[NET] CORE: Introducing new memory accounting interface.
[linux-2.6.git] / 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  *      @peeked: returns non-zero if this packet has been seen before
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 *peeked, 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, flags & MSG_DONTWAIT);
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                 unsigned long cpu_flags;
169
170                 spin_lock_irqsave(&sk->sk_receive_queue.lock, cpu_flags);
171                 skb = skb_peek(&sk->sk_receive_queue);
172                 if (skb) {
173                         *peeked = skb->peeked;
174                         if (flags & MSG_PEEK) {
175                                 skb->peeked = 1;
176                                 atomic_inc(&skb->users);
177                         } else
178                                 __skb_unlink(skb, &sk->sk_receive_queue);
179                 }
180                 spin_unlock_irqrestore(&sk->sk_receive_queue.lock, cpu_flags);
181
182                 if (skb)
183                         return skb;
184
185                 /* User doesn't want to wait */
186                 error = -EAGAIN;
187                 if (!timeo)
188                         goto no_packet;
189
190         } while (!wait_for_packet(sk, err, &timeo));
191
192         return NULL;
193
194 no_packet:
195         *err = error;
196         return NULL;
197 }
198 EXPORT_SYMBOL(__skb_recv_datagram);
199
200 struct sk_buff *skb_recv_datagram(struct sock *sk, unsigned flags,
201                                   int noblock, int *err)
202 {
203         int peeked;
204
205         return __skb_recv_datagram(sk, flags | (noblock ? MSG_DONTWAIT : 0),
206                                    &peeked, err);
207 }
208
209 void skb_free_datagram(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
210 {
211         kfree_skb(skb);
212         sk_mem_reclaim(sk);
213 }
214
215 /**
216  *      skb_kill_datagram - Free a datagram skbuff forcibly
217  *      @sk: socket
218  *      @skb: datagram skbuff
219  *      @flags: MSG_ flags
220  *
221  *      This function frees a datagram skbuff that was received by
222  *      skb_recv_datagram.  The flags argument must match the one
223  *      used for skb_recv_datagram.
224  *
225  *      If the MSG_PEEK flag is set, and the packet is still on the
226  *      receive queue of the socket, it will be taken off the queue
227  *      before it is freed.
228  *
229  *      This function currently only disables BH when acquiring the
230  *      sk_receive_queue lock.  Therefore it must not be used in a
231  *      context where that lock is acquired in an IRQ context.
232  *
233  *      It returns 0 if the packet was removed by us.
234  */
235
236 int skb_kill_datagram(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, unsigned int flags)
237 {
238         int err = 0;
239
240         if (flags & MSG_PEEK) {
241                 err = -ENOENT;
242                 spin_lock_bh(&sk->sk_receive_queue.lock);
243                 if (skb == skb_peek(&sk->sk_receive_queue)) {
244                         __skb_unlink(skb, &sk->sk_receive_queue);
245                         atomic_dec(&skb->users);
246                         err = 0;
247                 }
248                 spin_unlock_bh(&sk->sk_receive_queue.lock);
249         }
250
251         kfree_skb(skb);
252         sk_mem_reclaim(sk);
253         return err;
254 }
255
256 EXPORT_SYMBOL(skb_kill_datagram);
257
258 /**
259  *      skb_copy_datagram_iovec - Copy a datagram to an iovec.
260  *      @skb: buffer to copy
261  *      @offset: offset in the buffer to start copying from
262  *      @to: io vector to copy to
263  *      @len: amount of data to copy from buffer to iovec
264  *
265  *      Note: the iovec is modified during the copy.
