net/mptcp/protocol.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /* Multipath TCP
   3  *
   4  * Copyright (c) 2017 - 2019, Intel Corporation.
   5  */
   6
   7 #define pr_fmt(fmt) "MPTCP: " fmt
   8
   9 #include <linux/kernel.h>
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/netdevice.h>
  12 #include <linux/sched/signal.h>
  13 #include <linux/atomic.h>
  14 #include <net/sock.h>
  15 #include <net/inet_common.h>
  16 #include <net/inet_hashtables.h>
  17 #include <net/protocol.h>
  18 #include <net/tcp.h>
  19 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
  20 #include <net/transp_v6.h>
  21 #endif
  22 #include <net/mptcp.h>
  23 #include "protocol.h"
  24
  25 #define MPTCP_SAME_STATE TCP_MAX_STATES
  26
  27 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
  28 struct mptcp6_sock {
  29         struct mptcp_sock msk;
  30         struct ipv6_pinfo np;
  31 };
  32 #endif
  33
  34 /* If msk has an initial subflow socket, and the MP_CAPABLE handshake has not
  35  * completed yet or has failed, return the subflow socket.
  36  * Otherwise return NULL.
  37  */
  38 static struct socket *__mptcp_nmpc_socket(const struct mptcp_sock *msk)
  39 {
  40         if (!msk->subflow || READ_ONCE(msk->can_ack))
  41                 return NULL;
  42
  43         return msk->subflow;
  44 }
  45
  46 static bool __mptcp_needs_tcp_fallback(const struct mptcp_sock *msk)
  47 {
  48         return msk->first && !sk_is_mptcp(msk->first);
  49 }
  50
  51 static struct socket *__mptcp_tcp_fallback(struct mptcp_sock *msk)
  52 {
  53         sock_owned_by_me((const struct sock *)msk);
  54
  55         if (likely(!__mptcp_needs_tcp_fallback(msk)))
  56                 return NULL;
  57
  58         if (msk->subflow) {
  59                 release_sock((struct sock *)msk);
  60                 return msk->subflow;
  61         }
  62
  63         return NULL;
  64 }
  65
  66 static bool __mptcp_can_create_subflow(const struct mptcp_sock *msk)
  67 {
  68         return !msk->first;
  69 }
  70
  71 static struct socket *__mptcp_socket_create(struct mptcp_sock *msk, int state)
  72 {
  73         struct mptcp_subflow_context *subflow;
  74         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
  75         struct socket *ssock;
  76         int err;
  77
  78         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
  79         if (ssock)
  80                 goto set_state;
  81
  82         if (!__mptcp_can_create_subflow(msk))
  83                 return ERR_PTR(-EINVAL);
  84
  85         err = mptcp_subflow_create_socket(sk, &ssock);
  86         if (err)
  87                 return ERR_PTR(err);
  88
  89         msk->first = ssock->sk;
  90         msk->subflow = ssock;
  91         subflow = mptcp_subflow_ctx(ssock->sk);
  92         list_add(&subflow->node, &msk->conn_list);
  93         subflow->request_mptcp = 1;
  94
  95 set_state:
  96         if (state != MPTCP_SAME_STATE)
  97                 inet_sk_state_store(sk, state);
  98         return ssock;
  99 }
 100
 101 static struct sock *mptcp_subflow_get(const struct mptcp_sock *msk)
 102 {
 103         struct mptcp_subflow_context *subflow;
 104
 105         sock_owned_by_me((const struct sock *)msk);
 106
 107         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
 108                 return mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 109         }
 110
 111         return NULL;
 112 }
 113
 114 static bool mptcp_ext_cache_refill(struct mptcp_sock *msk)
 115 {
 116         if (!msk->cached_ext)
 117                 msk->cached_ext = __skb_ext_alloc();
 118
 119         return !!msk->cached_ext;
 120 }
 121
 122 static struct sock *mptcp_subflow_recv_lookup(const struct mptcp_sock *msk)
 123 {
 124         struct mptcp_subflow_context *subflow;
 125         struct sock *sk = (struct sock *)msk;
 126
 127         sock_owned_by_me(sk);
 128
 129         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
 130                 if (subflow->data_avail)
 131                         return mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 132         }
 133
 134         return NULL;
 135 }
 136
 137 static inline bool mptcp_skb_can_collapse_to(const struct mptcp_sock *msk,
 138                                              const struct sk_buff *skb,
 139                                              const struct mptcp_ext *mpext)
 140 {
 141         if (!tcp_skb_can_collapse_to(skb))
 142                 return false;
 143
 144         /* can collapse only if MPTCP level sequence is in order */
 145         return mpext && mpext->data_seq + mpext->data_len == msk->write_seq;
 146 }
 147
 148 static int mptcp_sendmsg_frag(struct sock *sk, struct sock *ssk,
 149                               struct msghdr *msg, long *timeo, int *pmss_now,
 150                               int *ps_goal)
 151 {
 152         int mss_now, avail_size, size_goal, ret;
 153         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 154         struct mptcp_ext *mpext = NULL;
 155         struct sk_buff *skb, *tail;
 156         bool can_collapse = false;
 157         struct page_frag *pfrag;
 158         size_t psize;
 159
 160         /* use the mptcp page cache so that we can easily move the data
 161          * from one substream to another, but do per subflow memory accounting
 162          */
 163         pfrag = sk_page_frag(sk);
 164         while (!sk_page_frag_refill(ssk, pfrag) ||
 165                !mptcp_ext_cache_refill(msk)) {
 166                 ret = sk_stream_wait_memory(ssk, timeo);
 167                 if (ret)
 168                         return ret;
 169                 if (unlikely(__mptcp_needs_tcp_fallback(msk)))
 170                         return 0;
 171         }
 172
 173         /* compute copy limit */
 174         mss_now = tcp_send_mss(ssk, &size_goal, msg->msg_flags);
 175         *pmss_now = mss_now;
 176         *ps_goal = size_goal;
 177         avail_size = size_goal;
 178         skb = tcp_write_queue_tail(ssk);
 179         if (skb) {
 180                 mpext = skb_ext_find(skb, SKB_EXT_MPTCP);
 181
 182                 /* Limit the write to the size available in the
 183                  * current skb, if any, so that we create at most a new skb.
