net/ipv4/esp4.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 #define pr_fmt(fmt) "IPsec: " fmt
   3
   4 #include <crypto/aead.h>
   5 #include <crypto/authenc.h>
   6 #include <linux/err.h>
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <net/ip.h>
   9 #include <net/xfrm.h>
  10 #include <net/esp.h>
  11 #include <linux/scatterlist.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/pfkeyv2.h>
  14 #include <linux/rtnetlink.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/spinlock.h>
  17 #include <linux/in6.h>
  18 #include <net/icmp.h>
  19 #include <net/protocol.h>
  20 #include <net/udp.h>
  21 #include <net/tcp.h>
  22 #include <net/espintcp.h>
  23
  24 #include <linux/highmem.h>
  25
  26 struct esp_skb_cb {
  27         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  28         void *tmp;
  29 };
  30
  31 struct esp_output_extra {
  32         __be32 seqhi;
  33         u32 esphoff;
  34 };
  35
  36 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  37
  38 /*
  39  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
  40  *
  41  * For alignment considerations the IV is placed at the front, followed
  42  * by the request and finally the SG list.
  43  *
  44  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
  45  */
  46 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int extralen)
  47 {
  48         unsigned int len;
  49
  50         len = extralen;
  51
  52         len += crypto_aead_ivsize(aead);
  53
  54         if (len) {
  55                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
  56                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
  57                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  58         }
  59
  60         len += sizeof(struct aead_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
  61         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  62
  63         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  64
  65         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  66 }
  67
  68 static inline void *esp_tmp_extra(void *tmp)
  69 {
  70         return PTR_ALIGN(tmp, __alignof__(struct esp_output_extra));
  71 }
  72
  73 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int extralen)
  74 {
  75         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
  76                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + extralen,
  77                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + extralen;
  78 }
  79
  80 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
  81 {
  82         struct aead_request *req;
  83
  84         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
  85                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
  86         aead_request_set_tfm(req, aead);
  87         return req;
  88 }
  89
  90 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
  91                                              struct aead_request *req)
  92 {
  93         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
  94                              crypto_aead_reqsize(aead),
  95                              __alignof__(struct scatterlist));
  96 }
  97
  98 static void esp_ssg_unref(struct xfrm_state *x, void *tmp)
  99 {
 100         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 101         struct crypto_aead *aead = x->data;
 102         int extralen = 0;
 103         u8 *iv;
 104         struct aead_request *req;
 105         struct scatterlist *sg;
 106
 107         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 108                 extralen += sizeof(*extra);
 109
 110         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 111         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 112         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 113
 114         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 115          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 116          */
 117         if (req->src != req->dst)
 118                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 119                         put_page(sg_page(sg));
 120 }
 121
 122 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 123 struct esp_tcp_sk {
 124         struct sock *sk;
 125         struct rcu_head rcu;
 126 };
 127
 128 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 129 {
 130         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 131
 132         sock_put(esk->sk);
 133         kfree(esk);
 134 }
 135
 136 static struct sock *esp_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 137 {
 138         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 139         struct esp_tcp_sk *esk;
 140         __be16 sport, dport;
 141         struct sock *nsk;
 142         struct sock *sk;
 143
 144         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 145         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 146                 return sk;
 147
 148         spin_lock_bh(&x->lock);
 149         sport = encap->encap_sport;
 150         dport = encap->encap_dport;
 151         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 152                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 153         if (sk && sk == nsk) {
 154                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 155                 if (!esk) {
 156                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 157                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 158                 }
 159                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 160                 esk->sk = sk;
 161                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 162         }
 163         spin_unlock_bh(&x->lock);
 164
 165         sk = inet_lookup_established(xs_net(x), &tcp_hashinfo, x->id.daddr.a4,
 166                                      dport, x->props.saddr.a4, sport, 0);
 167         if (!sk)
 168                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 169
 170         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 171                 sock_put(sk);
 172                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 173         }
 174
 175         spin_lock_bh(&x->lock);
 176         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 177                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 178         if (encap->encap_sport != sport ||
 179             encap->encap_dport != dport) {
 180                 sock_put(sk);
 181                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 182         } else if (sk == nsk) {
 183                 sock_put(sk);
 184         } else {
 185                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 186         }
 187         spin_unlock_bh(&x->lock);
 188
 189         return sk;
 190 }
 191
 192 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 193 {
 194         struct sock *sk;
 195         int err;
 196
 197         rcu_read_lock();
 198
 199         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 200         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 201         if (err)
 202                 goto out;
 203
 204         bh_lock_sock(sk);
 205         if (sock_owned_by_user(sk))
 206                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 207         else
 208                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 209         bh_unlock_sock(sk);
 210
 211 out:
 212         rcu_read_unlock();
 213         return err;
 214 }
 215
 216 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 217                                    struct sk_buff *skb)
 218 {
 219         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 220         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 221
 222         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 223 }
 224
 225 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 226 {
 227         int err;
 228
 229         local_bh_disable();
 230         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 231         local_bh_enable();
 232
 233         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 234          * actually means that the skb has been consumed and
 235          * isn't coming back.
