Palacios Public Git Repository

To checkout Palacios execute

  git clone http://v3vee.org/palacios/palacios.web/palacios.git
This will give you the master branch. You probably want the devel branch or one of the release branches. To switch to the devel branch, simply execute
  cd palacios
  git checkout --track -b devel origin/devel
The other branches are similar.


Release 1.0
[palacios.git] / geekos / src / lwip / core / ipv4 / autoip.c
diff --git a/geekos/src/lwip/core/ipv4/autoip.c b/geekos/src/lwip/core/ipv4/autoip.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b3920f2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,432 @@
+/**
+ * @file
+ * AutoIP Automatic LinkLocal IP Configuration
+ *
+ */
+
+/*
+ *
+ * Copyright (c) 2007 Dominik Spies <kontakt@dspies.de>
+ * All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification,
+ * are permitted provided that the following conditions are met:
+ *
+ * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
+ *    this list of conditions and the following disclaimer.
+ * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
+ *    this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
+ *    and/or other materials provided with the distribution.
+ * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
+ *    derived from this software without specific prior written permission.
+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
+ * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
+ * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT
+ * SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
+ * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT
+ * OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
+ * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
+ * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING
+ * IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY
+ * OF SUCH DAMAGE.
+ *
+ * Author: Dominik Spies <kontakt@dspies.de>
+ *
+ * This is a AutoIP implementation for the lwIP TCP/IP stack. It aims to conform
+ * with RFC 3927.
+ *
+ *
+ * Please coordinate changes and requests with Dominik Spies
+ * <kontakt@dspies.de>
+ */
+
+/*******************************************************************************
+ * USAGE:
+ * 
+ * define LWIP_AUTOIP 1  in your lwipopts.h
+ * 
+ * If you don't use tcpip.c (so, don't call, you don't call tcpip_init):
+ * - First, call autoip_init().
+ * - call autoip_tmr() all AUTOIP_TMR_INTERVAL msces,
+ *   that should be defined in autoip.h.
+ *   I recommend a value of 100. The value must divide 1000 with a remainder almost 0.
+ *   Possible values are 1000, 500, 333, 250, 200, 166, 142, 125, 111, 100 ....
+ *
+ * Without DHCP:
+ * - Call autoip_start() after netif_add().
+ * 
+ * With DHCP:
+ * - define LWIP_DHCP_AUTOIP_COOP 1 in your lwipopts.h.
+ * - Configure your DHCP Client.
+ *
+ */
+
+#include "lwip/opt.h"
+
+#if LWIP_AUTOIP /* don't build if not configured for use in lwipopts.h */
+
+#include "lwip/mem.h"
+#include "lwip/udp.h"
+#include "lwip/ip_addr.h"
+#include "lwip/netif.h"
+#include "lwip/autoip.h"
+#include "netif/etharp.h"
+
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+
+/* Pseudo random macro based on netif informations.
+ * You could use "rand()" from the C Library if you define LWIP_AUTOIP_RAND in lwipopts.h */
+#ifndef LWIP_AUTOIP_RAND
+#define LWIP_AUTOIP_RAND(netif) ( (((u32_t)((netif->hwaddr[5]) & 0xff) << 24) | \
+                                   ((u32_t)((netif->hwaddr[3]) & 0xff) << 16) | \
+                                   ((u32_t)((netif->hwaddr[2]) & 0xff) << 8) | \
+                                   ((u32_t)((netif->hwaddr[4]) & 0xff))) + \
+                                   (netif->autoip?netif->autoip->tried_llipaddr:0))
+#endif /* LWIP_AUTOIP_RAND */
+
+/* static functions */
+static void autoip_handle_arp_conflict(struct netif *netif);
+
+/* creates random LL IP-Address for a network interface */
+static void autoip_create_rand_addr(struct netif *netif, struct ip_addr *RandomIPAddr);
+
+/* sends an ARP announce */
+static err_t autoip_arp_announce(struct netif *netif);
+
+/* configure interface for use with current LL IP-Address */
+static err_t autoip_bind(struct netif *netif);
+
+/**
+ * Initialize this module
+ */
+void
+autoip_init(void)
+{
