drivers/net/pppopns.c

   1 /* drivers/net/pppopns.c
   2  *
   3  * Driver for PPP on PPTP Network Server / PPPoPNS Socket (RFC 2637)
   4  *
   5  * Copyright (C) 2009 Google, Inc.
   6  *
   7  * This software is licensed under the terms of the GNU General Public
   8  * License version 2, as published by the Free Software Foundation, and
   9  * may be copied, distributed, and modified under those terms.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  */
  16
  17 /* This driver handles PPTP data packets between a RAW socket and a PPP channel.
  18  * The socket is created in the kernel space and connected to the same address
  19  * of the control socket. Outgoing packets are always sent with sequences but
  20  * without acknowledgements. Incoming packets with sequences are reordered
  21  * within a sliding window of one second. Currently reordering only happens when
  22  * a packet is received. It is done for simplicity since no additional locks or
  23  * threads are required. This driver should work on both IPv4 and IPv6. */
  24
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/jiffies.h>
  27 #include <linux/workqueue.h>
  28 #include <linux/skbuff.h>
  29 #include <linux/file.h>
  30 #include <linux/netdevice.h>
  31 #include <linux/net.h>
  32 #include <linux/ppp_defs.h>
  33 #include <linux/if.h>
  34 #include <linux/if_ppp.h>
  35 #include <linux/if_pppox.h>
  36 #include <linux/ppp_channel.h>
  37 #include <asm/uaccess.h>
  38
  39 #define GRE_HEADER_SIZE         8
  40
  41 #define PPTP_GRE_BITS           htons(0x2001)
  42 #define PPTP_GRE_BITS_MASK      htons(0xEF7F)
  43 #define PPTP_GRE_SEQ_BIT        htons(0x1000)
  44 #define PPTP_GRE_ACK_BIT        htons(0x0080)
  45 #define PPTP_GRE_TYPE           htons(0x880B)
  46
  47 #define PPP_ADDR        0xFF
  48 #define PPP_CTRL        0x03
  49
  50 struct header {
  51         __u16   bits;
  52         __u16   type;
  53         __u16   length;
  54         __u16   call;
  55         __u32   sequence;
  56 } __attribute__((packed));
  57
  58 struct meta {
  59         __u32 sequence;
  60         __u32 timestamp;
  61 };
  62
  63 static inline struct meta *skb_meta(struct sk_buff *skb)
  64 {
  65         return (struct meta *)skb->cb;
  66 }
  67
  68 /******************************************************************************/
  69
  70 static int pppopns_recv_core(struct sock *sk_raw, struct sk_buff *skb)
  71 {
  72         struct sock *sk = (struct sock *)sk_raw->sk_user_data;
  73         struct pppopns_opt *opt = &pppox_sk(sk)->proto.pns;
  74         struct meta *meta = skb_meta(skb);
  75         __u32 now = jiffies;
  76         struct header *hdr;
  77
  78         /* Skip transport header */
  79         skb_pull(skb, skb_transport_header(skb) - skb->data);
  80
  81         /* Drop the packet if GRE header is missing. */
  82         if (skb->len < GRE_HEADER_SIZE)
  83                 goto drop;
  84         hdr = (struct header *)skb->data;
  85
  86         /* Check the header. */
  87         if (hdr->type != PPTP_GRE_TYPE || hdr->call != opt->local ||
  88                         (hdr->bits & PPTP_GRE_BITS_MASK) != PPTP_GRE_BITS)
  89                 goto drop;
  90
  91         /* Skip all fields including optional ones. */
  92         if (!skb_pull(skb, GRE_HEADER_SIZE +
  93                         (hdr->bits & PPTP_GRE_SEQ_BIT ? 4 : 0) +
  94                         (hdr->bits & PPTP_GRE_ACK_BIT ? 4 : 0)))
  95                 goto drop;
  96
  97         /* Check the length. */
  98         if (skb->len != ntohs(hdr->length))
  99                 goto drop;
 100
 101         /* Check the sequence if it is present. */
 102         if (hdr->bits & PPTP_GRE_SEQ_BIT) {
 103                 meta->sequence = ntohl(hdr->sequence);
 104                 if ((__s32)(meta->sequence - opt->recv_sequence) < 0)
 105                         goto drop;
 106         }
 107
 108         /* Skip PPP address and control if they are present. */
