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 start = skb_headlen(skb);
 251         int i, copy = start - offset;
 252
 253         /* Copy header. */
 254         if (copy > 0) {
 255                 if (copy > len)
 256                         copy = len;
 257                 if (memcpy_toiovec(to, skb->data + offset, copy))
 258                         goto fault;
 259                 if ((len -= copy) == 0)
 260                         return 0;
 261                 offset += copy;
 262         }
 263
 264         /* Copy paged appendix. Hmm... why does this look so complicated? */
 265         for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
 266                 int end;
 267
 268                 BUG_TRAP(start <= offset + len);
 269
 270                 end = start + skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
 271                 if ((copy = end - offset) > 0) {
 272                         int err;
 273                         u8  *vaddr;
 274                         skb_frag_t *frag = &skb_shinfo(skb)->frags[i];
 275                         struct page *page = frag->page;
 276
 277                         if (copy > len)
 278                                 copy = len;
 279                         vaddr = kmap(page);
 280                         err = memcpy_toiovec(to, vaddr + frag->page_offset +
 281                                              offset - start, copy);
 282                         kunmap(page);
 283                         if (err)
 284                                 goto fault;
 285                         if (!(len -= copy))
 286                                 return 0;
 287                         offset += copy;
 288                 }
 289                 start = end;
 290         }
 291
 292         if (skb_shinfo(skb)->frag_list) {
 293                 struct sk_buff *list = skb_shinfo(skb)->frag_list;
 294
 295                 for (; list; list = list->next) {
 296                         int end;
 297
 298                         BUG_TRAP(start <= offset + len);
 299
 300                         end = start + list->len;
 301                         if ((copy = end - offset) > 0) {
 302                                 if (copy > len)
 303                                         copy = len;
 304                                 if (skb_copy_datagram_iovec(list,
 305                                                             offset - start,
 306                                                             to, copy))
 307                                         goto fault;
 308                                 if ((len -= copy) == 0)
 309                                         return 0;
 310                                 offset += copy;
 311                         }
 312                         start = end;
 313                 }
 314         }
 315         if (!len)
 316                 return 0;
 317
 318 fault:
 319         return -EFAULT;
 320 }
 321
 322 static int skb_copy_and_csum_datagram(const struct sk_buff *skb, int offset,
 323                                       u8 __user *to, int len,
 324                                       __wsum *csump)
 325 {
 326         int start = skb_headlen(skb);
 327         int pos = 0;
 328         int i, copy = start - offset;
 329
 330         /* Copy header. */
 331         if (copy > 0) {
 332                 int err = 0;
 333                 if (copy > len)
 334                         copy = len;
 335                 *csump = csum_and_copy_to_user(skb->data + offset, to, copy,
 336                                                *csump, &err);
 337                 if (err)
 338                         goto fault;
 339                 if ((len -= copy) == 0)
 340                         return 0;
 341                 offset += copy;
 342                 to += copy;
 343                 pos = copy;
 344         }
 345
 346         for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
 347                 int end;
 348
 349                 BUG_TRAP(start <= offset + len);
 350
 351                 end = start + skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
 352                 if ((copy = end - offset) > 0) {
 353                         __wsum csum2;
 354                         int err = 0;
 355                         u8  *vaddr;
 356                         skb_frag_t *frag = &skb_shinfo(skb)->frags[i];
 357                         struct page *page = frag->page;
 358
 359                         if (copy > len)
 360                                 copy = len;
 361                         vaddr = kmap(page);
 362                         csum2 = csum_and_copy_to_user(vaddr +
 363                                                         frag->page_offset +
 364                                                         offset - start,
 365                                                       to, copy, 0, &err);
 366                         kunmap(page);
 367                         if (err)
 368                                 goto fault;
 369                         *csump = csum_block_add(*csump, csum2, pos);
 370                         if (!(len -= copy))
 371                                 return 0;
 372                         offset += copy;
 373                         to += copy;
 374                         pos += copy;
 375                 }
 376                 start = end;
 377         }
 378
 379         if (skb_shinfo(skb)->frag_list) {
 380                 struct sk_buff *list = skb_shinfo(skb)->frag_list;
 381
 382                 for (; list; list=list->next) {
 383                         int end;
 384
 385                         BUG_TRAP(start <= offset + len);
 386
 387                         end = start + list->len;
 388                         if ((copy = end - offset) > 0) {
 389                                 __wsum csum2 = 0;
 390                                 if (copy > len)
 391                                         copy = len;
 392                                 if (skb_copy_and_csum_datagram(list,
 393                                                                offset - start,
 394                                                                to, copy,
 395                                                                &csum2))
 396                                         goto fault;
 397                                 *csump = csum_block_add(*csump, csum2, pos);
 398                                 if ((len -= copy) == 0)
 399                                         return 0;
 400                                 offset += copy;
 401                                 to += copy;
 402                                 pos += copy;
 403                         }
 404                         start = end;
 405                 }
 406         }
 407         if (!len)
 408                 return 0;
 409
 410 fault:
 411         return -EFAULT;
 412 }
 413
 414 __sum16 __skb_checksum_complete(struct sk_buff *skb)
 415 {
 416         __sum16 sum;
 417
 418         sum = csum_fold(skb_checksum(skb, 0, skb->len, skb->csum));
 419         if (likely(!sum)) {
 420                 if (unlikely(skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE))
 421                         netdev_rx_csum_fault(skb->dev);
 422                 skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 423         }
 424         return sum;
 425 }
 426 EXPORT_SYMBOL(__skb_checksum_complete);
 427
 428 /**
 429  *      skb_copy_and_csum_datagram_iovec - Copy and checkum skb to user iovec.