+  LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | 3, ("autoip_init()\n"));
+}
+
+/**
+ * Handle a IP address conflict after an ARP conflict detection
+ */
+static void
+autoip_handle_arp_conflict(struct netif *netif)
+{
+  /* Somehow detect if we are defending or retreating */
+  unsigned char defend = 1; /* tbd */
+
+  if(defend) {
+    if(netif->autoip->lastconflict > 0) {
+      /* retreat, there was a conflicting ARP in the last
+       * DEFEND_INTERVAL seconds
+       */
+      LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 1,
+        ("autoip_handle_arp_conflict(): we are defending, but in DEFEND_INTERVAL, retreating\n"));
+
+      /* TODO: close all TCP sessions */
+      autoip_start(netif);
+    } else {
+      LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 1,
+        ("autoip_handle_arp_conflict(): we are defend, send ARP Announce\n"));
+      autoip_arp_announce(netif);
+      netif->autoip->lastconflict = DEFEND_INTERVAL * AUTOIP_TICKS_PER_SECOND;
+    }
+  } else {
+    LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 1,
+      ("autoip_handle_arp_conflict(): we do not defend, retreating\n"));
+    /* TODO: close all TCP sessions */
+    autoip_start(netif);
+  }
+}
+
+/**
+ * Create an IP-Address out of range 169.254.1.0 to 169.254.254.255
+ *
+ * @param netif network interface on which create the IP-Address
+ * @param RandomIPAddr ip address to initialize
+ */
+static void
+autoip_create_rand_addr(struct netif *netif, struct ip_addr *RandomIPAddr)
+{
+  /* Here we create an IP-Address out of range 169.254.1.0 to 169.254.254.255
+   * compliant to RFC 3927 Section 2.1
+   * We have 254 * 256 possibilities
+   */
+  
+  RandomIPAddr->addr = (0xA9FE0100 + ((u32_t)(((u8_t)(netif->hwaddr[4])) |
+    ((u32_t)((u8_t)(netif->hwaddr[5]))) << 8)) + netif->autoip->tried_llipaddr);
+
+  if (RandomIPAddr->addr>0xA9FEFEFF) {
+    RandomIPAddr->addr = (0xA9FE0100 + (RandomIPAddr->addr-0xA9FEFEFF));
+  }
+  if (RandomIPAddr->addr<0xA9FE0100) {
+    RandomIPAddr->addr = (0xA9FEFEFF - (0xA9FE0100-RandomIPAddr->addr));
+  }
+  RandomIPAddr->addr = htonl(RandomIPAddr->addr);
+  
+  LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 1,
+    ("autoip_create_rand_addr(): tried_llipaddr=%"U16_F", 0x%08"X32_F"\n",
+    (u16_t)(netif->autoip->tried_llipaddr), (u32_t)(RandomIPAddr->addr)));
+}
+
+/**
+ * Sends an ARP announce from a network interface
+ *
+ * @param netif network interface used to send the announce
+ */
+static err_t
+autoip_arp_announce(struct netif *netif)
+{
+  return etharp_raw(netif, (struct eth_addr *)netif->hwaddr, &ethbroadcast,
+    (struct eth_addr *)netif->hwaddr, &netif->autoip->llipaddr, &ethzero,
+    &netif->autoip->llipaddr, ARP_REQUEST);
+}
+
+/**
+ * Configure interface for use with current LL IP-Address
+ *
+ * @param netif network interface to configure with current LL IP-Address
+ */
+static err_t
+autoip_bind(struct netif *netif)
+{
+  struct autoip *autoip = netif->autoip;
+  struct ip_addr sn_mask, gw_addr;
+
+  LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | 3,
+    ("autoip_bind(netif=%p) %c%c%"U16_F" 0x%08"X32_F"\n",
+    (void*)netif, netif->name[0], netif->name[1], (u16_t)netif->num, autoip->llipaddr.addr));
+
+  IP4_ADDR(&sn_mask, 255, 255, 0, 0);
+  IP4_ADDR(&gw_addr, 0, 0, 0, 0);
+
+  netif_set_ipaddr(netif, &autoip->llipaddr);
+  netif_set_netmask(netif, &sn_mask);
+  netif_set_gw(netif, &gw_addr);  
+
+  /* bring the interface up */
+  netif_set_up(netif);
+
+  return ERR_OK;
+}
+
+/**
+ * Start AutoIP client
+ *
+ * @param netif network interface on which start the AutoIP client
+ */
+err_t
+autoip_start(struct netif *netif)
+{
+  struct autoip *autoip = netif->autoip;
+  err_t result = ERR_OK;
+
+  if(netif_is_up(netif)) {
+    netif_set_down(netif);
+  }
+
+  /* Set IP-Address, Netmask and Gateway to 0 to make sure that
+   * ARP Packets are formed correctly
+   */
+  netif->ip_addr.addr = 0;
+  netif->netmask.addr = 0;
+  netif->gw.addr      = 0;
+
+  LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE,
+    ("autoip_start(netif=%p) %c%c%"U16_F"\n", (void*)netif, netif->name[0],
+    netif->name[1], (u16_t)netif->num));
+  if(autoip == NULL) {
+    /* no AutoIP client attached yet? */
+    LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE,
