src/net/udp/dhcp.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2006 Michael Brown <mbrown@fensystems.co.uk>.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   6  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   7  * License, or any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  15  * along with this program; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17  */
  18
  19 FILE_LICENCE ( GPL2_OR_LATER );
  20
  21 #include <string.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <stdio.h>
  24 #include <ctype.h>
  25 #include <errno.h>
  26 #include <assert.h>
  27 #include <byteswap.h>
  28 #include <gpxe/if_ether.h>
  29 #include <gpxe/netdevice.h>
  30 #include <gpxe/device.h>
  31 #include <gpxe/xfer.h>
  32 #include <gpxe/open.h>
  33 #include <gpxe/job.h>
  34 #include <gpxe/retry.h>
  35 #include <gpxe/tcpip.h>
  36 #include <gpxe/ip.h>
  37 #include <gpxe/uuid.h>
  38 #include <gpxe/timer.h>
  39 #include <gpxe/settings.h>
  40 #include <gpxe/dhcp.h>
  41 #include <gpxe/dhcpopts.h>
  42 #include <gpxe/dhcppkt.h>
  43 #include <gpxe/features.h>
  44
  45 /** @file
  46  *
  47  * Dynamic Host Configuration Protocol
  48  *
  49  */
  50
  51 struct dhcp_session;
  52 static int dhcp_tx ( struct dhcp_session *dhcp );
  53
  54 /**
  55  * DHCP operation types
  56  *
  57  * This table maps from DHCP message types (i.e. values of the @c
  58  * DHCP_MESSAGE_TYPE option) to values of the "op" field within a DHCP
  59  * packet.
  60  */
  61 static const uint8_t dhcp_op[] = {
  62         [DHCPDISCOVER]  = BOOTP_REQUEST,
  63         [DHCPOFFER]     = BOOTP_REPLY,
  64         [DHCPREQUEST]   = BOOTP_REQUEST,
  65         [DHCPDECLINE]   = BOOTP_REQUEST,
  66         [DHCPACK]       = BOOTP_REPLY,
  67         [DHCPNAK]       = BOOTP_REPLY,
  68         [DHCPRELEASE]   = BOOTP_REQUEST,
  69         [DHCPINFORM]    = BOOTP_REQUEST,
  70 };
  71
  72 /** Raw option data for options common to all DHCP requests */
  73 static uint8_t dhcp_request_options_data[] = {
  74         DHCP_MESSAGE_TYPE, DHCP_BYTE ( 0 ),
  75         DHCP_MAX_MESSAGE_SIZE,
  76         DHCP_WORD ( ETH_MAX_MTU - 20 /* IP header */ - 8 /* UDP header */ ),
  77         DHCP_CLIENT_ARCHITECTURE, DHCP_WORD ( 0 ),
  78         DHCP_CLIENT_NDI, DHCP_OPTION ( 1 /* UNDI */ , 2, 1 /* v2.1 */ ),
  79         DHCP_VENDOR_CLASS_ID,
  80         DHCP_STRING (  'P', 'X', 'E', 'C', 'l', 'i', 'e', 'n', 't', ':',
  81                        'A', 'r', 'c', 'h', ':', '0', '0', '0', '0', '0', ':',
  82                        'U', 'N', 'D', 'I', ':', '0', '0', '2', '0', '0', '1' ),
  83         DHCP_USER_CLASS_ID,
  84         DHCP_STRING ( 'g', 'P', 'X', 'E' ),
  85         DHCP_PARAMETER_REQUEST_LIST,
  86         DHCP_OPTION ( DHCP_SUBNET_MASK, DHCP_ROUTERS, DHCP_DNS_SERVERS,
  87                       DHCP_LOG_SERVERS, DHCP_HOST_NAME, DHCP_DOMAIN_NAME,
  88                       DHCP_ROOT_PATH, DHCP_VENDOR_ENCAP, DHCP_VENDOR_CLASS_ID,
  89                       DHCP_TFTP_SERVER_NAME, DHCP_BOOTFILE_NAME,
  90                       DHCP_EB_ENCAP, DHCP_ISCSI_INITIATOR_IQN ),
  91         DHCP_END
  92 };
  93
  94 /** Version number feature */
  95 FEATURE_VERSION ( VERSION_MAJOR, VERSION_MINOR, VERSION_PATCH );
  96
  97 /** DHCP server address setting */
  98 struct setting dhcp_server_setting __setting = {
  99         .name = "dhcp-server",
 100         .description = "DHCP server address",
 101         .tag = DHCP_SERVER_IDENTIFIER,
 102         .type = &setting_type_ipv4,
 103 };
 104
 105 /** DHCP user class setting */
 106 struct setting user_class_setting __setting = {
 107         .name = "user-class",
 108         .description = "User class identifier",
 109         .tag = DHCP_USER_CLASS_ID,
 110         .type = &setting_type_string,
 111 };
 112
 113 /** Use cached network settings */
 114 struct setting use_cached_setting __setting = {
 115         .name = "use-cached",
 116         .description = "Use cached network settings",
 117         .tag = DHCP_EB_USE_CACHED,
 118         .type = &setting_type_uint8,
 119 };
 120
 121 /**
 122  * Name a DHCP packet type
 123  *
 124  * @v msgtype           DHCP message type
 125  * @ret string          DHCP mesasge type name
 126  */
 127 static inline const char * dhcp_msgtype_name ( unsigned int msgtype ) {
 128         switch ( msgtype ) {
 129         case DHCPNONE:          return "BOOTP"; /* Non-DHCP packet */
 130         case DHCPDISCOVER:      return "DHCPDISCOVER";
 131         case DHCPOFFER:         return "DHCPOFFER";
 132         case DHCPREQUEST:       return "DHCPREQUEST";
 133         case DHCPDECLINE:       return "DHCPDECLINE";
 134         case DHCPACK:           return "DHCPACK";
 135         case DHCPNAK:           return "DHCPNAK";
 136         case DHCPRELEASE:       return "DHCPRELEASE";
 137         case DHCPINFORM:        return "DHCPINFORM";
 138         default:                return "DHCP<invalid>";
 139         }
 140 }
 141
 142 /**
 143  * Calculate DHCP transaction ID for a network device
 144  *
 145  * @v netdev            Network device
 146  * @ret xid             DHCP XID
 147  *
 148  * Extract the least significant bits of the hardware address for use
 149  * as the transaction ID.
