More work on the uid lookup.
[ipfw.git] / dummynet / ipfw2_mod.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2009 Luigi Rizzo, Marta Carbone, Universita` di Pisa
3  *
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24  */
25
26 /*
27  * $Id$
28  *
29  * The main interface to build ipfw+dummynet as a linux module.
30  * (and possibly as a windows module as well, though that part
31  * is not complete yet).
32  *
33  * The control interface uses the sockopt mechanism
34  * on a socket(AF_INET, SOCK_RAW, IPPROTO_RAW).
35  *
36  * The data interface uses the netfilter interface, at the moment
37  * hooked to the PRE_ROUTING and POST_ROUTING hooks.
38  * Unfortunately the netfilter interface is a moving target,
39  * so we need a set of macros to adapt to the various cases.
40  *
41  * In the netfilter hook we just mark packet as 'QUEUE' and then
42  * let the queue handler to do the whole work (filtering and
43  * possibly emulation).
44  * As we receive packets, we wrap them with an mbuf descriptor
45  * so the existing ipfw+dummynet code runs unmodified.
46  */
47
48 #include <sys/cdefs.h>
49 #include <sys/mbuf.h>                   /* sizeof struct mbuf */
50 #include <sys/param.h>                  /* NGROUPS */
51
52 #ifdef __linux__
53 #include <linux/module.h>
54 #include <linux/kernel.h>
55 #include <linux/netfilter.h>
56 #include <linux/netfilter_ipv4.h>       /* NF_IP_PRI_FILTER */
57
58 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,25)
59 #include <net/netfilter/nf_queue.h>     /* nf_queue */
60 #endif
61
62 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,17)
63 #define __read_mostly
64 #endif
65
66 #endif /* !__linux__ */
67
68 #include <netinet/in.h>                 /* in_addr */
69 #include <netinet/ip_fw.h>              /* ip_fw_ctl_t, ip_fw_chk_t */
70 #include <netinet/ip_dummynet.h>        /* ip_dn_ctl_t, ip_dn_io_t */
71 #include <net/pfil.h>                   /* PFIL_IN, PFIL_OUT */
72 #include <net/inet_hashtables.h>        /* inet_lookup */
73 #include <net/route.h>                  /* inet_iif */
74
75 /*
76  * Here we allocate some global variables used in the firewall.
77  */
78 ip_dn_ctl_t    *ip_dn_ctl_ptr;
79 ip_fw_ctl_t    *ip_fw_ctl_ptr;
80
81 ip_dn_io_t     *ip_dn_io_ptr;
82 ip_fw_chk_t    *ip_fw_chk_ptr;
83
84 void            (*bridge_dn_p)(struct mbuf *, struct ifnet *);
85
86 /*---
87  * Glue code to implement the registration of children with the parent.
88  * Each child should call my_mod_register() when linking, so that
89  * module_init() and module_exit() can call init_children() and
90  * fini_children() to provide the necessary initialization.
91  */
92 #include <sys/module.h>
93 struct mod_args {
94         struct moduledata *mod;
95         const char *name;
96         int order;
97 };
98
99 static unsigned int mod_idx;
100 static struct mod_args mods[10];        /* hard limit to 10 modules */
101
102 /*
103  * Data structure to cache our ucred related
104  * information. This structure only gets used if
105  * the user specified UID/GID based constraints in
106  * a firewall rule.
107  */
108 struct ip_fw_ugid {
109         gid_t           fw_groups[NGROUPS];
110         int             fw_ngroups;
111         uid_t           fw_uid;
112         int             fw_prid;
113 };
114
115 /*
116  * my_mod_register should be called automatically as the init
117  * functions in the submodules. Unfortunately this compiler/linker
118  * trick is not supported yet so we call it manually.