+      ("autoip_start(): starting new AUTOIP client\n"));
+    autoip = mem_malloc(sizeof(struct autoip));
+    if(autoip == NULL) {
+      LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE,
+        ("autoip_start(): could not allocate autoip\n"));
+      return ERR_MEM;
+    }
+    memset( autoip, 0, sizeof(struct autoip));
+    /* store this AutoIP client in the netif */
+    netif->autoip = autoip;
+    LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE, ("autoip_start(): allocated autoip"));
+  } else {
+    autoip->state = AUTOIP_STATE_OFF;
+    autoip->ttw = 0;
+    autoip->sent_num = 0;
+    memset(&autoip->llipaddr, 0, sizeof(struct ip_addr));
+    autoip->lastconflict = 0;
+  }
+
+  autoip_create_rand_addr(netif, &(autoip->llipaddr));
+  autoip->tried_llipaddr++;
+  autoip->state = AUTOIP_STATE_PROBING;
+  autoip->sent_num = 0;
+
+  /* time to wait to first probe, this is randomly
+   * choosen out of 0 to PROBE_WAIT seconds.
+   * compliant to RFC 3927 Section 2.2.1
+   */
+  autoip->ttw = (u16_t)(LWIP_AUTOIP_RAND(netif) % (PROBE_WAIT * AUTOIP_TICKS_PER_SECOND));
+
+  /*
+   * if we tried more then MAX_CONFLICTS we must limit our rate for
+   * accquiring and probing address
+   * compliant to RFC 3927 Section 2.2.1
+   */
+
+  if(autoip->tried_llipaddr > MAX_CONFLICTS) {
+    autoip->ttw = RATE_LIMIT_INTERVAL * AUTOIP_TICKS_PER_SECOND;
+  }
+
+  return result;
+}
+
+/**
+ * Stop AutoIP client
+ *
+ * @param netif network interface on which stop the AutoIP client
+ */
+err_t
+autoip_stop(struct netif *netif)
+{
+  netif->autoip->state = AUTOIP_STATE_OFF;
+  netif_set_down(netif);
+  return ERR_OK;
+}
+
+/**
+ * Has to be called in loop every AUTOIP_TMR_INTERVAL milliseconds
+ */
+void
+autoip_tmr()
+{
+  struct netif *netif = netif_list;
+  /* loop through netif's */
+  while (netif != NULL) {
+    /* only act on AutoIP configured interfaces */
+    if (netif->autoip != NULL) {
+      if(netif->autoip->lastconflict > 0) {
+        netif->autoip->lastconflict--;
+      }
+
+      LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE,
+        ("autoip_tmr() AutoIP-State: %"U16_F", ttw=%"U16_F"\n",
+        (u16_t)(netif->autoip->state), netif->autoip->ttw));
+
+      switch(netif->autoip->state) {
+        case AUTOIP_STATE_PROBING:
+          if(netif->autoip->ttw > 0) {
+            netif->autoip->ttw--;
+          } else {
+            if(netif->autoip->sent_num == PROBE_NUM) {
+              netif->autoip->state = AUTOIP_STATE_ANNOUNCING;
+              netif->autoip->sent_num = 0;
+              netif->autoip->ttw = ANNOUNCE_WAIT * AUTOIP_TICKS_PER_SECOND;
+            } else {
+              etharp_request(netif, &(netif->autoip->llipaddr));
+              LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | 3,
+                ("autoip_tmr() PROBING Sent Probe\n"));
+              netif->autoip->sent_num++;
+              /* calculate time to wait to next probe */
+              netif->autoip->ttw = (u16_t)((LWIP_AUTOIP_RAND(netif) %
+                ((PROBE_MAX - PROBE_MIN) * AUTOIP_TICKS_PER_SECOND) ) +
+                PROBE_MIN * AUTOIP_TICKS_PER_SECOND);
+            }
+          }
+          break;
+
+        case AUTOIP_STATE_ANNOUNCING:
+          if(netif->autoip->ttw > 0) {
+            netif->autoip->ttw--;
+          } else {
+            if(netif->autoip->sent_num == 0) {
+             /* We are here the first time, so we waited ANNOUNCE_WAIT seconds
+              * Now we can bind to an IP address and use it
+              */
+              autoip_bind(netif);
+            }
+
+            if(netif->autoip->sent_num == ANNOUNCE_NUM) {
+              netif->autoip->state = AUTOIP_STATE_BOUND;
+              netif->autoip->sent_num = 0;
+              netif->autoip->ttw = 0;
+            } else {
+              autoip_arp_announce(netif);
+              LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | 3,
+                ("autoip_tmr() ANNOUNCING Sent Announce\n"));
+              netif->autoip->sent_num++;
+              netif->autoip->ttw = ANNOUNCE_INTERVAL * AUTOIP_TICKS_PER_SECOND;
+            }
+          }
+          break;
+      }
+    }
+    /* proceed to next network interface */
+    netif = netif->next;
+  }
+}
+
+/**
+ * Handles every incoming ARP Packet, called by etharp_arp_input.