 150  */
 151 static uint32_t dhcp_xid ( struct net_device *netdev ) {
 152         uint32_t xid;
 153
 154         memcpy ( &xid, ( netdev->ll_addr + netdev->ll_protocol->ll_addr_len
 155                          - sizeof ( xid ) ), sizeof ( xid ) );
 156         return xid;
 157 }
 158
 159 /****************************************************************************
 160  *
 161  * DHCP session
 162  *
 163  */
 164
 165 struct dhcp_session;
 166
 167 /** DHCP session state operations */
 168 struct dhcp_session_state {
 169         /** State name */
 170         const char *name;
 171         /**
 172          * Construct transmitted packet
 173          *
 174          * @v dhcp              DHCP session
 175          * @v dhcppkt           DHCP packet
 176          * @v peer              Destination address
 177          */
 178         int ( * tx ) ( struct dhcp_session *dhcp,
 179                        struct dhcp_packet *dhcppkt,
 180                        struct sockaddr_in *peer );
 181         /** Handle received packet
 182          *
 183          * @v dhcp              DHCP session
 184          * @v dhcppkt           DHCP packet
 185          * @v peer              DHCP server address
 186          * @v msgtype           DHCP message type
 187          * @v server_id         DHCP server ID
 188          */
 189         void ( * rx ) ( struct dhcp_session *dhcp,
 190                         struct dhcp_packet *dhcppkt,
 191                         struct sockaddr_in *peer,
 192                         uint8_t msgtype, struct in_addr server_id );
 193         /** Handle timer expiry
 194          *
 195          * @v dhcp              DHCP session
 196          */
 197         void ( * expired ) ( struct dhcp_session *dhcp );
 198         /** Transmitted message type */
 199         uint8_t tx_msgtype;
 200         /** Apply minimum timeout */
 201         uint8_t apply_min_timeout;
 202 };
 203
 204 static struct dhcp_session_state dhcp_state_discover;
 205 static struct dhcp_session_state dhcp_state_request;
 206 static struct dhcp_session_state dhcp_state_proxy;
 207 static struct dhcp_session_state dhcp_state_pxebs;
 208
 209 /** A DHCP session */
 210 struct dhcp_session {
 211         /** Reference counter */
 212         struct refcnt refcnt;
 213         /** Job control interface */
 214         struct job_interface job;
 215         /** Data transfer interface */
 216         struct xfer_interface xfer;
 217
 218         /** Network device being configured */
 219         struct net_device *netdev;
 220         /** Local socket address */
 221         struct sockaddr_in local;
 222         /** State of the session */
 223         struct dhcp_session_state *state;
 224
 225         /** Offered IP address */
 226         struct in_addr offer;
 227         /** DHCP server */
 228         struct in_addr server;
 229         /** DHCP offer priority */
 230         int priority;
 231
 232         /** ProxyDHCP protocol extensions should be ignored */
 233         int no_pxedhcp;
 234         /** ProxyDHCP server */
 235         struct in_addr proxy_server;
 236         /** ProxyDHCP port */
 237         uint16_t proxy_port;
 238         /** ProxyDHCP server priority */
 239         int proxy_priority;
 240
 241         /** PXE Boot Server type */
 242         uint16_t pxe_type;
 243         /** List of PXE Boot Servers to attempt */
 244         struct in_addr *pxe_attempt;
 245         /** List of PXE Boot Servers to accept */
 246         struct in_addr *pxe_accept;
 247
 248         /** Retransmission timer */
 249         struct retry_timer timer;
 250         /** Start time of the current state (in ticks) */
 251         unsigned long start;
 252 };
 253
 254 /**
 255  * Free DHCP session
 256  *
 257  * @v refcnt            Reference counter
 258  */
 259 static void dhcp_free ( struct refcnt *refcnt ) {
 260         struct dhcp_session *dhcp =
 261                 container_of ( refcnt, struct dhcp_session, refcnt );
 262
 263         netdev_put ( dhcp->netdev );
 264         free ( dhcp );
 265 }
 266
 267 /**
 268  * Mark DHCP session as complete
 269  *
 270  * @v dhcp              DHCP session
 271  * @v rc                Return status code
 272  */
 273 static void dhcp_finished ( struct dhcp_session *dhcp, int rc ) {
 274
 275         /* Block futher incoming messages */
 276         job_nullify ( &dhcp->job );
 277         xfer_nullify ( &dhcp->xfer );
 278
 279         /* Stop retry timer */
 280         stop_timer ( &dhcp->timer );
 281
 282         /* Free resources and close interfaces */
 283         xfer_close ( &dhcp->xfer, rc );
 284         job_done ( &dhcp->job, rc );
 285 }
 286
 287 /**
 288  * Transition to new DHCP session state
 289  *
 290  * @v dhcp              DHCP session
 291  * @v state             New session state
 292  */
 293 static void dhcp_set_state ( struct dhcp_session *dhcp,
 294                              struct dhcp_session_state *state ) {
 295
 296         DBGC ( dhcp, "DHCP %p entering %s state\n", dhcp, state->name );
 297         dhcp->state = state;
 298         dhcp->start = currticks();
 299         stop_timer ( &dhcp->timer );
 300         dhcp->timer.min_timeout =
 301                 ( state->apply_min_timeout ? DHCP_MIN_TIMEOUT : 0 );
 302         dhcp->timer.max_timeout = DHCP_MAX_TIMEOUT;
 303         start_timer_nodelay ( &dhcp->timer );
 304 }
 305
 306 /****************************************************************************
 307  *
 308  * DHCP state machine
 309  *
 310  */
 311
 312 /**
 313  * Construct transmitted packet for DHCP discovery
 314  *
 315  * @v dhcp              DHCP session
 316  * @v dhcppkt           DHCP packet
 317  * @v peer              Destination address
 318  */
 319 static int dhcp_discovery_tx ( struct dhcp_session *dhcp,
 320                                struct dhcp_packet *dhcppkt __unused,
 321                                struct sockaddr_in *peer ) {
 322
 323         DBGC ( dhcp, "DHCP %p DHCPDISCOVER\n", dhcp );
 324
 325         /* Set server address */
 326         peer->sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST;
 327         peer->sin_port = htons ( BOOTPS_PORT );
 328
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 /**
 333  * Handle received packet during DHCP discovery
 334  *
 335  * @v dhcp              DHCP session
 336  * @v dhcppkt           DHCP packet
 337  * @v peer              DHCP server address
 338  * @v msgtype           DHCP message type
 339  * @v server_id         DHCP server ID
 340  */
 341 static void dhcp_discovery_rx ( struct dhcp_session *dhcp,
 342                                 struct dhcp_packet *dhcppkt,
 343                                 struct sockaddr_in *peer, uint8_t msgtype,
 344                                 struct in_addr server_id ) {
 345         struct in_addr ip;
 346         char vci[9]; /* "PXEClient" */
 347         int vci_len;
 348         int has_pxeclient;
 349         int pxeopts_len;
 350         int has_pxeopts;
 351         int8_t priority = 0;
 352         uint8_t no_pxedhcp = 0;
 353         unsigned long elapsed;
 354
 355         DBGC ( dhcp, "DHCP %p %s from %s:%d", dhcp,
 356                dhcp_msgtype_name ( msgtype ), inet_ntoa ( peer->sin_addr ),
 357                ntohs ( peer->sin_port ) );
 358         if ( server_id.s_addr != peer->sin_addr.s_addr )
 359                 DBGC ( dhcp, " (%s)", inet_ntoa ( server_id ) );
 360
 361         /* Identify offered IP address */
 362         ip = dhcppkt->dhcphdr->yiaddr;
 363         if ( ip.s_addr )
 364                 DBGC ( dhcp, " for %s", inet_ntoa ( ip ) );
 365
 366         /* Identify "PXEClient" vendor class */
 367         vci_len = dhcppkt_fetch ( dhcppkt, DHCP_VENDOR_CLASS_ID,
 368                                   vci, sizeof ( vci ) );
 369         has_pxeclient = ( ( vci_len >= ( int ) sizeof ( vci ) ) &&
 370                           ( strncmp ( "PXEClient", vci, sizeof (vci) ) == 0 ));
 371
 372         /* Identify presence of PXE-specific options */
 373         pxeopts_len = dhcppkt_fetch ( dhcppkt, DHCP_PXE_BOOT_MENU, NULL, 0 );
 374         has_pxeopts = ( pxeopts_len >= 0 );
 375         if ( has_pxeclient )
 376                 DBGC ( dhcp, "%s", ( has_pxeopts ? " pxe" : " proxy" ) );
 377
 378         /* Identify priority */
 379         dhcppkt_fetch ( dhcppkt, DHCP_EB_PRIORITY, &priority,
 380                         sizeof ( priority ) );
 381         if ( priority )
 382                 DBGC ( dhcp, " pri %d", priority );
 383
 384         /* Identify ignore-PXE flag */
 385         dhcppkt_fetch ( dhcppkt, DHCP_EB_NO_PXEDHCP, &no_pxedhcp,
 386                         sizeof ( no_pxedhcp ) );
 387         if ( no_pxedhcp )
 388                 DBGC ( dhcp, " nopxe" );
 389         DBGC ( dhcp, "\n" );
 390
 391         /* Select as DHCP offer, if applicable */
 392         if ( ip.s_addr && ( peer->sin_port == htons ( BOOTPS_PORT ) ) &&
 393              ( ( msgtype == DHCPOFFER ) || ( ! msgtype /* BOOTP */ ) ) &&
 394              ( priority >= dhcp->priority ) ) {
 395                 dhcp->offer = ip;
 396                 dhcp->server = server_id;
 397                 dhcp->priority = priority;
 398                 dhcp->no_pxedhcp = no_pxedhcp;
 399         }
 400
 401         /* Select as ProxyDHCP offer, if applicable */
 402         if ( has_pxeclient && ( msgtype == DHCPOFFER ) &&
 403              ( priority >= dhcp->proxy_priority ) ) {
 404                 /* If the offer already includes the PXE options, then
 405                  * assume that we can send the ProxyDHCPREQUEST to
 406                  * port 67 (since the DHCPDISCOVER that triggered this
 407                  * ProxyDHCPOFFER was sent to port 67).  Otherwise,
 408                  * send the ProxyDHCPREQUEST to port 4011.
