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 #include <string.h>
  20 #include <errno.h>
  21 #include <assert.h>
  22 #include <byteswap.h>
  23 #include <gpxe/if_ether.h>
  24 #include <gpxe/netdevice.h>
  25 #include <gpxe/udp.h>
  26 #include <gpxe/dhcp.h>
  27
  28 /** @file
  29  *
  30  * Dynamic Host Configuration Protocol
  31  *
  32  */
  33
  34 /** DHCP operation types
  35  *
  36  * This table maps from DHCP message types (i.e. values of the @c
  37  * DHCP_MESSAGE_TYPE option) to values of the "op" field within a DHCP
  38  * packet.
  39  */
  40 static const uint8_t dhcp_op[] = {
  41         [DHCPDISCOVER]  = BOOTP_REQUEST,
  42         [DHCPOFFER]     = BOOTP_REPLY,
  43         [DHCPREQUEST]   = BOOTP_REQUEST,
  44         [DHCPDECLINE]   = BOOTP_REQUEST,
  45         [DHCPACK]       = BOOTP_REPLY,
  46         [DHCPNAK]       = BOOTP_REPLY,
  47         [DHCPRELEASE]   = BOOTP_REQUEST,
  48         [DHCPINFORM]    = BOOTP_REQUEST,
  49 };
  50
  51 /** Raw option data for options common to all DHCP requests */
  52 static uint8_t dhcp_request_options_data[] = {
  53         DHCP_MAX_MESSAGE_SIZE, DHCP_WORD ( ETH_MAX_MTU ),
  54         DHCP_VENDOR_CLASS_ID,
  55         DHCP_STRING (  'E', 't', 'h', 'e', 'r', 'b', 'o', 'o', 't' ),
  56         DHCP_PARAMETER_REQUEST_LIST,
  57         DHCP_OPTION ( DHCP_SUBNET_MASK, DHCP_ROUTERS, DHCP_DNS_SERVERS, DHCP_LOG_SERVERS,
  58                       DHCP_HOST_NAME, DHCP_DOMAIN_NAME, DHCP_ROOT_PATH,
  59                       DHCP_VENDOR_ENCAP, DHCP_TFTP_SERVER_NAME,
  60                       DHCP_BOOTFILE_NAME, DHCP_EB_ENCAP,
  61                       DHCP_ISCSI_INITIATOR_IQN ),
  62         DHCP_END
  63 };
  64
  65 /**
  66  * Name a DHCP packet type
  67  *
  68  * @v msgtype           DHCP message type
  69  * @ret string          DHCP mesasge type name
  70  */
  71 static inline const char * dhcp_msgtype_name ( unsigned int msgtype ) {
  72         switch ( msgtype ) {
  73         case 0:                 return "BOOTP"; /* Non-DHCP packet */
  74         case DHCPDISCOVER:      return "DHCPDISCOVER";
  75         case DHCPOFFER:         return "DHCPOFFER";
  76         case DHCPREQUEST:       return "DHCPREQUEST";
  77         case DHCPDECLINE:       return "DHCPDECLINE";
  78         case DHCPACK:           return "DHCPACK";
  79         case DHCPNAK:           return "DHCPNAK";
  80         case DHCPRELEASE:       return "DHCPRELEASE";
  81         case DHCPINFORM:        return "DHCPINFORM";
  82         default:                return "DHCP<invalid>";
  83         }
  84 }
  85
  86 /**
  87  * Calculate DHCP transaction ID for a network device
  88  *
  89  * @v netdev            Network device
  90  * @ret xid             DHCP XID
  91  *
  92  * Extract the least significant bits of the hardware address for use
  93  * as the transaction ID.