119  */
120 int
121 my_mod_register(struct moduledata *mod, const char *name, int order)
122 {
123         struct mod_args m = { mod, name, order };
124
125         printf("%s %s called\n", __FUNCTION__, name);
126         if (mod_idx < sizeof(mods) / sizeof(mods[0]))
127                 mods[mod_idx++] = m;
128         return 0;
129 }
130
131 static void
132 init_children(void)
133 {
134         unsigned int i;
135
136         /* Call the functions registered at init time. */
137         printf("%s mod_idx value %d\n", __FUNCTION__, mod_idx);
138         for (i = 0; i < mod_idx; i++) {
139                 printf("+++ start module %d %s %s at %p order 0x%x\n",
140                         i, mods[i].name, mods[i].mod->name,
141                         mods[i].mod, mods[i].order);
142                 mods[i].mod->evhand(NULL, MOD_LOAD, mods[i].mod->priv);
143         }
144 }
145
146 static void
147 fini_children(void)
148 {
149         int i;
150
151         /* Call the functions registered at init time. */
152         for (i = mod_idx - 1; i >= 0; i--) {
153                 printf("+++ end module %d %s %s at %p order 0x%x\n",
154                         i, mods[i].name, mods[i].mod->name,
155                         mods[i].mod, mods[i].order);
156                 mods[i].mod->evhand(NULL, MOD_UNLOAD, mods[i].mod->priv);
157         }
158 }
159 /*--- end of module bindinghelper functions ---*/
160
161 /*---
162  * Control hooks:
163  * ipfw_ctl_h() is a wrapper for linux to FreeBSD sockopt call convention.
164  * then call the ipfw handler in order to manage requests.
165  * In turn this is called by the linux set/get handlers.
166  */
167 static int
168 ipfw_ctl_h(struct sockopt *s, int cmd, int dir, int len, void __user *user)
169 {
170         struct thread t;
171         int ret = EINVAL;
172
173         memset(s, 0, sizeof(s));
174         s->sopt_name = cmd;
175         s->sopt_dir = dir;
176         s->sopt_valsize = len;
177         s->sopt_val = user;
178
179         /* sopt_td is not used but it is referenced */
180         memset(&t, 0, sizeof(t));
181         s->sopt_td = &t;
182         
183         printf("%s called with cmd %d len %d\n", __FUNCTION__, cmd, len);
184
185         if (cmd < IP_DUMMYNET_CONFIGURE && ip_fw_ctl_ptr)
186                 ret = ip_fw_ctl_ptr(s);
187         else if (cmd >= IP_DUMMYNET_CONFIGURE && ip_dn_ctl_ptr)
188                 ret = ip_dn_ctl_ptr(s);
189
190         return -ret;    /* errors are < 0 on linux */
191 }
192
193 #ifdef _WIN32
194
195 void
196 netisr_dispatch(int __unused num, struct mbuf *m)
197 {
198 }
199
200 int
201 ip_output(struct mbuf *m, struct mbuf __unused *opt,
202         struct route __unused *ro, int __unused flags,
203     struct ip_moptions __unused *imo, struct inpcb __unused *inp)
204 {
205         netisr_dispatch(0, m);
206         return 0;
207 }
208
209 #else /* this is the linux glue */
210 /*
211  * setsockopt hook has no return value other than the error code.
212  */
213 static int
214 do_ipfw_set_ctl(struct sock __unused *sk, int cmd,
215         void __user *user, unsigned int len)
216 {
217         struct sockopt s;       /* pass arguments */
218
219         return ipfw_ctl_h(&s, cmd, SOPT_SET, len, user);
220 }
221
222 /*
223  * getsockopt can can return a block of data in response.
