Support NETLINK_ADD_MEMBERSHIP even when compiled with old kernel headers.
[openvswitch] / lib / netlink.c
1 /* Copyright (c) 2008 The Board of Trustees of The Leland Stanford
2  * Junior University
3  * 
4  * We are making the OpenFlow specification and associated documentation
5  * (Software) available for public use and benefit with the expectation
6  * that others will use, modify and enhance the Software and contribute
7  * those enhancements back to the community. However, since we would
8  * like to make the Software available for broadest use, with as few
9  * restrictions as possible permission is hereby granted, free of
10  * charge, to any person obtaining a copy of this Software to deal in
11  * the Software under the copyrights without restriction, including
12  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
13  * distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
14  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
15  * the following conditions:
16  * 
17  * The above copyright notice and this permission notice shall be
18  * included in all copies or substantial portions of the Software.
19  * 
20  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
21  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
22  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
23  * NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
24  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
25  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
26  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
27  * SOFTWARE.
28  * 
29  * The name and trademarks of copyright holder(s) may NOT be used in
30  * advertising or publicity pertaining to the Software or any
31  * derivatives without specific, written prior permission.
32  */
33
34 #include "netlink.h"
35 #include <assert.h>
36 #include <errno.h>
37 #include <inttypes.h>
38 #include <stdio.h>
39 #include <stdlib.h>
40 #include <string.h>
41 #include <time.h>
42 #include <unistd.h>
43 #include "buffer.h"
44 #include "util.h"
45
46 #include "vlog.h"
47 #define THIS_MODULE VLM_netlink
48
49 /* Linux header file confusion causes this to be undefined. */
50 #ifndef SOL_NETLINK
51 #define SOL_NETLINK 270
52 #endif
53 \f
54 /* Netlink sockets. */
55
56 struct nl_sock
57 {
58     int fd;
59     uint32_t pid;
60 };
61
62 /* Next nlmsghdr sequence number.
63  * 
64  * This implementation uses sequence numbers that are unique process-wide, to
65  * avoid a hypothetical race: send request, close socket, open new socket that
66  * reuses the old socket's PID value, send request on new socket, receive reply
67  * from kernel to old socket but with same PID and sequence number.  (This race
68  * could be avoided other ways, e.g. by preventing PIDs from being quickly
69  * reused). */
70 static uint32_t next_seq;
71
72 static int alloc_pid(uint32_t *);
73 static void free_pid(uint32_t);
74
75 /* Creates a new netlink socket for the given netlink 'protocol'
76  * (NETLINK_ROUTE, NETLINK_GENERIC, ...).  Returns 0 and sets '*sockp' to the
77  * new socket if successful, otherwise returns a positive errno value.
78  *
79  * If 'multicast_group' is nonzero, the new socket subscribes to the specified
80  * netlink multicast group.  (A netlink socket may listen to an arbitrary
81  * number of multicast groups, but so far we only need one at a time.)
82  *
83  * Nonzero 'so_sndbuf' or 'so_rcvbuf' override the kernel default send or
84  * receive buffer size, respectively.
85  */
86 int
87 nl_sock_create(int protocol, int multicast_group,
88                size_t so_sndbuf, size_t so_rcvbuf, struct nl_sock **sockp)
89 {
90     struct nl_sock *sock;
91     struct sockaddr_nl local, remote;
92     int retval = 0;
93
94     if (next_seq == 0) {
95         /* Pick initial sequence number. */
96         next_seq = getpid() ^ time(0);
97     }
98
99     *sockp = NULL;
100     sock = malloc(sizeof *sock);
101     if (sock == NULL) {
102         return ENOMEM;
103     }
104
105     sock->fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, protocol);
106     if (sock->fd < 0) {
107         VLOG_ERR("fcntl: %s", strerror(errno));
108         goto error;
109     }
110
111     retval = alloc_pid(&sock->pid);
112     if (retval) {
113         goto error;
114     }
115
116     if (so_sndbuf != 0
117         && setsockopt(sock->fd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF,
118                       &so_sndbuf, sizeof so_sndbuf) < 0) {
119         VLOG_ERR("setsockopt(SO_SNDBUF,%zu): %s", so_sndbuf, strerror(errno));
120         goto error_free_pid;
121     }
122
123     if (so_rcvbuf != 0
124         && setsockopt(sock->fd, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,
