 164                  *
 165                  * Look at current nfs client by the way...
 166                  * However, this function was corrent in any case. 8)
 167                  */
 168                 if (flags & MSG_PEEK) {
 169                         unsigned long cpu_flags;
 170
 171                         spin_lock_irqsave(&sk->sk_receive_queue.lock,
 172                                           cpu_flags);
 173                         skb = skb_peek(&sk->sk_receive_queue);
 174                         if (skb)
 175                                 atomic_inc(&skb->users);
 176                         spin_unlock_irqrestore(&sk->sk_receive_queue.lock,
 177                                                cpu_flags);
 178                 } else
 179                         skb = skb_dequeue(&sk->sk_receive_queue);
 180
 181                 if (skb)
 182                         return skb;
 183
 184                 /* User doesn't want to wait */
 185                 error = -EAGAIN;
 186                 if (!timeo)
 187                         goto no_packet;
 188
 189         } while (!wait_for_packet(sk, err, &timeo));
 190
 191         return NULL;
 192
 193 no_packet:
 194         *err = error;
 195         return NULL;
 196 }
 197
 198 void skb_free_datagram(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 199 {
 200         kfree_skb(skb);
 201 }
 202
 203 /**
 204  *      skb_kill_datagram - Free a datagram skbuff forcibly
 205  *      @sk: socket
 206  *      @skb: datagram skbuff
 207  *      @flags: MSG_ flags
 208  *
 209  *      This function frees a datagram skbuff that was received by
 210  *      skb_recv_datagram.  The flags argument must match the one
 211  *      used for skb_recv_datagram.
 212  *
 213  *      If the MSG_PEEK flag is set, and the packet is still on the
 214  *      receive queue of the socket, it will be taken off the queue
 215  *      before it is freed.
 216  *
 217  *      This function currently only disables BH when acquiring the
 218  *      sk_receive_queue lock.  Therefore it must not be used in a
 219  *      context where that lock is acquired in an IRQ context.
 220  */
 221
 222 void skb_kill_datagram(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int flags)
 223 {
 224         if (flags & MSG_PEEK) {
 225                 spin_lock_bh(&sk->sk_receive_queue.lock);
 226                 if (skb == skb_peek(&sk->sk_receive_queue)) {
 227                         __skb_unlink(skb, &sk->sk_receive_queue);
 228                         atomic_dec(&skb->users);
 229                 }
 230                 spin_unlock_bh(&sk->sk_receive_queue.lock);
 231         }
 232
 233         kfree_skb(skb);
 234 }
 235
 236 EXPORT_SYMBOL(skb_kill_datagram);
 237
 238 /**
 239  *      skb_copy_datagram_iovec - Copy a datagram to an iovec.
 240  *      @skb: buffer to copy
 241  *      @offset: offset in the buffer to start copying from
 242  *      @to: io vector to copy to
 243  *      @len: amount of data to copy from buffer to iovec
 244  *
 245  *      Note: the iovec is modified during the copy.
