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.meat += skb->len;
 198         fq->ecn |= ecn;
 199         add_frag_mem_limit(fq->q.fqdir, skb->truesize);
 200
 201         fragsize = -skb_network_offset(skb) + skb->len;
 202         if (fragsize > fq->q.max_size)
 203                 fq->q.max_size = fragsize;
 204
 205         /* The first fragment.
 206          * nhoffset is obtained from the first fragment, of course.
 207          */
 208         if (offset == 0) {
 209                 fq->nhoffset = nhoff;
 210                 fq->q.flags |= INET_FRAG_FIRST_IN;
 211         }
 212
 213         if (fq->q.flags == (INET_FRAG_FIRST_IN | INET_FRAG_LAST_IN) &&
 214             fq->q.meat == fq->q.len) {
 215                 unsigned long orefdst = skb->_skb_refdst;
 216
 217                 skb->_skb_refdst = 0UL;
 218                 err = ip6_frag_reasm(fq, skb, prev_tail, dev);
 219                 skb->_skb_refdst = orefdst;
 220                 return err;
 221         }
 222
 223         skb_dst_drop(skb);
 224         return -EINPROGRESS;
 225
 226 insert_error:
 227         if (err == IPFRAG_DUP) {
 228                 kfree_skb(skb);
 229                 return -EINVAL;
 230         }
 231         err = -EINVAL;
 232         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)),
 233                         IPSTATS_MIB_REASM_OVERLAPS);
 234 discard_fq:
 235         inet_frag_kill(&fq->q);
 236         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)),
 237                         IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 238 err:
 239         kfree_skb(skb);
 240         return err;
 241 }
 242
 243 /*
 244  *      Check if this packet is complete.
 245  *
 246  *      It is called with locked fq, and caller must check that
 247  *      queue is eligible for reassembly i.e. it is not COMPLETE,
 248  *      the last and the first frames arrived and all the bits are here.
 249  */
 250 static int ip6_frag_reasm(struct frag_queue *fq, struct sk_buff *skb,
 251                           struct sk_buff *prev_tail, struct net_device *dev)
 252 {
 253         struct net *net = fq->q.fqdir->net;
 254         unsigned int nhoff;
 255         void *reasm_data;
 256         int payload_len;
 257         u8 ecn;
 258
 259         inet_frag_kill(&fq->q);
 260
 261         ecn = ip_frag_ecn_table[fq->ecn];
 262         if (unlikely(ecn == 0xff))
 263                 goto out_fail;
 264
 265         reasm_data = inet_frag_reasm_prepare(&fq->q, skb, prev_tail);
 266         if (!reasm_data)
 267                 goto out_oom;
 268
 269         payload_len = ((skb->data - skb_network_header(skb)) -
 270                        sizeof(struct ipv6hdr) + fq->q.len -
 271                        sizeof(struct frag_hdr));
 272         if (payload_len > IPV6_MAXPLEN)
 273                 goto out_oversize;
 274
 275         /* We have to remove fragment header from datagram and to relocate
 276          * header in order to calculate ICV correctly. */
 277         nhoff = fq->nhoffset;
 278         skb_network_header(skb)[nhoff] = skb_transport_header(skb)[0];
 279         memmove(skb->head + sizeof(struct frag_hdr), skb->head,
 280                 (skb->data - skb->head) - sizeof(struct frag_hdr));
 281         if (skb_mac_header_was_set(skb))
 282                 skb->mac_header += sizeof(struct frag_hdr);