224  */
225 static int
226 do_ipfw_get_ctl(struct sock __unused *sk,
227         int cmd, void __user *user, int *len)
228 {
229         struct sockopt s;       /* pass arguments */
230         int ret = ipfw_ctl_h(&s, cmd, SOPT_GET, *len, user);
231
232         *len = s.sopt_valsize;  /* return lenght back to the caller */
233         return ret;
234 }
235
236 /*
237  * declare our [get|set]sockopt hooks
238  */
239 static struct nf_sockopt_ops ipfw_sockopts = {
240         .pf             = PF_INET,
241         .set_optmin     = _IPFW_SOCKOPT_BASE,
242         .set_optmax     = _IPFW_SOCKOPT_END,
243         .set            = do_ipfw_set_ctl,
244         .get_optmin     = _IPFW_SOCKOPT_BASE,
245         .get_optmax     = _IPFW_SOCKOPT_END,
246         .get            = do_ipfw_get_ctl,
247 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,24)
248         .owner          = THIS_MODULE,
249 #endif
250 };
251
252 /*----
253  * We need a number of macros to adapt to the various APIs in
254  * different linux versions. Among them:
255  *
256  * - the hook names change between macros (NF_IP*) and enum NF_INET_*
257  *
258  * - the second argument to the netfilter hook is
259  *     struct sk_buff ** in kernels <= 2.6.22
260  *     struct sk_buff * in kernels > 2.6.22
261  *
262  * - NF_STOP is not defined before 2.6 so we remap it to NF_ACCEPT
263  *
264  * - the packet descriptor passed to the queue handler is
265  *     struct nf_info          in kernels <= 2.6.24
266  *     struct nf_queue_entry   in kernels <= 2.6.24
267  *
268  * - the arguments to the queue handler also change;
269  */
270  
271 /*
272  * declare hook to grab packets from the netfilter interface.
273  * The NF_* names change in different versions of linux, in some
274  * cases they are #defines, in others they are enum, so we
275  * need to adapt.
276  */
277 #ifndef NF_IP_PRE_ROUTING
278 #define NF_IP_PRE_ROUTING       NF_INET_PRE_ROUTING
279 #endif
280 #ifndef NF_IP_POST_ROUTING
281 #define NF_IP_POST_ROUTING      NF_INET_POST_ROUTING
282 #endif
283
284 /*
285  * The main netfilter hook.
286  * To make life simple, we queue everything and then do all the
287  * decision in the queue handler.
288  *
289  * XXX note that in 2.4 and up to 2.6.22 the skbuf is passed as sk_buff**
290  * so we have an #ifdef to set the proper argument type.
291  */
292 static unsigned int
293 call_ipfw(unsigned int __unused hooknum,
294 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,23) // in 2.6.22 we have **
295         struct sk_buff  __unused **skb,
296 #else
297         struct sk_buff  __unused *skb,
298 #endif
299         const struct net_device  __unused *in,
300         const struct net_device  __unused *out,
301         int __unused (*okfn)(struct sk_buff *))
302 {
303         return NF_QUEUE;
304 }
305
306 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,0)
307 #define NF_STOP         NF_ACCEPT
308 #endif
309
310 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,25)
311
312 /*
313  * nf_queue_entry is a recent addition, in previous versions
314  * of the code the struct is called nf_info.
315  */
316 #define nf_queue_entry  nf_info /* for simplicity */
317
318 /* also, 2.4 and perhaps something else have different arguments */
319 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,0)  /* unsure on the exact boundary */
320 /* on 2.4 we use nf_info */
321 #define QH_ARGS         struct sk_buff *skb, struct nf_info *info, void *data
322 #else   /* 2.6.1.. 2.6.24 */
323 #define QH_ARGS         struct sk_buff *skb, struct nf_info *info, unsigned int qnum, void *data
324 #endif
325
326 #define DEFINE_SKB      /* nothing, already an argument */
327 #define REINJECT(_inf, _verd)   nf_reinject(skb, _inf, _verd)
328
329 #else   /* 2.6.25 and above */
330
331 #define QH_ARGS         struct nf_queue_entry *info, unsigned int queuenum
332 #define DEFINE_SKB      struct sk_buff *skb = info->skb;
333 #define REINJECT(_inf, _verd)   nf_reinject(_inf, _verd)
334 #endif
335
336 /*
337  * used by dummynet when dropping packets
338  * XXX use dummynet_send()
339  */
340 void
341 reinject_drop(struct mbuf* m)
342 {
343 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,25) /* unsure on the exact boundary */
344         struct sk_buff *skb = (struct sk_buff *)m;
345 #endif
346         REINJECT(m->queue_entry, NF_DROP);
347 }
348
349 /*
350  * The real call to the firewall. nf_queue_entry points to the skbuf,
351  * and eventually we need to return both through nf_reinject().