125                       &so_rcvbuf, sizeof so_rcvbuf) < 0) {
126         VLOG_ERR("setsockopt(SO_RCVBUF,%zu): %s", so_rcvbuf, strerror(errno));
127         goto error_free_pid;
128     }
129
130     /* Bind local address as our selected pid. */
131     memset(&local, 0, sizeof local);
132     local.nl_family = AF_NETLINK;
133     local.nl_pid = sock->pid;
134     if (multicast_group > 0 && multicast_group <= 32) {
135         /* This method of joining multicast groups is supported by old kernels,
136          * but it only allows 32 multicast groups per protocol. */
137         local.nl_groups |= 1ul << (multicast_group - 1);
138     }
139     if (bind(sock->fd, (struct sockaddr *) &local, sizeof local) < 0) {
140         VLOG_ERR("bind(%"PRIu32"): %s", sock->pid, strerror(errno));
141         goto error_free_pid;
142     }
143
144     /* Bind remote address as the kernel (pid 0). */
145     memset(&remote, 0, sizeof remote);
146     remote.nl_family = AF_NETLINK;
147     remote.nl_pid = 0;
148     if (connect(sock->fd, (struct sockaddr *) &remote, sizeof remote) < 0) {
149         VLOG_ERR("connect(0): %s", strerror(errno));
150         goto error_free_pid;
151     }
152
153     /* Older kernel headers failed to define this macro.  We want our programs
154      * to support the newer kernel features even if compiled with older
155      * headers, so define it ourselves in such a case. */
156 #ifndef NETLINK_ADD_MEMBERSHIP
157 #define NETLINK_ADD_MEMBERSHIP 1
158 #endif
159
160     /* This method of joining multicast groups is only supported by newish
161      * kernels, but it allows for an arbitrary number of multicast groups. */
162     if (multicast_group > 32
163         && setsockopt(sock->fd, SOL_NETLINK, NETLINK_ADD_MEMBERSHIP,
164                       &multicast_group, sizeof multicast_group) < 0) {
165         VLOG_ERR("setsockopt(NETLINK_ADD_MEMBERSHIP,%d): %s",
166                  multicast_group, strerror(errno));
167         goto error_free_pid;
168     }
169
170     *sockp = sock;
171     return 0;
172
173 error_free_pid:
174     free_pid(sock->pid);
175 error:
176     if (retval == 0) {
177         retval = errno;
178         if (retval == 0) {
179             retval = EINVAL;
180         }
181     }
182     if (sock->fd >= 0) {
183         close(sock->fd);
184     }
185     free(sock);
186     return retval;
187 }
188
189 /* Destroys netlink socket 'sock'. */
190 void
191 nl_sock_destroy(struct nl_sock *sock) 
192 {
193     if (sock) {
194         close(sock->fd);
195         free_pid(sock->pid);
196         free(sock);
197     }
198 }
199
200 /* Tries to send 'msg', which must contain a Netlink message, to the kernel on
201  * 'sock'.  nlmsg_len in 'msg' will be finalized to match msg->size before the
202  * message is sent.
203  *
204  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  If
205  * 'wait' is true, then the send will wait until buffer space is ready;
206  * otherwise, returns EAGAIN if the 'sock' send buffer is full. */
207 int
208 nl_sock_send(struct nl_sock *sock, const struct buffer *msg, bool wait) 
209 {
210     int retval;
211
212     nl_msg_nlmsghdr(msg)->nlmsg_len = msg->size;
213     do {
214         retval = send(sock->fd, msg->data, msg->size, wait ? 0 : MSG_DONTWAIT);
215     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
216     return retval < 0 ? errno : 0;
217 }
218
219 /* Tries to send the 'n_iov' chunks of data in 'iov' to the kernel on 'sock' as
220  * a single Netlink message.  (The message must be fully formed and not require
221  * finalization of its nlmsg_len field.)
222  *
223  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value.  If 'wait' is
224  * true, then the send will wait until buffer space is ready; otherwise,
225  * returns EAGAIN if the 'sock' send buffer is full. */
226 int
227 nl_sock_sendv(struct nl_sock *sock, const struct iovec iov[], size_t n_iov,
228               bool wait) 
229 {
230     struct msghdr msg;
231     int retval;
232
233     memset(&msg, 0, sizeof msg);
234     msg.msg_iov = (struct iovec *) iov;
235     msg.msg_iovlen = n_iov;
236     do {
237         retval = sendmsg(sock->fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
238     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
239     return retval < 0 ? errno : 0;
240 }
241
242 /* Tries to receive a netlink message from the kernel on 'sock'.  If
243  * successful, stores the received message into '*bufp' and returns 0.  The
244  * caller is responsible for destroying the message with buffer_delete().  On
245  * failure, returns a positive errno value and stores a null pointer into
246  * '*bufp'.