 236          */
 237         return err ?: -EINPROGRESS;
 238 }
 239 #else
 240 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 241 {
 242         kfree_skb(skb);
 243
 244         return -EOPNOTSUPP;
 245 }
 246 #endif
 247
 248 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 249 {
 250         struct sk_buff *skb = base->data;
 251         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 252         void *tmp;
 253         struct xfrm_state *x;
 254
 255         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 256                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 257
 258                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 259         } else {
 260                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 261         }
 262
 263         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 264         esp_ssg_unref(x, tmp);
 265         kfree(tmp);
 266
 267         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 268                 if (err) {
 269                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 270                         kfree_skb(skb);
 271                         return;
 272                 }
 273
 274                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 275                 secpath_reset(skb);
 276                 xfrm_dev_resume(skb);
 277         } else {
 278                 if (!err &&
 279                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 280                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 281                 else
 282                         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 283         }
 284 }
 285
 286 /* Move ESP header back into place. */
 287 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 288 {
 289         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 290         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 291         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 292
 293         esph->seq_no = esph->spi;
 294         esph->spi = *seqhi;
 295 }
 296
 297 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 298 {
 299         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 300         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 301
 302         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 303                                 sizeof(__be32));
 304 }
 305
 306 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 307                                                struct xfrm_state *x,
 308                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 309                                                struct esp_output_extra *extra)
 310 {
 311         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 312          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 313          * encryption.
 314          */
 315         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 316                 __u32 seqhi;
 317                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 318
 319                 if (xo)
 320                         seqhi = xo->seq.hi;
 321                 else
 322                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 323
 324                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 325                                  skb_transport_header(skb);
 326                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 327                 extra->seqhi = esph->spi;
 328                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 329         }
 330
 331         esph->spi = x->id.spi;
 332
 333         return esph;
 334 }
 335
 336 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 337 {
 338         struct sk_buff *skb = base->data;
 339
 340         esp_output_restore_header(skb);
 341         esp_output_done(base, err);
 342 }
 343
 344 static struct ip_esp_hdr *esp_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 345                                                int encap_type,
 346                                                struct esp_info *esp,
 347                                                __be16 sport,
 348                                                __be16 dport)
 349 {
 350         struct udphdr *uh;
 351         __be32 *udpdata32;
 352         unsigned int len;
 353
 354         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 355         if (len + sizeof(struct iphdr) > IP_MAX_MTU)
 356                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 357
 358         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 359         uh->source = sport;
 360         uh->dest = dport;
 361         uh->len = htons(len);
 362         uh->check = 0;
 363
 364         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 365
 366         if (encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE) {
 367                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 368                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 369                 return (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 370         }
 371
 372         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 373 }
 374
 375 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 376 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 377                                                     struct sk_buff *skb,
 378                                                     struct esp_info *esp)
 379 {
 380         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 381         struct ip_esp_hdr *esph;
 382         unsigned int len;
 383         struct sock *sk;
 384
 385         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 386         if (len > IP_MAX_MTU)
 387                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 388
 389         rcu_read_lock();
 390         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 391         rcu_read_unlock();
 392
 393         if (IS_ERR(sk))
 394                 return ERR_CAST(sk);
 395
 396         *lenp = htons(len);
 397         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 398
 399         return esph;
 400 }
 401 #else
 402 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 403                                                     struct sk_buff *skb,
 404                                                     struct esp_info *esp)
 405 {
 406         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 407 }
 408 #endif
 409
 410 static int esp_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 411                             struct esp_info *esp)
 412 {
 413         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 414         struct ip_esp_hdr *esph;
 415         __be16 sport, dport;
 416         int encap_type;
 417
 418         spin_lock_bh(&x->lock);
 419         sport = encap->encap_sport;
 420         dport = encap->encap_dport;
 421         encap_type = encap->encap_type;
 422         spin_unlock_bh(&x->lock);
 423
 424         switch (encap_type) {