352  */
353 static int
354 ipfw2_queue_handler(QH_ARGS)
355 {
356         DEFINE_SKB      /* no semicolon here, goes in the macro */
357         int ret = 0;    /* return value */
358         struct mbuf *m;
359
360 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,0)
361         if (skb->nh.iph == NULL) {
362                 printf("null dp, len %d reinject now\n", skb->len);
363                 REINJECT(info, NF_ACCEPT);
364                 return 0;
365         }
366 #endif
367         m = malloc(sizeof(*m), 0, 0);
368         if (m == NULL) {
369                 printf("malloc fail, len %d reinject now\n", skb->len);
370                 REINJECT(info, NF_ACCEPT);
371                 return 0;
372         }
373
374         m->m_skb = skb;
375         m->m_len = skb->len;            /* len in this skbuf */
376         m->m_pkthdr.len = skb->len;     /* total packet len */
377         m->m_pkthdr.rcvif = info->indev;
378         m->queue_entry = info;
379 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,0)
380         m->m_data = skb->nh.iph;
381 #else
382         m->m_data = skb_network_header(skb);
383 #endif
384
385         /* XXX add the interface */
386         if (info->hook == NF_IP_PRE_ROUTING) {
387                 ret = ipfw_check_in(NULL, &m, info->indev, PFIL_IN, NULL);
388         } else {
389                 ret = ipfw_check_out(NULL, &m, info->outdev, PFIL_OUT, NULL);
390         }
391
392         if (m != NULL) {        /* Accept. reinject and free the mbuf */
393                 REINJECT(info, NF_STOP);
394                 m_freem(m);
395         } else if (ret == 0) {
396                 /* dummynet has kept the packet, will reinject later. */
397         } else {
398                 /*
399                  * Packet dropped by ipfw or dummynet, reinject as NF_DROP
400                  * mbuf already released by ipfw itself
401                  */
402                 REINJECT(info, NF_DROP);
403         }
404         return 0;
405 }
406
407 struct route;
408 struct ip_moptions;
409 struct inpcb;
410
411
412 /* XXX should include prototypes for netisr_dispatch and ip_output */
413 /*
414  * The reinjection routine after a packet comes out from dummynet.
415  * We must update the skb timestamp so ping reports the right time.
416  */
417 void
418 netisr_dispatch(int num, struct mbuf *m)
419 {
420         struct nf_queue_entry *info = m->queue_entry;
421         struct sk_buff *skb = m->m_skb; /* always used */
422
423         m_freem(m);
424
425         KASSERT((info != NULL), ("%s info null!\n", __FUNCTION__));
426 #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,22)        // XXX above 2.6.x ?
427         __net_timestamp(skb);   /* update timestamp */
428 #endif
429
430         /* XXX to obey one-pass, possibly call the queue handler here */
431         REINJECT(info, ((num == -1)?NF_DROP:NF_STOP));  /* accept but no more firewall */
432 }
433
434 int
435 ip_output(struct mbuf *m, struct mbuf __unused *opt,
436         struct route __unused *ro, int __unused flags,
437     struct ip_moptions __unused *imo, struct inpcb __unused *inp)
438 {
439         netisr_dispatch(0, m);
440         return 0;
441 }
442
443 /*
444  * socket lookup function for linux.
445  * This code is used to associate uid, gid, jail/xid to packets,
446  * and store the info in a cache *ugp where they can be accessed quickly.
447  * The function returns 1 if the info is found, -1 otherwise.
448  *
449  * We do this only on selected protocols: TCP, ...
450  *
451  * Note- for locally generated, outgoing packets we don't need to
452  * do a lookup because the sk_buff already points to the socket where
453  * the info is.