 184                  * Explicitly tells TCP internals to avoid collapsing on later
 185                  * queue management operation, to avoid breaking the ext <->
 186                  * SSN association set here
 187                  */
 188                 can_collapse = (size_goal - skb->len > 0) &&
 189                               mptcp_skb_can_collapse_to(msk, skb, mpext);
 190                 if (!can_collapse)
 191                         TCP_SKB_CB(skb)->eor = 1;
 192                 else
 193                         avail_size = size_goal - skb->len;
 194         }
 195         psize = min_t(size_t, pfrag->size - pfrag->offset, avail_size);
 196
 197         /* Copy to page */
 198         pr_debug("left=%zu", msg_data_left(msg));
 199         psize = copy_page_from_iter(pfrag->page, pfrag->offset,
 200                                     min_t(size_t, msg_data_left(msg), psize),
 201                                     &msg->msg_iter);
 202         pr_debug("left=%zu", msg_data_left(msg));
 203         if (!psize)
 204                 return -EINVAL;
 205
 206         /* tell the TCP stack to delay the push so that we can safely
 207          * access the skb after the sendpages call
 208          */
 209         ret = do_tcp_sendpages(ssk, pfrag->page, pfrag->offset, psize,
 210                                msg->msg_flags | MSG_SENDPAGE_NOTLAST);
 211         if (ret <= 0)
 212                 return ret;
 213         if (unlikely(ret < psize))
 214                 iov_iter_revert(&msg->msg_iter, psize - ret);
 215
 216         /* if the tail skb extension is still the cached one, collapsing
 217          * really happened. Note: we can't check for 'same skb' as the sk_buff
 218          * hdr on tail can be transmitted, freed and re-allocated by the
 219          * do_tcp_sendpages() call
 220          */
 221         tail = tcp_write_queue_tail(ssk);
 222         if (mpext && tail && mpext == skb_ext_find(tail, SKB_EXT_MPTCP)) {
 223                 WARN_ON_ONCE(!can_collapse);
 224                 mpext->data_len += ret;
 225                 goto out;
 226         }
 227
 228         skb = tcp_write_queue_tail(ssk);
 229         mpext = __skb_ext_set(skb, SKB_EXT_MPTCP, msk->cached_ext);
 230         msk->cached_ext = NULL;
 231
 232         memset(mpext, 0, sizeof(*mpext));
 233         mpext->data_seq = msk->write_seq;
 234         mpext->subflow_seq = mptcp_subflow_ctx(ssk)->rel_write_seq;
 235         mpext->data_len = ret;
 236         mpext->use_map = 1;
 237         mpext->dsn64 = 1;
 238
 239         pr_debug("data_seq=%llu subflow_seq=%u data_len=%u dsn64=%d",
 240                  mpext->data_seq, mpext->subflow_seq, mpext->data_len,
 241                  mpext->dsn64);
 242
 243 out:
 244         pfrag->offset += ret;
 245         msk->write_seq += ret;
 246         mptcp_subflow_ctx(ssk)->rel_write_seq += ret;
 247
 248         return ret;
 249 }
 250
 251 static void ssk_check_wmem(struct mptcp_sock *msk, struct sock *ssk)
 252 {
 253         struct socket *sock;
 254
 255         if (likely(sk_stream_is_writeable(ssk)))
 256                 return;
 257
 258         sock = READ_ONCE(ssk->sk_socket);
 259
 260         if (sock) {
 261                 clear_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags);
 262                 smp_mb__after_atomic();
 263                 /* set NOSPACE only after clearing SEND_SPACE flag */
 264                 set_bit(SOCK_NOSPACE, &sock->flags);
 265         }
 266 }
 267
 268 static int mptcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len)
 269 {
 270         int mss_now = 0, size_goal = 0, ret = 0;
 271         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 272         struct socket *ssock;
 273         size_t copied = 0;
 274         struct sock *ssk;
 275         long timeo;
 276
 277         if (msg->msg_flags & ~(MSG_MORE | MSG_DONTWAIT | MSG_NOSIGNAL))
 278                 return -EOPNOTSUPP;
 279
 280         lock_sock(sk);
 281         ssock = __mptcp_tcp_fallback(msk);
 282         if (unlikely(ssock)) {
 283 fallback:
 284                 pr_debug("fallback passthrough");
 285                 ret = sock_sendmsg(ssock, msg);
 286                 return ret >= 0 ? ret + copied : (copied ? copied : ret);
 287         }
 288
 289         timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 290
 291         ssk = mptcp_subflow_get(msk);
 292         if (!ssk) {
 293                 release_sock(sk);
 294                 return -ENOTCONN;
 295         }
 296
 297         pr_debug("conn_list->subflow=%p", ssk);
 298
 299         lock_sock(ssk);
 300         while (msg_data_left(msg)) {
 301                 ret = mptcp_sendmsg_frag(sk, ssk, msg, &timeo, &mss_now,
 302                                          &size_goal);
 303                 if (ret < 0)
 304                         break;
 305                 if (ret == 0 && unlikely(__mptcp_needs_tcp_fallback(msk))) {
 306                         release_sock(ssk);
 307                         ssock = __mptcp_tcp_fallback(msk);
 308                         goto fallback;
 309                 }
 310
 311                 copied += ret;
 312         }
 313
 314         if (copied) {
 315                 ret = copied;
 316                 tcp_push(ssk, msg->msg_flags, mss_now, tcp_sk(ssk)->nonagle,
 317                          size_goal);
 318         }
 319
 320         ssk_check_wmem(msk, ssk);
 321         release_sock(ssk);
 322         release_sock(sk);
 323         return ret;
 324 }
 325
 326 int mptcp_read_actor(read_descriptor_t *desc, struct sk_buff *skb,
 327                      unsigned int offset, size_t len)
 328 {
 329         struct mptcp_read_arg *arg = desc->arg.data;
 330         size_t copy_len;
 331
 332         copy_len = min(desc->count, len);
 333
 334         if (likely(arg->msg)) {
 335                 int err;
 336
 337                 err = skb_copy_datagram_msg(skb, offset, arg->msg, copy_len);
 338                 if (err) {
 339                         pr_debug("error path");
 340                         desc->error = err;
 341                         return err;
 342                 }
 343         } else {
 344                 pr_debug("Flushing skb payload");
 345         }
 346
 347         desc->count -= copy_len;
 348
 349         pr_debug("consumed %zu bytes, %zu left", copy_len, desc->count);
 350         return copy_len;
 351 }
 352
 353 static void mptcp_wait_data(struct sock *sk, long *timeo)
 354 {
 355         DEFINE_WAIT_FUNC(wait, woken_wake_function);