247  *
248  * If 'wait' is true, nl_sock_recv waits for a message to be ready; otherwise,
249  * returns EAGAIN if the 'sock' receive buffer is empty. */
250 int
251 nl_sock_recv(struct nl_sock *sock, struct buffer **bufp, bool wait) 
252 {
253     uint8_t tmp;
254     ssize_t bufsize = 2048;
255     ssize_t nbytes, nbytes2;
256     struct buffer *buf;
257     struct nlmsghdr *nlmsghdr;
258     struct iovec iov;
259     struct msghdr msg = {
260         .msg_name = NULL,
261         .msg_namelen = 0,
262         .msg_iov = &iov,
263         .msg_iovlen = 1,
264         .msg_control = NULL,
265         .msg_controllen = 0,
266         .msg_flags = 0
267     };
268
269     buf = buffer_new(bufsize);
270     *bufp = NULL;
271
272 try_again:
273     /* Attempt to read the message.  We don't know the size of the data
274      * yet, so we take a guess at 2048.  If we're wrong, we keep trying
275      * and doubling the buffer size each time. 
276      */
277     nlmsghdr = buffer_put_uninit(buf, bufsize);
278     iov.iov_base = nlmsghdr;
279     iov.iov_len = bufsize;
280     do {
281         nbytes = recvmsg(sock->fd, &msg, (wait ? 0 : MSG_DONTWAIT) | MSG_PEEK); 
282     } while (nbytes < 0 && errno == EINTR);
283     if (nbytes < 0) {
284         buffer_delete(buf);
285         return errno;
286     }
287     if (msg.msg_flags & MSG_TRUNC) {
288         bufsize *= 2;
289         buffer_reinit(buf, bufsize);
290         goto try_again;
291     }
292     buf->size = nbytes;
293
294     /* We successfully read the message, so recv again to clear the queue */
295     iov.iov_base = &tmp;
296     iov.iov_len = 1;
297     do {
298         nbytes2 = recvmsg(sock->fd, &msg, MSG_DONTWAIT);
299         if (nbytes2 < 0) {
300             VLOG_ERR("failed to remove nlmsg from socket: %d\n", errno);
301         }
302     } while (nbytes2 < 0 && errno == EINTR);
303
304     if (!NLMSG_OK(nlmsghdr, nbytes)) {
305         VLOG_ERR("received invalid nlmsg (%zd bytes < %d)",
306                  bufsize, NLMSG_HDRLEN);
307         buffer_delete(buf);
308         return EPROTO;
309     }
310     *bufp = buf;
311     return 0;
312 }
313
314 /* Sends 'request' to the kernel via 'sock' and waits for a response.  If
315  * successful, stores the reply into '*replyp' and returns 0.  The caller is
316  * responsible for destroying the reply with buffer_delete().  On failure,
317  * returns a positive errno value and stores a null pointer into '*replyp'.
318  *
319  * Bare Netlink is an unreliable transport protocol.  This function layers
320  * reliable delivery and reply semantics on top of bare Netlink.
321  * 
322  * In Netlink, sending a request to the kernel is reliable enough, because the
323  * kernel will tell us if the message cannot be queued (and we will in that
324  * case put it on the transmit queue and wait until it can be delivered).
325  * 
326  * Receiving the reply is the real problem: if the socket buffer is full when
327  * the kernel tries to send the reply, the reply will be dropped.  However, the
328  * kernel sets a flag that a reply has been dropped.  The next call to recv
329  * then returns ENOBUFS.  We can then re-send the request.
330  *
331  * Caveats:
332  *
333  *      1. Netlink depends on sequence numbers to match up requests and
334  *         replies.  The sender of a request supplies a sequence number, and
335  *         the reply echos back that sequence number.
336  *
337  *         This is fine, but (1) some kernel netlink implementations are
338  *         broken, in that they fail to echo sequence numbers and (2) this
339  *         function will drop packets with non-matching sequence numbers, so
340  *         that only a single request can be usefully transacted at a time.
341  *
342  *      2. Resending the request causes it to be re-executed, so the request
343  *         needs to be idempotent.