266  */
267 int skb_copy_datagram_iovec(const struct sk_buff *skb, int offset,
268                             struct iovec *to, int len)
269 {
270         int start = skb_headlen(skb);
271         int i, copy = start - offset;
272
273         /* Copy header. */
274         if (copy > 0) {
275                 if (copy > len)
276                         copy = len;
277                 if (memcpy_toiovec(to, skb->data + offset, copy))
278                         goto fault;
279                 if ((len -= copy) == 0)
280                         return 0;
281                 offset += copy;
282         }
283
284         /* Copy paged appendix. Hmm... why does this look so complicated? */
285         for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
286                 int end;
287
288                 BUG_TRAP(start <= offset + len);
289
290                 end = start + skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
291                 if ((copy = end - offset) > 0) {
292                         int err;
293                         u8  *vaddr;
294                         skb_frag_t *frag = &skb_shinfo(skb)->frags[i];
295                         struct page *page = frag->page;
296
297                         if (copy > len)
298                                 copy = len;
299                         vaddr = kmap(page);
300                         err = memcpy_toiovec(to, vaddr + frag->page_offset +
301                                              offset - start, copy);
302                         kunmap(page);
303                         if (err)
304                                 goto fault;
305                         if (!(len -= copy))
306                                 return 0;
307                         offset += copy;
308                 }
309                 start = end;
310         }
311
312         if (skb_shinfo(skb)->frag_list) {
313                 struct sk_buff *list = skb_shinfo(skb)->frag_list;
314
315                 for (; list; list = list->next) {
316                         int end;
317
318                         BUG_TRAP(start <= offset + len);
319
320                         end = start + list->len;
321                         if ((copy = end - offset) > 0) {
322                                 if (copy > len)
323                                         copy = len;
324                                 if (skb_copy_datagram_iovec(list,
325                                                             offset - start,
326                                                             to, copy))
327                                         goto fault;
328                                 if ((len -= copy) == 0)
329                                         return 0;
330                                 offset += copy;
331                         }
332                         start = end;
333                 }
334         }
335         if (!len)
336                 return 0;
337
338 fault:
339         return -EFAULT;
340 }
341
342 static int skb_copy_and_csum_datagram(const struct sk_buff *skb, int offset,
343                                       u8 __user *to, int len,
344                                       __wsum *csump)
345 {
346         int start = skb_headlen(skb);
347         int pos = 0;
348         int i, copy = start - offset;
349
350         /* Copy header. */
351         if (copy > 0) {
352                 int err = 0;
353                 if (copy > len)
354                         copy = len;
355                 *csump = csum_and_copy_to_user(skb->data + offset, to, copy,
356                                                *csump, &err);
357                 if (err)
358                         goto fault;
359                 if ((len -= copy) == 0)
360                         return 0;
361                 offset += copy;
362                 to += copy;
363                 pos = copy;
364         }
365
366         for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
367                 int end;
368
369                 BUG_TRAP(start <= offset + len);
370
371                 end = start + skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
372                 if ((copy = end - offset) > 0) {
373                         __wsum csum2;
374                         int err = 0;
375                         u8  *vaddr;
376                         skb_frag_t *frag = &skb_shinfo(skb)->frags[i];
377                         struct page *page = frag->page;
378
379                         if (copy > len)
380                                 copy = len;
381                         vaddr = kmap(page);
382                         csum2 = csum_and_copy_to_user(vaddr +
383                                                         frag->page_offset +
384                                                         offset - start,
385                                                       to, copy, 0, &err);
386                         kunmap(page);
387                         if (err)
388                                 goto fault;
389                         *csump = csum_block_add(*csump, csum2, pos);
390                         if (!(len -= copy))
391                                 return 0;
392                         offset += copy;
393                         to += copy;
394                         pos += copy;
395                 }
396                 start = end;
397         }
398
399         if (skb_shinfo(skb)->frag_list) {
400                 struct sk_buff *list = skb_shinfo(skb)->frag_list;
401
402                 for (; list; list=list->next) {
403                         int end;
404
405                         BUG_TRAP(start <= offset + len);
406
407                         end = start + list->len;
408                         if ((copy = end - offset) > 0) {
409                                 __wsum csum2 = 0;
410                                 if (copy > len)
411                                         copy = len;
412                                 if (skb_copy_and_csum_datagram(list,
413                                                                offset - start,
414                                                                to, copy,
415                                                                &csum2))
416                                         goto fault;
417                                 *csump = csum_block_add(*csump, csum2, pos);
418                                 if ((len -= copy) == 0)
419                                         return 0;
420                                 offset += copy;
421                                 to += copy;
422                                 pos += copy;
423                         }
424                         start = end;
425                 }
426         }
427         if (!len)
428                 return 0;
429
430 fault:
431         return -EFAULT;
432 }
433
434 __sum16 __skb_checksum_complete_head(struct sk_buff *skb, int len)
435 {
436         __sum16 sum;
437
438         sum = csum_fold(skb_checksum(skb, 0, len, skb->csum));
439         if (likely(!sum)) {
440                 if (unlikely(skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE))
441                         netdev_rx_csum_fault(skb->dev);
442                 skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
443         }
444         return sum;
445 }
446 EXPORT_SYMBOL(__skb_checksum_complete_head);
447
448 __sum16 __skb_checksum_complete(struct sk_buff *skb)
449 {
450         return __skb_checksum_complete_head(skb, skb->len);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(__skb_checksum_complete);
453
454 /**
455  *      skb_copy_and_csum_datagram_iovec - Copy and checkum skb to user iovec.