 356         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 357
 358         add_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
 359         sk_set_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
 360
 361         sk_wait_event(sk, timeo,
 362                       test_and_clear_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags), &wait);
 363
 364         sk_clear_bit(SOCKWQ_ASYNC_WAITDATA, sk);
 365         remove_wait_queue(sk_sleep(sk), &wait);
 366 }
 367
 368 static int mptcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
 369                          int nonblock, int flags, int *addr_len)
 370 {
 371         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 372         struct mptcp_subflow_context *subflow;
 373         bool more_data_avail = false;
 374         struct mptcp_read_arg arg;
 375         read_descriptor_t desc;
 376         bool wait_data = false;
 377         struct socket *ssock;
 378         struct tcp_sock *tp;
 379         bool done = false;
 380         struct sock *ssk;
 381         int copied = 0;
 382         int target;
 383         long timeo;
 384
 385         if (msg->msg_flags & ~(MSG_WAITALL | MSG_DONTWAIT))
 386                 return -EOPNOTSUPP;
 387
 388         lock_sock(sk);
 389         ssock = __mptcp_tcp_fallback(msk);
 390         if (unlikely(ssock)) {
 391 fallback:
 392                 pr_debug("fallback-read subflow=%p",
 393                          mptcp_subflow_ctx(ssock->sk));
 394                 copied = sock_recvmsg(ssock, msg, flags);
 395                 return copied;
 396         }
 397
 398         arg.msg = msg;
 399         desc.arg.data = &arg;
 400         desc.error = 0;
 401
 402         timeo = sock_rcvtimeo(sk, nonblock);
 403
 404         len = min_t(size_t, len, INT_MAX);
 405         target = sock_rcvlowat(sk, flags & MSG_WAITALL, len);
 406
 407         while (!done) {
 408                 u32 map_remaining;
 409                 int bytes_read;
 410
 411                 ssk = mptcp_subflow_recv_lookup(msk);
 412                 pr_debug("msk=%p ssk=%p", msk, ssk);
 413                 if (!ssk)
 414                         goto wait_for_data;
 415
 416                 subflow = mptcp_subflow_ctx(ssk);
 417                 tp = tcp_sk(ssk);
 418
 419                 lock_sock(ssk);
 420                 do {
 421                         /* try to read as much data as available */
 422                         map_remaining = subflow->map_data_len -
 423                                         mptcp_subflow_get_map_offset(subflow);
 424                         desc.count = min_t(size_t, len - copied, map_remaining);
 425                         pr_debug("reading %zu bytes, copied %d", desc.count,
 426                                  copied);
 427                         bytes_read = tcp_read_sock(ssk, &desc,
 428                                                    mptcp_read_actor);
 429                         if (bytes_read < 0) {
 430                                 if (!copied)
 431                                         copied = bytes_read;
 432                                 done = true;
 433                                 goto next;
 434                         }
 435
 436                         pr_debug("msk ack_seq=%llx -> %llx", msk->ack_seq,
 437                                  msk->ack_seq + bytes_read);
 438                         msk->ack_seq += bytes_read;
 439                         copied += bytes_read;
 440                         if (copied >= len) {
 441                                 done = true;
 442                                 goto next;
 443                         }
 444                         if (tp->urg_data && tp->urg_seq == tp->copied_seq) {
 445                                 pr_err("Urgent data present, cannot proceed");
 446                                 done = true;
 447                                 goto next;
 448                         }
 449 next:
 450                         more_data_avail = mptcp_subflow_data_available(ssk);
 451                 } while (more_data_avail && !done);
 452                 release_sock(ssk);
 453                 continue;
 454
 455 wait_for_data:
 456                 more_data_avail = false;
 457
 458                 /* only the master socket status is relevant here. The exit
 459                  * conditions mirror closely tcp_recvmsg()
 460                  */
 461                 if (copied >= target)
 462                         break;
 463
 464                 if (copied) {
 465                         if (sk->sk_err ||
 466                             sk->sk_state == TCP_CLOSE ||
 467                             (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN) ||
 468                             !timeo ||
 469                             signal_pending(current))
 470                                 break;
 471                 } else {
 472                         if (sk->sk_err) {
 473                                 copied = sock_error(sk);
 474                                 break;
 475                         }
 476
 477                         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
 478                                 break;
 479
 480                         if (sk->sk_state == TCP_CLOSE) {
 481                                 copied = -ENOTCONN;
 482                                 break;
 483                         }
 484
 485                         if (!timeo) {
 486                                 copied = -EAGAIN;
 487                                 break;
 488                         }
 489
 490                         if (signal_pending(current)) {
 491                                 copied = sock_intr_errno(timeo);
 492                                 break;
 493                         }
 494                 }
 495
 496                 pr_debug("block timeout %ld", timeo);
 497                 wait_data = true;
 498                 mptcp_wait_data(sk, &timeo);
 499                 if (unlikely(__mptcp_tcp_fallback(msk)))
 500                         goto fallback;
 501         }
 502
 503         if (more_data_avail) {
 504                 if (!test_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags))
 505                         set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
 506         } else if (!wait_data) {
 507                 clear_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
 508
 509                 /* .. race-breaker: ssk might get new data after last
 510                  * data_available() returns false.