 409                  */
 410                 dhcp->proxy_server = server_id;
 411                 dhcp->proxy_port = ( has_pxeopts ? htons ( BOOTPS_PORT )
 412                                      : htons ( PXE_PORT ) );
 413                 dhcp->proxy_priority = priority;
 414         }
 415
 416         /* We can exit the discovery state when we have a valid
 417          * DHCPOFFER, and either:
 418          *
 419          *  o  The DHCPOFFER instructs us to ignore ProxyDHCPOFFERs, or
 420          *  o  We have a valid ProxyDHCPOFFER, or
 421          *  o  We have allowed sufficient time for ProxyDHCPOFFERs.
 422          */
 423
 424         /* If we don't yet have a DHCPOFFER, do nothing */
 425         if ( ! dhcp->offer.s_addr )
 426                 return;
 427
 428         /* If we can't yet transition to DHCPREQUEST, do nothing */
 429         elapsed = ( currticks() - dhcp->start );
 430         if ( ! ( dhcp->no_pxedhcp || dhcp->proxy_server.s_addr ||
 431                  ( elapsed > PROXYDHCP_MAX_TIMEOUT ) ) )
 432                 return;
 433
 434         /* Transition to DHCPREQUEST */
 435         dhcp_set_state ( dhcp, &dhcp_state_request );
 436 }
 437
 438 /**
 439  * Handle timer expiry during DHCP discovery
 440  *
 441  * @v dhcp              DHCP session
 442  */
 443 static void dhcp_discovery_expired ( struct dhcp_session *dhcp ) {
 444         unsigned long elapsed = ( currticks() - dhcp->start );
 445
 446         /* Give up waiting for ProxyDHCP before we reach the failure point */
 447         if ( dhcp->offer.s_addr && ( elapsed > PROXYDHCP_MAX_TIMEOUT ) ) {
 448                 dhcp_set_state ( dhcp, &dhcp_state_request );
 449                 return;
 450         }
 451
 452         /* Otherwise, retransmit current packet */
 453         dhcp_tx ( dhcp );
 454 }
 455
 456 /** DHCP discovery state operations */
 457 static struct dhcp_session_state dhcp_state_discover = {
 458         .name                   = "discovery",
 459         .tx                     = dhcp_discovery_tx,
 460         .rx                     = dhcp_discovery_rx,
 461         .expired                = dhcp_discovery_expired,
 462         .tx_msgtype             = DHCPDISCOVER,
 463         .apply_min_timeout      = 1,
 464 };
 465
 466 /**
 467  * Construct transmitted packet for DHCP request
 468  *
 469  * @v dhcp              DHCP session
 470  * @v dhcppkt           DHCP packet
 471  * @v peer              Destination address
 472  */
 473 static int dhcp_request_tx ( struct dhcp_session *dhcp,
 474                              struct dhcp_packet *dhcppkt,
 475                              struct sockaddr_in *peer ) {
 476         int rc;
 477
 478         DBGC ( dhcp, "DHCP %p DHCPREQUEST to %s:%d",
 479                dhcp, inet_ntoa ( dhcp->server ), BOOTPS_PORT );
 480         DBGC ( dhcp, " for %s\n", inet_ntoa ( dhcp->offer ) );
 481
 482         /* Set server ID */
 483         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_SERVER_IDENTIFIER,
 484                                     &dhcp->server,
 485                                     sizeof ( dhcp->server ) ) ) != 0 )
 486                 return rc;
 487
 488         /* Set requested IP address */
 489         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_REQUESTED_ADDRESS,
 490                                     &dhcp->offer,
 491                                     sizeof ( dhcp->offer ) ) ) != 0 )
 492                 return rc;
 493
 494         /* Set server address */
 495         peer->sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST;
 496         peer->sin_port = htons ( BOOTPS_PORT );
 497
 498         return 0;
 499 }
 500
 501 /**
 502  * Handle received packet during DHCP request
 503  *
 504  * @v dhcp              DHCP session
 505  * @v dhcppkt           DHCP packet
 506  * @v peer              DHCP server address
 507  * @v msgtype           DHCP message type
 508  * @v server_id         DHCP server ID
 509  */
 510 static void dhcp_request_rx ( struct dhcp_session *dhcp,
 511                               struct dhcp_packet *dhcppkt,
 512                               struct sockaddr_in *peer, uint8_t msgtype,
 513                               struct in_addr server_id ) {
 514         struct in_addr ip;
 515         struct settings *parent;
 516         int rc;
 517
 518         DBGC ( dhcp, "DHCP %p %s from %s:%d", dhcp,
 519                dhcp_msgtype_name ( msgtype ), inet_ntoa ( peer->sin_addr ),
 520                ntohs ( peer->sin_port ) );
 521         if ( server_id.s_addr != peer->sin_addr.s_addr )
 522                 DBGC ( dhcp, " (%s)", inet_ntoa ( server_id ) );
 523
 524         /* Identify leased IP address */
 525         ip = dhcppkt->dhcphdr->yiaddr;
 526         if ( ip.s_addr )
 527                 DBGC ( dhcp, " for %s", inet_ntoa ( ip ) );
 528         DBGC ( dhcp, "\n" );
 529
 530         /* Filter out unacceptable responses */
 531         if ( peer->sin_port != htons ( BOOTPS_PORT ) )
 532                 return;
 533         if ( msgtype /* BOOTP */ && ( msgtype != DHCPACK ) )
 534                 return;
 535         if ( server_id.s_addr != dhcp->server.s_addr )
 536                 return;
 537
 538         /* Record assigned address */
 539         dhcp->local.sin_addr = ip;
 540
 541         /* Register settings */
 542         parent = netdev_settings ( dhcp->netdev );
 543         if ( ( rc = register_settings ( &dhcppkt->settings, parent ) ) != 0 ){
 544                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not register settings: %s\n",
 545                        dhcp, strerror ( rc ) );
 546                 dhcp_finished ( dhcp, rc );
 547                 return;
 548         }
 549
 550         /* Start ProxyDHCPREQUEST if applicable */
 551         if ( dhcp->proxy_server.s_addr /* Have ProxyDHCP server */ &&