344  */
345 int
346 nl_sock_transact(struct nl_sock *sock,
347                  const struct buffer *request, struct buffer **replyp) 
348 {
349     uint32_t seq = nl_msg_nlmsghdr(request)->nlmsg_seq;
350     struct nlmsghdr *nlmsghdr;
351     struct buffer *reply;
352     int retval;
353
354     *replyp = NULL;
355
356     /* Ensure that we get a reply even if this message doesn't ordinarily call
357      * for one. */
358     nl_msg_nlmsghdr(request)->nlmsg_flags |= NLM_F_ACK;
359     
360 send:
361     retval = nl_sock_send(sock, request, true);
362     if (retval) {
363         return retval;
364     }
365
366 recv:
367     retval = nl_sock_recv(sock, &reply, true);
368     if (retval) {
369         if (retval == ENOBUFS) {
370             VLOG_DBG("receive buffer overflow, resending request");
371             goto send;
372         } else {
373             return retval;
374         }
375     }
376     nlmsghdr = nl_msg_nlmsghdr(reply);
377     if (seq != nlmsghdr->nlmsg_seq) {
378         VLOG_DBG("ignoring seq %"PRIu32" != expected %"PRIu32,
379                  nl_msg_nlmsghdr(reply)->nlmsg_seq, seq);
380         buffer_delete(reply);
381         goto recv;
382     }
383     if (nl_msg_nlmsgerr(reply, &retval)) {
384         if (retval) {
385             VLOG_DBG("received NAK error=%d (%s)", retval, strerror(retval));
386         }
387         return retval != EAGAIN ? retval : EPROTO;
388     }
389
390     *replyp = reply;
391     return 0;
392 }
393
394 /* Returns 'sock''s underlying file descriptor. */
395 int
396 nl_sock_fd(const struct nl_sock *sock) 
397 {
398     return sock->fd;
399 }
400 \f
401 /* Netlink messages. */
402
403 /* Returns the nlmsghdr at the head of 'msg'.
404  *
405  * 'msg' must be at least as large as a nlmsghdr. */
406 struct nlmsghdr *
407 nl_msg_nlmsghdr(const struct buffer *msg) 
408 {
409     return buffer_at_assert(msg, 0, NLMSG_HDRLEN);
410 }
411
412 /* Returns the genlmsghdr just past 'msg''s nlmsghdr.
413  *
414  * Returns a null pointer if 'msg' is not large enough to contain an nlmsghdr
415  * and a genlmsghdr. */
416 struct genlmsghdr *
417 nl_msg_genlmsghdr(const struct buffer *msg) 
418 {
419     return buffer_at(msg, NLMSG_HDRLEN, GENL_HDRLEN);
420 }
421
422 /* If 'buffer' is a NLMSG_ERROR message, stores 0 in '*errorp' if it is an ACK
423  * message, otherwise a positive errno value, and returns true.  If 'buffer' is
424  * not an NLMSG_ERROR message, returns false.
425  *
426  * 'msg' must be at least as large as a nlmsghdr. */
427 bool
428 nl_msg_nlmsgerr(const struct buffer *msg, int *errorp) 
429 {
430     if (nl_msg_nlmsghdr(msg)->nlmsg_type == NLMSG_ERROR) {
431         struct nlmsgerr *err = buffer_at(msg, NLMSG_HDRLEN, sizeof *err);
432         int code = EPROTO;
433         if (!err) {
434             VLOG_ERR("received invalid nlmsgerr (%zd bytes < %zd)",
435                      msg->size, NLMSG_HDRLEN + sizeof *err);
436         } else if (err->error <= 0 && err->error > INT_MIN) {
437             code = -err->error;
438         }
439         if (errorp) {
440             *errorp = code;
441         }
442         return true;
443     } else {
444         return false;
445     }
446 }
447
448 /* Ensures that 'b' has room for at least 'size' bytes plus netlink pading at
449  * its tail end, reallocating and copying its data if necessary. */
450 void
451 nl_msg_reserve(struct buffer *msg, size_t size) 
452 {
453     buffer_reserve_tailroom(msg, NLMSG_ALIGN(size));
454 }
455
456 /* Puts a nlmsghdr at the beginning of 'msg', which must be initially empty.
457  * Uses the given 'type' and 'flags'.  'sock' is used to obtain a PID and
458  * sequence number for proper routing of replies.  'expected_payload' should be
459  * an estimate of the number of payload bytes to be supplied; if the size of
460  * the payload is unknown a value of 0 is acceptable.
461  *
462  * 'type' is ordinarily an enumerated value specific to the Netlink protocol
463  * (e.g. RTM_NEWLINK, for NETLINK_ROUTE protocol).  For Generic Netlink, 'type'
464  * is the family number obtained via nl_lookup_genl_family().
465  *
466  * 'flags' is a bit-mask that indicates what kind of request is being made.  It
467  * is often NLM_F_REQUEST indicating that a request is being made, commonly
468  * or'd with NLM_F_ACK to request an acknowledgement.
