Quelle  slhc.c   Sprache: C

/*
 * Routines to compress and uncompress tcp packets (for transmission
 * over low speed serial lines).
 *
 * Copyright (c) 1989 Regents of the University of California.
 * All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms are permitted
 * provided that the above copyright notice and this paragraph are
 * duplicated in all such forms and that any documentation,
 * advertising materials, and other materials related to such
 * distribution and use acknowledge that the software was developed
 * by the University of California, Berkeley.  The name of the
 * University may not be used to endorse or promote products derived
 * from this software without specific prior written permission.
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS'' AND WITHOUT ANY EXPRESS OR
 * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, THE IMPLIED
 * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
 *
 * Van Jacobson (van@helios.ee.lbl.gov), Dec 31, 1989:
 * - Initial distribution.
 *
 *
 * modified for KA9Q Internet Software Package by
 * Katie Stevens (dkstevens@ucdavis.edu)
 * University of California, Davis
 * Computing Services
 * - 01-31-90 initial adaptation (from 1.19)
 * PPP.05 02-15-90 [ks]
 * PPP.08 05-02-90 [ks] use PPP protocol field to signal compression
 * PPP.15 09-90  [ks] improve mbuf handling
 * PPP.16 11-02  [karn] substantially rewritten to use NOS facilities
 *
 * - Feb 1991 Bill_Simpson@um.cc.umich.edu
 *   variable number of conversation slots
 *   allow zero or one slots
 *   separate routines
 *   status display
 * - Jul 1994 Dmitry Gorodchanin
 *   Fixes for memory leaks.
 *      - Oct 1994      Dmitry Gorodchanin
 *                      Modularization.
 * - Jan 1995 Bjorn Ekwall
 *   Use ip_fast_csum from ip.h
 * - July 1995 Christos A. Polyzols
 *   Spotted bug in tcp option checking
 *
 *
 * This module is a difficult issue. It's clearly inet code but it's also clearly
 * driver code belonging close to PPP and SLIP
 */

#include <linux/module.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <net/slhc_vj.h>

#ifdef CONFIG_INET
/* Entire module is for IP only */
#include <linux/mm.h>
#include <linux/socket.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <linux/termios.h>
#include <linux/in.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/inet.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <net/ip.h>
#include <net/protocol.h>
#include <net/icmp.h>
#include <net/tcp.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <net/sock.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <net/checksum.h>
#include <linux/unaligned.h>

static unsigned char *encode(unsigned char *cp, unsigned short n);
static long decode(unsigned char **cpp);
static unsigned char * put16(unsigned char *cp, unsigned short x);
static unsigned short pull16(unsigned char **cpp);

/* Allocate compression data structure
 * slots must be in range 0 to 255 (zero meaning no compression)
 * Returns pointer to structure or ERR_PTR() on error.
 */
struct slcompress *
slhc_init(int rslots, int tslots)
{
 short i;
 struct cstate *ts;
 struct slcompress *comp;

 if (rslots < 0 || rslots > 255 || tslots < 0 || tslots > 255)
  return ERR_PTR(-EINVAL);

 comp = kzalloc(sizeof(struct slcompress), GFP_KERNEL);
 if (! comp)
  goto out_fail;

 if (rslots > 0) {
  size_t rsize = rslots * sizeof(struct cstate);
  comp->rstate = kzalloc(rsize, GFP_KERNEL);
  if (! comp->rstate)
   goto out_free;
  comp->rslot_limit = rslots - 1;
 }

 if (tslots > 0) {
  size_t tsize = tslots * sizeof(struct cstate);
  comp->tstate = kzalloc(tsize, GFP_KERNEL);
  if (! comp->tstate)
   goto out_free2;
  comp->tslot_limit = tslots - 1;
 }

 comp->xmit_oldest = 0;
 comp->xmit_current = 255;
 comp->recv_current = 255;
 /*
  * don't accept any packets with implicit index until we get
  * one with an explicit index.  Otherwise the uncompress code
  * will try to use connection 255, which is almost certainly
  * out of range
 */
 comp->flags |= SLF_TOSS;

 if ( tslots > 0 ) {
  ts = comp->tstate;
  for(i = comp->tslot_limit; i > 0; --i){
   ts[i].cs_this = i;
   ts[i].next = &(ts[i - 1]);
  }
  ts[0].next = &(ts[comp->tslot_limit]);
  ts[0].cs_this = 0;
 }
 return comp;

out_free2:
 kfree(comp->rstate);
out_free:
 kfree(comp);
out_fail:
 return ERR_PTR(-ENOMEM);
}