 552              ( ! dhcp->no_pxedhcp ) /* ProxyDHCP not disabled */ &&
 553              ( /* ProxyDHCP server is not just the DHCP server itself */
 554                ( dhcp->proxy_server.s_addr != dhcp->server.s_addr ) ||
 555                ( dhcp->proxy_port != htons ( BOOTPS_PORT ) ) ) ) {
 556                 dhcp_set_state ( dhcp, &dhcp_state_proxy );
 557                 return;
 558         }
 559
 560         /* Terminate DHCP */
 561         dhcp_finished ( dhcp, 0 );
 562 }
 563
 564 /**
 565  * Handle timer expiry during DHCP discovery
 566  *
 567  * @v dhcp              DHCP session
 568  */
 569 static void dhcp_request_expired ( struct dhcp_session *dhcp ) {
 570
 571         /* Retransmit current packet */
 572         dhcp_tx ( dhcp );
 573 }
 574
 575 /** DHCP request state operations */
 576 static struct dhcp_session_state dhcp_state_request = {
 577         .name                   = "request",
 578         .tx                     = dhcp_request_tx,
 579         .rx                     = dhcp_request_rx,
 580         .expired                = dhcp_request_expired,
 581         .tx_msgtype             = DHCPREQUEST,
 582         .apply_min_timeout      = 0,
 583 };
 584
 585 /**
 586  * Construct transmitted packet for ProxyDHCP request
 587  *
 588  * @v dhcp              DHCP session
 589  * @v dhcppkt           DHCP packet
 590  * @v peer              Destination address
 591  */
 592 static int dhcp_proxy_tx ( struct dhcp_session *dhcp,
 593                            struct dhcp_packet *dhcppkt,
 594                            struct sockaddr_in *peer ) {
 595         int rc;
 596
 597         DBGC ( dhcp, "DHCP %p ProxyDHCP REQUEST to %s:%d\n", dhcp,
 598                inet_ntoa ( dhcp->proxy_server ), ntohs ( dhcp->proxy_port ) );
 599
 600         /* Set server ID */
 601         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_SERVER_IDENTIFIER,
 602                                     &dhcp->proxy_server,
 603                                     sizeof ( dhcp->proxy_server ) ) ) != 0 )
 604                 return rc;
 605
 606         /* Set server address */
 607         peer->sin_addr = dhcp->proxy_server;
 608         peer->sin_port = dhcp->proxy_port;
 609
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 /**
 614  * Handle received packet during ProxyDHCP request
 615  *
 616  * @v dhcp              DHCP session
 617  * @v dhcppkt           DHCP packet
 618  * @v peer              DHCP server address
 619  * @v msgtype           DHCP message type
 620  * @v server_id         DHCP server ID
 621  */
 622 static void dhcp_proxy_rx ( struct dhcp_session *dhcp,
 623                             struct dhcp_packet *dhcppkt,
 624                             struct sockaddr_in *peer, uint8_t msgtype,
 625                             struct in_addr server_id ) {
 626         int rc;
 627
 628         DBGC ( dhcp, "DHCP %p %s from %s:%d", dhcp,
 629                dhcp_msgtype_name ( msgtype ), inet_ntoa ( peer->sin_addr ),
 630                ntohs ( peer->sin_port ) );
 631         if ( server_id.s_addr != peer->sin_addr.s_addr )
 632                 DBGC ( dhcp, " (%s)", inet_ntoa ( server_id ) );
 633         DBGC ( dhcp, "\n" );
 634
 635         /* Filter out unacceptable responses */
 636         if ( peer->sin_port != dhcp->proxy_port )
 637                 return;
 638         if ( ( msgtype != DHCPOFFER ) && ( msgtype != DHCPACK ) )
 639                 return;
 640         if ( server_id.s_addr /* Linux PXE server omits server ID */ &&
 641              ( server_id.s_addr != dhcp->proxy_server.s_addr ) )
 642                 return;
 643
 644         /* Register settings */
 645         dhcppkt->settings.name = PROXYDHCP_SETTINGS_NAME;
 646         if ( ( rc = register_settings ( &dhcppkt->settings, NULL ) ) != 0 ) {
 647                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not register settings: %s\n",
 648                        dhcp, strerror ( rc ) );
 649                 dhcp_finished ( dhcp, rc );
 650                 return;
 651         }
 652
 653         /* Terminate DHCP */
 654         dhcp_finished ( dhcp, 0 );
 655 }
 656
 657 /**
 658  * Handle timer expiry during ProxyDHCP request
 659  *
 660  * @v dhcp              DHCP session
 661  */
 662 static void dhcp_proxy_expired ( struct dhcp_session *dhcp ) {
 663         unsigned long elapsed = ( currticks() - dhcp->start );
 664
 665         /* Give up waiting for ProxyDHCP before we reach the failure point */
 666         if ( elapsed > PROXYDHCP_MAX_TIMEOUT ) {
 667                 dhcp_finished ( dhcp, 0 );
 668                 return;
 669         }
 670
 671         /* Retransmit current packet */
 672         dhcp_tx ( dhcp );
 673 }
 674
 675 /** ProxyDHCP request state operations */
 676 static struct dhcp_session_state dhcp_state_proxy = {
 677         .name                   = "ProxyDHCP",
 678         .tx                     = dhcp_proxy_tx,
 679         .rx                     = dhcp_proxy_rx,
 680         .expired                = dhcp_proxy_expired,
 681         .tx_msgtype             = DHCPREQUEST,
 682         .apply_min_timeout      = 0,
 683 };
 684
 685 /**
 686  * Construct transmitted packet for PXE Boot Server Discovery
 687  *
 688  * @v dhcp              DHCP session
 689  * @v dhcppkt           DHCP packet
 690  * @v peer              Destination address
 691  */
 692 static int dhcp_pxebs_tx ( struct dhcp_session *dhcp,
 693                            struct dhcp_packet *dhcppkt,
 694                            struct sockaddr_in *peer ) {
 695         struct dhcp_pxe_boot_menu_item menu_item = { 0, 0 };
 696         int rc;
 697
 698         /* Set server address */
 699         peer->sin_addr = *(dhcp->pxe_attempt);
 700         peer->sin_port = ( ( peer->sin_addr.s_addr == INADDR_BROADCAST ) ?
