/*      $NetBSD: keysock.c,v 1.72 2024/07/05 04:31:54 rin Exp $ */
/*      $FreeBSD: keysock.c,v 1.3.2.1 2003/01/24 05:11:36 sam Exp $     */
/*      $KAME: keysock.c,v 1.25 2001/08/13 20:07:41 itojun Exp $        */

/*
* Copyright (C) 1995, 1996, 1997, and 1998 WIDE Project.
* 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. Neither the name of the project nor the names of its contributors
*    may be used to endorse or promote products derived from this software
*    without specific prior written permission.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE PROJECT AND CONTRIBUTORS ``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 PROJECT OR CONTRIBUTORS 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.
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: keysock.c,v 1.72 2024/07/05 04:31:54 rin Exp $");

/* This code has derived from sys/net/rtsock.c on FreeBSD2.2.5 */

#include <sys/types.h>
#include <sys/param.h>
#include <sys/domain.h>
#include <sys/errno.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/kmem.h>
#include <sys/mbuf.h>
#include <sys/protosw.h>
#include <sys/signalvar.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/socketvar.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/cpu.h>
#include <sys/syslog.h>

#include <net/raw_cb.h>
#include <net/route.h>

#include <net/pfkeyv2.h>
#include <netipsec/key.h>
#include <netipsec/keysock.h>
#include <netipsec/key_debug.h>

#include <netipsec/ipsec_private.h>

struct key_cb {
       int key_count;
       int any_count;
};
static struct key_cb key_cb;

static struct sockaddr key_dst = {
   .sa_len = 2,
   .sa_family = PF_KEY,
};
static struct sockaddr key_src = {
   .sa_len = 2,
   .sa_family = PF_KEY,
};

static const struct protosw keysw[];

static int key_sendup0(struct rawcb *, struct mbuf *, int, int);

int key_registered_sb_max = (2048 * MHLEN); /* XXX arbitrary */

static kmutex_t *key_so_mtx;
static struct rawcbhead key_rawcb;

void
key_init_so(void)
{

       key_so_mtx = mutex_obj_alloc(MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
}

static void
key_pr_init(void)
{

       LIST_INIT(&key_rawcb);
}

/*
* key_output()
*/
static int
key_output(struct mbuf *m, struct socket *so)
{
       struct sadb_msg *msg;
       int len, error = 0;
       int s;

       KASSERT(m != NULL);

       {
               net_stat_ref_t ps = PFKEY_STAT_GETREF();
               _NET_STATINC_REF(ps, PFKEY_STAT_OUT_TOTAL);
               _NET_STATADD_REF(ps, PFKEY_STAT_OUT_BYTES, m->m_pkthdr.len);
               PFKEY_STAT_PUTREF();
       }

       len = m->m_pkthdr.len;
       if (len < sizeof(struct sadb_msg)) {
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_TOOSHORT);
               error = EINVAL;
               goto end;
       }

       if (m->m_len < sizeof(struct sadb_msg)) {
               if ((m = m_pullup(m, sizeof(struct sadb_msg))) == 0) {
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_NOMEM);
                       error = ENOBUFS;
                       goto end;
               }
       }

       KASSERT((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0);

       if (KEYDEBUG_ON(KEYDEBUG_KEY_DUMP))
               kdebug_mbuf(__func__, m);

       msg = mtod(m, struct sadb_msg *);
       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_MSGTYPE + msg->sadb_msg_type);
       if (len != PFKEY_UNUNIT64(msg->sadb_msg_len)) {
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVLEN);
               error = EINVAL;
               goto end;
       }

       /*XXX giant lock*/
       s = splsoftnet();
       error = key_parse(m, so);
       m = NULL;
       splx(s);
end:
       m_freem(m);
       return error;
}

/*
* send message to the socket.
*/
static int
key_sendup0(
   struct rawcb *rp,
   struct mbuf *m,
   int promisc,
   int sbprio
)
{
       int error;
       int ok;

       if (promisc) {
               struct sadb_msg *pmsg;

               M_PREPEND(m, sizeof(struct sadb_msg), M_DONTWAIT);
               if (m && m->m_len < sizeof(struct sadb_msg))
                       m = m_pullup(m, sizeof(struct sadb_msg));
               if (!m) {
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_NOMEM);
                       return ENOBUFS;
               }
               m->m_pkthdr.len += sizeof(*pmsg);

               pmsg = mtod(m, struct sadb_msg *);
               memset(pmsg, 0, sizeof(*pmsg));
               pmsg->sadb_msg_version = PF_KEY_V2;
               pmsg->sadb_msg_type = SADB_X_PROMISC;
               pmsg->sadb_msg_len = PFKEY_UNIT64(m->m_pkthdr.len);
               /* pid and seq? */