 511                  */
 512                 ssk = mptcp_subflow_recv_lookup(msk);
 513                 if (unlikely(ssk))
 514                         set_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags);
 515         }
 516
 517         release_sock(sk);
 518         return copied;
 519 }
 520
 521 /* subflow sockets can be either outgoing (connect) or incoming
 522  * (accept).
 523  *
 524  * Outgoing subflows use in-kernel sockets.
 525  * Incoming subflows do not have their own 'struct socket' allocated,
 526  * so we need to use tcp_close() after detaching them from the mptcp
 527  * parent socket.
 528  */
 529 static void __mptcp_close_ssk(struct sock *sk, struct sock *ssk,
 530                               struct mptcp_subflow_context *subflow,
 531                               long timeout)
 532 {
 533         struct socket *sock = READ_ONCE(ssk->sk_socket);
 534
 535         list_del(&subflow->node);
 536
 537         if (sock && sock != sk->sk_socket) {
 538                 /* outgoing subflow */
 539                 sock_release(sock);
 540         } else {
 541                 /* incoming subflow */
 542                 tcp_close(ssk, timeout);
 543         }
 544 }
 545
 546 static int __mptcp_init_sock(struct sock *sk)
 547 {
 548         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 549
 550         INIT_LIST_HEAD(&msk->conn_list);
 551         __set_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags);
 552
 553         msk->first = NULL;
 554
 555         return 0;
 556 }
 557
 558 static int mptcp_init_sock(struct sock *sk)
 559 {
 560         if (!mptcp_is_enabled(sock_net(sk)))
 561                 return -ENOPROTOOPT;
 562
 563         return __mptcp_init_sock(sk);
 564 }
 565
 566 static void mptcp_subflow_shutdown(struct sock *ssk, int how)
 567 {
 568         lock_sock(ssk);
 569
 570         switch (ssk->sk_state) {
 571         case TCP_LISTEN:
 572                 if (!(how & RCV_SHUTDOWN))
 573                         break;
 574                 /* fall through */
 575         case TCP_SYN_SENT:
 576                 tcp_disconnect(ssk, O_NONBLOCK);
 577                 break;
 578         default:
 579                 ssk->sk_shutdown |= how;
 580                 tcp_shutdown(ssk, how);
 581                 break;
 582         }
 583
 584         /* Wake up anyone sleeping in poll. */
 585         ssk->sk_state_change(ssk);
 586         release_sock(ssk);
 587 }
 588
 589 /* Called with msk lock held, releases such lock before returning */
 590 static void mptcp_close(struct sock *sk, long timeout)
 591 {
 592         struct mptcp_subflow_context *subflow, *tmp;
 593         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 594         LIST_HEAD(conn_list);
 595
 596         lock_sock(sk);
 597
 598         mptcp_token_destroy(msk->token);
 599         inet_sk_state_store(sk, TCP_CLOSE);
 600
 601         list_splice_init(&msk->conn_list, &conn_list);
 602
 603         release_sock(sk);
 604
 605         list_for_each_entry_safe(subflow, tmp, &conn_list, node) {
 606                 struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
 607
 608                 __mptcp_close_ssk(sk, ssk, subflow, timeout);
 609         }
 610
 611         sk_common_release(sk);
 612 }
 613
 614 static void mptcp_copy_inaddrs(struct sock *msk, const struct sock *ssk)
 615 {
 616 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
 617         const struct ipv6_pinfo *ssk6 = inet6_sk(ssk);
 618         struct ipv6_pinfo *msk6 = inet6_sk(msk);
 619
 620         msk->sk_v6_daddr = ssk->sk_v6_daddr;
 621         msk->sk_v6_rcv_saddr = ssk->sk_v6_rcv_saddr;
 622
 623         if (msk6 && ssk6) {
 624                 msk6->saddr = ssk6->saddr;
 625                 msk6->flow_label = ssk6->flow_label;
 626         }
 627 #endif
 628
 629         inet_sk(msk)->inet_num = inet_sk(ssk)->inet_num;
 630         inet_sk(msk)->inet_dport = inet_sk(ssk)->inet_dport;
 631         inet_sk(msk)->inet_sport = inet_sk(ssk)->inet_sport;
 632         inet_sk(msk)->inet_daddr = inet_sk(ssk)->inet_daddr;
 633         inet_sk(msk)->inet_saddr = inet_sk(ssk)->inet_saddr;
 634         inet_sk(msk)->inet_rcv_saddr = inet_sk(ssk)->inet_rcv_saddr;
 635 }
 636
 637 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
 638 static struct ipv6_pinfo *mptcp_inet6_sk(const struct sock *sk)
 639 {
 640         unsigned int offset = sizeof(struct mptcp6_sock) - sizeof(struct ipv6_pinfo);
 641
 642         return (struct ipv6_pinfo *)(((u8 *)sk) + offset);
 643 }
 644 #endif
 645
 646 struct sock *mptcp_sk_clone_lock(const struct sock *sk)
 647 {
 648         struct sock *nsk = sk_clone_lock(sk, GFP_ATOMIC);
 649
 650         if (!nsk)
 651                 return NULL;
 652
 653 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
 654         if (nsk->sk_family == AF_INET6)
 655                 inet_sk(nsk)->pinet6 = mptcp_inet6_sk(nsk);
 656 #endif
 657
 658         return nsk;
 659 }
 660
 661 static struct sock *mptcp_accept(struct sock *sk, int flags, int *err,
 662                                  bool kern)