 109         if (skb->len >= 2 && skb->data[0] == PPP_ADDR &&
 110                         skb->data[1] == PPP_CTRL)
 111                 skb_pull(skb, 2);
 112
 113         /* Fix PPP protocol if it is compressed. */
 114         if (skb->len >= 1 && skb->data[0] & 1)
 115                 skb_push(skb, 1)[0] = 0;
 116
 117         /* Drop the packet if PPP protocol is missing. */
 118         if (skb->len < 2)
 119                 goto drop;
 120
 121         /* Perform reordering if sequencing is enabled. */
 122         if (hdr->bits & PPTP_GRE_SEQ_BIT) {
 123                 struct sk_buff *skb1;
 124
 125                 /* Insert the packet into receive queue in order. */
 126                 skb_set_owner_r(skb, sk);
 127                 skb_queue_walk(&sk->sk_receive_queue, skb1) {
 128                         struct meta *meta1 = skb_meta(skb1);
 129                         __s32 order = meta->sequence - meta1->sequence;
 130                         if (order == 0)
 131                                 goto drop;
 132                         if (order < 0) {
 133                                 meta->timestamp = meta1->timestamp;
 134                                 skb_insert(skb1, skb, &sk->sk_receive_queue);
 135                                 skb = NULL;
 136                                 break;
 137                         }
 138                 }
 139                 if (skb) {
 140                         meta->timestamp = now;
 141                         skb_queue_tail(&sk->sk_receive_queue, skb);
 142                 }
 143
 144                 /* Remove packets from receive queue as long as
 145                  * 1. the receive buffer is full,
 146                  * 2. they are queued longer than one second, or
 147                  * 3. there are no missing packets before them. */
 148                 skb_queue_walk_safe(&sk->sk_receive_queue, skb, skb1) {
 149                         meta = skb_meta(skb);
 150                         if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) < sk->sk_rcvbuf &&
 151                                         now - meta->timestamp < HZ &&
 152                                         meta->sequence != opt->recv_sequence)
 153                                 break;
 154                         skb_unlink(skb, &sk->sk_receive_queue);
 155                         opt->recv_sequence = meta->sequence + 1;
 156                         skb_orphan(skb);
 157                         ppp_input(&pppox_sk(sk)->chan, skb);
 158                 }
 159                 return NET_RX_SUCCESS;
 160         }
 161
 162         /* Flush receive queue if sequencing is disabled. */
 163         skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
 164         skb_orphan(skb);
 165         ppp_input(&pppox_sk(sk)->chan, skb);
 166         return NET_RX_SUCCESS;
 167 drop:
 168         kfree_skb(skb);
 169         return NET_RX_DROP;
 170 }
 171
 172 static void pppopns_recv(struct sock *sk_raw, int length)
 173 {
 174         struct sk_buff *skb;
 175         while ((skb = skb_dequeue(&sk_raw->sk_receive_queue))) {
 176                 sock_hold(sk_raw);
 177                 sk_receive_skb(sk_raw, skb, 0);
 178         }
 179 }
 180
 181 static struct sk_buff_head delivery_queue;
 182
 183 static void pppopns_xmit_core(struct work_struct *delivery_work)
 184 {
 185         mm_segment_t old_fs = get_fs();
 186         struct sk_buff *skb;
 187
 188         set_fs(KERNEL_DS);
 189         while ((skb = skb_dequeue(&delivery_queue))) {
 190                 struct sock *sk_raw = skb->sk;
 191                 struct kvec iov = {.iov_base = skb->data, .iov_len = skb->len};
 192                 struct msghdr msg = {
 193                         .msg_iov = (struct iovec *)&iov,
 194                         .msg_iovlen = 1,
 195                         .msg_flags = MSG_NOSIGNAL | MSG_DONTWAIT,
 196                 };
 197                 sk_raw->sk_prot->sendmsg(NULL, sk_raw, &msg, skb->len);
 198                 kfree_skb(skb);
 199         }