               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_MSGTYPE + pmsg->sadb_msg_type);
       }

       if (sbprio == 0)
               ok = sbappendaddr(&rp->rcb_socket->so_rcv,
                              (struct sockaddr *)&key_src, m, NULL);
       else
               ok = sbappendaddrchain(&rp->rcb_socket->so_rcv,
                              (struct sockaddr *)&key_src, m, sbprio);

       if (!ok) {
               log(LOG_WARNING,
                   "%s: couldn't send PF_KEY message to the socket\n",
                   __func__);
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_NOMEM);
               m_freem(m);
               /* Don't call soroverflow because we're returning this
                * error directly to the sender. */
               rp->rcb_socket->so_rcv.sb_overflowed++;
               error = ENOBUFS;
       } else {
               sorwakeup(rp->rcb_socket);
               error = 0;
       }
       return error;
}

/* so can be NULL if target != KEY_SENDUP_ONE */
static int
_key_sendup_mbuf(struct socket *so, struct mbuf *m,
               int target/*, sbprio */)
{
       struct mbuf *n;
       struct keycb *kp;
       int sendup;
       struct rawcb *rp;
       int error = 0;
       int sbprio = 0; /* XXX should be a parameter */

       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(so != NULL || target != KEY_SENDUP_ONE);

       /*
        * RFC 2367 says ACQUIRE and other kernel-generated messages
        * are special. We treat all KEY_SENDUP_REGISTERED messages
        * as special, delivering them to all registered sockets
        * even if the socket is at or above its so->so_rcv.sb_max limits.
        * The only constraint is that the  so_rcv data fall below
        * key_registered_sb_max.
        * Doing that check here avoids reworking every key_sendup_mbuf()
        * in the short term. . The rework will be done after a technical
        * conensus that this approach is appropriate.
        */
       if (target == KEY_SENDUP_REGISTERED) {
               sbprio = SB_PRIO_BESTEFFORT;
       }

       {
               net_stat_ref_t ps = PFKEY_STAT_GETREF();
               _NET_STATINC_REF(ps, PFKEY_STAT_IN_TOTAL);
               _NET_STATADD_REF(ps, PFKEY_STAT_IN_BYTES, m->m_pkthdr.len);
               PFKEY_STAT_PUTREF();
       }
       if (m->m_len < sizeof(struct sadb_msg)) {
#if 1
               m = m_pullup(m, sizeof(struct sadb_msg));
               if (m == NULL) {
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_NOMEM);
                       return ENOBUFS;
               }
#else
               /* don't bother pulling it up just for stats */
#endif
       }
       if (m->m_len >= sizeof(struct sadb_msg)) {
               struct sadb_msg *msg;
               msg = mtod(m, struct sadb_msg *);
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_MSGTYPE + msg->sadb_msg_type);
       }

       LIST_FOREACH(rp, &key_rawcb, rcb_list)
       {
               struct socket * kso = rp->rcb_socket;
               if (rp->rcb_proto.sp_family != PF_KEY)
                       continue;
               if (rp->rcb_proto.sp_protocol
                && rp->rcb_proto.sp_protocol != PF_KEY_V2) {
                       continue;
               }

               kp = (struct keycb *)rp;

               /*
                * If you are in promiscuous mode, and when you get broadcasted
                * reply, you'll get two PF_KEY messages.
                * (based on [email protected] message on 14 Oct 1998)
                */
               if (((struct keycb *)rp)->kp_promisc) {
                       if ((n = m_copym(m, 0, (int)M_COPYALL, M_DONTWAIT)) != NULL) {
                               (void)key_sendup0(rp, n, 1, 0);
                               n = NULL;
                       }
               }