  94  */
  95 static uint32_t dhcp_xid ( struct net_device *netdev ) {
  96         uint32_t xid;
  97
  98         memcpy ( &xid, ( netdev->ll_addr + netdev->ll_protocol->ll_addr_len
  99                          - sizeof ( xid ) ), sizeof ( xid ) );
 100         return xid;
 101 }
 102
 103 /** Options common to all DHCP requests */
 104 struct dhcp_option_block dhcp_request_options = {
 105         .data = dhcp_request_options_data,
 106         .max_len = sizeof ( dhcp_request_options_data ),
 107         .len = sizeof ( dhcp_request_options_data ),
 108 };
 109
 110 /**
 111  * Set option within DHCP packet
 112  *
 113  * @v dhcppkt           DHCP packet
 114  * @v tag               DHCP option tag
 115  * @v data              New value for DHCP option
 116  * @v len               Length of value, in bytes
 117  * @ret rc              Return status code
 118  *
 119  * Sets the option within the first available options block within the
 120  * DHCP packet.  Option blocks are tried in the order specified by @c
 121  * dhcp_option_block_fill_order.
 122  *
 123  * The magic options @c DHCP_EB_YIADDR and @c DHCP_EB_SIADDR are
 124  * intercepted and inserted into the appropriate fixed fields within
 125  * the DHCP packet.  The option @c DHCP_OPTION_OVERLOAD is silently
 126  * ignored, since our DHCP packet assembly method relies on always
 127  * having option overloading in use.
 128  */
 129 static int set_dhcp_packet_option ( struct dhcp_packet *dhcppkt,
 130                                     unsigned int tag, const void *data,
 131                                     size_t len ) {
 132         struct dhcphdr *dhcphdr = dhcppkt->dhcphdr;
 133         struct dhcp_option_block *options = dhcppkt->options;
 134         struct dhcp_option *option = NULL;
 135
 136         /* Special-case the magic options */
 137         switch ( tag ) {
 138         case DHCP_OPTION_OVERLOAD:
 139                 /* Hard-coded in packets we create; always ignore */
 140                 return 0;
 141         case DHCP_EB_YIADDR:
 142                 memcpy ( &dhcphdr->yiaddr, data, sizeof ( dhcphdr->yiaddr ) );
 143                 return 0;
 144         case DHCP_EB_SIADDR:
 145                 memcpy ( &dhcphdr->siaddr, data, sizeof ( dhcphdr->siaddr ) );
 146                 return 0;
 147         case DHCP_MESSAGE_TYPE:
 148         case DHCP_REQUESTED_ADDRESS:
 149         case DHCP_PARAMETER_REQUEST_LIST:
 150                 /* These options have to be within the main options
 151                  * block.  This doesn't seem to be required by the
 152                  * RFCs, but at least ISC dhcpd refuses to recognise
 153                  * them otherwise.
 154                  */
 155                 options = &dhcppkt->options[OPTS_MAIN];
 156                 break;
 157         default:
 158                 /* Continue processing as normal */
 159                 break;
 160         }
 161
 162         /* Set option in first available options block */
 163         for ( ; options < &dhcppkt->options[NUM_OPT_BLOCKS] ; options++ ) {
 164                 option = set_dhcp_option ( options, tag, data, len );
 165                 if ( option )
 166                         break;
 167         }
 168
 169         /* Update DHCP packet length */
 170         dhcppkt->len = ( offsetof ( typeof ( *dhcppkt->dhcphdr ), options )
 171                          + dhcppkt->options[OPTS_MAIN].len );
 172
 173         return ( option ? 0 : -ENOSPC );
 174 }
 175
 176 /**
 177  * Copy option into DHCP packet
 178  *
 179  * @v dhcppkt           DHCP packet
 180  * @v options           DHCP option block, or NULL
 181  * @v tag               DHCP option tag to search for
 182  * @v new_tag           DHCP option tag to use for copied option
 183  * @ret rc              Return status code
 184  *
 185  * Copies a single option, if present, from the DHCP options block
 186  * into a DHCP packet.  The tag for the option may be changed if
 187  * desired; this is required by other parts of the DHCP code.
