ipv6/esp6_offload.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * IPV6 GSO/GRO offload support
   4  * Linux INET implementation
   5  *
   6  * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
   7  * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
   8  *
   9  * ESP GRO support
  10  */
  11
  12 #include <linux/skbuff.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <net/protocol.h>
  15 #include <crypto/aead.h>
  16 #include <crypto/authenc.h>
  17 #include <linux/err.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <net/gro.h>
  20 #include <net/gso.h>
  21 #include <net/ip.h>
  22 #include <net/xfrm.h>
  23 #include <net/esp.h>
  24 #include <linux/scatterlist.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/spinlock.h>
  28 #include <net/ip6_route.h>
  29 #include <net/ipv6.h>
  30 #include <linux/icmpv6.h>
  31
  32 static __u16 esp6_nexthdr_esp_offset(struct ipv6hdr *ipv6_hdr, int nhlen)
  33 {
  34         int off = sizeof(struct ipv6hdr);
  35         struct ipv6_opt_hdr *exthdr;
  36
  37         /* ESP or ESPINUDP */
  38         if (likely(ipv6_hdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP ||
  39                    ipv6_hdr->nexthdr == NEXTHDR_UDP))
  40                 return offsetof(struct ipv6hdr, nexthdr);
  41
  42         while (off < nhlen) {
  43                 exthdr = (void *)ipv6_hdr + off;
  44                 if (exthdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP)
  45                         return off;
  46
  47                 off += ipv6_optlen(exthdr);
  48         }
  49
  50         return 0;
  51 }
  52
  53 static struct sk_buff *esp6_gro_receive(struct list_head *head,
  54                                         struct sk_buff *skb)
  55 {
  56         int offset = skb_gro_offset(skb);
  57         struct xfrm_offload *xo;
  58         struct xfrm_state *x;
  59         int encap_type = 0;
  60         __be32 seq;
  61         __be32 spi;
  62         int nhoff;
  63
  64         if (NAPI_GRO_CB(skb)->proto == IPPROTO_UDP)
  65                 encap_type = UDP_ENCAP_ESPINUDP;
  66
  67         if (!pskb_pull(skb, offset))
  68                 return NULL;
  69
  70         if (xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq) != 0)
  71                 goto out;
  72
  73         xo = xfrm_offload(skb);
  74         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  75                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  76
  77                 if (!sp)
  78                         goto out;
  79
  80                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  81                         goto out_reset;
  82
  83                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  84                                       (xfrm_address_t *)&ipv6_hdr(skb)->daddr,
  85                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
  86                 if (!x)
  87                         goto out_reset;
  88
  89                 skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);
  90
  91                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  92                 sp->olen++;
  93
  94                 xo = xfrm_offload(skb);
  95                 if (!xo)
  96                         goto out_reset;
  97         }
  98
  99         xo->flags |= XFRM_GRO;
 100
 101         nhoff = esp6_nexthdr_esp_offset(ipv6_hdr(skb), offset);
 102         if (!nhoff)
 103                 goto out;
 104
 105         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
 106         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip6 = NULL;
 107         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET6;
 108         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct ipv6hdr, daddr);
 109         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
 110
 111         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
 112          * the error handling and frees the resources on error. */
 113         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, encap_type);
 114
 115         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
 116 out_reset:
 117         secpath_reset(skb);
 118 out:
 119         skb_push(skb, offset);
 120         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
 121         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
 122
 123         return NULL;
 124 }
 125
 126 static void esp6_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 127 {
 128         struct ip_esp_hdr *esph;
 129         struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 130         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 131         u8 proto = iph->nexthdr;
 132
 133         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 134
 135         if (x->outer_mode.encap == XFRM_MODE_TRANSPORT) {
 136                 __be16 frag;
 137
 138                 ipv6_skip_exthdr(skb, sizeof(struct ipv6hdr), &proto, &frag);
 139         }
 140
 141         esph = ip_esp_hdr(skb);
 142         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 143
 144         esph->spi = x->id.spi;
 145         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 146
 147         xo->proto = proto;
 148 }
 149
 150 static struct sk_buff *xfrm6_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 151                                                 struct sk_buff *skb,
 152                                                 netdev_features_t features)
 153 {
 154         __be16 type = x->inner_mode.family == AF_INET ? htons(ETH_P_IP)
 155                                                       : htons(ETH_P_IPV6);
 156
 157         return skb_eth_gso_segment(skb, features, type);
 158 }
 159
 160 static struct sk_buff *xfrm6_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 161                                                    struct sk_buff *skb,
 162                                                    netdev_features_t features)
 163 {
 164         const struct net_offload *ops;
 165         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 166         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 167
 168         skb->transport_header += x->props.header_len;
 169         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[xo->proto]);
 170         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 171                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 172
 173         return segs;
 174 }
 175
 176 static struct sk_buff *xfrm6_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 177                                               struct sk_buff *skb,
 178                                               netdev_features_t features)
 179 {
 180         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 181         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 182         const struct net_offload *ops;
 183         u8 proto = xo->proto;
 184
 185         skb->transport_header += x->props.header_len;
 186
 187         if (x->sel.family != AF_INET6) {
 188                 skb->transport_header -=
 189                         (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
 190
 191                 if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
 192                         struct ip_beet_phdr *ph =
 193                                 (struct ip_beet_phdr *)skb->data;
 194
 195                         skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
 196                         proto = ph->nexthdr;
 197                 } else {
 198                         skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 199                 }
 200
 201                 if (proto == IPPROTO_TCP)
 202                         skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV6;
 203         } else {
 204                 __be16 frag;
 205
 206                 skb->transport_header +=
 207                         ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
 208         }
 209
 210         if (proto == IPPROTO_IPIP)