 283         skb->network_header += sizeof(struct frag_hdr);
 284
 285         skb_reset_transport_header(skb);
 286
 287         inet_frag_reasm_finish(&fq->q, skb, reasm_data, true);
 288
 289         skb->dev = dev;
 290         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(payload_len);
 291         ipv6_change_dsfield(ipv6_hdr(skb), 0xff, ecn);
 292         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
 293         IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_FRAGMENTED;
 294         IP6CB(skb)->frag_max_size = fq->q.max_size;
 295
 296         /* Yes, and fold redundant checksum back. 8) */
 297         skb_postpush_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 298                            skb_network_header_len(skb));
 299
 300         rcu_read_lock();
 301         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_stats_get(dev, skb), IPSTATS_MIB_REASMOKS);
 302         rcu_read_unlock();
 303         fq->q.rb_fragments = RB_ROOT;
 304         fq->q.fragments_tail = NULL;
 305         fq->q.last_run_head = NULL;
 306         return 1;
 307
 308 out_oversize:
 309         net_dbg_ratelimited("ip6_frag_reasm: payload len = %d\n", payload_len);
 310         goto out_fail;
 311 out_oom:
 312         net_dbg_ratelimited("ip6_frag_reasm: no memory for reassembly\n");
 313 out_fail:
 314         rcu_read_lock();
 315         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_stats_get(dev, skb), IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 316         rcu_read_unlock();
 317         inet_frag_kill(&fq->q);
 318         return -1;
 319 }
 320
 321 static int ipv6_frag_rcv(struct sk_buff *skb)
 322 {
 323         struct frag_hdr *fhdr;
 324         struct frag_queue *fq;
 325         const struct ipv6hdr *hdr = ipv6_hdr(skb);
 326         struct net *net = dev_net(skb_dst(skb)->dev);
 327         u8 nexthdr;
 328         int iif;
 329
 330         if (IP6CB(skb)->flags & IP6SKB_FRAGMENTED)
 331                 goto fail_hdr;
 332
 333         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMREQDS);
 334
 335         /* Jumbo payload inhibits frag. header */
 336         if (hdr->payload_len == 0)
 337                 goto fail_hdr;
 338
 339         if (!pskb_may_pull(skb, (skb_transport_offset(skb) +
 340                                  sizeof(struct frag_hdr))))
 341                 goto fail_hdr;
 342
 343         hdr = ipv6_hdr(skb);
 344         fhdr = (struct frag_hdr *)skb_transport_header(skb);
 345
 346         if (!(fhdr->frag_off & htons(0xFFF9))) {
 347                 /* It is not a fragmented frame */
 348                 skb->transport_header += sizeof(struct frag_hdr);
 349                 __IP6_INC_STATS(net,
 350                                 ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMOKS);
 351
 352                 IP6CB(skb)->nhoff = (u8 *)fhdr - skb_network_header(skb);
 353                 IP6CB(skb)->flags |= IP6SKB_FRAGMENTED;
 354                 return 1;
 355         }
 356
 357         /* RFC 8200, Section 4.5 Fragment Header:
 358          * If the first fragment does not include all headers through an
 359          * Upper-Layer header, then that fragment should be discarded and
 360          * an ICMP Parameter Problem, Code 3, message should be sent to
 361          * the source of the fragment, with the Pointer field set to zero.