 188  *
 189  * @c options may specify a single options block, or be left as NULL
 190  * in order to search for the option within all registered options
 191  * blocks.
 192  */
 193 static int copy_dhcp_packet_option ( struct dhcp_packet *dhcppkt,
 194                                      struct dhcp_option_block *options,
 195                                      unsigned int tag, unsigned int new_tag ) {
 196         struct dhcp_option *option;
 197         int rc;
 198
 199         option = find_dhcp_option ( options, tag );
 200         if ( option ) {
 201                 if ( ( rc = set_dhcp_packet_option ( dhcppkt, new_tag,
 202                                                      &option->data,
 203                                                      option->len ) ) != 0 )
 204                         return rc;
 205         }
 206         return 0;
 207 }
 208
 209 /**
 210  * Copy options into DHCP packet
 211  *
 212  * @v dhcppkt           DHCP packet
 213  * @v options           DHCP option block, or NULL
 214  * @v encapsulator      Encapsulating option, or zero
 215  * @ret rc              Return status code
 216  *
 217  * Copies options with the specified encapsulator from DHCP options
 218  * blocks into a DHCP packet.  Most options are copied verbatim.
 219  * Recognised encapsulated options fields are handled as such.
 220  *
 221  * @c options may specify a single options block, or be left as NULL
 222  * in order to copy options from all registered options blocks.
 223  */
 224 static int copy_dhcp_packet_encap_options ( struct dhcp_packet *dhcppkt,
 225                                             struct dhcp_option_block *options,
 226                                             unsigned int encapsulator ) {
 227         unsigned int subtag;
 228         unsigned int tag;
 229         int rc;
 230
 231         for ( subtag = DHCP_MIN_OPTION; subtag <= DHCP_MAX_OPTION; subtag++ ) {
 232                 tag = DHCP_ENCAP_OPT ( encapsulator, subtag );
 233                 switch ( tag ) {
 234                 case DHCP_EB_ENCAP:
 235                 case DHCP_VENDOR_ENCAP:
 236                         /* Process encapsulated options field */
 237                         if ( ( rc = copy_dhcp_packet_encap_options ( dhcppkt,
 238                                                                      options,
 239                                                                      tag)) !=0)
 240                                 return rc;
 241                         break;
 242                 default:
 243                         /* Copy option to reassembled packet */
 244                         if ( ( rc = copy_dhcp_packet_option ( dhcppkt, options,
 245                                                               tag, tag ) ) !=0)
 246                                 return rc;
 247                         break;
 248                 };
 249         }
 250
 251         return 0;
 252 }
 253
 254 /**
 255  * Copy options into DHCP packet
 256  *
 257  * @v dhcppkt           DHCP packet
 258  * @v options           DHCP option block, or NULL
 259  * @ret rc              Return status code
 260  *
 261  * Copies options from DHCP options blocks into a DHCP packet.  Most
 262  * options are copied verbatim.  Recognised encapsulated options
 263  * fields are handled as such.
 264  *
 265  * @c options may specify a single options block, or be left as NULL
 266  * in order to copy options from all registered options blocks.
 267  */
 268 int copy_dhcp_packet_options ( struct dhcp_packet *dhcppkt,
 269                                struct dhcp_option_block *options ) {
 270         return copy_dhcp_packet_encap_options ( dhcppkt, options, 0 );
 271 }
 272
 273 /**
 274  * Create a DHCP packet
 275  *
 276  * @v netdev            Network device
 277  * @v msgtype           DHCP message type
 278  * @v data              Buffer for DHCP packet
 279  * @v max_len           Size of DHCP packet buffer
 280  * @v dhcppkt           DHCP packet structure to fill in
 281  * @ret rc              Return status code
 282  *
 283  * Creates a DHCP packet in the specified buffer, and fills out a @c
 284  * dhcp_packet structure that can be passed to
 285  * set_dhcp_packet_option() or copy_dhcp_packet_options().