 430  *      @skb: skbuff
 431  *      @hlen: hardware length
 432  *      @iov: io vector
 433  *
 434  *      Caller _must_ check that skb will fit to this iovec.
 435  *
 436  *      Returns: 0       - success.
 437  *               -EINVAL - checksum failure.
 438  *               -EFAULT - fault during copy. Beware, in this case iovec
 439  *                         can be modified!
 440  */
 441 int skb_copy_and_csum_datagram_iovec(struct sk_buff *skb,
 442                                      int hlen, struct iovec *iov)
 443 {
 444         __wsum csum;
 445         int chunk = skb->len - hlen;
 446
 447         /* Skip filled elements.
 448          * Pretty silly, look at memcpy_toiovec, though 8)
 449          */
 450         while (!iov->iov_len)
 451                 iov++;
 452
 453         if (iov->iov_len < chunk) {
 454                 if (__skb_checksum_complete(skb))
 455                         goto csum_error;
 456                 if (skb_copy_datagram_iovec(skb, hlen, iov, chunk))
 457                         goto fault;
 458         } else {
 459                 csum = csum_partial(skb->data, hlen, skb->csum);
 460                 if (skb_copy_and_csum_datagram(skb, hlen, iov->iov_base,
 461                                                chunk, &csum))
 462                         goto fault;
 463                 if (csum_fold(csum))
 464                         goto csum_error;
 465                 if (unlikely(skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE))
 466                         netdev_rx_csum_fault(skb->dev);
 467                 iov->iov_len -= chunk;
 468                 iov->iov_base += chunk;
 469         }
 470         return 0;
 471 csum_error:
 472         return -EINVAL;
 473 fault:
 474         return -EFAULT;
 475 }
 476
 477 /**
 478  *      datagram_poll - generic datagram poll
 479  *      @file: file struct
 480  *      @sock: socket
 481  *      @wait: poll table
 482  *
 483  *      Datagram poll: Again totally generic. This also handles
 484  *      sequenced packet sockets providing the socket receive queue
 485  *      is only ever holding data ready to receive.
 486  *
 487  *      Note: when you _don't_ use this routine for this protocol,
 488  *      and you use a different write policy from sock_writeable()
 489  *      then please supply your own write_space callback.
 490  */
 491 unsigned int datagram_poll(struct file *file, struct socket *sock,
 492                            poll_table *wait)
 493 {
 494         struct sock *sk = sock->sk;
 495         unsigned int mask;
 496
 497         poll_wait(file, sk->sk_sleep, wait);
 498         mask = 0;
 499
 500         /* exceptional events? */
 501         if (sk->sk_err || !skb_queue_empty(&sk->sk_error_queue))
 502                 mask |= POLLERR;
 503         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
 504                 mask |= POLLRDHUP;
 505         if (sk->sk_shutdown == SHUTDOWN_MASK)
 506                 mask |= POLLHUP;
 507
 508         /* readable? */
 509         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) ||
 510             (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN))
 511                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
 512
 513         /* Connection-based need to check for termination and startup */
 514         if (connection_based(sk)) {
 515                 if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
 516                         mask |= POLLHUP;
 517                 /* connection hasn't started yet? */
 518                 if (sk->sk_state == TCP_SYN_SENT)
 519                         return mask;
 520         }
 521
 522         /* writable? */
 523         if (sock_writeable(sk))
 524                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND;
 525         else
 526                 set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
 527
 528         return mask;
 529 }
 530
 531 EXPORT_SYMBOL(datagram_poll);
 532 EXPORT_SYMBOL(skb_copy_and_csum_datagram_iovec);
 533 EXPORT_SYMBOL(skb_copy_datagram_iovec);
 534 EXPORT_SYMBOL(skb_free_datagram);
 535 EXPORT_SYMBOL(skb_recv_datagram);