469  *
470  * nl_msg_put_genlmsghdr is more convenient for composing a Generic Netlink
471  * message. */
472 void
473 nl_msg_put_nlmsghdr(struct buffer *msg, struct nl_sock *sock,
474                     size_t expected_payload, uint32_t type, uint32_t flags) 
475 {
476     struct nlmsghdr *nlmsghdr;
477
478     assert(msg->size == 0);
479
480     nl_msg_reserve(msg, NLMSG_HDRLEN + expected_payload);
481     nlmsghdr = nl_msg_put_uninit(msg, NLMSG_HDRLEN);
482     nlmsghdr->nlmsg_len = 0;
483     nlmsghdr->nlmsg_type = type;
484     nlmsghdr->nlmsg_flags = flags;
485     nlmsghdr->nlmsg_seq = ++next_seq;
486     nlmsghdr->nlmsg_pid = sock->pid;
487 }
488
489 /* Puts a nlmsghdr and genlmsghdr at the beginning of 'msg', which must be
490  * initially empty.  'sock' is used to obtain a PID and sequence number for
491  * proper routing of replies.  'expected_payload' should be an estimate of the
492  * number of payload bytes to be supplied; if the size of the payload is
493  * unknown a value of 0 is acceptable.
494  *
495  * 'family' is the family number obtained via nl_lookup_genl_family().
496  *
497  * 'flags' is a bit-mask that indicates what kind of request is being made.  It
498  * is often NLM_F_REQUEST indicating that a request is being made, commonly
499  * or'd with NLM_F_ACK to request an acknowledgement.
500  *
501  * 'cmd' is an enumerated value specific to the Generic Netlink family
502  * (e.g. CTRL_CMD_NEWFAMILY for the GENL_ID_CTRL family).
503  *
504  * 'version' is a version number specific to the family and command (often 1).
505  *
506  * nl_msg_put_nlmsghdr should be used to compose Netlink messages that are not
507  * Generic Netlink messages. */
508 void
509 nl_msg_put_genlmsghdr(struct buffer *msg, struct nl_sock *sock,
510                       size_t expected_payload, int family, uint32_t flags,
511                       uint8_t cmd, uint8_t version)
512 {
513     struct genlmsghdr *genlmsghdr;
514
515     nl_msg_put_nlmsghdr(msg, sock, GENL_HDRLEN + expected_payload,
516                         family, flags);
517     assert(msg->size == NLMSG_HDRLEN);
518     genlmsghdr = nl_msg_put_uninit(msg, GENL_HDRLEN);
519     genlmsghdr->cmd = cmd;
520     genlmsghdr->version = version;
521     genlmsghdr->reserved = 0;
522 }
523
524 /* Appends the 'size' bytes of data in 'p', plus Netlink padding if needed, to
525  * the tail end of 'msg'.  Data in 'msg' is reallocated and copied if
526  * necessary. */
527 void
528 nl_msg_put(struct buffer *msg, const void *data, size_t size) 
529 {
530     memcpy(nl_msg_put_uninit(msg, size), data, size);
531 }
532
533 /* Appends 'size' bytes of data, plus Netlink padding if needed, to the tail
534  * end of 'msg', reallocating and copying its data if necessary.  Returns a
535  * pointer to the first byte of the new data, which is left uninitialized. */
536 void *
537 nl_msg_put_uninit(struct buffer *msg, size_t size) 
538 {
539     size_t pad = NLMSG_ALIGN(size) - size;
540     char *p = buffer_put_uninit(msg, size + pad);
541     if (pad) {
542         memset(p + size, 0, pad); 
543     }
544     return p;
545 }
546
547 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and room for 'size' bytes of
548  * data as its payload, plus Netlink padding if needed, to the tail end of
549  * 'msg', reallocating and copying its data if necessary.  Returns a pointer to
550  * the first byte of data in the attribute, which is left uninitialized. */
551 void *
552 nl_msg_put_unspec_uninit(struct buffer *msg, uint16_t type, size_t size) 
553 {
554     size_t total_size = NLA_HDRLEN + size;
555     struct nlattr* nla = nl_msg_put_uninit(msg, total_size);
556     assert(NLA_ALIGN(total_size) <= UINT16_MAX);
557     nla->nla_len = total_size;
558     nla->nla_type = type;
559     return nla + 1;
560 }
561
562 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and the 'size' bytes of
563  * 'data' as its payload, to the tail end of 'msg', reallocating and copying
564  * its data if necessary.  Returns a pointer to the first byte of data in the
565  * attribute, which is left uninitialized. */
566 void
567 nl_msg_put_unspec(struct buffer *msg, uint16_t type,
568                   const void *data, size_t size) 
569 {
570     memcpy(nl_msg_put_unspec_uninit(msg, type, size), data, size);
571 }
572
573 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and no payload to 'msg'.