 362          */
 363         nexthdr = hdr->nexthdr;
 364         if (ipv6frag_thdr_truncated(skb, skb_transport_offset(skb), &nexthdr)) {
 365                 __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 366                                 IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 367                 icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_INCOMP, 0);
 368                 return -1;
 369         }
 370
 371         iif = skb->dev ? skb->dev->ifindex : 0;
 372         fq = fq_find(net, fhdr->identification, hdr, iif);
 373         if (fq) {
 374                 u32 prob_offset = 0;
 375                 int ret;
 376
 377                 spin_lock(&fq->q.lock);
 378
 379                 fq->iif = iif;
 380                 ret = ip6_frag_queue(fq, skb, fhdr, IP6CB(skb)->nhoff,
 381                                      &prob_offset);
 382
 383                 spin_unlock(&fq->q.lock);
 384                 inet_frag_put(&fq->q);
 385                 if (prob_offset) {
 386                         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 387                                         IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 388                         /* icmpv6_param_prob() calls kfree_skb(skb) */
 389                         icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_FIELD, prob_offset);
 390                 }
 391                 return ret;
 392         }
 393
 394         __IP6_INC_STATS(net, ip6_dst_idev(skb_dst(skb)), IPSTATS_MIB_REASMFAILS);
 395         kfree_skb(skb);
 396         return -1;
 397
 398 fail_hdr:
 399         __IP6_INC_STATS(net, __in6_dev_get_safely(skb->dev),
 400                         IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
 401         icmpv6_param_prob(skb, ICMPV6_HDR_FIELD, skb_network_header_len(skb));
 402         return -1;
 403 }
 404
 405 static const struct inet6_protocol frag_protocol = {
 406         .handler        =       ipv6_frag_rcv,
 407         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
 408 };
 409
 410 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 411
 412 static struct ctl_table ip6_frags_ns_ctl_table[] = {
 413         {
 414                 .procname       = "ip6frag_high_thresh",
 415                 .maxlen         = sizeof(unsigned long),
 416                 .mode           = 0644,
 417                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 418         },
 419         {
 420                 .procname       = "ip6frag_low_thresh",
 421                 .maxlen         = sizeof(unsigned long),
 422                 .mode           = 0644,
 423                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
 424         },
 425         {
 426                 .procname       = "ip6frag_time",
 427                 .maxlen         = sizeof(int),
 428                 .mode           = 0644,
 429                 .proc_handler   = proc_dointvec_jiffies,
 430         },
 431         { }
 432 };
 433
 434 /* secret interval has been deprecated */
 435 static int ip6_frags_secret_interval_unused;
 436 static struct ctl_table ip6_frags_ctl_table[] = {
 437         {
 438                 .procname       = "ip6frag_secret_interval",
 439                 .data           = &ip6_frags_secret_interval_unused,
 440                 .maxlen         = sizeof(int),
 441                 .mode           = 0644,
 442                 .proc_handler   = proc_dointvec_jiffies,
 443         },
 444         { }
 445 };
 446
 447 static int __net_init ip6_frags_ns_sysctl_register(struct net *net)
 448 {
 449         struct ctl_table *table;
 450         struct ctl_table_header *hdr;
 451
 452         table = ip6_frags_ns_ctl_table;
 453         if (!net_eq(net, &init_net)) {
 454                 table = kmemdup(table, sizeof(ip6_frags_ns_ctl_table), GFP_KERNEL);
 455                 if (!table)
 456                         goto err_alloc;
 457
 458         }
 459         table[0].data   = &net->ipv6.fqdir->high_thresh;
 460         table[0].extra1 = &net->ipv6.fqdir->low_thresh;
 461         table[1].data   = &net->ipv6.fqdir->low_thresh;
 462         table[1].extra2 = &net->ipv6.fqdir->high_thresh;
 463         table[2].data   = &net->ipv6.fqdir->timeout;
 464
 465         hdr = register_net_sysctl(net, "net/ipv6", table);