/* Free a compression data structure */
void
slhc_free(struct slcompress *comp)
{
 if ( IS_ERR_OR_NULL(comp) )
  return;

 if ( comp->tstate != NULLSLSTATE )
  kfree( comp->tstate );

 if ( comp->rstate != NULLSLSTATE )
  kfree( comp->rstate );

 kfree( comp );
}


/* Put a short in host order into a char array in network order */
static inline unsigned char *
put16(unsigned char *cp, unsigned short x)
{
 *cp++ = x >> 8;
 *cp++ = x;

 return cp;
}


/* Encode a number */
static unsigned char *
encode(unsigned char *cp, unsigned short n)
{
 if(n >= 256 || n == 0){
  *cp++ = 0;
  cp = put16(cp,n);
 } else {
  *cp++ = n;
 }
 return cp;
}

/* Pull a 16-bit integer in host order from buffer in network byte order */
static unsigned short
pull16(unsigned char **cpp)
{
 short rval;

 rval = *(*cpp)++;
 rval <<= 8;
 rval |= *(*cpp)++;
 return rval;
}

/* Decode a number */
static long
decode(unsigned char **cpp)
{
 int x;

 x = *(*cpp)++;
 if(x == 0){
  return pull16(cpp) & 0xffff; /* pull16 returns -1 on error */
 } else {
  return x & 0xff;  /* -1 if PULLCHAR returned error */
 }
}

/*
 * icp and isize are the original packet.
 * ocp is a place to put a copy if necessary.
 * cpp is initially a pointer to icp.  If the copy is used,
 *    change it to ocp.
 */

int
slhc_compress(struct slcompress *comp, unsigned char *icp, int isize,
 unsigned char *ocp, unsigned char **cpp, int compress_cid)
{
 struct cstate *ocs = &(comp->tstate[comp->xmit_oldest]);
 struct cstate *lcs = ocs;
 struct cstate *cs = lcs->next;
 unsigned long deltaS, deltaA;
 short changes = 0;
 int nlen, hlen;
 unsigned char new_seq[16];
 unsigned char *cp = new_seq;
 struct iphdr *ip;
 struct tcphdr *th, *oth;
 __sum16 csum;


 /*
  * Don't play with runt packets.
 */

 if(isize<sizeof(struct iphdr))
  return isize;

 ip = (struct iphdr *) icp;
 if (ip->version != 4 || ip->ihl < 5)
  return isize;

 /* Bail if this packet isn't TCP, or is an IP fragment */
 if (ip->protocol != IPPROTO_TCP || (ntohs(ip->frag_off) & 0x3fff)) {
  /* Send as regular IP */
  if(ip->protocol != IPPROTO_TCP)
   comp->sls_o_nontcp++;
  else
   comp->sls_o_tcp++;
  return isize;
 }
 nlen = ip->ihl * 4;
 if (isize < nlen + sizeof(*th))
  return isize;

 th = (struct tcphdr *)(icp + nlen);
 if (th->doff < sizeof(struct tcphdr) / 4)
  return isize;
 hlen = nlen + th->doff * 4;

