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, <obz@Kodak.COM>
  11  *              Ross Biro
  12  *              Fred N. van Kempen, <waltje@uWalt.NL.Mugnet.ORG>
  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
 156 struct proto_ops {
 157         int             family;
 158         struct module   *owner;
 159         int             (*release)   (struct socket *sock);
 160         int             (*bind)      (struct socket *sock,
 161                                       struct sockaddr *myaddr,
 162                                       int sockaddr_len);
 163         int             (*connect)   (struct socket *sock,
 164                                       struct sockaddr *vaddr,
 165                                       int sockaddr_len, int flags);
 166         int             (*socketpair)(struct socket *sock1,
 167                                       struct socket *sock2);
 168         int             (*accept)    (struct socket *sock,
 169                                       struct socket *newsock, int flags, bool kern);
 170         int             (*getname)   (struct socket *sock,
 171                                       struct sockaddr *addr,
 172                                       int peer);
 173         __poll_t        (*poll)      (struct file *file, struct socket *sock,
 174                                       struct poll_table_struct *wait);
 175         int             (*ioctl)     (struct socket *sock, unsigned int cmd,
 176                                       unsigned long arg);
 177 #ifdef CONFIG_COMPAT
 178         int             (*compat_ioctl) (struct socket *sock, unsigned int cmd,
 179                                       unsigned long arg);
 180 #endif
 181         int             (*gettstamp) (struct socket *sock, void __user *userstamp,
 182                                       bool timeval, bool time32);
 183         int             (*listen)    (struct socket *sock, int len);
 184         int             (*shutdown)  (struct socket *sock, int flags);
 185         int             (*setsockopt)(struct socket *sock, int level,
 186                                       int optname, sockptr_t optval,
 187                                       unsigned int optlen);
 188         int             (*getsockopt)(struct socket *sock, int level,
 189                                       int optname, char __user *optval, int __user *optlen);
 190         void            (*show_fdinfo)(struct seq_file *m, struct socket *sock);
 191         int             (*sendmsg)   (struct socket *sock, struct msghdr *m,
 192                                       size_t total_len);
 193         /* Notes for implementing recvmsg:
 194          * ===============================
 195          * msg->msg_namelen should get updated by the recvmsg handlers
 196          * iff msg_name != NULL. It is by default 0 to prevent
 197          * returning uninitialized memory to user space.  The recvfrom
 198          * handlers can assume that msg.msg_name is either NULL or has
 199          * a minimum size of sizeof(struct sockaddr_storage).
 200          */
 201         int             (*recvmsg)   (struct socket *sock, struct msghdr *m,
 202                                       size_t total_len, int flags);
 203         int             (*mmap)      (struct file *file, struct socket *sock,
 204                                       struct vm_area_struct * vma);
 205         ssize_t         (*sendpage)  (struct socket *sock, struct page *page,
 206                                       int offset, size_t size, int flags);
 207         ssize_t         (*splice_read)(struct socket *sock,  loff_t *ppos,
 208                                        struct pipe_inode_info *pipe, size_t len, unsigned int flags);
 209         int             (*set_peek_off)(struct sock *sk, int val);
 210         int             (*peek_len)(struct socket *sock);
 211
 212         /* The following functions are called internally by kernel with
 213          * sock lock already held.
 214          */
 215         int             (*read_sock)(struct sock *sk, read_descriptor_t *desc,
 216                                      sk_read_actor_t recv_actor);
 217         int             (*sendpage_locked)(struct sock *sk, struct page *page,
 218                                            int offset, size_t size, int flags);
 219         int             (*sendmsg_locked)(struct sock *sk, struct msghdr *msg,
 220                                           size_t size);
 221         int             (*set_rcvlowat)(struct sock *sk, int val);
 222 };
 223
 224 #define DECLARE_SOCKADDR(type, dst, src)        \
 225         type dst = ({ __sockaddr_check_size(sizeof(*dst)); (type) src; })
 226
 227 struct net_proto_family {
 228         int             family;
 229         int             (*create)(struct net *net, struct socket *sock,
 230                                   int protocol, int kern);
 231         struct module   *owner;
 232 };
 233
 234 struct iovec;
 235 struct kvec;
 236
 237 enum {
 238         SOCK_WAKE_IO,
 239         SOCK_WAKE_WAITD,
 240         SOCK_WAKE_SPACE,
 241         SOCK_WAKE_URG,
 242 };
 243
 244 int sock_wake_async(struct socket_wq *sk_wq, int how, int band);
 245 int sock_register(const struct net_proto_family *fam);
 246 void sock_unregister(int family);
 247 bool sock_is_registered(int family);
 248 int __sock_create(struct net *net, int family, int type, int proto,
 249                   struct socket **res, int kern);
 250 int sock_create(int family, int type, int proto, struct socket **res);
 251 int sock_create_kern(struct net *net, int family, int type, int proto, struct socket **res);
 252 int sock_create_lite(int family, int type, int proto, struct socket **res);
 253 struct socket *sock_alloc(void);
 254 void sock_release(struct socket *sock);
 255 int sock_sendmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg);