 246  */
 247 int skb_copy_datagram_iovec(const struct sk_buff *skb, int offset,
 248                             struct iovec *to, int len)
 249 {
 250         int i, err, fraglen, end = 0;
 251         struct sk_buff *next = skb_shinfo(skb)->frag_list;
 252
 253         if (!len)
 254                 return 0;
 255
 256 next_skb:
 257         fraglen = skb_headlen(skb);
 258         i = -1;
 259
 260         while (1) {
 261                 int start = end;
 262
 263                 if ((end += fraglen) > offset) {
 264                         int copy = end - offset, o = offset - start;
 265
 266                         if (copy > len)
 267                                 copy = len;
 268                         if (i == -1)
 269                                 err = memcpy_toiovec(to, skb->data + o, copy);
 270                         else {
 271                                 skb_frag_t *frag = &skb_shinfo(skb)->frags[i];
 272                                 struct page *page = frag->page;
 273                                 void *p = kmap(page) + frag->page_offset + o;
 274                                 err = memcpy_toiovec(to, p, copy);
 275                                 kunmap(page);
 276                         }
 277                         if (err)
 278                                 goto fault;
 279                         if (!(len -= copy))
 280                                 return 0;
 281                         offset += copy;
 282                 }
 283                 if (++i >= skb_shinfo(skb)->nr_frags)
 284                         break;
 285                 fraglen = skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
 286         }
 287         if (next) {
 288                 skb = next;
 289                 BUG_ON(skb_shinfo(skb)->frag_list);
 290                 next = skb->next;
 291                 goto next_skb;
 292         }
 293 fault:
 294         return -EFAULT;
 295 }
 296
 297 static int skb_copy_and_csum_datagram(const struct sk_buff *skb, int offset,
 298                                       u8 __user *to, int len,
 299                                       unsigned int *csump)
 300 {
 301         int start = skb_headlen(skb);
 302         int pos = 0;
 303         int i, copy = start - offset;
 304
 305         /* Copy header. */
 306         if (copy > 0) {
 307                 int err = 0;
 308                 if (copy > len)
 309                         copy = len;
 310                 *csump = csum_and_copy_to_user(skb->data + offset, to, copy,
 311                                                *csump, &err);
 312                 if (err)
 313                         goto fault;
 314                 if ((len -= copy) == 0)
 315                         return 0;
 316                 offset += copy;
 317                 to += copy;
 318                 pos = copy;
 319         }
 320
 321         for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
 322                 int end;
 323
 324                 BUG_TRAP(start <= offset + len);
 325
 326                 end = start + skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
 327                 if ((copy = end - offset) > 0) {
 328                         unsigned int csum2;
 329                         int err = 0;
 330                         u8  *vaddr;
 331                         skb_frag_t *frag = &skb_shinfo(skb)->frags[i];
 332                         struct page *page = frag->page;
 333
 334                         if (copy > len)
 335                                 copy = len;
 336                         vaddr = kmap(page);
 337                         csum2 = csum_and_copy_to_user(vaddr +
 338                                                         frag->page_offset +
 339                                                         offset - start,
 340                                                       to, copy, 0, &err);
 341                         kunmap(page);
 342                         if (err)
 343                                 goto fault;
 344                         *csump = csum_block_add(*csump, csum2, pos);
 345                         if (!(len -= copy))
 346                                 return 0;
 347                         offset += copy;
 348                         to += copy;
 349                         pos += copy;
 350                 }
 351                 start = end;
 352         }
 353
 354         if (skb_shinfo(skb)->frag_list) {
 355                 struct sk_buff *list = skb_shinfo(skb)->frag_list;
 356
 357                 for (; list; list=list->next) {
 358                         int end;
 359
 360                         BUG_TRAP(start <= offset + len);
 361
 362                         end = start + list->len;
 363                         if ((copy = end - offset) > 0) {
 364                                 unsigned int csum2 = 0;
 365                                 if (copy > len)
 366                                         copy = len;
 367                                 if (skb_copy_and_csum_datagram(list,
 368                                                                offset - start,
 369                                                                to, copy,
 370                                                                &csum2))
 371                                         goto fault;
 372                                 *csump = csum_block_add(*csump, csum2, pos);
 373                                 if ((len -= copy) == 0)
 374                                         return 0;
 375                                 offset += copy;
 376                                 to += copy;
 377                                 pos += copy;
 378                         }
 379                         start = end;
 380                 }
 381         }
 382         if (!len)
 383                 return 0;
 384
 385 fault:
 386         return -EFAULT;
 387 }
 388
 389 unsigned int __skb_checksum_complete(struct sk_buff *skb)
 390 {
 391         unsigned int sum;
 392
 393         sum = (u16)csum_fold(skb_checksum(skb, 0, skb->len, skb->csum));
 394         if (likely(!sum)) {
 395                 if (unlikely(skb->ip_summed == CHECKSUM_HW))
 396                         netdev_rx_csum_fault(skb->dev);
 397                 skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 398         }
 399         return sum;
 400 }
 401 EXPORT_SYMBOL(__skb_checksum_complete);
 402
 403 /**
 404  *      skb_copy_and_csum_datagram_iovec - Copy and checkum skb to user iovec.