 663 {
 664         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 665         struct socket *listener;
 666         struct sock *newsk;
 667
 668         listener = __mptcp_nmpc_socket(msk);
 669         if (WARN_ON_ONCE(!listener)) {
 670                 *err = -EINVAL;
 671                 return NULL;
 672         }
 673
 674         pr_debug("msk=%p, listener=%p", msk, mptcp_subflow_ctx(listener->sk));
 675         newsk = inet_csk_accept(listener->sk, flags, err, kern);
 676         if (!newsk)
 677                 return NULL;
 678
 679         pr_debug("msk=%p, subflow is mptcp=%d", msk, sk_is_mptcp(newsk));
 680
 681         if (sk_is_mptcp(newsk)) {
 682                 struct mptcp_subflow_context *subflow;
 683                 struct sock *new_mptcp_sock;
 684                 struct sock *ssk = newsk;
 685                 u64 ack_seq;
 686
 687                 subflow = mptcp_subflow_ctx(newsk);
 688                 lock_sock(sk);
 689
 690                 local_bh_disable();
 691                 new_mptcp_sock = mptcp_sk_clone_lock(sk);
 692                 if (!new_mptcp_sock) {
 693                         *err = -ENOBUFS;
 694                         local_bh_enable();
 695                         release_sock(sk);
 696                         mptcp_subflow_shutdown(newsk, SHUT_RDWR + 1);
 697                         tcp_close(newsk, 0);
 698                         return NULL;
 699                 }
 700
 701                 __mptcp_init_sock(new_mptcp_sock);
 702
 703                 msk = mptcp_sk(new_mptcp_sock);
 704                 msk->local_key = subflow->local_key;
 705                 msk->token = subflow->token;
 706                 msk->subflow = NULL;
 707                 msk->first = newsk;
 708
 709                 mptcp_token_update_accept(newsk, new_mptcp_sock);
 710
 711                 msk->write_seq = subflow->idsn + 1;
 712                 if (subflow->can_ack) {
 713                         msk->can_ack = true;
 714                         msk->remote_key = subflow->remote_key;
 715                         mptcp_crypto_key_sha(msk->remote_key, NULL, &ack_seq);
 716                         ack_seq++;
 717                         msk->ack_seq = ack_seq;
 718                 }
 719                 newsk = new_mptcp_sock;
 720                 mptcp_copy_inaddrs(newsk, ssk);
 721                 list_add(&subflow->node, &msk->conn_list);
 722
 723                 /* will be fully established at mptcp_stream_accept()
 724                  * completion.
 725                  */
 726                 inet_sk_state_store(new_mptcp_sock, TCP_SYN_RECV);
 727                 bh_unlock_sock(new_mptcp_sock);
 728                 local_bh_enable();
 729                 release_sock(sk);
 730
 731                 /* the subflow can already receive packet, avoid racing with
 732                  * the receive path and process the pending ones
 733                  */
 734                 lock_sock(ssk);
 735                 subflow->rel_write_seq = 1;
 736                 subflow->tcp_sock = ssk;
 737                 subflow->conn = new_mptcp_sock;
 738                 if (unlikely(!skb_queue_empty(&ssk->sk_receive_queue)))
 739                         mptcp_subflow_data_available(ssk);
 740                 release_sock(ssk);
 741         }
 742
 743         return newsk;
 744 }
 745
 746 static void mptcp_destroy(struct sock *sk)
 747 {
 748         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 749
 750         if (msk->cached_ext)
 751                 __skb_ext_put(msk->cached_ext);
 752 }
 753
 754 static int mptcp_setsockopt(struct sock *sk, int level, int optname,
 755                             char __user *optval, unsigned int optlen)
 756 {
 757         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 758         int ret = -EOPNOTSUPP;
 759         struct socket *ssock;
 760         struct sock *ssk;
 761
 762         pr_debug("msk=%p", msk);
 763
 764         /* @@ the meaning of setsockopt() when the socket is connected and
 765          * there are multiple subflows is not defined.
 766          */
 767         lock_sock(sk);
 768         ssock = __mptcp_socket_create(msk, MPTCP_SAME_STATE);
 769         if (IS_ERR(ssock)) {
 770                 release_sock(sk);
 771                 return ret;
 772         }
 773
 774         ssk = ssock->sk;
 775         sock_hold(ssk);
 776         release_sock(sk);
 777
 778         ret = tcp_setsockopt(ssk, level, optname, optval, optlen);
 779         sock_put(ssk);
 780
 781         return ret;
 782 }
 783
 784 static int mptcp_getsockopt(struct sock *sk, int level, int optname,
 785                             char __user *optval, int __user *option)
 786 {
 787         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 788         int ret = -EOPNOTSUPP;
 789         struct socket *ssock;
 790         struct sock *ssk;
 791
 792         pr_debug("msk=%p", msk);
 793
 794         /* @@ the meaning of getsockopt() when the socket is connected and
 795          * there are multiple subflows is not defined.