 /*  Bail if the TCP packet isn't `compressible' (i.e., ACK isn't set or
  *  some other control bit is set). Also uncompressible if
  *  it's a runt.
 */
 if(hlen > isize || th->syn || th->fin || th->rst ||
     ! (th->ack)){
  /* TCP connection stuff; send as regular IP */
  comp->sls_o_tcp++;
  return isize;
 }
 /*
  * Packet is compressible -- we're going to send either a
  * COMPRESSED_TCP or UNCOMPRESSED_TCP packet.  Either way,
  * we need to locate (or create) the connection state.
  *
  * States are kept in a circularly linked list with
  * xmit_oldest pointing to the end of the list.  The
  * list is kept in lru order by moving a state to the
  * head of the list whenever it is referenced.  Since
  * the list is short and, empirically, the connection
  * we want is almost always near the front, we locate
  * states via linear search.  If we don't find a state
  * for the datagram, the oldest state is (re-)used.
 */
 for ( ; ; ) {
  if( ip->saddr == cs->cs_ip.saddr
   && ip->daddr == cs->cs_ip.daddr
   && th->source == cs->cs_tcp.source
   && th->dest == cs->cs_tcp.dest)
   goto found;

  /* if current equal oldest, at end of list */
  if ( cs == ocs )
   break;
  lcs = cs;
  cs = cs->next;
  comp->sls_o_searches++;
 }
 /*
  * Didn't find it -- re-use oldest cstate.  Send an
  * uncompressed packet that tells the other side what
  * connection number we're using for this conversation.
  *
  * Note that since the state list is circular, the oldest
  * state points to the newest and we only need to set
  * xmit_oldest to update the lru linkage.
 */
 comp->sls_o_misses++;
 comp->xmit_oldest = lcs->cs_this;
 goto uncompressed;

found:
 /*
  * Found it -- move to the front on the connection list.
 */
 if(lcs == ocs) {
  /* found at most recently used */
 } else if (cs == ocs) {
  /* found at least recently used */
  comp->xmit_oldest = lcs->cs_this;
 } else {
  /* more than 2 elements */
  lcs->next = cs->next;
  cs->next = ocs->next;
  ocs->next = cs;
 }

 /*
  * Make sure that only what we expect to change changed.
  * Check the following:
  * IP protocol version, header length & type of service.
  * The "Don't fragment" bit.
  * The time-to-live field.
  * The TCP header length.
  * IP options, if any.
  * TCP options, if any.
  * If any of these things are different between the previous &
  * current datagram, we send the current datagram `uncompressed'.
 */
 oth = &cs->cs_tcp;

 if(ip->version != cs->cs_ip.version || ip->ihl != cs->cs_ip.ihl
  || ip->tos != cs->cs_ip.tos
  || (ip->frag_off & htons(0x4000)) != (cs->cs_ip.frag_off & htons(0x4000))
  || ip->ttl != cs->cs_ip.ttl
  || th->doff != cs->cs_tcp.doff
  || (ip->ihl > 5 && memcmp(ip+1,cs->cs_ipopt,((ip->ihl)-5)*4) != 0)
  || (th->doff > 5 && memcmp(th+1,cs->cs_tcpopt,((th->doff)-5)*4) != 0)){
  goto uncompressed;
 }

 /*
  * Figure out which of the changing fields changed.  The
  * receiver expects changes in the order: urgent, window,
  * ack, seq (the order minimizes the number of temporaries
  * needed in this section of code).
 */
 if(th->urg){
  deltaS = ntohs(th->urg_ptr);
  cp = encode(cp,deltaS);
  changes |= NEW_U;
 } else if(th->urg_ptr != oth->urg_ptr){
  /* argh! URG not set but urp changed -- a sensible
   * implementation should never do this but RFC793
   * doesn't prohibit the change so we have to deal
 * with it. */
  goto uncompressed;
 }
 if((deltaS = ntohs(th->window) - ntohs(oth->window)) != 0){
  cp = encode(cp,deltaS);
  changes |= NEW_W;
 }
 if((deltaA = ntohl(th->ack_seq) - ntohl(oth->ack_seq)) != 0L){
  if(deltaA > 0x0000ffff)
   goto uncompressed;
  cp = encode(cp,deltaA);
  changes |= NEW_A;
 }
 if((deltaS = ntohl(th->seq) - ntohl(oth->seq)) != 0L){
  if(deltaS > 0x0000ffff)
   goto uncompressed;
  cp = encode(cp,deltaS);
  changes |= NEW_S;
 }