574  * (Some Netlink protocols use the presence or absence of an attribute as a
575  * Boolean flag.) */
576 void
577 nl_msg_put_flag(struct buffer *msg, uint16_t type) 
578 {
579     nl_msg_put_unspec(msg, type, NULL, 0);
580 }
581
582 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and the given 8-bit 'value'
583  * to 'msg'. */
584 void
585 nl_msg_put_u8(struct buffer *msg, uint16_t type, uint8_t value) 
586 {
587     nl_msg_put_unspec(msg, type, &value, sizeof value);
588 }
589
590 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and the given 16-bit 'value'
591  * to 'msg'. */
592 void
593 nl_msg_put_u16(struct buffer *msg, uint16_t type, uint16_t value)
594 {
595     nl_msg_put_unspec(msg, type, &value, sizeof value);
596 }
597
598 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and the given 32-bit 'value'
599  * to 'msg'. */
600 void
601 nl_msg_put_u32(struct buffer *msg, uint16_t type, uint32_t value)
602 {
603     nl_msg_put_unspec(msg, type, &value, sizeof value);
604 }
605
606 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and the given 64-bit 'value'
607  * to 'msg'. */
608 void
609 nl_msg_put_u64(struct buffer *msg, uint16_t type, uint64_t value)
610 {
611     nl_msg_put_unspec(msg, type, &value, sizeof value);
612 }
613
614 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and the given
615  * null-terminated string 'value' to 'msg'. */
616 void
617 nl_msg_put_string(struct buffer *msg, uint16_t type, const char *value)
618 {
619     nl_msg_put_unspec(msg, type, value, strlen(value) + 1);
620 }
621
622 /* Appends a Netlink attribute of the given 'type' and the given buffered
623  * netlink message in 'nested_msg' to 'msg'.  The nlmsg_len field in
624  * 'nested_msg' is finalized to match 'nested_msg->size'. */
625 void
626 nl_msg_put_nested(struct buffer *msg,
627                   uint16_t type, struct buffer *nested_msg)
628 {
629     nl_msg_nlmsghdr(nested_msg)->nlmsg_len = nested_msg->size;
630     nl_msg_put_unspec(msg, type, nested_msg->data, nested_msg->size);
631 }
632
633 /* Returns the first byte in the payload of attribute 'nla'. */
634 const void *
635 nl_attr_get(const struct nlattr *nla) 
636 {
637     assert(nla->nla_len >= NLA_HDRLEN);
638     return nla + 1;
639 }
640
641 /* Returns the number of bytes in the payload of attribute 'nla'. */
642 size_t
643 nl_attr_get_size(const struct nlattr *nla) 
644 {
645     assert(nla->nla_len >= NLA_HDRLEN);
646     return nla->nla_len - NLA_HDRLEN;
647 }
648
649 /* Asserts that 'nla''s payload is at least 'size' bytes long, and returns the
650  * first byte of the payload. */
651 const void *
652 nl_attr_get_unspec(const struct nlattr *nla, size_t size) 
653 {
654     assert(nla->nla_len >= NLA_HDRLEN + size);
655     return nla + 1;
656 }
657
658 /* Returns true if 'nla' is nonnull.  (Some Netlink protocols use the presence
659  * or absence of an attribute as a Boolean flag.) */
660 bool
661 nl_attr_get_flag(const struct nlattr *nla) 
662 {
663     return nla != NULL;
664 }
665
666 #define NL_ATTR_GET_AS(NLA, TYPE) \
667         (*(TYPE*) nl_attr_get_unspec(nla, sizeof(TYPE)))
668
669 /* Returns the 8-bit value in 'nla''s payload.
670  *
671  * Asserts that 'nla''s payload is at least 1 byte long. */
672 uint8_t
673 nl_attr_get_u8(const struct nlattr *nla) 
674 {
675     return NL_ATTR_GET_AS(nla, uint8_t);
676 }
677
678 /* Returns the 16-bit value in 'nla''s payload.
679  *
680  * Asserts that 'nla''s payload is at least 2 bytes long. */
681 uint16_t
682 nl_attr_get_u16(const struct nlattr *nla) 
683 {
684     return NL_ATTR_GET_AS(nla, uint16_t);
685 }
686
687 /* Returns the 32-bit value in 'nla''s payload.
688  *
689  * Asserts that 'nla''s payload is at least 4 bytes long. */
690 uint32_t
691 nl_attr_get_u32(const struct nlattr *nla) 
692 {
693     return NL_ATTR_GET_AS(nla, uint32_t);
694 }
695
696 /* Returns the 64-bit value in 'nla''s payload.