 466         if (!hdr)
 467                 goto err_reg;
 468
 469         net->ipv6.sysctl.frags_hdr = hdr;
 470         return 0;
 471
 472 err_reg:
 473         if (!net_eq(net, &init_net))
 474                 kfree(table);
 475 err_alloc:
 476         return -ENOMEM;
 477 }
 478
 479 static void __net_exit ip6_frags_ns_sysctl_unregister(struct net *net)
 480 {
 481         struct ctl_table *table;
 482
 483         table = net->ipv6.sysctl.frags_hdr->ctl_table_arg;
 484         unregister_net_sysctl_table(net->ipv6.sysctl.frags_hdr);
 485         if (!net_eq(net, &init_net))
 486                 kfree(table);
 487 }
 488
 489 static struct ctl_table_header *ip6_ctl_header;
 490
 491 static int ip6_frags_sysctl_register(void)
 492 {
 493         ip6_ctl_header = register_net_sysctl(&init_net, "net/ipv6",
 494                         ip6_frags_ctl_table);
 495         return ip6_ctl_header == NULL ? -ENOMEM : 0;
 496 }
 497
 498 static void ip6_frags_sysctl_unregister(void)
 499 {
 500         unregister_net_sysctl_table(ip6_ctl_header);
 501 }
 502 #else
 503 static int ip6_frags_ns_sysctl_register(struct net *net)
 504 {
 505         return 0;
 506 }
 507
 508 static void ip6_frags_ns_sysctl_unregister(struct net *net)
 509 {
 510 }
 511
 512 static int ip6_frags_sysctl_register(void)
 513 {
 514         return 0;
 515 }
 516
 517 static void ip6_frags_sysctl_unregister(void)
 518 {
 519 }
 520 #endif
 521
 522 static int __net_init ipv6_frags_init_net(struct net *net)
 523 {
 524         int res;
 525
 526         res = fqdir_init(&net->ipv6.fqdir, &ip6_frags, net);
 527         if (res < 0)
 528                 return res;
 529
 530         net->ipv6.fqdir->high_thresh = IPV6_FRAG_HIGH_THRESH;
 531         net->ipv6.fqdir->low_thresh = IPV6_FRAG_LOW_THRESH;
 532         net->ipv6.fqdir->timeout = IPV6_FRAG_TIMEOUT;
 533
 534         res = ip6_frags_ns_sysctl_register(net);
 535         if (res < 0)
 536                 fqdir_exit(net->ipv6.fqdir);
 537         return res;
 538 }
 539
 540 static void __net_exit ipv6_frags_pre_exit_net(struct net *net)
 541 {
 542         fqdir_pre_exit(net->ipv6.fqdir);
 543 }
 544
 545 static void __net_exit ipv6_frags_exit_net(struct net *net)
 546 {
 547         ip6_frags_ns_sysctl_unregister(net);
 548         fqdir_exit(net->ipv6.fqdir);
 549 }
 550
 551 static struct pernet_operations ip6_frags_ops = {
 552         .init           = ipv6_frags_init_net,
 553         .pre_exit       = ipv6_frags_pre_exit_net,
 554         .exit           = ipv6_frags_exit_net,
 555 };
 556
 557 static const struct rhashtable_params ip6_rhash_params = {
 558         .head_offset            = offsetof(struct inet_frag_queue, node),
 559         .hashfn                 = ip6frag_key_hashfn,
 560         .obj_hashfn             = ip6frag_obj_hashfn,
 561         .obj_cmpfn              = ip6frag_obj_cmpfn,
 562         .automatic_shrinking    = true,
 563 };
 564
 565 int __init ipv6_frag_init(void)
 566 {
 567         int ret;
 568
 569         ip6_frags.constructor = ip6frag_init;
 570         ip6_frags.destructor = NULL;
 571         ip6_frags.qsize = sizeof(struct frag_queue);
 572         ip6_frags.frag_expire = ip6_frag_expire;
 573         ip6_frags.frags_cache_name = ip6_frag_cache_name;
 574         ip6_frags.rhash_params = ip6_rhash_params;
 575         ret = inet_frags_init(&ip6_frags);
 576         if (ret)
 577                 goto out;
 578
 579         ret = inet6_add_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 580         if (ret)
 581                 goto err_protocol;
 582
 583         ret = ip6_frags_sysctl_register();
 584         if (ret)
 585                 goto err_sysctl;
 586
 587         ret = register_pernet_subsys(&ip6_frags_ops);
 588         if (ret)
 589                 goto err_pernet;
 590
 591 out:
 592         return ret;
 593
 594 err_pernet:
 595         ip6_frags_sysctl_unregister();
 596 err_sysctl:
 597         inet6_del_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 598 err_protocol:
 599         inet_frags_fini(&ip6_frags);
 600         goto out;
 601 }
 602
 603 void ipv6_frag_exit(void)
 604 {
 605         ip6_frags_sysctl_unregister();
 606         unregister_pernet_subsys(&ip6_frags_ops);
 607         inet6_del_protocol(&frag_protocol, IPPROTO_FRAGMENT);
 608         inet_frags_fini(&ip6_frags);
 609 }