 286  */
 287 int create_dhcp_packet ( struct net_device *netdev, uint8_t msgtype,
 288                          void *data, size_t max_len,
 289                          struct dhcp_packet *dhcppkt ) {
 290         struct dhcphdr *dhcphdr = data;
 291         static const uint8_t overloading = ( DHCP_OPTION_OVERLOAD_FILE |
 292                                              DHCP_OPTION_OVERLOAD_SNAME );
 293         int rc;
 294
 295         /* Sanity check */
 296         if ( max_len < sizeof ( *dhcphdr ) )
 297                 return -ENOSPC;
 298
 299         /* Initialise DHCP packet content */
 300         memset ( dhcphdr, 0, max_len );
 301         dhcphdr->xid = dhcp_xid ( netdev );
 302         dhcphdr->magic = htonl ( DHCP_MAGIC_COOKIE );
 303         dhcphdr->htype = ntohs ( netdev->ll_protocol->ll_proto );
 304         dhcphdr->hlen = netdev->ll_protocol->ll_addr_len;
 305         memcpy ( dhcphdr->chaddr, netdev->ll_addr, dhcphdr->hlen );
 306         dhcphdr->op = dhcp_op[msgtype];
 307
 308         /* Initialise DHCP packet structure */
 309         dhcppkt->dhcphdr = dhcphdr;
 310         dhcppkt->max_len = max_len;
 311         init_dhcp_options ( &dhcppkt->options[OPTS_MAIN], dhcphdr->options,
 312                             ( max_len -
 313                               offsetof ( typeof ( *dhcphdr ), options ) ) );
 314         init_dhcp_options ( &dhcppkt->options[OPTS_FILE], dhcphdr->file,
 315                             sizeof ( dhcphdr->file ) );
 316         init_dhcp_options ( &dhcppkt->options[OPTS_SNAME], dhcphdr->sname,
 317                             sizeof ( dhcphdr->sname ) );
 318
 319         /* Set DHCP_OPTION_OVERLOAD option within the main options block */
 320         if ( set_dhcp_option ( &dhcppkt->options[OPTS_MAIN],
 321                                DHCP_OPTION_OVERLOAD, &overloading,
 322                                sizeof ( overloading ) ) == NULL )
 323                 return -ENOSPC;
 324
 325         /* Set DHCP_MESSAGE_TYPE option */
 326         if ( ( rc = set_dhcp_packet_option ( dhcppkt, DHCP_MESSAGE_TYPE,
 327                                              &msgtype,
 328                                              sizeof ( msgtype ) ) ) != 0 )
 329                 return rc;
 330
 331         return 0;
 332 }
 333
 334 /**
 335  * Calculate used length of a field containing DHCP options
 336  *
 337  * @v data              Field containing DHCP options
 338  * @v max_len           Field length
 339  * @ret len             Used length (excluding the @c DHCP_END tag)
 340  */
 341 static size_t dhcp_field_len ( const void *data, size_t max_len ) {
 342         struct dhcp_option_block options;
 343         struct dhcp_option *end;
 344
 345         options.data = ( ( void * ) data );
 346         options.len = max_len;
 347         end = find_dhcp_option ( &options, DHCP_END );
 348         return ( end ? ( ( ( void * ) end ) - data ) : 0 );
 349 }
 350
 351 /**
 352  * Merge field containing DHCP options or string into DHCP options block
 353  *
 354  * @v options           DHCP option block
 355  * @v data              Field containing DHCP options
 356  * @v max_len           Field length
 357  * @v tag               DHCP option tag, or 0
 358  *
 359  * If @c tag is non-zero, the field will be treated as a
 360  * NUL-terminated string representing the value of the specified DHCP
 361  * option.  If @c tag is zero, the field will be treated as a block of
 362  * DHCP options, and simply appended to the existing options in the
 363  * option block.
 364  *
 365  * The caller must ensure that there is enough space in the options
 366  * block to perform the merge.