 701                            htons ( BOOTPS_PORT ) : htons ( PXE_PORT ) );
 702
 703         DBGC ( dhcp, "DHCP %p PXEBS REQUEST to %s:%d for type %d\n",
 704                dhcp, inet_ntoa ( peer->sin_addr ), ntohs ( peer->sin_port ),
 705                le16_to_cpu ( dhcp->pxe_type ) );
 706
 707         /* Set boot menu item */
 708         menu_item.type = dhcp->pxe_type;
 709         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_PXE_BOOT_MENU_ITEM,
 710                                     &menu_item, sizeof ( menu_item ) ) ) != 0 )
 711                 return rc;
 712
 713         return 0;
 714 }
 715
 716 /**
 717  * Check to see if PXE Boot Server address is acceptable
 718  *
 719  * @v dhcp              DHCP session
 720  * @v bs                Boot Server address
 721  * @ret accept          Boot Server is acceptable
 722  */
 723 static int dhcp_pxebs_accept ( struct dhcp_session *dhcp,
 724                                struct in_addr bs ) {
 725         struct in_addr *accept;
 726
 727         /* Accept if we have no acceptance filter */
 728         if ( ! dhcp->pxe_accept )
 729                 return 1;
 730
 731         /* Scan through acceptance list */
 732         for ( accept = dhcp->pxe_accept ; accept->s_addr ; accept++ ) {
 733                 if ( accept->s_addr == bs.s_addr )
 734                         return 1;
 735         }
 736
 737         DBGC ( dhcp, "DHCP %p rejecting server %s\n",
 738                dhcp, inet_ntoa ( bs ) );
 739         return 0;
 740 }
 741
 742 /**
 743  * Handle received packet during PXE Boot Server Discovery
 744  *
 745  * @v dhcp              DHCP session
 746  * @v dhcppkt           DHCP packet
 747  * @v peer              DHCP server address
 748  * @v msgtype           DHCP message type
 749  * @v server_id         DHCP server ID
 750  */
 751 static void dhcp_pxebs_rx ( struct dhcp_session *dhcp,
 752                             struct dhcp_packet *dhcppkt,
 753                             struct sockaddr_in *peer, uint8_t msgtype,
 754                             struct in_addr server_id ) {
 755         struct dhcp_pxe_boot_menu_item menu_item = { 0, 0 };
 756         int rc;
 757
 758         DBGC ( dhcp, "DHCP %p %s from %s:%d", dhcp,
 759                dhcp_msgtype_name ( msgtype ), inet_ntoa ( peer->sin_addr ),
 760                ntohs ( peer->sin_port ) );
 761         if ( server_id.s_addr != peer->sin_addr.s_addr )
 762                 DBGC ( dhcp, " (%s)", inet_ntoa ( server_id ) );
 763
 764         /* Identify boot menu item */
 765         dhcppkt_fetch ( dhcppkt, DHCP_PXE_BOOT_MENU_ITEM,
 766                         &menu_item, sizeof ( menu_item ) );
 767         if ( menu_item.type )
 768                 DBGC ( dhcp, " for type %d", ntohs ( menu_item.type ) );
 769         DBGC ( dhcp, "\n" );
 770
 771         /* Filter out unacceptable responses */
 772         if ( ( peer->sin_port != htons ( BOOTPS_PORT ) ) &&
 773              ( peer->sin_port != htons ( PXE_PORT ) ) )
 774                 return;
 775         if ( msgtype != DHCPACK )
 776                 return;
 777         if ( menu_item.type != dhcp->pxe_type )
 778                 return;
 779         if ( ! dhcp_pxebs_accept ( dhcp, ( server_id.s_addr ?
 780                                            server_id : peer->sin_addr ) ) )
 781                 return;
 782
 783         /* Register settings */
 784         dhcppkt->settings.name = PXEBS_SETTINGS_NAME;
 785         if ( ( rc = register_settings ( &dhcppkt->settings, NULL ) ) != 0 ) {
 786                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not register settings: %s\n",
 787                        dhcp, strerror ( rc ) );
 788                 dhcp_finished ( dhcp, rc );
 789                 return;
 790         }
 791
 792         /* Terminate DHCP */
 793         dhcp_finished ( dhcp, 0 );
 794 }
 795
 796 /**
 797  * Handle timer expiry during PXE Boot Server Discovery
 798  *
 799  * @v dhcp              DHCP session
 800  */
 801 static void dhcp_pxebs_expired ( struct dhcp_session *dhcp ) {
 802         unsigned long elapsed = ( currticks() - dhcp->start );
 803
 804         /* Give up waiting before we reach the failure point, and fail
 805          * over to the next server in the attempt list
 806          */
 807         if ( elapsed > PXEBS_MAX_TIMEOUT ) {
 808                 dhcp->pxe_attempt++;
 809                 if ( dhcp->pxe_attempt->s_addr ) {
 810                         dhcp_set_state ( dhcp, &dhcp_state_pxebs );
 811                         return;
 812                 } else {
 813                         dhcp_finished ( dhcp, -ETIMEDOUT );
 814                         return;
 815                 }
 816         }
 817
 818         /* Retransmit current packet */
 819         dhcp_tx ( dhcp );
 820 }
 821
 822 /** PXE Boot Server Discovery state operations */
 823 static struct dhcp_session_state dhcp_state_pxebs = {
 824         .name                   = "PXEBS",
 825         .tx                     = dhcp_pxebs_tx,
 826         .rx                     = dhcp_pxebs_rx,
 827         .expired                = dhcp_pxebs_expired,
 828         .tx_msgtype             = DHCPREQUEST,
 829         .apply_min_timeout      = 1,
 830 };
 831
 832 /****************************************************************************
 833  *
 834  * Packet construction
 835  *
 836  */
 837
 838 /**
 839  * Construct DHCP client hardware address field and broadcast flag
 840  *
 841  * @v netdev            Network device
 842  * @v hlen              DHCP hardware address length to fill in
 843  * @v flags             DHCP flags to fill in
 844  * @ret chaddr          DHCP client hardware address
 845  */
 846 void * dhcp_chaddr ( struct net_device *netdev, uint8_t *hlen,
 847                      uint16_t *flags ) {
 848         struct ll_protocol *ll_protocol = netdev->ll_protocol;
 849         typeof ( ( ( struct dhcphdr * ) NULL )->chaddr ) chaddr;
 850
 851         /* If the link-layer address cannot fit into the chaddr field
 852          * (as is the case for IPoIB) then try using the hardware
 853          * address instead.  If we do this, set the broadcast flag,
 854          * since chaddr then does not represent a valid link-layer
 855          * address for the return path.
 856          *
 857          * If even the hardware address is too large, use an empty
 858          * chaddr field and set the broadcast flag.
 859          *
 860          * This goes against RFC4390, but RFC4390 mandates that we use
 861          * a DHCP client identifier that conforms with RFC4361, which
 862          * we cannot do without either persistent (NIC-independent)
 863          * storage, or by eliminating the hardware address completely
 864          * from the DHCP packet, which seems unfriendly to users.
 865          */
 866         if ( ( *hlen = ll_protocol->ll_addr_len ) <= sizeof ( chaddr ) ) {
 867                 return netdev->ll_addr;
 868         }
 869         *flags = htons ( BOOTP_FL_BROADCAST );
 870         if ( ( *hlen = ll_protocol->hw_addr_len ) <= sizeof ( chaddr ) ) {
 871                 return netdev->hw_addr;
 872         } else {
 873                 *hlen = 0;
 874                 return NULL;
 875         }
 876 }
 877
 878 /**
 879  * Create a DHCP packet
 880  *
 881  * @v dhcppkt           DHCP packet structure to fill in
 882  * @v netdev            Network device
 883  * @v msgtype           DHCP message type
 884  * @v options           Initial options to include (or NULL)
 885  * @v options_len       Length of initial options
 886  * @v data              Buffer for DHCP packet
 887  * @v max_len           Size of DHCP packet buffer
 888  * @ret rc              Return status code
 889  *
 890  * Creates a DHCP packet in the specified buffer, and initialise a
 891  * DHCP packet structure.