 405  *      @skb: skbuff
 406  *      @hlen: hardware length
 407  *      @iov: io vector
 408  *
 409  *      Caller _must_ check that skb will fit to this iovec.
 410  *
 411  *      Returns: 0       - success.
 412  *               -EINVAL - checksum failure.
 413  *               -EFAULT - fault during copy. Beware, in this case iovec
 414  *                         can be modified!
 415  */
 416 int skb_copy_and_csum_datagram_iovec(struct sk_buff *skb,
 417                                      int hlen, struct iovec *iov)
 418 {
 419         unsigned int csum;
 420         int chunk = skb->len - hlen;
 421
 422         /* Skip filled elements.
 423          * Pretty silly, look at memcpy_toiovec, though 8)
 424          */
 425         while (!iov->iov_len)
 426                 iov++;
 427
 428         if (iov->iov_len < chunk) {
 429                 if (__skb_checksum_complete(skb))
 430                         goto csum_error;
 431                 if (skb_copy_datagram_iovec(skb, hlen, iov, chunk))
 432                         goto fault;
 433         } else {
 434                 csum = csum_partial(skb->data, hlen, skb->csum);
 435                 if (skb_copy_and_csum_datagram(skb, hlen, iov->iov_base,
 436                                                chunk, &csum))
 437                         goto fault;
 438                 if ((unsigned short)csum_fold(csum))
 439                         goto csum_error;
 440                 if (unlikely(skb->ip_summed == CHECKSUM_HW))
 441                         netdev_rx_csum_fault(skb->dev);
 442                 iov->iov_len -= chunk;
 443                 iov->iov_base += chunk;
 444         }
 445         return 0;
 446 csum_error:
 447         return -EINVAL;
 448 fault:
 449         return -EFAULT;
 450 }
 451
 452 /**
 453  *      datagram_poll - generic datagram poll
 454  *      @file: file struct
 455  *      @sock: socket
 456  *      @wait: poll table
 457  *
 458  *      Datagram poll: Again totally generic. This also handles
 459  *      sequenced packet sockets providing the socket receive queue
 460  *      is only ever holding data ready to receive.
 461  *
 462  *      Note: when you _don't_ use this routine for this protocol,
 463  *      and you use a different write policy from sock_writeable()
 464  *      then please supply your own write_space callback.
 465  */
 466 unsigned int datagram_poll(struct file *file, struct socket *sock,
 467                            poll_table *wait)
 468 {
 469         struct sock *sk = sock->sk;
 470         unsigned int mask;
 471
 472         poll_wait(file, sk->sk_sleep, wait);
 473         mask = 0;
 474
 475         /* exceptional events? */
 476         if (sk->sk_err || !skb_queue_empty(&sk->sk_error_queue))
 477                 mask |= POLLERR;
 478         if (sk->sk_shutdown == SHUTDOWN_MASK)
 479                 mask |= POLLHUP;
 480
 481         /* readable? */
 482         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) ||
 483             (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN))
 484                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
 485
 486         /* Connection-based need to check for termination and startup */
 487         if (connection_based(sk)) {
 488                 if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
 489                         mask |= POLLHUP;
 490                 /* connection hasn't started yet? */
 491                 if (sk->sk_state == TCP_SYN_SENT)
 492                         return mask;
 493         }
 494
 495         /* writable? */
 496         if (sock_writeable(sk))
 497                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND;
 498         else
 499                 set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
 500
 501         return mask;
 502 }
 503
 504 EXPORT_SYMBOL(datagram_poll);
 505 EXPORT_SYMBOL(skb_copy_and_csum_datagram_iovec);
 506 EXPORT_SYMBOL(skb_copy_datagram_iovec);
 507 EXPORT_SYMBOL(skb_free_datagram);
 508 EXPORT_SYMBOL(skb_recv_datagram);