 200         set_fs(old_fs);
 201 }
 202
 203 static DECLARE_WORK(delivery_work, pppopns_xmit_core);
 204
 205 static int pppopns_xmit(struct ppp_channel *chan, struct sk_buff *skb)
 206 {
 207         struct sock *sk_raw = (struct sock *)chan->private;
 208         struct pppopns_opt *opt = &pppox_sk(sk_raw->sk_user_data)->proto.pns;
 209         struct header *hdr;
 210         __u16 length;
 211
 212         /* Install PPP address and control. */
 213         skb_push(skb, 2);
 214         skb->data[0] = PPP_ADDR;
 215         skb->data[1] = PPP_CTRL;
 216         length = skb->len;
 217
 218         /* Install PPTP GRE header. */
 219         hdr = (struct header *)skb_push(skb, 12);
 220         hdr->bits = PPTP_GRE_BITS | PPTP_GRE_SEQ_BIT;
 221         hdr->type = PPTP_GRE_TYPE;
 222         hdr->length = htons(length);
 223         hdr->call = opt->remote;
 224         hdr->sequence = htonl(opt->xmit_sequence);
 225         opt->xmit_sequence++;
 226
 227         /* Now send the packet via the delivery queue. */
 228         skb_set_owner_w(skb, sk_raw);
 229         skb_queue_tail(&delivery_queue, skb);
 230         schedule_work(&delivery_work);
 231         return 1;
 232 }
 233
 234 /******************************************************************************/
 235
 236 static struct ppp_channel_ops pppopns_channel_ops = {
 237         .start_xmit = pppopns_xmit,
 238 };
 239
 240 static int pppopns_connect(struct socket *sock, struct sockaddr *useraddr,
 241         int addrlen, int flags)
 242 {
 243         struct sock *sk = sock->sk;
 244         struct pppox_sock *po = pppox_sk(sk);
 245         struct sockaddr_pppopns *addr = (struct sockaddr_pppopns *)useraddr;
 246         struct sockaddr_storage ss;
 247         struct socket *sock_tcp = NULL;
 248         struct socket *sock_raw = NULL;
 249         struct sock *sk_tcp;
 250         struct sock *sk_raw;
 251         int error;
 252
 253         if (addrlen != sizeof(struct sockaddr_pppopns))
 254                 return -EINVAL;
 255
 256         lock_sock(sk);
 257         error = -EALREADY;
 258         if (sk->sk_state != PPPOX_NONE)
 259                 goto out;
 260
 261         sock_tcp = sockfd_lookup(addr->tcp_socket, &error);
 262         if (!sock_tcp)
 263                 goto out;
 264         sk_tcp = sock_tcp->sk;
 265         error = -EPROTONOSUPPORT;
 266         if (sk_tcp->sk_protocol != IPPROTO_TCP)
 267                 goto out;
 268         addrlen = sizeof(struct sockaddr_storage);
 269         error = kernel_getpeername(sock_tcp, (struct sockaddr *)&ss, &addrlen);
 270         if (error)
 271                 goto out;
 272         if (!sk_tcp->sk_bound_dev_if) {
 273                 struct dst_entry *dst = sk_dst_get(sk_tcp);
 274                 error = -ENODEV;
 275                 if (!dst)
 276                         goto out;
 277                 sk_tcp->sk_bound_dev_if = dst->dev->ifindex;
 278                 dst_release(dst);
 279         }
 280
 281         error = sock_create(ss.ss_family, SOCK_RAW, IPPROTO_GRE, &sock_raw);
 282         if (error)
 283                 goto out;
 284         sk_raw = sock_raw->sk;
 285         sk_raw->sk_bound_dev_if = sk_tcp->sk_bound_dev_if;
 286         error = kernel_connect(sock_raw, (struct sockaddr *)&ss, addrlen, 0);
 287         if (error)
 288                 goto out;
 289
 290         po->chan.hdrlen = 14;
 291         po->chan.private = sk_raw;
 292         po->chan.ops = &pppopns_channel_ops;
 293         po->chan.mtu = PPP_MTU - 80;
 294         po->proto.pns.local = addr->local;
 295         po->proto.pns.remote = addr->remote;
 296         po->proto.pns.data_ready = sk_raw->sk_data_ready;
 297         po->proto.pns.backlog_rcv = sk_raw->sk_backlog_rcv;
 298
 299         error = ppp_register_channel(&po->chan);
 300         if (error)
 301                 goto out;
 302
 303         sk->sk_state = PPPOX_CONNECTED;
 304         lock_sock(sk_raw);
 305         sk_raw->sk_data_ready = pppopns_recv;
