[SK_BUFF]: Introduce ip_hdr(), remove skb->nh.iph
[linux-2.6.git] / net / ipv4 / syncookies.c
1 /*
2  *  Syncookies implementation for the Linux kernel
3  *
4  *  Copyright (C) 1997 Andi Kleen
5  *  Based on ideas by D.J.Bernstein and Eric Schenk.
6  *
7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  *  $Id: syncookies.c,v 1.18 2002/02/01 22:01:04 davem Exp $
13  *
14  *  Missing: IPv6 support.
15  */
16
17 #include <linux/tcp.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/random.h>
20 #include <linux/cryptohash.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <net/tcp.h>
23
24 extern int sysctl_tcp_syncookies;
25
26 static __u32 syncookie_secret[2][16-3+SHA_DIGEST_WORDS];
27
28 static __init int init_syncookies(void)
29 {
30         get_random_bytes(syncookie_secret, sizeof(syncookie_secret));
31         return 0;
32 }
33 module_init(init_syncookies);
34
35 #define COOKIEBITS 24   /* Upper bits store count */
36 #define COOKIEMASK (((__u32)1 << COOKIEBITS) - 1)
37
38 static u32 cookie_hash(__be32 saddr, __be32 daddr, __be16 sport, __be16 dport,
39                        u32 count, int c)
40 {
41         __u32 tmp[16 + 5 + SHA_WORKSPACE_WORDS];
42
43         memcpy(tmp + 3, syncookie_secret[c], sizeof(syncookie_secret[c]));
44         tmp[0] = (__force u32)saddr;
45         tmp[1] = (__force u32)daddr;
46         tmp[2] = ((__force u32)sport << 16) + (__force u32)dport;
47         tmp[3] = count;
48         sha_transform(tmp + 16, (__u8 *)tmp, tmp + 16 + 5);
49
50         return tmp[17];
51 }
52
53 static __u32 secure_tcp_syn_cookie(__be32 saddr, __be32 daddr, __be16 sport,
54                                    __be16 dport, __u32 sseq, __u32 count,
55                                    __u32 data)
56 {
57         /*
58          * Compute the secure sequence number.
59          * The output should be:
60          *   HASH(sec1,saddr,sport,daddr,dport,sec1) + sseq + (count * 2^24)
61          *      + (HASH(sec2,saddr,sport,daddr,dport,count,sec2) % 2^24).
62          * Where sseq is their sequence number and count increases every
63          * minute by 1.
64          * As an extra hack, we add a small "data" value that encodes the
65          * MSS into the second hash value.
66          */
67
68         return (cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, 0, 0) +
69                 sseq + (count << COOKIEBITS) +
70                 ((cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, count, 1) + data)
71                  & COOKIEMASK));
72 }
73
74 /*
75  * This retrieves the small "data" value from the syncookie.
76  * If the syncookie is bad, the data returned will be out of
77  * range.  This must be checked by the caller.
78  *
79  * The count value used to generate the cookie must be within
80  * "maxdiff" if the current (passed-in) "count".  The return value
81  * is (__u32)-1 if this test fails.
82  */
83 static __u32 check_tcp_syn_cookie(__u32 cookie, __be32 saddr, __be32 daddr,
84                                   __be16 sport, __be16 dport, __u32 sseq,
85                                   __u32 count, __u32 maxdiff)
86 {
87         __u32 diff;
88
89         /* Strip away the layers from the cookie */
90         cookie -= cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, 0, 0) + sseq;
91
92         /* Cookie is now reduced to (count * 2^24) ^ (hash % 2^24) */
93         diff = (count - (cookie >> COOKIEBITS)) & ((__u32) - 1 >> COOKIEBITS);
94         if (diff >= maxdiff)
95                 return (__u32)-1;
96
97         return (cookie -
98                 cookie_hash(saddr, daddr, sport, dport, count - diff, 1))
99                 & COOKIEMASK;   /* Leaving the data behind */
100 }
101
102 /*
103  * This table has to be sorted and terminated with (__u16)-1.
104  * XXX generate a better table.
105  * Unresolved Issues: HIPPI with a 64k MSS is not well supported.
106  */
107 static __u16 const msstab[] = {
108         64 - 1,
109         256 - 1,
110         512 - 1,
111         536 - 1,
112         1024 - 1,
113         1440 - 1,
114         1460 - 1,
115         4312 - 1,
116         (__u16)-1
117 };
118 /* The number doesn't include the -1 terminator */
119 #define NUM_MSS (ARRAY_SIZE(msstab) - 1)
120
121 /*
122  * Generate a syncookie.  mssp points to the mss, which is returned
123  * rounded down to the value encoded in the cookie.
124  */
125 __u32 cookie_v4_init_sequence(struct sock *sk, struct sk_buff *skb, __u16 *mssp)
126 {
127         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
128         int mssind;
129         const __u16 mss = *mssp;
130
131
132         tp->last_synq_overflow = jiffies;
133
134         /* XXX sort msstab[] by probability?  Binary search? */
135         for (mssind = 0; mss > msstab[mssind + 1]; mssind++)
136                 ;
137         *mssp = msstab[mssind] + 1;
138
139         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_SYNCOOKIESSENT);
140
141         return secure_tcp_syn_cookie(ip_hdr(skb)->saddr, ip_hdr(skb)->daddr,
142                                      skb->h.th->source, skb->h.th->dest,
143                                      ntohl(skb->h.th->seq),
144                                      jiffies / (HZ * 60), mssind);
145 }
146
147 /*
148  * This (misnamed) value is the age of syncookie which is permitted.