 796          */
 797         lock_sock(sk);
 798         ssock = __mptcp_socket_create(msk, MPTCP_SAME_STATE);
 799         if (IS_ERR(ssock)) {
 800                 release_sock(sk);
 801                 return ret;
 802         }
 803
 804         ssk = ssock->sk;
 805         sock_hold(ssk);
 806         release_sock(sk);
 807
 808         ret = tcp_getsockopt(ssk, level, optname, optval, option);
 809         sock_put(ssk);
 810
 811         return ret;
 812 }
 813
 814 static int mptcp_get_port(struct sock *sk, unsigned short snum)
 815 {
 816         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 817         struct socket *ssock;
 818
 819         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
 820         pr_debug("msk=%p, subflow=%p", msk, ssock);
 821         if (WARN_ON_ONCE(!ssock))
 822                 return -EINVAL;
 823
 824         return inet_csk_get_port(ssock->sk, snum);
 825 }
 826
 827 void mptcp_finish_connect(struct sock *ssk)
 828 {
 829         struct mptcp_subflow_context *subflow;
 830         struct mptcp_sock *msk;
 831         struct sock *sk;
 832         u64 ack_seq;
 833
 834         subflow = mptcp_subflow_ctx(ssk);
 835
 836         if (!subflow->mp_capable)
 837                 return;
 838
 839         sk = subflow->conn;
 840         msk = mptcp_sk(sk);
 841
 842         pr_debug("msk=%p, token=%u", sk, subflow->token);
 843
 844         mptcp_crypto_key_sha(subflow->remote_key, NULL, &ack_seq);
 845         ack_seq++;
 846         subflow->map_seq = ack_seq;
 847         subflow->map_subflow_seq = 1;
 848         subflow->rel_write_seq = 1;
 849
 850         /* the socket is not connected yet, no msk/subflow ops can access/race
 851          * accessing the field below
 852          */
 853         WRITE_ONCE(msk->remote_key, subflow->remote_key);
 854         WRITE_ONCE(msk->local_key, subflow->local_key);
 855         WRITE_ONCE(msk->token, subflow->token);
 856         WRITE_ONCE(msk->write_seq, subflow->idsn + 1);
 857         WRITE_ONCE(msk->ack_seq, ack_seq);
 858         WRITE_ONCE(msk->can_ack, 1);
 859 }
 860
 861 static void mptcp_sock_graft(struct sock *sk, struct socket *parent)
 862 {
 863         write_lock_bh(&sk->sk_callback_lock);
 864         rcu_assign_pointer(sk->sk_wq, &parent->wq);
 865         sk_set_socket(sk, parent);
 866         sk->sk_uid = SOCK_INODE(parent)->i_uid;
 867         write_unlock_bh(&sk->sk_callback_lock);
 868 }
 869
 870 static bool mptcp_memory_free(const struct sock *sk, int wake)
 871 {
 872         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sk);
 873
 874         return wake ? test_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags) : true;
 875 }
 876
 877 static struct proto mptcp_prot = {
 878         .name           = "MPTCP",
 879         .owner          = THIS_MODULE,
 880         .init           = mptcp_init_sock,
 881         .close          = mptcp_close,
 882         .accept         = mptcp_accept,
 883         .setsockopt     = mptcp_setsockopt,
 884         .getsockopt     = mptcp_getsockopt,
 885         .shutdown       = tcp_shutdown,
 886         .destroy        = mptcp_destroy,
 887         .sendmsg        = mptcp_sendmsg,
 888         .recvmsg        = mptcp_recvmsg,
 889         .hash           = inet_hash,
 890         .unhash         = inet_unhash,
 891         .get_port       = mptcp_get_port,
 892         .stream_memory_free     = mptcp_memory_free,
 893         .obj_size       = sizeof(struct mptcp_sock),
 894         .no_autobind    = true,
 895 };
 896
 897 static int mptcp_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr, int addr_len)
 898 {
 899         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
 900         struct socket *ssock;
 901         int err;
 902
 903         lock_sock(sock->sk);
 904         ssock = __mptcp_socket_create(msk, MPTCP_SAME_STATE);
 905         if (IS_ERR(ssock)) {
 906                 err = PTR_ERR(ssock);
 907                 goto unlock;
 908         }
 909
 910         err = ssock->ops->bind(ssock, uaddr, addr_len);
 911         if (!err)
 912                 mptcp_copy_inaddrs(sock->sk, ssock->sk);
 913
 914 unlock:
 915         release_sock(sock->sk);
 916         return err;
 917 }
 918
 919 static int mptcp_stream_connect(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr,
 920                                 int addr_len, int flags)
 921 {
 922         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
 923         struct socket *ssock;
 924         int err;
 925
 926         lock_sock(sock->sk);
 927         ssock = __mptcp_socket_create(msk, TCP_SYN_SENT);
 928         if (IS_ERR(ssock)) {
 929                 err = PTR_ERR(ssock);
 930                 goto unlock;
 931         }
 932
 933 #ifdef CONFIG_TCP_MD5SIG
 934         /* no MPTCP if MD5SIG is enabled on this socket or we may run out of
 935          * TCP option space.