 306         sk_raw->sk_backlog_rcv = pppopns_recv_core;
 307         sk_raw->sk_user_data = sk;
 308         release_sock(sk_raw);
 309 out:
 310         if (sock_tcp)
 311                 sockfd_put(sock_tcp);
 312         if (error && sock_raw)
 313                 sock_release(sock_raw);
 314         release_sock(sk);
 315         return error;
 316 }
 317
 318 static int pppopns_release(struct socket *sock)
 319 {
 320         struct sock *sk = sock->sk;
 321
 322         if (!sk)
 323                 return 0;
 324
 325         lock_sock(sk);
 326         if (sock_flag(sk, SOCK_DEAD)) {
 327                 release_sock(sk);
 328                 return -EBADF;
 329         }
 330
 331         if (sk->sk_state != PPPOX_NONE) {
 332                 struct sock *sk_raw = (struct sock *)pppox_sk(sk)->chan.private;
 333                 lock_sock(sk_raw);
 334                 skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
 335                 pppox_unbind_sock(sk);
 336                 sk_raw->sk_data_ready = pppox_sk(sk)->proto.pns.data_ready;
 337                 sk_raw->sk_backlog_rcv = pppox_sk(sk)->proto.pns.backlog_rcv;
 338                 sk_raw->sk_user_data = NULL;
 339                 release_sock(sk_raw);
 340                 sock_release(sk_raw->sk_socket);
 341         }
 342
 343         sock_orphan(sk);
 344         sock->sk = NULL;
 345         release_sock(sk);
 346         sock_put(sk);
 347         return 0;
 348 }
 349
 350 /******************************************************************************/
 351
 352 static struct proto pppopns_proto = {
 353         .name = "PPPOPNS",
 354         .owner = THIS_MODULE,
 355         .obj_size = sizeof(struct pppox_sock),
 356 };
 357
 358 static struct proto_ops pppopns_proto_ops = {
 359         .family = PF_PPPOX,
 360         .owner = THIS_MODULE,
 361         .release = pppopns_release,
 362         .bind = sock_no_bind,
 363         .connect = pppopns_connect,
 364         .socketpair = sock_no_socketpair,
 365         .accept = sock_no_accept,
 366         .getname = sock_no_getname,
 367         .poll = sock_no_poll,
 368         .ioctl = pppox_ioctl,
 369         .listen = sock_no_listen,
 370         .shutdown = sock_no_shutdown,
 371         .setsockopt = sock_no_setsockopt,
 372         .getsockopt = sock_no_getsockopt,
 373         .sendmsg = sock_no_sendmsg,
 374         .recvmsg = sock_no_recvmsg,
 375         .mmap = sock_no_mmap,
 376 };
 377
 378 static int pppopns_create(struct net *net, struct socket *sock)
 379 {
 380         struct sock *sk;
 381
 382         sk = sk_alloc(net, PF_PPPOX, GFP_KERNEL, &pppopns_proto);
 383         if (!sk)
 384                 return -ENOMEM;
 385
 386         sock_init_data(sock, sk);
 387         sock->state = SS_UNCONNECTED;
 388         sock->ops = &pppopns_proto_ops;
 389         sk->sk_protocol = PX_PROTO_OPNS;
 390         sk->sk_state = PPPOX_NONE;
 391         return 0;
 392 }
 393
 394 /******************************************************************************/
 395
 396 static struct pppox_proto pppopns_pppox_proto = {
 397         .create = pppopns_create,
 398         .owner = THIS_MODULE,
 399 };
 400
 401 static int __init pppopns_init(void)
 402 {
 403         int error;
 404
 405         error = proto_register(&pppopns_proto, 0);
 406         if (error)
 407                 return error;
 408
 409         error = register_pppox_proto(PX_PROTO_OPNS, &pppopns_pppox_proto);
 410         if (error)
 411                 proto_unregister(&pppopns_proto);
 412         else
 413                 skb_queue_head_init(&delivery_queue);
 414         return error;
 415 }
 416
 417 static void __exit pppopns_exit(void)
 418 {
 419         unregister_pppox_proto(PX_PROTO_OPNS);
 420         proto_unregister(&pppopns_proto);
 421 }
 422
 423 module_init(pppopns_init);
 424 module_exit(pppopns_exit);
 425
 426 MODULE_DESCRIPTION("PPP on PPTP Network Server (PPPoPNS)");
 427 MODULE_AUTHOR("Chia-chi Yeh <chiachi@android.com>");
 428 MODULE_LICENSE("GPL");