 switch(changes){
 case 0: /* Nothing changed. If this packet contains data and the
   * last one didn't, this is probably a data packet following
   * an ack (normal on an interactive connection) and we send
   * it compressed.  Otherwise it's probably a retransmit,
   * retransmitted ack or window probe.  Send it uncompressed
   * in case the other side missed the compressed version.
 */
  if(ip->tot_len != cs->cs_ip.tot_len &&
     ntohs(cs->cs_ip.tot_len) == hlen)
   break;
  goto uncompressed;
 case SPECIAL_I:
 case SPECIAL_D:
  /* actual changes match one of our special case encodings --
   * send packet uncompressed.
 */
  goto uncompressed;
 case NEW_S|NEW_A:
  if(deltaS == deltaA &&
      deltaS == ntohs(cs->cs_ip.tot_len) - hlen){
   /* special case for echoed terminal traffic */
   changes = SPECIAL_I;
   cp = new_seq;
  }
  break;
 case NEW_S:
  if(deltaS == ntohs(cs->cs_ip.tot_len) - hlen){
   /* special case for data xfer */
   changes = SPECIAL_D;
   cp = new_seq;
  }
  break;
 }
 deltaS = ntohs(ip->id) - ntohs(cs->cs_ip.id);
 if(deltaS != 1){
  cp = encode(cp,deltaS);
  changes |= NEW_I;
 }
 if(th->psh)
  changes |= TCP_PUSH_BIT;
 /* Grab the cksum before we overwrite it below.  Then update our
  * state with this packet's header.
 */
 csum = th->check;
 memcpy(&cs->cs_ip,ip,20);
 memcpy(&cs->cs_tcp,th,20);
 /* We want to use the original packet as our compressed packet.
  * (cp - new_seq) is the number of bytes we need for compressed
  * sequence numbers.  In addition we need one byte for the change
  * mask, one for the connection id and two for the tcp checksum.
  * So, (cp - new_seq) + 4 bytes of header are needed.
 */
 deltaS = cp - new_seq;
 if(compress_cid == 0 || comp->xmit_current != cs->cs_this){
  cp = ocp;
  *cpp = ocp;
  *cp++ = changes | NEW_C;
  *cp++ = cs->cs_this;
  comp->xmit_current = cs->cs_this;
 } else {
  cp = ocp;
  *cpp = ocp;
  *cp++ = changes;
 }
 *(__sum16 *)cp = csum;
 cp += 2;
/* deltaS is now the size of the change section of the compressed header */
 memcpy(cp,new_seq,deltaS); /* Write list of deltas */
 memcpy(cp+deltaS,icp+hlen,isize-hlen);
 comp->sls_o_compressed++;
 ocp[0] |= SL_TYPE_COMPRESSED_TCP;
 return isize - hlen + deltaS + (cp - ocp);

 /* Update connection state cs & send uncompressed packet (i.e.,
  * a regular ip/tcp packet but with the 'conversation id' we hope
  * to use on future compressed packets in the protocol field).
 */
uncompressed:
 memcpy(&cs->cs_ip,ip,20);
 memcpy(&cs->cs_tcp,th,20);
 if (ip->ihl > 5)
   memcpy(cs->cs_ipopt, ip+1, ((ip->ihl) - 5) * 4);
 if (th->doff > 5)
   memcpy(cs->cs_tcpopt, th+1, ((th->doff) - 5) * 4);
 comp->xmit_current = cs->cs_this;
 comp->sls_o_uncompressed++;
 memcpy(ocp, icp, isize);
 *cpp = ocp;
 ocp[9] = cs->cs_this;
 ocp[0] |= SL_TYPE_UNCOMPRESSED_TCP;
 return isize;
}


int
slhc_uncompress(struct slcompress *comp, unsigned char *icp, int isize)
{
 int changes;
 long x;
 struct tcphdr *thp;
 struct iphdr *ip;
 struct cstate *cs;
 int len, hdrlen;
 unsigned char *cp = icp;