 936          */
 937         if (rcu_access_pointer(tcp_sk(ssock->sk)->md5sig_info))
 938                 mptcp_subflow_ctx(ssock->sk)->request_mptcp = 0;
 939 #endif
 940
 941         err = ssock->ops->connect(ssock, uaddr, addr_len, flags);
 942         inet_sk_state_store(sock->sk, inet_sk_state_load(ssock->sk));
 943         mptcp_copy_inaddrs(sock->sk, ssock->sk);
 944
 945 unlock:
 946         release_sock(sock->sk);
 947         return err;
 948 }
 949
 950 static int mptcp_v4_getname(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr,
 951                             int peer)
 952 {
 953         if (sock->sk->sk_prot == &tcp_prot) {
 954                 /* we are being invoked from __sys_accept4, after
 955                  * mptcp_accept() has just accepted a non-mp-capable
 956                  * flow: sk is a tcp_sk, not an mptcp one.
 957                  *
 958                  * Hand the socket over to tcp so all further socket ops
 959                  * bypass mptcp.
 960                  */
 961                 sock->ops = &inet_stream_ops;
 962         }
 963
 964         return inet_getname(sock, uaddr, peer);
 965 }
 966
 967 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
 968 static int mptcp_v6_getname(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr,
 969                             int peer)
 970 {
 971         if (sock->sk->sk_prot == &tcpv6_prot) {
 972                 /* we are being invoked from __sys_accept4 after
 973                  * mptcp_accept() has accepted a non-mp-capable
 974                  * subflow: sk is a tcp_sk, not mptcp.
 975                  *
 976                  * Hand the socket over to tcp so all further
 977                  * socket ops bypass mptcp.
 978                  */
 979                 sock->ops = &inet6_stream_ops;
 980         }
 981
 982         return inet6_getname(sock, uaddr, peer);
 983 }
 984 #endif
 985
 986 static int mptcp_listen(struct socket *sock, int backlog)
 987 {
 988         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
 989         struct socket *ssock;
 990         int err;
 991
 992         pr_debug("msk=%p", msk);
 993
 994         lock_sock(sock->sk);
 995         ssock = __mptcp_socket_create(msk, TCP_LISTEN);
 996         if (IS_ERR(ssock)) {
 997                 err = PTR_ERR(ssock);
 998                 goto unlock;
 999         }
1000
1001         err = ssock->ops->listen(ssock, backlog);
1002         inet_sk_state_store(sock->sk, inet_sk_state_load(ssock->sk));
1003         if (!err)
1004                 mptcp_copy_inaddrs(sock->sk, ssock->sk);
1005
1006 unlock:
1007         release_sock(sock->sk);
1008         return err;
1009 }
1010
1011 static bool is_tcp_proto(const struct proto *p)
1012 {
1013 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
1014         return p == &tcp_prot || p == &tcpv6_prot;
1015 #else
1016         return p == &tcp_prot;
1017 #endif
1018 }
1019
1020 static int mptcp_stream_accept(struct socket *sock, struct socket *newsock,
1021                                int flags, bool kern)
1022 {
1023         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
1024         struct socket *ssock;
1025         int err;
1026
1027         pr_debug("msk=%p", msk);
1028
1029         lock_sock(sock->sk);
1030         if (sock->sk->sk_state != TCP_LISTEN)
1031                 goto unlock_fail;
1032
1033         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
1034         if (!ssock)
1035                 goto unlock_fail;
1036
1037         sock_hold(ssock->sk);
1038         release_sock(sock->sk);
1039
1040         err = ssock->ops->accept(sock, newsock, flags, kern);
1041         if (err == 0 && !is_tcp_proto(newsock->sk->sk_prot)) {
1042                 struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(newsock->sk);
1043                 struct mptcp_subflow_context *subflow;
1044
1045                 /* set ssk->sk_socket of accept()ed flows to mptcp socket.
1046                  * This is needed so NOSPACE flag can be set from tcp stack.
1047                  */
1048                 list_for_each_entry(subflow, &msk->conn_list, node) {
1049                         struct sock *ssk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
1050
1051                         if (!ssk->sk_socket)
1052                                 mptcp_sock_graft(ssk, newsock);
1053                 }
1054
1055                 inet_sk_state_store(newsock->sk, TCP_ESTABLISHED);
1056         }
1057
1058         sock_put(ssock->sk);
1059         return err;
1060
1061 unlock_fail:
1062         release_sock(sock->sk);
1063         return -EINVAL;
1064 }
1065
1066 static __poll_t mptcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
1067                            struct poll_table_struct *wait)
1068 {
1069         struct sock *sk = sock->sk;
1070         struct mptcp_sock *msk;
1071         struct socket *ssock;
1072         __poll_t mask = 0;
1073
1074         msk = mptcp_sk(sk);
1075         lock_sock(sk);
1076         ssock = __mptcp_nmpc_socket(msk);
1077         if (ssock) {
1078                 mask = ssock->ops->poll(file, ssock, wait);
1079                 release_sock(sk);
1080                 return mask;
1081         }
1082
1083         release_sock(sk);
1084         sock_poll_wait(file, sock, wait);
1085         lock_sock(sk);
1086         ssock = __mptcp_tcp_fallback(msk);
1087         if (unlikely(ssock))
1088                 return ssock->ops->poll(file, ssock, NULL);
1089
1090         if (test_bit(MPTCP_DATA_READY, &msk->flags))
1091                 mask = EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
1092         if (sk_stream_is_writeable(sk) &&