697  *
698  * Asserts that 'nla''s payload is at least 8 bytes long. */
699 uint64_t
700 nl_attr_get_u64(const struct nlattr *nla) 
701 {
702     return NL_ATTR_GET_AS(nla, uint64_t);
703 }
704
705 /* Returns the null-terminated string value in 'nla''s payload.
706  *
707  * Asserts that 'nla''s payload contains a null-terminated string. */
708 const char *
709 nl_attr_get_string(const struct nlattr *nla) 
710 {
711     assert(nla->nla_len > NLA_HDRLEN);
712     assert(memchr(nl_attr_get(nla), '\0', nla->nla_len - NLA_HDRLEN) != NULL);
713     return nl_attr_get(nla);
714 }
715
716 /* Default minimum and maximum payload sizes for each type of attribute. */
717 static const size_t attr_len_range[][2] = {
718     [0 ... N_NL_ATTR_TYPES - 1] = { 0, SIZE_MAX },
719     [NL_A_U8] = { 1, 1 },
720     [NL_A_U16] = { 2, 2 },
721     [NL_A_U32] = { 4, 4 },
722     [NL_A_U64] = { 8, 8 },
723     [NL_A_STRING] = { 1, SIZE_MAX },
724     [NL_A_FLAG] = { 0, SIZE_MAX },
725     [NL_A_NESTED] = { NLMSG_HDRLEN, SIZE_MAX },
726 };
727
728 /* Parses the Generic Netlink payload of 'msg' as a sequence of Netlink
729  * attributes.  'policy[i]', for 0 <= i < n_attrs, specifies how the attribute
730  * with nla_type == i is parsed; a pointer to attribute i is stored in
731  * attrs[i].  Returns true if successful, false on failure. */
732 bool
733 nl_policy_parse(const struct buffer *msg, const struct nl_policy policy[],
734                 struct nlattr *attrs[], size_t n_attrs)
735 {
736     void *p, *tail;
737     size_t n_required;
738     size_t i;
739
740     n_required = 0;
741     for (i = 0; i < n_attrs; i++) {
742         attrs[i] = NULL;
743
744         assert(policy[i].type < N_NL_ATTR_TYPES);
745         if (policy[i].type != NL_A_NO_ATTR
746             && policy[i].type != NL_A_FLAG
747             && !policy[i].optional) {
748             n_required++;
749         }
750     }
751
752     p = buffer_at(msg, NLMSG_HDRLEN + GENL_HDRLEN, 0);
753     if (p == NULL) {
754         VLOG_DBG("missing headers in nl_policy_parse");
755         return false;
756     }
757     tail = buffer_tail(msg);
758
759     while (p < tail) {
760         size_t offset = p - msg->data;
761         struct nlattr *nla = p;
762         size_t len, aligned_len;
763         uint16_t type;
764
765         /* Make sure its claimed length is plausible. */
766         if (nla->nla_len < NLA_HDRLEN) {
767             VLOG_DBG("%zu: attr shorter than NLA_HDRLEN (%"PRIu16")",
768                      offset, nla->nla_len);
769             return false;
770         }
771         len = nla->nla_len - NLA_HDRLEN;
772         aligned_len = NLA_ALIGN(len);
773         if (aligned_len > tail - p) {
774             VLOG_DBG("%zu: attr %"PRIu16" aligned data len (%zu) "
775                      "> bytes left (%tu)",
776                      offset, nla->nla_type, aligned_len, tail - p);
777             return false;
778         }
779
780         type = nla->nla_type;
781         if (type < n_attrs && policy[type].type != NL_A_NO_ATTR) {
782             const struct nl_policy *p = &policy[type];
783             size_t min_len, max_len;
784
785             /* Validate length and content. */
786             min_len = p->min_len ? p->min_len : attr_len_range[p->type][0];
787             max_len = p->max_len ? p->max_len : attr_len_range[p->type][1];
788             if (len < min_len || len > max_len) {
789                 VLOG_DBG("%zu: attr %"PRIu16" length %zu not in allowed range "
790                          "%zu...%zu", offset, type, len, min_len, max_len);
791                 return false;
792             }
793             if (p->type == NL_A_STRING) {
794                 if (((char *) nla)[nla->nla_len - 1]) {
795                     VLOG_DBG("%zu: attr %"PRIu16" lacks null terminator",
796                              offset, type);
797                     return false;
798                 }
799                 if (memchr(nla + 1, '\0', len - 1) != NULL) {
800                     VLOG_DBG("%zu: attr %"PRIu16" lies about string length",
801                              offset, type);