 /* We've got a compressed packet; read the change byte */
 comp->sls_i_compressed++;
 if(isize < 3){
  comp->sls_i_error++;
  return 0;
 }
 changes = *cp++;
 if(changes & NEW_C){
  /* Make sure the state index is in range, then grab the state.
   * If we have a good state index, clear the 'discard' flag.
 */
  x = *cp++; /* Read conn index */
  if(x < 0 || x > comp->rslot_limit)
   goto bad;

  /* Check if the cstate is initialized */
  if (!comp->rstate[x].initialized)
   goto bad;

  comp->flags &=~ SLF_TOSS;
  comp->recv_current = x;
 } else {
  /* this packet has an implicit state index.  If we've
   * had a line error since the last time we got an
 * explicit state index, we have to toss the packet. */
  if(comp->flags & SLF_TOSS){
   comp->sls_i_tossed++;
   return 0;
  }
 }
 cs = &comp->rstate[comp->recv_current];
 thp = &cs->cs_tcp;
 ip = &cs->cs_ip;

 thp->check = *(__sum16 *)cp;
 cp += 2;

 thp->psh = (changes & TCP_PUSH_BIT) ? 1 : 0;
/*
 * we can use the same number for the length of the saved header and
 * the current one, because the packet wouldn't have been sent
 * as compressed unless the options were the same as the previous one
 */

 hdrlen = ip->ihl * 4 + thp->doff * 4;

 switch(changes & SPECIALS_MASK){
 case SPECIAL_I:  /* Echoed terminal traffic */
  {
  short i;
  i = ntohs(ip->tot_len) - hdrlen;
  thp->ack_seq = htonl( ntohl(thp->ack_seq) + i);
  thp->seq = htonl( ntohl(thp->seq) + i);
  }
  break;

 case SPECIAL_D:   /* Unidirectional data */
  thp->seq = htonl( ntohl(thp->seq) +
      ntohs(ip->tot_len) - hdrlen);
  break;

 default:
  if(changes & NEW_U){
   thp->urg = 1;
   if((x = decode(&cp)) == -1) {
    goto bad;
   }
   thp->urg_ptr = htons(x);
  } else
   thp->urg = 0;
  if(changes & NEW_W){
   if((x = decode(&cp)) == -1) {
    goto bad;
   }
   thp->window = htons( ntohs(thp->window) + x);
  }
  if(changes & NEW_A){
   if((x = decode(&cp)) == -1) {
    goto bad;
   }
   thp->ack_seq = htonl( ntohl(thp->ack_seq) + x);
  }
  if(changes & NEW_S){
   if((x = decode(&cp)) == -1) {
    goto bad;
   }
   thp->seq = htonl( ntohl(thp->seq) + x);
  }
  break;
 }
 if(changes & NEW_I){
  if((x = decode(&cp)) == -1) {
   goto bad;
  }
  ip->id = htons (ntohs (ip->id) + x);
 } else
  ip->id = htons (ntohs (ip->id) + 1);

 /*
  * At this point, cp points to the first byte of data in the
  * packet.  Put the reconstructed TCP and IP headers back on the
  * packet.  Recalculate IP checksum (but not TCP checksum).
 */

 len = isize - (cp - icp);
 if (len < 0)
  goto bad;
 len += hdrlen;
 ip->tot_len = htons(len);
 ip->check = 0;

 memmove(icp + hdrlen, cp, len - hdrlen);

 cp = icp;
 memcpy(cp, ip, 20);
 cp += 20;

 if (ip->ihl > 5) {
   memcpy(cp, cs->cs_ipopt, (ip->ihl - 5) * 4);
   cp += (ip->ihl - 5) * 4;
 }

 put_unaligned(ip_fast_csum(icp, ip->ihl),
        &((struct iphdr *)icp)->check);

 memcpy(cp, thp, 20);
 cp += 20;

 if (thp->doff > 5) {
   memcpy(cp, cs->cs_tcpopt, ((thp->doff) - 5) * 4);
   cp += ((thp->doff) - 5) * 4;
 }

 return len;
bad:
 comp->sls_i_error++;
 return slhc_toss( comp );
}


int
slhc_remember(struct slcompress *comp, unsigned char *icp, int isize)
{
 const struct tcphdr *th;
 unsigned char index;
 struct iphdr *iph;
 struct cstate *cs;
 unsigned int ihl;