 211                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP6;
 212
 213         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 214         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[proto]);
 215         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 216                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 217
 218         return segs;
 219 }
 220
 221 static struct sk_buff *xfrm6_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 222                                                     struct sk_buff *skb,
 223                                                     netdev_features_t features)
 224 {
 225         switch (x->outer_mode.encap) {
 226         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 227                 return xfrm6_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 228         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 229                 return xfrm6_transport_gso_segment(x, skb, features);
 230         case XFRM_MODE_BEET:
 231                 return xfrm6_beet_gso_segment(x, skb, features);
 232         }
 233
 234         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 235 }
 236
 237 static struct sk_buff *esp6_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 238                                         netdev_features_t features)
 239 {
 240         struct xfrm_state *x;
 241         struct ip_esp_hdr *esph;
 242         struct crypto_aead *aead;
 243         netdev_features_t esp_features = features;
 244         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 245         struct sec_path *sp;
 246
 247         if (!xo)
 248                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 249
 250         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 251                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 252
 253         sp = skb_sec_path(skb);
 254         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 255         aead = x->data;
 256         esph = ip_esp_hdr(skb);
 257
 258         if (esph->spi != x->id.spi)
 259                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 260
 261         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 262                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 263
 264         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 265
 266         skb->encap_hdr_csum = 1;
 267
 268         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev)
 269                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 270                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 271         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 272                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 273                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 274
 275         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 276
 277         return xfrm6_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 278 }
 279
 280 static int esp6_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 281 {
 282         struct crypto_aead *aead = x->data;
 283         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 284
 285         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 286                 return -EINVAL;
 287
 288         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 289                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 290
 291         return esp6_input_done2(skb, 0);
 292 }
 293
 294 static int esp6_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 295 {
 296         int len;
 297         int err;
 298         int alen;
 299         int blksize;
 300         struct xfrm_offload *xo;
 301         struct crypto_aead *aead;
 302         struct esp_info esp;
 303         bool hw_offload = true;
 304         __u32 seq;
 305
 306         esp.inplace = true;
 307
 308         xo = xfrm_offload(skb);
 309
 310         if (!xo)
 311                 return -EINVAL;
 312
 313         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev) {
 314                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 315                 hw_offload = false;
 316         }
 317
 318         esp.proto = xo->proto;
 319
 320         /* skb is pure payload to encrypt */
 321
 322         aead = x->data;
 323         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 324
 325         esp.tfclen = 0;
 326         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 327
 328         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 329         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 330         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 331         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 332
 333         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 334                 esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 335                 if (esp.nfrags < 0)
 336                         return esp.nfrags;
 337         }
 338
 339         seq = xo->seq.low;
 340
 341         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 342         esp.esph->spi = x->id.spi;
 343
 344         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 345
 346         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 347                 esp.esph->seq_no = htonl(seq);
 348
 349                 if (!skb_is_gso(skb))
 350                         xo->seq.low++;
 351                 else
 352                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 353         }
 354
 355         if (xo->seq.low < seq)
 356                 xo->seq.hi++;
 357
 358         esp.seqno = cpu_to_be64(xo->seq.low + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 359
 360         len = skb->len - sizeof(struct ipv6hdr);
 361         if (len > IPV6_MAXPLEN)
 362                 len = 0;
 363
 364         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(len);
 365
 366         if (hw_offload) {
 367                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 368                         return -ENOMEM;
 369
 370                 xo = xfrm_offload(skb);
 371                 if (!xo)
 372                         return -EINVAL;
 373
 374                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 375                 return 0;
 376         }
 377
 378         err = esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 379         if (err)
 380                 return err;
 381
 382         secpath_reset(skb);
 383
 384         if (skb_needs_linearize(skb, skb->dev->features) &&
 385             __skb_linearize(skb))
 386                 return -ENOMEM;
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 static const struct net_offload esp6_offload = {
 391         .callbacks = {
 392                 .gro_receive = esp6_gro_receive,
 393                 .gso_segment = esp6_gso_segment,
 394         },
 395 };
 396
 397 static const struct xfrm_type_offload esp6_type_offload = {
 398         .owner          = THIS_MODULE,
 399         .proto          = IPPROTO_ESP,
 400         .input_tail     = esp6_input_tail,
 401         .xmit           = esp6_xmit,
 402         .encap          = esp6_gso_encap,
 403 };
 404
 405 static int __init esp6_offload_init(void)
 406 {
 407         if (xfrm_register_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6) < 0) {
 408                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 409                 return -EAGAIN;
 410         }
 411
 412         return inet6_add_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 413 }
 414
 415 static void __exit esp6_offload_exit(void)
 416 {
 417         xfrm_unregister_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6);
 418         inet6_del_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 419 }
 420
 421 module_init(esp6_offload_init);
 422 module_exit(esp6_offload_exit);
 423 MODULE_LICENSE("GPL");
 424 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 425 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);
 426 MODULE_DESCRIPTION("IPV6 GSO/GRO offload support");