1093             test_bit(MPTCP_SEND_SPACE, &msk->flags))
1094                 mask |= EPOLLOUT | EPOLLWRNORM;
1095         if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
1096                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM | EPOLLRDHUP;
1097
1098         release_sock(sk);
1099
1100         return mask;
1101 }
1102
1103 static int mptcp_shutdown(struct socket *sock, int how)
1104 {
1105         struct mptcp_sock *msk = mptcp_sk(sock->sk);
1106         struct mptcp_subflow_context *subflow;
1107         int ret = 0;
1108
1109         pr_debug("sk=%p, how=%d", msk, how);
1110
1111         lock_sock(sock->sk);
1112
1113         if (how == SHUT_WR || how == SHUT_RDWR)
1114                 inet_sk_state_store(sock->sk, TCP_FIN_WAIT1);
1115
1116         how++;
1117
1118         if ((how & ~SHUTDOWN_MASK) || !how) {
1119                 ret = -EINVAL;
1120                 goto out_unlock;
1121         }
1122
1123         if (sock->state == SS_CONNECTING) {
1124                 if ((1 << sock->sk->sk_state) &
1125                     (TCPF_SYN_SENT | TCPF_SYN_RECV | TCPF_CLOSE))
1126                         sock->state = SS_DISCONNECTING;
1127                 else
1128                         sock->state = SS_CONNECTED;
1129         }
1130
1131         mptcp_for_each_subflow(msk, subflow) {
1132                 struct sock *tcp_sk = mptcp_subflow_tcp_sock(subflow);
1133
1134                 mptcp_subflow_shutdown(tcp_sk, how);
1135         }
1136
1137 out_unlock:
1138         release_sock(sock->sk);
1139
1140         return ret;
1141 }
1142
1143 static const struct proto_ops mptcp_stream_ops = {
1144         .family            = PF_INET,
1145         .owner             = THIS_MODULE,
1146         .release           = inet_release,
1147         .bind              = mptcp_bind,
1148         .connect           = mptcp_stream_connect,
1149         .socketpair        = sock_no_socketpair,
1150         .accept            = mptcp_stream_accept,
1151         .getname           = mptcp_v4_getname,
1152         .poll              = mptcp_poll,
1153         .ioctl             = inet_ioctl,
1154         .gettstamp         = sock_gettstamp,
1155         .listen            = mptcp_listen,
1156         .shutdown          = mptcp_shutdown,
1157         .setsockopt        = sock_common_setsockopt,
1158         .getsockopt        = sock_common_getsockopt,
1159         .sendmsg           = inet_sendmsg,
1160         .recvmsg           = inet_recvmsg,
1161         .mmap              = sock_no_mmap,
1162         .sendpage          = inet_sendpage,
1163 #ifdef CONFIG_COMPAT
1164         .compat_setsockopt = compat_sock_common_setsockopt,
1165         .compat_getsockopt = compat_sock_common_getsockopt,
1166 #endif
1167 };
1168
1169 static struct inet_protosw mptcp_protosw = {
1170         .type           = SOCK_STREAM,
1171         .protocol       = IPPROTO_MPTCP,
1172         .prot           = &mptcp_prot,
1173         .ops            = &mptcp_stream_ops,
1174         .flags          = INET_PROTOSW_ICSK,
1175 };
1176
1177 void mptcp_proto_init(void)
1178 {
1179         mptcp_prot.h.hashinfo = tcp_prot.h.hashinfo;
1180
1181         mptcp_subflow_init();
1182
1183         if (proto_register(&mptcp_prot, 1) != 0)
1184                 panic("Failed to register MPTCP proto.\n");
1185
1186         inet_register_protosw(&mptcp_protosw);
1187 }
1188
1189 #if IS_ENABLED(CONFIG_MPTCP_IPV6)
1190 static const struct proto_ops mptcp_v6_stream_ops = {
1191         .family            = PF_INET6,
1192         .owner             = THIS_MODULE,
1193         .release           = inet6_release,
1194         .bind              = mptcp_bind,
1195         .connect           = mptcp_stream_connect,
1196         .socketpair        = sock_no_socketpair,
1197         .accept            = mptcp_stream_accept,
1198         .getname           = mptcp_v6_getname,
1199         .poll              = mptcp_poll,
1200         .ioctl             = inet6_ioctl,
1201         .gettstamp         = sock_gettstamp,
1202         .listen            = mptcp_listen,
1203         .shutdown          = mptcp_shutdown,
1204         .setsockopt        = sock_common_setsockopt,
1205         .getsockopt        = sock_common_getsockopt,
1206         .sendmsg           = inet6_sendmsg,
1207         .recvmsg           = inet6_recvmsg,
1208         .mmap              = sock_no_mmap,
1209         .sendpage          = inet_sendpage,
1210 #ifdef CONFIG_COMPAT
1211         .compat_setsockopt = compat_sock_common_setsockopt,
1212         .compat_getsockopt = compat_sock_common_getsockopt,
1213 #endif
1214 };
1215
1216 static struct proto mptcp_v6_prot;
1217
1218 static void mptcp_v6_destroy(struct sock *sk)
1219 {
1220         mptcp_destroy(sk);
1221         inet6_destroy_sock(sk);
1222 }
1223
1224 static struct inet_protosw mptcp_v6_protosw = {
1225         .type           = SOCK_STREAM,
1226         .protocol       = IPPROTO_MPTCP,
1227         .prot           = &mptcp_v6_prot,
1228         .ops            = &mptcp_v6_stream_ops,
1229         .flags          = INET_PROTOSW_ICSK,
1230 };
1231
1232 int mptcp_proto_v6_init(void)
1233 {
1234         int err;
1235
1236         mptcp_v6_prot = mptcp_prot;
1237         strcpy(mptcp_v6_prot.name, "MPTCPv6");
1238         mptcp_v6_prot.slab = NULL;
1239         mptcp_v6_prot.destroy = mptcp_v6_destroy;
1240         mptcp_v6_prot.obj_size = sizeof(struct mptcp6_sock);
1241
1242         err = proto_register(&mptcp_v6_prot, 1);
1243         if (err)
1244                 return err;
1245
1246         err = inet6_register_protosw(&mptcp_v6_protosw);
1247         if (err)
1248                 proto_unregister(&mptcp_v6_prot);
1249
1250         return err;
1251 }
1252 #endif