 892  */
 893 int dhcp_create_packet ( struct dhcp_packet *dhcppkt,
 894                          struct net_device *netdev, uint8_t msgtype,
 895                          const void *options, size_t options_len,
 896                          void *data, size_t max_len ) {
 897         struct dhcphdr *dhcphdr = data;
 898         void *chaddr;
 899         int rc;
 900
 901         /* Sanity check */
 902         if ( max_len < ( sizeof ( *dhcphdr ) + options_len ) )
 903                 return -ENOSPC;
 904
 905         /* Initialise DHCP packet content */
 906         memset ( dhcphdr, 0, max_len );
 907         dhcphdr->xid = dhcp_xid ( netdev );
 908         dhcphdr->magic = htonl ( DHCP_MAGIC_COOKIE );
 909         dhcphdr->htype = ntohs ( netdev->ll_protocol->ll_proto );
 910         dhcphdr->op = dhcp_op[msgtype];
 911         chaddr = dhcp_chaddr ( netdev, &dhcphdr->hlen, &dhcphdr->flags );
 912         memcpy ( dhcphdr->chaddr, chaddr, dhcphdr->hlen );
 913         memcpy ( dhcphdr->options, options, options_len );
 914
 915         /* Initialise DHCP packet structure */
 916         memset ( dhcppkt, 0, sizeof ( *dhcppkt ) );
 917         dhcppkt_init ( dhcppkt, data, max_len );
 918
 919         /* Set DHCP_MESSAGE_TYPE option */
 920         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_MESSAGE_TYPE,
 921                                     &msgtype, sizeof ( msgtype ) ) ) != 0 )
 922                 return rc;
 923
 924         return 0;
 925 }
 926
 927 /**
 928  * Create DHCP request packet
 929  *
 930  * @v dhcppkt           DHCP packet structure to fill in
 931  * @v netdev            Network device
 932  * @v msgtype           DHCP message type
 933  * @v ciaddr            Client IP address
 934  * @v data              Buffer for DHCP packet
 935  * @v max_len           Size of DHCP packet buffer
 936  * @ret rc              Return status code
 937  *
 938  * Creates a DHCP request packet in the specified buffer, and
 939  * initialise a DHCP packet structure.
 940  */
 941 int dhcp_create_request ( struct dhcp_packet *dhcppkt,
 942                           struct net_device *netdev, unsigned int msgtype,
 943                           struct in_addr ciaddr, void *data, size_t max_len ) {
 944         struct dhcp_netdev_desc dhcp_desc;
 945         struct dhcp_client_id client_id;
 946         struct dhcp_client_uuid client_uuid;
 947         uint8_t *dhcp_features;
 948         size_t dhcp_features_len;
 949         size_t ll_addr_len;
 950         ssize_t len;
 951         int rc;
 952
 953         /* Create DHCP packet */
 954         if ( ( rc = dhcp_create_packet ( dhcppkt, netdev, msgtype,
 955                                          dhcp_request_options_data,
 956                                          sizeof ( dhcp_request_options_data ),
 957                                          data, max_len ) ) != 0 ) {
 958                 DBG ( "DHCP could not create DHCP packet: %s\n",
 959                       strerror ( rc ) );
 960                 return rc;
 961         }
 962
 963         /* Set client IP address */
 964         dhcppkt->dhcphdr->ciaddr = ciaddr;
 965
 966         /* Add options to identify the feature list */
 967         dhcp_features = table_start ( DHCP_FEATURES );
 968         dhcp_features_len = table_num_entries ( DHCP_FEATURES );
 969         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_EB_ENCAP, dhcp_features,
 970                                     dhcp_features_len ) ) != 0 ) {
 971                 DBG ( "DHCP could not set features list option: %s\n",
 972                       strerror ( rc ) );
 973                 return rc;
 974         }
 975
 976         /* Add options to identify the network device */
 977         fetch_setting ( &netdev->settings.settings, &busid_setting, &dhcp_desc,
 978                 sizeof ( dhcp_desc ) );
 979         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_EB_BUS_ID, &dhcp_desc,
 980                                     sizeof ( dhcp_desc ) ) ) != 0 ) {
 981                 DBG ( "DHCP could not set bus ID option: %s\n",
 982                       strerror ( rc ) );
 983                 return rc;
 984         }
 985
 986         /* Add DHCP client identifier.  Required for Infiniband, and
 987          * doesn't hurt other link layers.
 988          */
 989         client_id.ll_proto = ntohs ( netdev->ll_protocol->ll_proto );
 990         ll_addr_len = netdev->ll_protocol->ll_addr_len;
 991         assert ( ll_addr_len <= sizeof ( client_id.ll_addr ) );
 992         memcpy ( client_id.ll_addr, netdev->ll_addr, ll_addr_len );
 993         if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_CLIENT_ID, &client_id,
 994                                     ( ll_addr_len + 1 ) ) ) != 0 ) {
 995                 DBG ( "DHCP could not set client ID: %s\n",
 996                       strerror ( rc ) );
 997                 return rc;
 998         }
 999
1000         /* Add client UUID, if we have one.  Required for PXE. */
1001         client_uuid.type = DHCP_CLIENT_UUID_TYPE;
1002         if ( ( len = fetch_uuid_setting ( NULL, &uuid_setting,
1003                                           &client_uuid.uuid ) ) >= 0 ) {
1004                 if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_CLIENT_UUID,
1005                                             &client_uuid,
1006                                             sizeof ( client_uuid ) ) ) != 0 ) {
1007                         DBG ( "DHCP could not set client UUID: %s\n",
1008                               strerror ( rc ) );
1009                         return rc;
1010                 }
1011         }
1012
1013         /* Add user class, if we have one. */
1014         if ( ( len = fetch_setting_len ( NULL, &user_class_setting ) ) >= 0 ) {
1015                 char user_class[len];
1016                 fetch_setting ( NULL, &user_class_setting, user_class,
1017                                 sizeof ( user_class ) );
1018                 if ( ( rc = dhcppkt_store ( dhcppkt, DHCP_USER_CLASS_ID,
1019                                             &user_class,
1020                                             sizeof ( user_class ) ) ) != 0 ) {
1021                         DBG ( "DHCP could not set user class: %s\n",
1022                               strerror ( rc ) );
1023                         return rc;
1024                 }
1025         }
1026
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 /****************************************************************************
1031  *
1032  * Data transfer interface
1033  *
1034  */
1035
1036 /**
1037  * Transmit DHCP request
1038  *
1039  * @v dhcp              DHCP session
1040  * @ret rc              Return status code
1041  */
1042 static int dhcp_tx ( struct dhcp_session *dhcp ) {
1043         static struct sockaddr_in peer = {
1044                 .sin_family = AF_INET,
1045         };
1046         struct xfer_metadata meta = {
1047                 .netdev = dhcp->netdev,
1048                 .src = ( struct sockaddr * ) &dhcp->local,
1049                 .dest = ( struct sockaddr * ) &peer,
1050         };
1051         struct io_buffer *iobuf;
1052         uint8_t msgtype = dhcp->state->tx_msgtype;
1053         struct dhcp_packet dhcppkt;
1054         int rc;
1055
1056         /* Start retry timer.  Do this first so that failures to
1057          * transmit will be retried.
1058          */
1059         start_timer ( &dhcp->timer );
1060
1061         /* Allocate buffer for packet */
1062         iobuf = xfer_alloc_iob ( &dhcp->xfer, DHCP_MIN_LEN );
1063         if ( ! iobuf )
1064                 return -ENOMEM;
1065
1066         /* Create basic DHCP packet in temporary buffer */
1067         if ( ( rc = dhcp_create_request ( &dhcppkt, dhcp->netdev, msgtype,
1068                                           dhcp->local.sin_addr, iobuf->data,
1069                                           iob_tailroom ( iobuf ) ) ) != 0 ) {
1070                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not construct DHCP request: %s\n",
1071                        dhcp, strerror ( rc ) );
1072                 goto done;
1073         }
1074
1075         /* Fill in packet based on current state */
1076         if ( ( rc = dhcp->state->tx ( dhcp, &dhcppkt, &peer ) ) != 0 ) {
1077                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not fill DHCP request: %s\n",
1078                        dhcp, strerror ( rc ) );
1079                 goto done;
1080         }
1081
1082         /* Transmit the packet */
1083         iob_put ( iobuf, dhcppkt.len );
1084         if ( ( rc = xfer_deliver_iob_meta ( &dhcp->xfer, iob_disown ( iobuf ),
1085                                             &meta ) ) != 0 ) {
1086                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not transmit UDP packet: %s\n",
1087                        dhcp, strerror ( rc ) );
1088                 goto done;
1089         }
1090
1091  done:
1092         free_iob ( iobuf );
1093         return rc;
1094 }
1095
1096 /**
1097  * Receive new data
1098  *
1099  * @v xfer              Data transfer interface
1100  * @v iobuf             I/O buffer
1101  * @v meta              Transfer metadata
1102  * @ret rc              Return status code
1103  */
1104 static int dhcp_deliver_iob ( struct xfer_interface *xfer,
1105                               struct io_buffer *iobuf,
1106                               struct xfer_metadata *meta ) {
1107         struct dhcp_session *dhcp =
1108                 container_of ( xfer, struct dhcp_session, xfer );
1109         struct sockaddr_in *peer;
1110         size_t data_len;
1111         struct dhcp_packet *dhcppkt;
1112         struct dhcphdr *dhcphdr;
1113         uint8_t msgtype = 0;
1114         struct in_addr server_id = { 0 };
1115         int rc = 0;
1116
1117         /* Sanity checks */
1118         if ( ! meta->src ) {
1119                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p received packet without source port\n",
1120                        dhcp );
1121                 rc = -EINVAL;
1122                 goto err_no_src;
1123         }
1124         peer = ( struct sockaddr_in * ) meta->src;
1125
1126         /* Create a DHCP packet containing the I/O buffer contents.