456  *      @skb: skbuff
457  *      @hlen: hardware length
458  *      @iov: io vector
459  *
460  *      Caller _must_ check that skb will fit to this iovec.
461  *
462  *      Returns: 0       - success.
463  *               -EINVAL - checksum failure.
464  *               -EFAULT - fault during copy. Beware, in this case iovec
465  *                         can be modified!
466  */
467 int skb_copy_and_csum_datagram_iovec(struct sk_buff *skb,
468                                      int hlen, struct iovec *iov)
469 {
470         __wsum csum;
471         int chunk = skb->len - hlen;
472
473         if (!chunk)
474                 return 0;
475
476         /* Skip filled elements.
477          * Pretty silly, look at memcpy_toiovec, though 8)
478          */
479         while (!iov->iov_len)
480                 iov++;
481
482         if (iov->iov_len < chunk) {
483                 if (__skb_checksum_complete(skb))
484                         goto csum_error;
485                 if (skb_copy_datagram_iovec(skb, hlen, iov, chunk))
486                         goto fault;
487         } else {
488                 csum = csum_partial(skb->data, hlen, skb->csum);
489                 if (skb_copy_and_csum_datagram(skb, hlen, iov->iov_base,
490                                                chunk, &csum))
491                         goto fault;
492                 if (csum_fold(csum))
493                         goto csum_error;
494                 if (unlikely(skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE))
495                         netdev_rx_csum_fault(skb->dev);
496                 iov->iov_len -= chunk;
497                 iov->iov_base += chunk;
498         }
499         return 0;
500 csum_error:
501         return -EINVAL;
502 fault:
503         return -EFAULT;
504 }
505
506 /**
507  *      datagram_poll - generic datagram poll
508  *      @file: file struct
509  *      @sock: socket
510  *      @wait: poll table
511  *
512  *      Datagram poll: Again totally generic. This also handles
513  *      sequenced packet sockets providing the socket receive queue
514  *      is only ever holding data ready to receive.
515  *
516  *      Note: when you _don't_ use this routine for this protocol,
517  *      and you use a different write policy from sock_writeable()
518  *      then please supply your own write_space callback.
519  */
520 unsigned int datagram_poll(struct file *file, struct socket *sock,
521                            poll_table *wait)
522 {
523         struct sock *sk = sock->sk;
524         unsigned int mask;
525
526         poll_wait(file, sk->sk_sleep, wait);
527         mask = 0;
528
529         /* exceptional events? */
530         if (sk->sk_err || !skb_queue_empty(&sk->sk_error_queue))
531                 mask |= POLLERR;
532         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
533                 mask |= POLLRDHUP;
534         if (sk->sk_shutdown == SHUTDOWN_MASK)
535                 mask |= POLLHUP;
536
537         /* readable? */
538         if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue) ||
539             (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN))
540                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
541
542         /* Connection-based need to check for termination and startup */
543         if (connection_based(sk)) {
544                 if (sk->sk_state == TCP_CLOSE)
545                         mask |= POLLHUP;
546                 /* connection hasn't started yet? */
547                 if (sk->sk_state == TCP_SYN_SENT)
548                         return mask;
549         }
550
551         /* writable? */
552         if (sock_writeable(sk))
553                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND;
554         else
555                 set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
556
557         return mask;
558 }
559
560 EXPORT_SYMBOL(datagram_poll);
561 EXPORT_SYMBOL(skb_copy_and_csum_datagram_iovec);
562 EXPORT_SYMBOL(skb_copy_datagram_iovec);
563 EXPORT_SYMBOL(skb_free_datagram);
564 EXPORT_SYMBOL(skb_recv_datagram);