+ *
+ * @param netif network interface to use for autoip processing
+ * @param hdr Incoming ARP packet
+ */
+void
+autoip_arp_reply(struct netif *netif, struct etharp_hdr *hdr)
+{
+  LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | 3, ("autoip_arp_reply()\n"));
+  if ((netif->autoip != NULL) && (netif->autoip->state != AUTOIP_STATE_OFF)) {
+   /* when ip.src == llipaddr && hw.src != netif->hwaddr
+    *
+    * when probing  ip.dst == llipaddr && hw.src != netif->hwaddr
+    * we have a conflict and must solve it
+    */
+    struct ip_addr sipaddr, dipaddr;
+    struct eth_addr netifaddr;
+    netifaddr.addr[0] = netif->hwaddr[0];
+    netifaddr.addr[1] = netif->hwaddr[1];
+    netifaddr.addr[2] = netif->hwaddr[2];
+    netifaddr.addr[3] = netif->hwaddr[3];
+    netifaddr.addr[4] = netif->hwaddr[4];
+    netifaddr.addr[5] = netif->hwaddr[5];
+
+    /* Copy struct ip_addr2 to aligned ip_addr, to support compilers without
+     * structure packing (not using structure copy which breaks strict-aliasing rules).
+     */
+    MEMCPY(&sipaddr, &hdr->sipaddr, sizeof(sipaddr));
+    MEMCPY(&dipaddr, &hdr->dipaddr, sizeof(dipaddr));
+      
+    if ((netif->autoip->state == AUTOIP_STATE_PROBING) ||
+        ((netif->autoip->state == AUTOIP_STATE_ANNOUNCING) &&
+         (netif->autoip->sent_num == 0))) {
+     /* RFC 3927 Section 2.2.1:
+      * from beginning to after ANNOUNCE_WAIT
+      * seconds we have a conflict if
+      * ip.src == llipaddr OR
+      * ip.dst == llipaddr && hw.src != own hwaddr
+      */
+      if ((ip_addr_cmp(&sipaddr, &netif->autoip->llipaddr)) ||
+          (ip_addr_cmp(&dipaddr, &netif->autoip->llipaddr) &&
+           !eth_addr_cmp(&netifaddr, &hdr->shwaddr))) {
+        LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 1,
+          ("autoip_arp_reply(): Probe Conflict detected\n"));
+        autoip_start(netif);
+      }
+    } else {
+     /* RFC 3927 Section 2.5:
+      * in any state we have a conflict if
+      * ip.src == llipaddr && hw.src != own hwaddr
+      */
+      if (ip_addr_cmp(&sipaddr, &netif->autoip->llipaddr) &&
+          !eth_addr_cmp(&netifaddr, &hdr->shwaddr)) {
+        LWIP_DEBUGF(AUTOIP_DEBUG | LWIP_DBG_TRACE | LWIP_DBG_STATE | 1,
+          ("autoip_arp_reply(): Conflicting ARP-Packet detected\n"));
+        autoip_handle_arp_conflict(netif);
+      }
+    }
+  }
+}
+
+#endif /* LWIP_AUTOIP */