149  * Its ideal value should be dependent on TCP_TIMEOUT_INIT and
150  * sysctl_tcp_retries1. It's a rather complicated formula (exponential
151  * backoff) to compute at runtime so it's currently hardcoded here.
152  */
153 #define COUNTER_TRIES 4
154 /*
155  * Check if a ack sequence number is a valid syncookie.
156  * Return the decoded mss if it is, or 0 if not.
157  */
158 static inline int cookie_check(struct sk_buff *skb, __u32 cookie)
159 {
160         __u32 seq;
161         __u32 mssind;
162
163         seq = ntohl(skb->h.th->seq)-1;
164         mssind = check_tcp_syn_cookie(cookie,
165                                       ip_hdr(skb)->saddr, ip_hdr(skb)->daddr,
166                                       skb->h.th->source, skb->h.th->dest,
167                                       seq, jiffies / (HZ * 60), COUNTER_TRIES);
168
169         return mssind < NUM_MSS ? msstab[mssind] + 1 : 0;
170 }
171
172 static inline struct sock *get_cookie_sock(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
173                                            struct request_sock *req,
174                                            struct dst_entry *dst)
175 {
176         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
177         struct sock *child;
178
179         child = icsk->icsk_af_ops->syn_recv_sock(sk, skb, req, dst);
180         if (child)
181                 inet_csk_reqsk_queue_add(sk, req, child);
182         else
183                 reqsk_free(req);
184
185         return child;
186 }
187
188 struct sock *cookie_v4_check(struct sock *sk, struct sk_buff *skb,
189                              struct ip_options *opt)
190 {
191         struct inet_request_sock *ireq;
192         struct tcp_request_sock *treq;
193         struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
194         __u32 cookie = ntohl(skb->h.th->ack_seq) - 1;
195         struct sock *ret = sk;
196         struct request_sock *req;
197         int mss;
198         struct rtable *rt;
199         __u8 rcv_wscale;
200
201         if (!sysctl_tcp_syncookies || !skb->h.th->ack)
202                 goto out;
203
204         if (time_after(jiffies, tp->last_synq_overflow + TCP_TIMEOUT_INIT) ||
205             (mss = cookie_check(skb, cookie)) == 0) {
206                 NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_SYNCOOKIESFAILED);
207                 goto out;
208         }
209
210         NET_INC_STATS_BH(LINUX_MIB_SYNCOOKIESRECV);
211
212         ret = NULL;
213         req = reqsk_alloc(&tcp_request_sock_ops); /* for safety */
214         if (!req)
215                 goto out;
216
217         if (security_inet_conn_request(sk, skb, req)) {
218                 reqsk_free(req);
219                 goto out;
220         }
221         ireq = inet_rsk(req);
222         treq = tcp_rsk(req);
223         treq->rcv_isn           = ntohl(skb->h.th->seq) - 1;
224         treq->snt_isn           = cookie;
225         req->mss                = mss;
226         ireq->rmt_port          = skb->h.th->source;
227         ireq->loc_addr          = ip_hdr(skb)->daddr;
228         ireq->rmt_addr          = ip_hdr(skb)->saddr;
229         ireq->opt               = NULL;
230
231         /* We throwed the options of the initial SYN away, so we hope
232          * the ACK carries the same options again (see RFC1122 4.2.3.8)
233          */
234         if (opt && opt->optlen) {
235                 int opt_size = sizeof(struct ip_options) + opt->optlen;
236
237                 ireq->opt = kmalloc(opt_size, GFP_ATOMIC);
238                 if (ireq->opt != NULL && ip_options_echo(ireq->opt, skb)) {
239                         kfree(ireq->opt);
240                         ireq->opt = NULL;
241                 }
242         }
243
244         ireq->snd_wscale = ireq->rcv_wscale = ireq->tstamp_ok = 0;
245         ireq->wscale_ok  = ireq->sack_ok = 0;
246         req->expires    = 0UL;
247         req->retrans    = 0;
248
249         /*
250          * We need to lookup the route here to get at the correct
251          * window size. We should better make sure that the window size
252          * hasn't changed since we received the original syn, but I see
253          * no easy way to do this.
254          */
255         {
256                 struct flowi fl = { .nl_u = { .ip4_u =
257                                               { .daddr = ((opt && opt->srr) ?
258                                                           opt->faddr :
259                                                           ireq->rmt_addr),
260                                                 .saddr = ireq->loc_addr,
261                                                 .tos = RT_CONN_FLAGS(sk) } },
262                                     .proto = IPPROTO_TCP,
263                                     .uli_u = { .ports =
264                                                { .sport = skb->h.th->dest,
265                                                  .dport = skb->h.th->source } } };
266                 security_req_classify_flow(req, &fl);
267                 if (ip_route_output_key(&rt, &fl)) {
268                         reqsk_free(req);
269                         goto out;
270                 }
271         }
272
273         /* Try to redo what tcp_v4_send_synack did. */
274         req->window_clamp = dst_metric(&rt->u.dst, RTAX_WINDOW);
275         tcp_select_initial_window(tcp_full_space(sk), req->mss,
276                                   &req->rcv_wnd, &req->window_clamp,
277                                   0, &rcv_wscale);
278         /* BTW win scale with syncookies is 0 by definition */
279         ireq->rcv_wscale  = rcv_wscale;
280
281         ret = get_cookie_sock(sk, skb, req, &rt->u.dst);
282 out:    return ret;
283 }