 425         default:
 426         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 427         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 428                 esph = esp_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 429                 break;
 430         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 431                 esph = esp_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 432                 break;
 433         }
 434
 435         if (IS_ERR(esph))
 436                 return PTR_ERR(esph);
 437
 438         esp->esph = esph;
 439
 440         return 0;
 441 }
 442
 443 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 444 {
 445         u8 *tail;
 446         int nfrags;
 447         int esph_offset;
 448         struct page *page;
 449         struct sk_buff *trailer;
 450         int tailen = esp->tailen;
 451
 452         /* this is non-NULL only with TCP/UDP Encapsulation */
 453         if (x->encap) {
 454                 int err = esp_output_encap(x, skb, esp);
 455
 456                 if (err < 0)
 457                         return err;
 458         }
 459
 460         if (ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE ||
 461             ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE)
 462                 goto cow;
 463
 464         if (!skb_cloned(skb)) {
 465                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 466                         nfrags = 1;
 467                         trailer = skb;
 468                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 469
 470                         goto skip_cow;
 471                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 472                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 473                         int allocsize;
 474                         struct sock *sk = skb->sk;
 475                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 476
 477                         esp->inplace = false;
 478
 479                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 480
 481                         spin_lock_bh(&x->lock);
 482
 483                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 484                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 485                                 goto cow;
 486                         }
 487
 488                         page = pfrag->page;
 489                         get_page(page);
 490
 491                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 492
 493                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 494
 495                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 496
 497                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 498                                              tailen);
 499                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 500
 501                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 502
 503                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 504
 505                         nfrags++;
 506
 507                         skb->len += tailen;
 508                         skb->data_len += tailen;
 509                         skb->truesize += tailen;
 510                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 511                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 512
 513                         goto out;
 514                 }
 515         }
 516
 517 cow:
 518         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 519
 520         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 521         if (nfrags < 0)
 522                 goto out;
 523         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 524         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 525
 526 skip_cow:
 527         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 528         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 529
 530 out:
 531         return nfrags;
 532 }
 533 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 534
 535 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 536 {
 537         u8 *iv;
 538         int alen;
 539         void *tmp;
 540         int ivlen;
 541         int assoclen;
 542         int extralen;
 543         struct page *page;
 544         struct ip_esp_hdr *esph;
 545         struct crypto_aead *aead;
 546         struct aead_request *req;
 547         struct scatterlist *sg, *dsg;
 548         struct esp_output_extra *extra;
 549         int err = -ENOMEM;
 550
 551         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 552         extralen = 0;
 553
 554         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 555                 extralen += sizeof(*extra);
 556                 assoclen += sizeof(__be32);
 557         }
 558
 559         aead = x->data;
 560         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 561         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 562
 563         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 564         if (!tmp)
 565                 goto error;
 566
 567         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 568         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 569         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 570         sg = esp_req_sg(aead, req);
 571
 572         if (esp->inplace)
 573                 dsg = sg;
 574         else
 575                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 576
 577         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 578         esp->esph = esph;
 579
 580         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 581         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 582                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 583                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 584         if (unlikely(err < 0))
 585                 goto error_free;
 586
 587         if (!esp->inplace) {
 588                 int allocsize;
 589                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 590
 591                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 592
 593                 spin_lock_bh(&x->lock);
 594                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 595                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 596                         goto error_free;
 597                 }
 598
 599                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 600
 601                 page = pfrag->page;
 602                 get_page(page);
 603                 /* replace page frags in skb with new page */
 604                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 605                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 606                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 607