               /* the exact target will be processed later */
               if (so && sotorawcb(so) == rp)
                       continue;

               sendup = 0;
               switch (target) {
               case KEY_SENDUP_ONE:
                       /* the statement has no effect */
                       if (so && sotorawcb(so) == rp)
                               sendup++;
                       break;
               case KEY_SENDUP_ALL:
                       sendup++;
                       break;
               case KEY_SENDUP_REGISTERED:
                       if (kp->kp_registered) {
                               if (kso->so_rcv.sb_cc <= key_registered_sb_max)
                                       sendup++;
                               else
                                       printf("keysock: "
                                              "registered sendup dropped, "
                                              "sb_cc %ld max %d\n",
                                              kso->so_rcv.sb_cc,
                                              key_registered_sb_max);
                       }
                       break;
               }
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_MSGTARGET + target);

               if (!sendup)
                       continue;

               if ((n = m_copym(m, 0, (int)M_COPYALL, M_DONTWAIT)) == NULL) {
                       m_freem(m);
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_NOMEM);
                       return ENOBUFS;
               }

               if ((error = key_sendup0(rp, n, 0, 0)) != 0) {
                       m_freem(m);
                       return error;
               }

               n = NULL;
       }

       /* The 'later' time for processing the exact target has arrived */
       if (so) {
               error = key_sendup0(sotorawcb(so), m, 0, sbprio);
               m = NULL;
       } else {
               error = 0;
               m_freem(m);
       }
       return error;
}

int
key_sendup_mbuf(struct socket *so, struct mbuf *m,
               int target/*, sbprio */)
{
       int error;

       if (so == NULL)
               mutex_enter(key_so_mtx);
       else
               KASSERT(solocked(so));

       error = _key_sendup_mbuf(so, m, target);

       if (so == NULL)
               mutex_exit(key_so_mtx);
       return error;
}

static int
key_attach(struct socket *so, int proto)
{
       struct keycb *kp;
       int s, error;

       KASSERT(sotorawcb(so) == NULL);
       kp = kmem_zalloc(sizeof(*kp), KM_SLEEP);
       kp->kp_raw.rcb_len = sizeof(*kp);
       so->so_pcb = kp;

       s = splsoftnet();

       if (so->so_lock != key_so_mtx) {
               KASSERT(so->so_lock == NULL);
               mutex_obj_hold(key_so_mtx);
               so->so_lock = key_so_mtx;
               solock(so);
       }

       error = raw_attach(so, proto, &key_rawcb);
       if (error) {
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_SOCKERR);
               kmem_free(kp, sizeof(*kp));
               so->so_pcb = NULL;
               goto out;
       }

       kp->kp_promisc = kp->kp_registered = 0;

       if (kp->kp_raw.rcb_proto.sp_protocol == PF_KEY) /* XXX: AF_KEY */
               key_cb.key_count++;
       key_cb.any_count++;
       kp->kp_raw.rcb_laddr = &key_src;
       kp->kp_raw.rcb_faddr = &key_dst;
       soisconnected(so);
       so->so_options |= SO_USELOOPBACK;
out:
       KASSERT(solocked(so));
       splx(s);
       return error;
}

static void
key_detach(struct socket *so)
{
       struct keycb *kp = (struct keycb *)sotorawcb(so);
       int s;

       KASSERT(!cpu_softintr_p());
       KASSERT(solocked(so));
       KASSERT(kp != NULL);

       s = splsoftnet();
       if (kp->kp_raw.rcb_proto.sp_protocol == PF_KEY) /* XXX: AF_KEY */
               key_cb.key_count--;
       key_cb.any_count--;
       key_freereg(so);
       raw_detach(so);
       splx(s);
}

static int
key_accept(struct socket *so, struct sockaddr *nam)
{
       KASSERT(solocked(so));

       panic("%s: unsupported", __func__);

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_bind(struct socket *so, struct sockaddr *nam, struct lwp *l)
{
       KASSERT(solocked(so));

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_listen(struct socket *so, struct lwp *l)
{
       KASSERT(solocked(so));

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_connect(struct socket *so, struct sockaddr *nam, struct lwp *l)
{
       KASSERT(solocked(so));

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_connect2(struct socket *so, struct socket *so2)
{
       KASSERT(solocked(so));

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_disconnect(struct socket *so)
{
       struct rawcb *rp = sotorawcb(so);
       int s;

       KASSERT(solocked(so));
       KASSERT(rp != NULL);

       s = splsoftnet();
       soisdisconnected(so);
       raw_disconnect(rp);
       splx(s);

       return 0;
}

static int
key_shutdown(struct socket *so)
{
       int s;

       KASSERT(solocked(so));

       /*
        * Mark the connection as being incapable of further input.
        */
       s = splsoftnet();
       socantsendmore(so);
       splx(s);

       return 0;
}

static int
key_abort(struct socket *so)
{
       KASSERT(solocked(so));

       panic("%s: unsupported", __func__);