454  */
455 extern struct inet_hashinfo tcp_hashinfo;
456 int
457 linux_lookup(const int proto, const __be32 saddr, const __be16 sport,
458                 const __be32 daddr, const __be16 dport,
459                 struct sk_buff *skb, int dir, struct ip_fw_ugid *ugp)
460 {
461         struct sock *sk;
462         int ret = -1;   /* default return value */
463
464         if (proto != IPPROTO_TCP)
465                 return -1;
466
467         if ((dir ? (void *)skb->dst : (void *)skb->dev) == NULL) {
468                 panic(" -- this should not happen\n");
469                 return -1;
470         }
471
472         /*
473          * inet_lookup above 2.6.24 has an additional 'net' parameter
474          * so we use a macro to conditionally supply it.
475          * Also we need to switch dst and src depending on the direction.
476          */
477 #if LINUX_VERSION_CODE <= KERNEL_VERSION(2,6,24)
478 #define _OPT_NET_ARG
479 #else    /* 2.6.25 and above */
480 #define _OPT_NET_ARG dev_net(skb->dev),
481 #endif
482
483         sk =  (dir) ?
484                 inet_lookup(_OPT_NET_ARG &tcp_hashinfo,
485                         daddr, dport, saddr, sport,     // matches outgoing for server sockets
486                         net_iif(skb)) :
487                 inet_lookup(_OPT_NET_ARG &tcp_hashinfo,
488                         saddr, sport, daddr, dport,     // matches incoming for server sockets
489                         skb->dev->ifindex);
490
491 #undef _OPT_NET_ARG
492         /* no match, nothing to be done */
493         if (sk == NULL)
494                 return -1;
495
496         /*
497          * On a match, sk is returned with a refcount.
498          * In tcp states less that TCP_TIME_WAIT sk references a struct sock
499          * which is what we want,
500          * otherwise it references a struct inet_timewait_sock which does
501          * not point to credentials.
502          * Once again we need conditional code because the UID and GID
503          * location changes between the two kernels.
504          */
505 #if LINUX_VERSION_CODE <= KERNEL_VERSION(2,6,28)
506 /* use the current's real uid/gid */
507 #define _CURR_UID f_uid
508 #define _CURR_GID f_gid
509 #else /* 2.6.29 and above */
510 /* use the current's file access real uid/gid */
511 #define _CURR_UID f_cred->fsuid
512 #define _CURR_GID f_cred->fsgid
513 #endif
514         if (sk->sk_state < TCP_TIME_WAIT && sk->sk_socket && sk->sk_socket->file) {
515                 ugp->fw_uid = sk->sk_socket->file->_CURR_UID;
516                 ret = 1;
517         }
518         sock_put(sk);
519 #undef _CURR_UID
520 #undef _CURR_GID
521
522         //printf("%s dir %d skb->dst %p skb->dev %p ret %d\n", __FUNCTION__, dir, skb->dst, skb->dev, ret);
523         return ret;
524 }
525
526 /*
527  * Now prepare to hook the various functions.