 367  */
 368 static void merge_dhcp_field ( struct dhcp_option_block *options,
 369                                const void *data, size_t max_len,
 370                                unsigned int tag ) {
 371         size_t len;
 372         void *dest;
 373         struct dhcp_option *end;
 374
 375         if ( tag ) {
 376                 set_dhcp_option ( options, tag, data, strlen ( data ) );
 377         } else {
 378                 len = dhcp_field_len ( data, max_len );
 379                 dest = ( options->data + options->len - 1 );
 380                 memcpy ( dest, data, len );
 381                 options->len += len;
 382                 end = ( dest + len );
 383                 end->tag = DHCP_END;
 384         }
 385 }
 386
 387 /**
 388  * Parse DHCP packet and construct DHCP options block
 389  *
 390  * @v dhcp              DHCP session
 391  * @v dhcphdr           DHCP packet
 392  * @v len               Length of DHCP packet
 393  * @ret options         DHCP options block, or NULL
 394  *
 395  * Parses a received DHCP packet and canonicalises its contents into a
 396  * single DHCP options block.  The "file" and "sname" fields are
 397  * converted into the corresponding DHCP options (@c
 398  * DHCP_BOOTFILE_NAME and @c DHCP_TFTP_SERVER_NAME respectively).  If
 399  * these fields are used for option overloading, their options are
 400  * merged in to the options block.
 401  *
 402  * The values of the "yiaddr" and "siaddr" fields will be stored
 403  * within the options block as the magic options @c DHCP_EB_YIADDR and
 404  * @c DHCP_EB_SIADDR.
 405  *
 406  * Note that this call allocates new memory for the constructed DHCP
 407  * options block; it is the responsibility of the caller to eventually
 408  * free this memory.
 409  */
 410 static struct dhcp_option_block * dhcp_parse ( struct dhcp_session *dhcp,
 411                                                struct dhcphdr *dhcphdr,
 412                                                size_t len ) {
 413         struct dhcp_option_block *options;
 414         size_t options_len;
 415         unsigned int overloading;
 416
 417         /* Sanity check */
 418         if ( len < sizeof ( *dhcphdr ) )
 419                 return NULL;
 420
 421         /* Calculate size of resulting concatenated option block:
 422          *
 423          *   The "options" field : length of the field minus the DHCP_END tag.
 424          *
 425          *   The "file" field : maximum length of the field minus the
 426          *   NUL terminator, plus a 2-byte DHCP header or, if used for
 427          *   option overloading, the length of the field minus the
 428          *   DHCP_END tag.
 429          *
 430          *   The "sname" field : as for the "file" field.
 431          *
 432          *   15 bytes for an encapsulated options field to contain the
 433          *   value of the "yiaddr" and "siaddr" fields
 434          *
 435          *   1 byte for a final terminating DHCP_END tag.
 436          */
 437         options_len = ( ( len - offsetof ( typeof ( *dhcphdr ), options ) ) - 1
 438                         + ( sizeof ( dhcphdr->file ) + 1 )
 439                         + ( sizeof ( dhcphdr->sname ) + 1 )
 440                         + 15 /* yiaddr and siaddr */
 441                         + 1 /* DHCP_END tag */ );
 442
 443         /* Allocate empty options block of required size */
 444         options = alloc_dhcp_options ( options_len );
 445         if ( ! options ) {
 446                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not allocate %d-byte option "
 447                        "block\n", dhcp, options_len );
 448                 return NULL;
 449         }
 450
 451         /* Merge in "options" field, if this is a DHCP packet */
 452         if ( dhcphdr->magic == htonl ( DHCP_MAGIC_COOKIE ) ) {
 453                 merge_dhcp_field ( options, dhcphdr->options,
 454                                    ( len -
 455                                      offsetof ( typeof (*dhcphdr), options ) ),
 456                                    0 /* Always contains options */ );
 457         }
 458
 459         /* Identify overloaded fields */
 460         overloading = find_dhcp_num_option ( options, DHCP_OPTION_OVERLOAD );
 461
 462         /* Merge in "file" and "sname" fields */
 463         merge_dhcp_field ( options, dhcphdr->file, sizeof ( dhcphdr->file ),
 464                            ( ( overloading & DHCP_OPTION_OVERLOAD_FILE ) ?