 /* The packet is shorter than a legal IP header.
  * Also make sure isize is positive.
 */
 if (isize < (int)sizeof(struct iphdr)) {
runt:
  comp->sls_i_runt++;
  return slhc_toss(comp);
 }
 iph = (struct iphdr *)icp;
 /* Peek at the IP header's IHL field to find its length */
 ihl = iph->ihl;
 /* The IP header length field is too small,
  * or packet is shorter than the IP header followed
  * by minimal tcp header.
 */
 if (ihl < 5 || isize < ihl * 4 + sizeof(struct tcphdr))
  goto runt;

 index = iph->protocol;
 iph->protocol = IPPROTO_TCP;

 if (ip_fast_csum(icp, ihl)) {
  /* Bad IP header checksum; discard */
  comp->sls_i_badcheck++;
  return slhc_toss(comp);
 }
 if (index > comp->rslot_limit) {
  comp->sls_i_error++;
  return slhc_toss(comp);
 }
 th = (struct tcphdr *)(icp + ihl * 4);
 if (th->doff < sizeof(struct tcphdr) / 4)
  goto runt;
 if (isize < ihl * 4 + th->doff * 4)
  goto runt;
 /* Update local state */
 cs = &comp->rstate[comp->recv_current = index];
 comp->flags &=~ SLF_TOSS;
 memcpy(&cs->cs_ip, iph, sizeof(*iph));
 memcpy(&cs->cs_tcp, th, sizeof(*th));
 if (ihl > 5)
   memcpy(cs->cs_ipopt, &iph[1], (ihl - 5) * 4);
 if (th->doff > 5)
   memcpy(cs->cs_tcpopt, &th[1], (th->doff - 5) * 4);
 cs->cs_hsize = ihl*2 + th->doff*2;
 cs->initialized = true;
 /* Put headers back on packet
  * Neither header checksum is recalculated
 */
 comp->sls_i_uncompressed++;
 return isize;
}

int
slhc_toss(struct slcompress *comp)
{
 if ( comp == NULLSLCOMPR )
  return 0;

 comp->flags |= SLF_TOSS;
 return 0;
}

#else /* CONFIG_INET */

int
slhc_toss(struct slcompress *comp)
{
  printk(KERN_DEBUG "Called IP function on non IP-system: slhc_toss");
  return -EINVAL;
}
int
slhc_uncompress(struct slcompress *comp, unsigned char *icp, int isize)
{
  printk(KERN_DEBUG "Called IP function on non IP-system: slhc_uncompress");
  return -EINVAL;
}
int
slhc_compress(struct slcompress *comp, unsigned char *icp, int isize,
 unsigned char *ocp, unsigned char **cpp, int compress_cid)
{
  printk(KERN_DEBUG "Called IP function on non IP-system: slhc_compress");
  return -EINVAL;
}

int
slhc_remember(struct slcompress *comp, unsigned char *icp, int isize)
{
  printk(KERN_DEBUG "Called IP function on non IP-system: slhc_remember");
  return -EINVAL;
}

void
slhc_free(struct slcompress *comp)
{
  printk(KERN_DEBUG "Called IP function on non IP-system: slhc_free");
}
struct slcompress *
slhc_init(int rslots, int tslots)
{
  printk(KERN_DEBUG "Called IP function on non IP-system: slhc_init");
  return NULL;
}

#endif /* CONFIG_INET */

/* VJ header compression */
EXPORT_SYMBOL(slhc_init);
EXPORT_SYMBOL(slhc_free);
EXPORT_SYMBOL(slhc_remember);
EXPORT_SYMBOL(slhc_compress);
EXPORT_SYMBOL(slhc_uncompress);
EXPORT_SYMBOL(slhc_toss);

MODULE_DESCRIPTION("Compression helpers for SLIP (serial line)");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");