528  * Linux 2.4 has a different API so we need some adaptation
529  * for register and unregister hooks
530  *
531  * the unregister function changed arguments between 2.6.22 and 2.6.24
532  */
533 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,0)
534 static int
535 nf_register_hooks(struct nf_hook_ops *ops, int n)
536 {
537         int i, ret = 0;
538         for (i = 0; i < n; i++) {
539                 ret = nf_register_hook(ops + i);
540                 if (ret < 0)
541                         break;
542         }
543         return ret;
544 }
545
546 static void
547 nf_unregister_hooks(struct nf_hook_ops *ops, int n)
548 {
549         int i;
550         for (i = 0; i < n; i++) {
551                 nf_unregister_hook(ops + i);
552         }
553 }
554 #define REG_QH_ARG(fn)  fn, NULL        /* argument for nf_[un]register_queue_handler */
555 #define UNREG_QH_ARG(fn) //fn   /* argument for nf_[un]register_queue_handler */
556 #define SET_MOD_OWNER
557
558 #else /* linux >= 2.6.0 */
559
560 struct nf_queue_handler ipfw2_queue_handler_desc = {
561         .outfn = ipfw2_queue_handler,
562         .name = "ipfw2 dummynet queue",
563 };
564 #define REG_QH_ARG(fn)  &(fn ## _desc)
565
566 #if LINUX_VERSION_CODE < KERNEL_VERSION(2,6,24)
567 #define UNREG_QH_ARG(fn) //fn   /* argument for nf_[un]register_queue_handler */
568 #else
569 #define UNREG_QH_ARG(fn)        , &(fn ## _desc)
570 #endif /* 2.6.0 < LINUX > 2.6.24 */
571
572 #define SET_MOD_OWNER   .owner = THIS_MODULE,
573
574 #endif  /* !LINUX < 2.6.0 */
575
576 static struct nf_hook_ops ipfw_ops[] __read_mostly = {
577         {
578                 .hook           = call_ipfw,
579                 .pf             = PF_INET,
580                 .hooknum        = NF_IP_PRE_ROUTING,
581                 .priority       = NF_IP_PRI_FILTER,
582                 SET_MOD_OWNER
583         },
584         {
585                 .hook           = call_ipfw,
586                 .pf             = PF_INET,
587                 .hooknum        = NF_IP_POST_ROUTING,
588                 .priority       = NF_IP_PRI_FILTER,
589                 SET_MOD_OWNER
590         },
591 };
592 #endif /* !__linux__ */
593
594 /* descriptors for the children */
595 extern moduledata_t *moddesc_ipfw;
596 extern moduledata_t *moddesc_dummynet;
597
598 /*
599  * Module glue - init and exit function.
600  */
601 static int __init
602 ipfw_module_init(void)
603 {
604         int ret = 0;
605
606         printf("%s called\n", __FUNCTION__);
607
608         my_mod_register(moddesc_ipfw, "ipfw",  1);
609         my_mod_register(moddesc_dummynet, "dummynet",  2);
610         init_children();
611
612 #ifdef _WIN32
613         return ret;
614
615 #else  /* linux hook */
616         /* sockopt register, in order to talk with user space */
617         ret = nf_register_sockopt(&ipfw_sockopts);
618         if (ret < 0) {
619                 printf("error %d in nf_register_sockopt\n", ret);
620                 goto clean_modules;
621         }
622
623         /* queue handler registration, in order to get network
624          * packet under a private queue */
625         ret = nf_register_queue_handler(PF_INET, REG_QH_ARG(ipfw2_queue_handler) );
626         if (ret < 0)    /* queue busy */
627                 goto unregister_sockopt;
628
629         ret = nf_register_hooks(ipfw_ops, ARRAY_SIZE(ipfw_ops));
630         if (ret < 0)
631                 goto unregister_sockopt;
632
633         printf("%s loaded\n", __FUNCTION__);
634         return 0;
635
636
637 /* handle errors on load */
638 unregister_sockopt:
639         nf_unregister_queue_handler(PF_INET  UNREG_QH_ARG(ipfw2_queue_handler) );
640         nf_unregister_sockopt(&ipfw_sockopts);
641
642 clean_modules:
643         fini_children();
644         printf("%s error\n", __FUNCTION__);
645
646         return ret;
647 #endif  /* linux */
648 }
649
650 /* module shutdown */
651 static void __exit
652 ipfw_module_exit(void)
653 {
654 #ifdef _WIN32
655 #else  /* linux hook */
656         nf_unregister_hooks(ipfw_ops, ARRAY_SIZE(ipfw_ops));
657         /* maybe drain the queue before unregistering ? */
658         nf_unregister_queue_handler(PF_INET  UNREG_QH_ARG(ipfw2_queue_handler) );
659         nf_unregister_sockopt(&ipfw_sockopts);
660 #endif  /* linux */
661
662         fini_children();
663
664         printf("%s unloaded\n", __FUNCTION__);
665 }
666
667 #ifdef __linux__
668 module_init(ipfw_module_init)
669 module_exit(ipfw_module_exit)
670 MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); /* the code here is all BSD. */
671 #endif