 256 int sock_recvmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg, int flags);
 257 struct file *sock_alloc_file(struct socket *sock, int flags, const char *dname);
 258 struct socket *sockfd_lookup(int fd, int *err);
 259 struct socket *sock_from_file(struct file *file);
 260 #define              sockfd_put(sock) fput(sock->file)
 261 int net_ratelimit(void);
 262
 263 #define net_ratelimited_function(function, ...)                 \
 264 do {                                                            \
 265         if (net_ratelimit())                                    \
 266                 function(__VA_ARGS__);                          \
 267 } while (0)
 268
 269 #define net_emerg_ratelimited(fmt, ...)                         \
 270         net_ratelimited_function(pr_emerg, fmt, ##__VA_ARGS__)
 271 #define net_alert_ratelimited(fmt, ...)                         \
 272         net_ratelimited_function(pr_alert, fmt, ##__VA_ARGS__)
 273 #define net_crit_ratelimited(fmt, ...)                          \
 274         net_ratelimited_function(pr_crit, fmt, ##__VA_ARGS__)
 275 #define net_err_ratelimited(fmt, ...)                           \
 276         net_ratelimited_function(pr_err, fmt, ##__VA_ARGS__)
 277 #define net_notice_ratelimited(fmt, ...)                        \
 278         net_ratelimited_function(pr_notice, fmt, ##__VA_ARGS__)
 279 #define net_warn_ratelimited(fmt, ...)                          \
 280         net_ratelimited_function(pr_warn, fmt, ##__VA_ARGS__)
 281 #define net_info_ratelimited(fmt, ...)                          \
 282         net_ratelimited_function(pr_info, fmt, ##__VA_ARGS__)
 283 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG) || \
 284         (defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG_CORE) && defined(DYNAMIC_DEBUG_MODULE))
 285 #define net_dbg_ratelimited(fmt, ...)                                   \
 286 do {                                                                    \
 287         DEFINE_DYNAMIC_DEBUG_METADATA(descriptor, fmt);                 \
 288         if (DYNAMIC_DEBUG_BRANCH(descriptor) &&                         \
 289             net_ratelimit())                                            \
 290                 __dynamic_pr_debug(&descriptor, pr_fmt(fmt),            \
 291                                    ##__VA_ARGS__);                      \
 292 } while (0)
 293 #elif defined(DEBUG)
 294 #define net_dbg_ratelimited(fmt, ...)                           \
 295         net_ratelimited_function(pr_debug, fmt, ##__VA_ARGS__)
 296 #else
 297 #define net_dbg_ratelimited(fmt, ...)                           \
 298         do {                                                    \
 299                 if (0)                                          \
 300                         no_printk(KERN_DEBUG pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__); \
 301         } while (0)
 302 #endif
 303
 304 #define net_get_random_once(buf, nbytes)                        \
 305         get_random_once((buf), (nbytes))
 306 #define net_get_random_once_wait(buf, nbytes)                   \
 307         get_random_once_wait((buf), (nbytes))
 308
 309 /*
 310  * E.g. XFS meta- & log-data is in slab pages, or bcache meta
 311  * data pages, or other high order pages allocated by
 312  * __get_free_pages() without __GFP_COMP, which have a page_count
 313  * of 0 and/or have PageSlab() set. We cannot use send_page for
 314  * those, as that does get_page(); put_page(); and would cause
 315  * either a VM_BUG directly, or __page_cache_release a page that
 316  * would actually still be referenced by someone, leading to some
 317  * obscure delayed Oops somewhere else.
 318  */
 319 static inline bool sendpage_ok(struct page *page)
 320 {
 321         return !PageSlab(page) && page_count(page) >= 1;
 322 }
 323
 324 int kernel_sendmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg, struct kvec *vec,
 325                    size_t num, size_t len);
 326 int kernel_sendmsg_locked(struct sock *sk, struct msghdr *msg,
 327                           struct kvec *vec, size_t num, size_t len);
 328 int kernel_recvmsg(struct socket *sock, struct msghdr *msg, struct kvec *vec,
 329                    size_t num, size_t len, int flags);
 330
 331 int kernel_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int addrlen);
 332 int kernel_listen(struct socket *sock, int backlog);
 333 int kernel_accept(struct socket *sock, struct socket **newsock, int flags);
 334 int kernel_connect(struct socket *sock, struct sockaddr *addr, int addrlen,
 335                    int flags);
 336 int kernel_getsockname(struct socket *sock, struct sockaddr *addr);
 337 int kernel_getpeername(struct socket *sock, struct sockaddr *addr);
 338 int kernel_sendpage(struct socket *sock, struct page *page, int offset,
 339                     size_t size, int flags);
 340 int kernel_sendpage_locked(struct sock *sk, struct page *page, int offset,
 341                            size_t size, int flags);
 342 int kernel_sock_shutdown(struct socket *sock, enum sock_shutdown_cmd how);
 343
 344 /* Routine returns the IP overhead imposed by a (caller-protected) socket. */
 345 u32 kernel_sock_ip_overhead(struct sock *sk);
 346
 347 #define MODULE_ALIAS_NETPROTO(proto) \
 348         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(proto))
 349
 350 #define MODULE_ALIAS_NET_PF_PROTO(pf, proto) \
 351         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(pf) "-proto-" __stringify(proto))
 352
 353 #define MODULE_ALIAS_NET_PF_PROTO_TYPE(pf, proto, type) \
 354         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(pf) "-proto-" __stringify(proto) \
 355                      "-type-" __stringify(type))
 356
 357 #define MODULE_ALIAS_NET_PF_PROTO_NAME(pf, proto, name) \
 358         MODULE_ALIAS("net-pf-" __stringify(pf) "-proto-" __stringify(proto) \
 359                      name)
 360 #endif  /* _LINUX_NET_H */