1127          * Whilst we could just use the original buffer in situ, that
1128          * would waste the unused space in the packet buffer, and also
1129          * waste a relatively scarce fully-aligned I/O buffer.
1130          */
1131         data_len = iob_len ( iobuf );
1132         dhcppkt = zalloc ( sizeof ( *dhcppkt ) + data_len );
1133         if ( ! dhcppkt ) {
1134                 rc = -ENOMEM;
1135                 goto err_alloc_dhcppkt;
1136         }
1137         dhcphdr = ( ( ( void * ) dhcppkt ) + sizeof ( *dhcppkt ) );
1138         memcpy ( dhcphdr, iobuf->data, data_len );
1139         dhcppkt_init ( dhcppkt, dhcphdr, data_len );
1140
1141         /* Identify message type */
1142         dhcppkt_fetch ( dhcppkt, DHCP_MESSAGE_TYPE, &msgtype,
1143                         sizeof ( msgtype ) );
1144
1145         /* Identify server ID */
1146         dhcppkt_fetch ( dhcppkt, DHCP_SERVER_IDENTIFIER,
1147                         &server_id, sizeof ( server_id ) );
1148
1149         /* Check for matching transaction ID */
1150         if ( dhcphdr->xid != dhcp_xid ( dhcp->netdev ) ) {
1151                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p %s from %s:%d has bad transaction "
1152                        "ID\n", dhcp, dhcp_msgtype_name ( msgtype ),
1153                        inet_ntoa ( peer->sin_addr ),
1154                        ntohs ( peer->sin_port ) );
1155                 rc = -EINVAL;
1156                 goto err_xid;
1157         };
1158
1159         /* Handle packet based on current state */
1160         dhcp->state->rx ( dhcp, dhcppkt, peer, msgtype, server_id );
1161
1162  err_xid:
1163         dhcppkt_put ( dhcppkt );
1164  err_alloc_dhcppkt:
1165  err_no_src:
1166         free_iob ( iobuf );
1167         return rc;
1168 }
1169
1170 /** DHCP data transfer interface operations */
1171 static struct xfer_interface_operations dhcp_xfer_operations = {
1172         .close          = ignore_xfer_close,
1173         .vredirect      = xfer_vreopen,
1174         .window         = unlimited_xfer_window,
1175         .alloc_iob      = default_xfer_alloc_iob,
1176         .deliver_iob    = dhcp_deliver_iob,
1177         .deliver_raw    = xfer_deliver_as_iob,
1178 };
1179
1180 /**
1181  * Handle DHCP retry timer expiry
1182  *
1183  * @v timer             DHCP retry timer
1184  * @v fail              Failure indicator
1185  */
1186 static void dhcp_timer_expired ( struct retry_timer *timer, int fail ) {
1187         struct dhcp_session *dhcp =
1188                 container_of ( timer, struct dhcp_session, timer );
1189
1190         /* If we have failed, terminate DHCP */
1191         if ( fail ) {
1192                 dhcp_finished ( dhcp, -ETIMEDOUT );
1193                 return;
1194         }
1195
1196         /* Handle timer expiry based on current state */
1197         dhcp->state->expired ( dhcp );
1198 }
1199
1200 /****************************************************************************
1201  *
1202  * Job control interface
1203  *
1204  */
1205
1206 /**
1207  * Handle kill() event received via job control interface
1208  *
1209  * @v job               DHCP job control interface
1210  */
1211 static void dhcp_job_kill ( struct job_interface *job ) {
1212         struct dhcp_session *dhcp =
1213                 container_of ( job, struct dhcp_session, job );
1214
1215         /* Terminate DHCP session */
1216         dhcp_finished ( dhcp, -ECANCELED );
1217 }
1218
1219 /** DHCP job control interface operations */
1220 static struct job_interface_operations dhcp_job_operations = {
1221         .done           = ignore_job_done,
1222         .kill           = dhcp_job_kill,
1223         .progress       = ignore_job_progress,
1224 };
1225
1226 /****************************************************************************
1227  *
1228  * Instantiators
1229  *
1230  */
1231
1232 /**
1233  * DHCP peer address for socket opening
1234  *
1235  * This is a dummy address; the only useful portion is the socket
1236  * family (so that we get a UDP connection).  The DHCP client will set
1237  * the IP address and source port explicitly on each transmission.
1238  */
1239 static struct sockaddr dhcp_peer = {
1240         .sa_family = AF_INET,
1241 };
1242
1243 /**
1244  * Start DHCP state machine on a network device
1245  *
1246  * @v job               Job control interface
1247  * @v netdev            Network device
1248  * @ret rc              Return status code, or positive if cached
1249  *
1250  * Starts DHCP on the specified network device.  If successful, the
1251  * DHCPACK (and ProxyDHCPACK, if applicable) will be registered as
1252  * option sources.
1253  *
1254  * On a return of 0, a background job has been started to perform the
1255  * DHCP request. Any nonzero return means the job has not been
1256  * started; a positive return value indicates the success condition of
1257  * having fetched the appropriate data from cached information.
1258  */
1259 int start_dhcp ( struct job_interface *job, struct net_device *netdev ) {
1260         struct dhcp_session *dhcp;
1261         int rc;
1262
1263         /* Check for cached DHCP information */
1264         get_cached_dhcpack();
1265         if ( fetch_uintz_setting ( NULL, &use_cached_setting ) ) {
1266                 DBG ( "DHCP using cached network settings\n" );
1267                 return 1;
1268         }
1269
1270         /* Allocate and initialise structure */
1271         dhcp = zalloc ( sizeof ( *dhcp ) );
1272         if ( ! dhcp )
1273                 return -ENOMEM;
1274         dhcp->refcnt.free = dhcp_free;
1275         job_init ( &dhcp->job, &dhcp_job_operations, &dhcp->refcnt );
1276         xfer_init ( &dhcp->xfer, &dhcp_xfer_operations, &dhcp->refcnt );
1277         dhcp->netdev = netdev_get ( netdev );
1278         dhcp->local.sin_family = AF_INET;
1279         dhcp->local.sin_port = htons ( BOOTPC_PORT );
1280         dhcp->timer.expired = dhcp_timer_expired;
1281
1282         /* Instantiate child objects and attach to our interfaces */
1283         if ( ( rc = xfer_open_socket ( &dhcp->xfer, SOCK_DGRAM, &dhcp_peer,
1284                                   ( struct sockaddr * ) &dhcp->local ) ) != 0 )
1285                 goto err;
1286
1287         /* Enter DHCPDISCOVER state */
1288         dhcp_set_state ( dhcp, &dhcp_state_discover );
1289
1290         /* Attach parent interface, mortalise self, and return */
1291         job_plug_plug ( &dhcp->job, job );
1292         ref_put ( &dhcp->refcnt );
1293         return 0;
1294
1295  err:
1296         dhcp_finished ( dhcp, rc );
1297         ref_put ( &dhcp->refcnt );
1298         return rc;
1299 }
1300
1301 /**
1302  * Retrieve list of PXE boot servers for a given server type
1303  *
1304  * @v dhcp              DHCP session
1305  * @v raw               DHCP PXE boot server list
1306  * @v raw_len           Length of DHCP PXE boot server list
1307  * @v ip                IP address list to fill in
1308  *
1309  * The caller must ensure that the IP address list has sufficient
1310  * space.