 608                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 609                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 610                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 611                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 612                 if (unlikely(err < 0))
 613                         goto error_free;
 614         }
 615
 616         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 617                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 618         else
 619                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 620
 621         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 622         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 623
 624         memset(iv, 0, ivlen);
 625         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 626                min(ivlen, 8));
 627
 628         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 629         err = crypto_aead_encrypt(req);
 630
 631         switch (err) {
 632         case -EINPROGRESS:
 633                 goto error;
 634
 635         case -ENOSPC:
 636                 err = NET_XMIT_DROP;
 637                 break;
 638
 639         case 0:
 640                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 641                         esp_output_restore_header(skb);
 642         }
 643
 644         if (sg != dsg)
 645                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 646
 647         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 648                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 649
 650 error_free:
 651         kfree(tmp);
 652 error:
 653         return err;
 654 }
 655 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 656
 657 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 658 {
 659         int alen;
 660         int blksize;
 661         struct ip_esp_hdr *esph;
 662         struct crypto_aead *aead;
 663         struct esp_info esp;
 664
 665         esp.inplace = true;
 666
 667         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 668         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 669
 670         /* skb is pure payload to encrypt */
 671
 672         aead = x->data;
 673         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 674
 675         esp.tfclen = 0;
 676         if (x->tfcpad) {
 677                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 678                 u32 padto;
 679
 680                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 681                 if (skb->len < padto)
 682                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 683         }
 684         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 685         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 686         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 687         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 688
 689         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 690
 691         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 692         if (esp.nfrags < 0)
 693                 return esp.nfrags;
 694
 695         esph = esp.esph;
 696         esph->spi = x->id.spi;
 697
 698         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 699         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 700                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 701
 702         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 703
 704         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 705 }
 706
 707 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 708 {
 709         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 710         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 711         struct crypto_aead *aead = x->data;
 712         int alen, hlen, elen;
 713         int padlen, trimlen;
 714         __wsum csumdiff;
 715         u8 nexthdr[2];
 716         int ret;
 717
 718         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 719         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 720         elen = skb->len - hlen;
 721
 722         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 723                 ret = xo->proto;
 724                 goto out;
 725         }
 726
 727         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 728                 BUG();
 729
 730         ret = -EINVAL;
 731         padlen = nexthdr[0];
 732         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 733                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 734                                     padlen + 2, elen - alen);
 735                 goto out;
 736         }
 737
 738         trimlen = alen + padlen + 2;
 739         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 740                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 741                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 742                                            skb->len - trimlen);
 743         }
 744         ret = pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 745         if (unlikely(ret))
 746                 return ret;
 747
 748         ret = nexthdr[1];
 749
 750 out:
 751         return ret;
 752 }
 753
 754 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 755 {
 756         const struct iphdr *iph;
 757         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 758         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 759         struct crypto_aead *aead = x->data;
 760         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 761         int ihl;
 762
 763         if (!xo || (xo && !(xo->flags & CRYPTO_DONE)))
 764                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 765
 766         if (unlikely(err))
 767                 goto out;
 768
 769         err = esp_remove_trailer(skb);
 770         if (unlikely(err < 0))
 771                 goto out;
 772
 773         iph = ip_hdr(skb);
 774         ihl = iph->ihl * 4;
 775
 776         if (x->encap) {
 777                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 778                 struct tcphdr *th = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 779                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 780                 __be16 source;
 781
 782                 switch (x->encap->encap_type) {
 783                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 784                         source = th->source;
 785                         break;
 786                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 787                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 788                         source = uh->source;
 789                         break;
 790                 default:
 791                         WARN_ON_ONCE(1);
 792                         err = -EINVAL;
 793                         goto out;
 794                 }
 795
 796                 /*
 797                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 798                  *    advertize the change to the keying daemon.