802                     return false;
803                 }
804             }
805             if (!p->optional && attrs[type] == NULL) {
806                 assert(n_required > 0);
807                 --n_required;
808             }
809             attrs[type] = nla;
810         } else {
811             /* Skip attribute type that we don't care about. */
812         }
813         p += NLA_ALIGN(nla->nla_len);
814     }
815     if (n_required) {
816         VLOG_DBG("%zu required attrs missing", n_required);
817         return false;
818     }
819     return true;
820 }
821 \f
822 /* Miscellaneous.  */
823
824 static const struct nl_policy family_policy[CTRL_ATTR_MAX + 1] = { 
825     [CTRL_ATTR_FAMILY_ID] = {.type = NL_A_U16},
826 };
827
828 static int do_lookup_genl_family(const char *name) 
829 {
830     struct nl_sock *sock;
831     struct buffer request, *reply;
832     struct nlattr *attrs[ARRAY_SIZE(family_policy)];
833     int retval;
834
835     retval = nl_sock_create(NETLINK_GENERIC, 0, 0, 0, &sock);
836     if (retval) {
837         return -retval;
838     }
839
840     buffer_init(&request, 0);
841     nl_msg_put_genlmsghdr(&request, sock, 0, GENL_ID_CTRL, NLM_F_REQUEST,
842                           CTRL_CMD_GETFAMILY, 1);
843     nl_msg_put_string(&request, CTRL_ATTR_FAMILY_NAME, name);
844     retval = nl_sock_transact(sock, &request, &reply);
845     buffer_uninit(&request);
846     if (retval) {
847         nl_sock_destroy(sock);
848         return -retval;
849     }
850
851     if (!nl_policy_parse(reply, family_policy, attrs,
852                          ARRAY_SIZE(family_policy))) {
853         nl_sock_destroy(sock);
854         buffer_delete(reply);
855         return -EPROTO;
856     }
857
858     retval = nl_attr_get_u16(attrs[CTRL_ATTR_FAMILY_ID]);
859     if (retval == 0) {
860         retval = -EPROTO;
861     }
862     nl_sock_destroy(sock);
863     buffer_delete(reply);
864     return retval;
865 }
866
867 /* If '*number' is 0, translates the given Generic Netlink family 'name' to a
868  * number and stores it in '*number'.  If successful, returns 0 and the caller
869  * may use '*number' as the family number.  On failure, returns a positive
870  * errno value and '*number' caches the errno value. */
871 int
872 nl_lookup_genl_family(const char *name, int *number) 
873 {
874     if (*number == 0) {
875         *number = do_lookup_genl_family(name);
876         assert(*number != 0);
877     }
878     return *number > 0 ? 0 : -*number;
879 }
880 \f
881 /* Netlink PID.
882  *
883  * Every Netlink socket must be bound to a unique 32-bit PID.  By convention,
884  * programs that have a single Netlink socket use their Unix process ID as PID,
885  * and programs with multiple Netlink sockets add a unique per-socket
886  * identifier in the bits above the Unix process ID.
887  *
888  * The kernel has Netlink PID 0.
889  */
890
891 /* Parameters for how many bits in the PID should come from the Unix process ID
892  * and how many unique per-socket. */
893 #define SOCKET_BITS 10
894 #define MAX_SOCKETS (1u << SOCKET_BITS)
895
896 #define PROCESS_BITS (32 - SOCKET_BITS)
897 #define MAX_PROCESSES (1u << PROCESS_BITS)
898 #define PROCESS_MASK ((uint32_t) (MAX_PROCESSES - 1))
899
900 /* Bit vector of unused socket identifiers. */
901 static uint32_t avail_sockets[ROUND_UP(MAX_SOCKETS, 32)];
902
903 /* Allocates and returns a new Netlink PID. */
904 static int
905 alloc_pid(uint32_t *pid)
906 {
907     int i;
908
909     for (i = 0; i < MAX_SOCKETS; i++) {
910         if ((avail_sockets[i / 32] & (1u << (i % 32))) == 0) {
911             avail_sockets[i / 32] |= 1u << (i % 32);
912             *pid = (getpid() & PROCESS_MASK) | (i << PROCESS_BITS);
913             return 0;
914         }
915     }
916     VLOG_ERR("netlink pid space exhausted");
917     return ENOBUFS;
918 }
919
920 /* Makes the specified 'pid' available for reuse. */
921 static void
922 free_pid(uint32_t pid)
923 {
924     int sock = pid >> PROCESS_BITS;
925     assert(avail_sockets[sock / 32] & (1u << (sock % 32)));
926     avail_sockets[sock / 32] &= ~(1u << (sock % 32));
927 }