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_ioctl(struct socket *so, u_long cmd, void *nam, struct ifnet *ifp)
{
       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_stat(struct socket *so, struct stat *ub)
{
       KASSERT(solocked(so));

       return 0;
}

static int
key_peeraddr(struct socket *so, struct sockaddr *nam)
{
       struct rawcb *rp = sotorawcb(so);

       KASSERT(solocked(so));
       KASSERT(rp != NULL);
       KASSERT(nam != NULL);

       if (rp->rcb_faddr == NULL)
               return ENOTCONN;

       raw_setpeeraddr(rp, nam);
       return 0;
}

static int
key_sockaddr(struct socket *so, struct sockaddr *nam)
{
       struct rawcb *rp = sotorawcb(so);

       KASSERT(solocked(so));
       KASSERT(rp != NULL);
       KASSERT(nam != NULL);

       if (rp->rcb_faddr == NULL)
               return ENOTCONN;

       raw_setsockaddr(rp, nam);
       return 0;
}

static int
key_rcvd(struct socket *so, int flags, struct lwp *l)
{
       KASSERT(solocked(so));

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_recvoob(struct socket *so, struct mbuf *m, int flags)
{
       KASSERT(solocked(so));

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_send(struct socket *so, struct mbuf *m, struct sockaddr *nam,
   struct mbuf *control, struct lwp *l)
{
       int error = 0;
       int s;

       KASSERT(solocked(so));
       KASSERT(so->so_proto == &keysw[0]);

       s = splsoftnet();
       error = raw_send(so, m, nam, control, l, &key_output);
       splx(s);

       return error;
}

static int
key_sendoob(struct socket *so, struct mbuf *m, struct mbuf *control)
{
       KASSERT(solocked(so));

       m_freem(m);
       m_freem(control);

       return EOPNOTSUPP;
}

static int
key_purgeif(struct socket *so, struct ifnet *ifa)
{

       panic("%s: unsupported", __func__);

       return EOPNOTSUPP;
}

/*
* Definitions of protocols supported in the KEY domain.
*/

DOMAIN_DEFINE(keydomain);

PR_WRAP_USRREQS(key)
#define key_attach      key_attach_wrapper
#define key_detach      key_detach_wrapper
#define key_accept      key_accept_wrapper
#define key_bind        key_bind_wrapper
#define key_listen      key_listen_wrapper
#define key_connect     key_connect_wrapper
#define key_connect2    key_connect2_wrapper
#define key_disconnect  key_disconnect_wrapper
#define key_shutdown    key_shutdown_wrapper
#define key_abort       key_abort_wrapper
#define key_ioctl       key_ioctl_wrapper
#define key_stat        key_stat_wrapper
#define key_peeraddr    key_peeraddr_wrapper
#define key_sockaddr    key_sockaddr_wrapper
#define key_rcvd        key_rcvd_wrapper
#define key_recvoob     key_recvoob_wrapper
#define key_send        key_send_wrapper
#define key_sendoob     key_sendoob_wrapper
#define key_purgeif     key_purgeif_wrapper

static const struct pr_usrreqs key_usrreqs = {
       .pr_attach      = key_attach,
       .pr_detach      = key_detach,
       .pr_accept      = key_accept,
       .pr_bind        = key_bind,
       .pr_listen      = key_listen,
       .pr_connect     = key_connect,
       .pr_connect2    = key_connect2,
       .pr_disconnect  = key_disconnect,
       .pr_shutdown    = key_shutdown,
       .pr_abort       = key_abort,
       .pr_ioctl       = key_ioctl,
       .pr_stat        = key_stat,
       .pr_peeraddr    = key_peeraddr,
       .pr_sockaddr    = key_sockaddr,
       .pr_rcvd        = key_rcvd,
       .pr_recvoob     = key_recvoob,
       .pr_send        = key_send,
       .pr_sendoob     = key_sendoob,
       .pr_purgeif     = key_purgeif,
};

static const struct protosw keysw[] = {
   {
       .pr_type = SOCK_RAW,
       .pr_domain = &keydomain,
       .pr_protocol = PF_KEY_V2,
       .pr_flags = PR_ATOMIC|PR_ADDR,
       .pr_ctlinput = raw_ctlinput,
       .pr_usrreqs = &key_usrreqs,
       .pr_init = key_pr_init,
   }
};

struct domain keydomain = {
   .dom_family = PF_KEY,
   .dom_name = "key",
   .dom_init = key_init,
   .dom_protosw = keysw,
   .dom_protoswNPROTOSW = &keysw[__arraycount(keysw)],
};