 465                              0 : DHCP_BOOTFILE_NAME ) );
 466         merge_dhcp_field ( options, dhcphdr->sname, sizeof ( dhcphdr->sname ),
 467                            ( ( overloading & DHCP_OPTION_OVERLOAD_SNAME ) ?
 468                              0 : DHCP_TFTP_SERVER_NAME ) );
 469
 470         /* Set magic options for "yiaddr" and "siaddr", if present */
 471         if ( dhcphdr->yiaddr.s_addr ) {
 472                 set_dhcp_option ( options, DHCP_EB_YIADDR,
 473                                   &dhcphdr->yiaddr, sizeof (dhcphdr->yiaddr) );
 474         }
 475         if ( dhcphdr->siaddr.s_addr ) {
 476                 set_dhcp_option ( options, DHCP_EB_SIADDR,
 477                                   &dhcphdr->siaddr, sizeof (dhcphdr->siaddr) );
 478         }
 479
 480         assert ( options->len <= options->max_len );
 481
 482         return options;
 483 }
 484
 485 /****************************************************************************
 486  *
 487  * DHCP to UDP interface
 488  *
 489  */
 490
 491 static inline struct dhcp_session *
 492 udp_to_dhcp ( struct udp_connection *conn ) {
 493         return container_of ( conn, struct dhcp_session, udp );
 494 }
 495
 496 /**
 497  * Mark DHCP session as complete
 498  *
 499  * @v dhcp              DHCP session
 500  * @v rc                Return status code
 501  */
 502 static void dhcp_done ( struct dhcp_session *dhcp, int rc ) {
 503
 504         /* Free up options if we failed */
 505         if ( rc != 0 ) {
 506                 if ( dhcp->options ) {
 507                         free_dhcp_options ( dhcp->options );
 508                         dhcp->options = NULL;
 509                 }
 510         }
 511
 512         /* Stop retry timer */
 513         stop_timer ( &dhcp->timer );
 514
 515         /* Close UDP connection */
 516         udp_close ( &dhcp->udp );
 517
 518         /* Release reference on net device */
 519         ref_del ( &dhcp->netdev_ref );
 520
 521         /* Mark async operation as complete */
 522         async_done ( &dhcp->async, rc );
 523 }
 524
 525 /** Address for transmitting DHCP requests */
 526 static union {
 527         struct sockaddr_tcpip st;
 528         struct sockaddr_in sin;
 529 } sa_dhcp_server = {
 530         .sin = {
 531                 .sin_family = AF_INET,
 532                 .sin_addr.s_addr = INADDR_BROADCAST,
 533                 .sin_port = htons ( BOOTPS_PORT ),
 534         },
 535 };
 536
 537 /**
 538  * Transmit DHCP request
 539  *
 540  * @v conn              UDP connection
 541  * @v buf               Temporary data buffer
 542  * @v len               Length of temporary data buffer
 543  * @ret rc              Return status code
 544  */
 545 static int dhcp_senddata ( struct udp_connection *conn,
 546                            void *buf, size_t len ) {
 547         struct dhcp_session *dhcp = udp_to_dhcp ( conn );
 548         struct dhcp_packet dhcppkt;
 549         int rc;
 550
 551         DBGC ( dhcp, "DHCP %p transmitting %s\n",
 552                dhcp, dhcp_msgtype_name ( dhcp->state ) );
 553
 554         assert ( ( dhcp->state == DHCPDISCOVER ) ||
 555                  ( dhcp->state == DHCPREQUEST ) );
 556
 557         /* Create DHCP packet in temporary buffer */
 558         if ( ( rc = create_dhcp_packet ( dhcp->netdev, dhcp->state, buf, len,
 559                                          &dhcppkt ) ) != 0 ) {
 560                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not create DHCP packet: %s\n",
 561                        dhcp, strerror ( rc ) );
 562                 return rc;
 563         }
 564
 565         /* Copy in options common to all requests */
 566         if ( ( rc = copy_dhcp_packet_options ( &dhcppkt,