1311  */
1312 static void pxebs_list ( struct dhcp_session *dhcp, void *raw,
1313                          size_t raw_len, struct in_addr *ip ) {
1314         struct dhcp_pxe_boot_server *server = raw;
1315         size_t server_len;
1316         unsigned int i;
1317
1318         while ( raw_len ) {
1319                 if ( raw_len < sizeof ( *server ) ) {
1320                         DBGC ( dhcp, "DHCP %p malformed PXE server list\n",
1321                                dhcp );
1322                         break;
1323                 }
1324                 server_len = offsetof ( typeof ( *server ),
1325                                         ip[ server->num_ip ] );
1326                 if ( raw_len < server_len ) {
1327                         DBGC ( dhcp, "DHCP %p malformed PXE server list\n",
1328                                dhcp );
1329                         break;
1330                 }
1331                 if ( server->type == dhcp->pxe_type ) {
1332                         for ( i = 0 ; i < server->num_ip ; i++ )
1333                                 *(ip++) = server->ip[i];
1334                 }
1335                 server = ( ( ( void * ) server ) + server_len );
1336                 raw_len -= server_len;
1337         }
1338 }
1339
1340 /**
1341  * Start PXE Boot Server Discovery on a network device
1342  *
1343  * @v job               Job control interface
1344  * @v netdev            Network device
1345  * @v pxe_type          PXE server type
1346  * @ret rc              Return status code
1347  *
1348  * Starts PXE Boot Server Discovery on the specified network device.
1349  * If successful, the Boot Server ACK will be registered as an option
1350  * source.
1351  */
1352 int start_pxebs ( struct job_interface *job, struct net_device *netdev,
1353                   unsigned int pxe_type ) {
1354         struct setting pxe_discovery_control_setting =
1355                 { .tag = DHCP_PXE_DISCOVERY_CONTROL };
1356         struct setting pxe_boot_servers_setting =
1357                 { .tag = DHCP_PXE_BOOT_SERVERS };
1358         struct setting pxe_boot_server_mcast_setting =
1359                 { .tag = DHCP_PXE_BOOT_SERVER_MCAST };
1360         ssize_t pxebs_list_len;
1361         struct dhcp_session *dhcp;
1362         struct in_addr *ip;
1363         unsigned int pxe_discovery_control;
1364         int rc;
1365
1366         /* Get upper bound for PXE boot server IP address list */
1367         pxebs_list_len = fetch_setting_len ( NULL, &pxe_boot_servers_setting );
1368         if ( pxebs_list_len < 0 )
1369                 pxebs_list_len = 0;
1370
1371         /* Allocate and initialise structure */
1372         dhcp = zalloc ( sizeof ( *dhcp ) + sizeof ( *ip ) /* mcast */ +
1373                         sizeof ( *ip ) /* bcast */ + pxebs_list_len +
1374                         sizeof ( *ip ) /* terminator */ );
1375         if ( ! dhcp )
1376                 return -ENOMEM;
1377         dhcp->refcnt.free = dhcp_free;
1378         job_init ( &dhcp->job, &dhcp_job_operations, &dhcp->refcnt );
1379         xfer_init ( &dhcp->xfer, &dhcp_xfer_operations, &dhcp->refcnt );
1380         dhcp->netdev = netdev_get ( netdev );
1381         dhcp->local.sin_family = AF_INET;
1382         fetch_ipv4_setting ( netdev_settings ( netdev ), &ip_setting,
1383                              &dhcp->local.sin_addr );
1384         dhcp->local.sin_port = htons ( BOOTPC_PORT );
1385         dhcp->pxe_type = cpu_to_le16 ( pxe_type );
1386         dhcp->timer.expired = dhcp_timer_expired;
1387
1388         /* Construct PXE boot server IP address lists */
1389         pxe_discovery_control =
1390                 fetch_uintz_setting ( NULL, &pxe_discovery_control_setting );
1391         ip = ( ( ( void * ) dhcp ) + sizeof ( *dhcp ) );
1392         dhcp->pxe_attempt = ip;
1393         if ( ! ( pxe_discovery_control & PXEBS_NO_MULTICAST ) ) {
1394                 fetch_ipv4_setting ( NULL, &pxe_boot_server_mcast_setting, ip);
1395                 if ( ip->s_addr )
1396                         ip++;
1397         }
1398         if ( ! ( pxe_discovery_control & PXEBS_NO_BROADCAST ) )
1399                 (ip++)->s_addr = INADDR_BROADCAST;
1400         if ( pxe_discovery_control & PXEBS_NO_UNKNOWN_SERVERS )
1401                 dhcp->pxe_accept = ip;
1402         if ( pxebs_list_len ) {
1403                 uint8_t buf[pxebs_list_len];
1404
1405                 fetch_setting ( NULL, &pxe_boot_servers_setting,
1406                                 buf, sizeof ( buf ) );
1407                 pxebs_list ( dhcp, buf, sizeof ( buf ), ip );
1408         }
1409         if ( ! dhcp->pxe_attempt->s_addr ) {
1410                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p has no PXE boot servers for type %04x\n",
1411                        dhcp, pxe_type );
1412                 rc = -EINVAL;
1413                 goto err;
1414         }
1415
1416         /* Dump out PXE server lists */
1417         DBGC ( dhcp, "DHCP %p attempting", dhcp );
1418         for ( ip = dhcp->pxe_attempt ; ip->s_addr ; ip++ )
1419                 DBGC ( dhcp, " %s", inet_ntoa ( *ip ) );
1420         DBGC ( dhcp, "\n" );
1421         if ( dhcp->pxe_accept ) {
1422                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p accepting", dhcp );
1423                 for ( ip = dhcp->pxe_accept ; ip->s_addr ; ip++ )
1424                         DBGC ( dhcp, " %s", inet_ntoa ( *ip ) );
1425                 DBGC ( dhcp, "\n" );
1426         }
1427
1428         /* Instantiate child objects and attach to our interfaces */
1429         if ( ( rc = xfer_open_socket ( &dhcp->xfer, SOCK_DGRAM, &dhcp_peer,
1430                                   ( struct sockaddr * ) &dhcp->local ) ) != 0 )
1431                 goto err;
1432
1433         /* Enter PXEBS state */
1434         dhcp_set_state ( dhcp, &dhcp_state_pxebs );
1435
1436         /* Attach parent interface, mortalise self, and return */
1437         job_plug_plug ( &dhcp->job, job );
1438         ref_put ( &dhcp->refcnt );
1439         return 0;
1440
1441  err:
1442         dhcp_finished ( dhcp, rc );
1443         ref_put ( &dhcp->refcnt );
1444         return rc;
1445 }