 567                                                &dhcp_request_options ) ) != 0){
 568                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not set common DHCP options: %s\n",
 569                        dhcp, strerror ( rc ) );
 570                 return rc;
 571         }
 572
 573         /* Copy any required options from previous server repsonse */
 574         if ( dhcp->options ) {
 575                 if ( ( rc = copy_dhcp_packet_option ( &dhcppkt, dhcp->options,
 576                                             DHCP_SERVER_IDENTIFIER,
 577                                             DHCP_SERVER_IDENTIFIER ) ) != 0 ) {
 578                         DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not set server identifier "
 579                                "option: %s\n", dhcp, strerror ( rc ) );
 580                         return rc;
 581                 }
 582                 if ( ( rc = copy_dhcp_packet_option ( &dhcppkt, dhcp->options,
 583                                             DHCP_EB_YIADDR,
 584                                             DHCP_REQUESTED_ADDRESS ) ) != 0 ) {
 585                         DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not set requested address "
 586                                "option: %s\n", dhcp, strerror ( rc ) );
 587                         return rc;
 588                 }
 589         }
 590
 591         /* Transmit the packet */
 592         if ( ( rc = udp_sendto_via ( conn, &sa_dhcp_server.st, dhcp->netdev,
 593                                      dhcppkt.dhcphdr, dhcppkt.len ) ) != 0 ) {
 594                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not transmit UDP packet: %s\n",
 595                        dhcp, strerror ( rc ) );
 596                 return rc;
 597         }
 598
 599         return 0;
 600 }
 601
 602 /**
 603  * Transmit DHCP request
 604  *
 605  * @v dhcp              DHCP session
 606  */
 607 static void dhcp_send_request ( struct dhcp_session *dhcp ) {
 608         start_timer ( &dhcp->timer );
 609         udp_senddata ( &dhcp->udp );
 610 }
 611
 612 /**
 613  * Handle DHCP retry timer expiry
 614  *
 615  * @v timer             DHCP retry timer
 616  * @v fail              Failure indicator
 617  */
 618 static void dhcp_timer_expired ( struct retry_timer *timer, int fail ) {
 619         struct dhcp_session *dhcp =
 620                 container_of ( timer, struct dhcp_session, timer );
 621
 622         if ( fail ) {
 623                 dhcp_done ( dhcp, -ETIMEDOUT );
 624         } else {
 625                 dhcp_send_request ( dhcp );
 626         }
 627 }
 628
 629 /**
 630  * Receive new data
 631  *
 632  * @v udp               UDP connection
 633  * @v data              Received data
 634  * @v len               Length of received data
 635  * @v st_src            Partially-filled source address
 636  * @v st_dest           Partially-filled destination address
 637  */
 638 static int dhcp_newdata ( struct udp_connection *conn, void *data, size_t len,
 639                           struct sockaddr_tcpip *st_src __unused,
 640                           struct sockaddr_tcpip *st_dest __unused ) {
 641         struct dhcp_session *dhcp = udp_to_dhcp ( conn );
 642         struct dhcphdr *dhcphdr = data;
 643         struct dhcp_option_block *options;
 644         unsigned int msgtype;
 645
 646         /* Check for matching transaction ID */
 647         if ( dhcphdr->xid != dhcp_xid ( dhcp->netdev ) ) {
 648                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p wrong transaction ID (wanted %08lx, "
 649                         "got %08lx)\n", dhcp, ntohl ( dhcphdr->xid ),
 650                         ntohl ( dhcp_xid ( dhcp->netdev ) ) );
 651                 return 0;
 652         };
 653
 654         /* Parse packet and create options structure */
 655         options = dhcp_parse ( dhcp, dhcphdr, len );
 656         if ( ! options ) {
 657                 DBGC ( dhcp, "DHCP %p could not parse DHCP packet\n", dhcp );
 658                 return -EINVAL;
 659         }
 660
 661         /* Determine message type */
 662         msgtype = find_dhcp_num_option ( options, DHCP_MESSAGE_TYPE );
 663         DBGC ( dhcp, "DHCP %p received %s\n",
 664                dhcp, dhcp_msgtype_name ( msgtype ) );
 665
 666         /* Handle DHCP reply */
 667         switch ( dhcp->state ) {
 668         case DHCPDISCOVER:
 669                 if ( msgtype != DHCPOFFER )
 670                         goto out_discard;
 671                 dhcp->state = DHCPREQUEST;
 672                 break;
 673         case DHCPREQUEST:
 674                 if ( msgtype != DHCPACK )
 675                         goto out_discard;
 676                 dhcp->state = DHCPACK;
 677                 break;
 678         default:
 679                 assert ( 0 );
 680                 goto out_discard;
 681         }
 682
 683         /* Stop timer and update stored options */
 684         stop_timer ( &dhcp->timer );
 685         if ( dhcp->options )
 686                 free_dhcp_options ( dhcp->options );
 687         dhcp->options = options;
 688
 689         /* Transmit next packet, or terminate session */
 690         if ( dhcp->state < DHCPACK ) {
 691                 dhcp_send_request ( dhcp );
 692         } else {
 693                 dhcp_done ( dhcp, 0 );
 694         }
 695         return 0;
 696
 697  out_discard:
 698         free_dhcp_options ( options );
 699         return 0;
 700 }
 701
 702 /** DHCP UDP operations */
 703 static struct udp_operations dhcp_udp_operations = {
 704         .senddata       = dhcp_senddata,
 705         .newdata        = dhcp_newdata,
 706 };
 707
 708 /**
 709  * Forget reference to net_device
 710  *
 711  * @v ref               Persistent reference
 712  */
 713 static void dhcp_forget_netdev ( struct reference *ref ) {
 714         struct dhcp_session *dhcp
 715                 = container_of ( ref, struct dhcp_session, netdev_ref );
 716
 717         /* Kill DHCP session immediately */
 718         dhcp_done ( dhcp, -ENETUNREACH );
 719 }
 720
 721 /**
 722  * Initiate DHCP on a network interface
 723  *
 724  * @v dhcp              DHCP session
 725  * @v parent            Parent asynchronous operation
 726  * @ret rc              Return status code
 727  *
 728  * If the DHCP operation completes successfully, the
 729  * dhcp_session::options field will be filled in with the resulting
 730  * options block.  The caller takes responsibility for eventually
 731  * calling free_dhcp_options().
 732  */
 733 int start_dhcp ( struct dhcp_session *dhcp, struct async *parent ) {
 734         int rc;
 735
 736         /* Initialise DHCP session */
 737         dhcp->udp.udp_op = &dhcp_udp_operations;
 738         dhcp->timer.expired = dhcp_timer_expired;
 739         dhcp->state = DHCPDISCOVER;
 740
 741         /* Bind to local port */
 742         if ( ( rc = udp_open ( &dhcp->udp, htons ( BOOTPC_PORT ) ) ) != 0 )
 743                 return rc;
 744
 745         /* Add persistent reference to net device */
 746         dhcp->netdev_ref.forget = dhcp_forget_netdev;
 747         ref_add ( &dhcp->netdev_ref, &dhcp->netdev->references );
 748
 749         /* Proof of concept: just send a single DHCPDISCOVER */
 750         dhcp_send_request ( dhcp );
 751
 752         async_init ( &dhcp->async, &default_async_operations, parent );
 753         return 0;
 754 }