 799                  *    This is an inbound SA, so just compare
 800                  *    SRC ports.
 801                  */
 802                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 803                     source != encap->encap_sport) {
 804                         xfrm_address_t ipaddr;
 805
 806                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 807                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 808
 809                         /* XXX: perhaps add an extra
 810                          * policy check here, to see
 811                          * if we should allow or
 812                          * reject a packet from a
 813                          * different source
 814                          * address/port.
 815                          */
 816                 }
 817
 818                 /*
 819                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 820                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 821                  *    perform other post-processing fixes
 822                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 823                  *    section 3.1.2
 824                  */
 825                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 826                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 827         }
 828
 829         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 830         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 831                 skb_reset_transport_header(skb);
 832         else
 833                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 834
 835         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 836         if (err == IPPROTO_NONE)
 837                 err = -EINVAL;
 838
 839 out:
 840         return err;
 841 }
 842 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 843
 844 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 845 {
 846         struct sk_buff *skb = base->data;
 847
 848         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 849 }
 850
 851 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 852 {
 853         esp_restore_header(skb, 0);
 854         __skb_pull(skb, 4);
 855 }
 856
 857 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 858 {
 859         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 860         struct ip_esp_hdr *esph;
 861
 862         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 863          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 864          * decryption.
 865          */
 866         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 867                 esph = skb_push(skb, 4);
 868                 *seqhi = esph->spi;
 869                 esph->spi = esph->seq_no;
 870                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 871         }
 872 }
 873
 874 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 875 {
 876         struct sk_buff *skb = base->data;
 877
 878         esp_input_restore_header(skb);
 879         esp_input_done(base, err);
 880 }
 881
 882 /*
 883  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 884  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 885  * and common case.
 886  */
 887 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 888 {
 889         struct crypto_aead *aead = x->data;
 890         struct aead_request *req;
 891         struct sk_buff *trailer;
 892         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 893         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 894         int nfrags;
 895         int assoclen;
 896         int seqhilen;
 897         __be32 *seqhi;
 898         void *tmp;
 899         u8 *iv;
 900         struct scatterlist *sg;
 901         int err = -EINVAL;
 902
 903         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 904                 goto out;
 905
 906         if (elen <= 0)
 907                 goto out;
 908
 909         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 910         seqhilen = 0;
 911
 912         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 913                 seqhilen += sizeof(__be32);
 914                 assoclen += seqhilen;
 915         }
 916
 917         if (!skb_cloned(skb)) {
 918                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 919                         nfrags = 1;
 920
 921                         goto skip_cow;
 922                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 923                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 924                         nfrags++;
 925
 926                         goto skip_cow;
 927                 }
 928         }
 929
 930         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 931         if (err < 0)
 932                 goto out;
 933
 934         nfrags = err;
 935
 936 skip_cow:
 937         err = -ENOMEM;
 938         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 939         if (!tmp)
 940                 goto out;
 941
 942         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 943         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 944         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 945         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 946         sg = esp_req_sg(aead, req);
 947
 948         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 949
 950         sg_init_table(sg, nfrags);
 951         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 952         if (unlikely(err < 0)) {
 953                 kfree(tmp);
 954                 goto out;
 955         }
 956
 957         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 958
 959         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 960                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 961         else
 962                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 963
 964         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 965         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 966
 967         err = crypto_aead_decrypt(req);
 968         if (err == -EINPROGRESS)
 969                 goto out;
 970
 971         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 972                 esp_input_restore_header(skb);
 973
 974         err = esp_input_done2(skb, err);
 975
 976 out:
 977         return err;
 978 }
 979
 980 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 981 {
 982         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 983         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 984         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 985         struct xfrm_state *x;
 986
 987         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 988         case ICMP_DEST_UNREACH:
 989                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 990                         return 0;
 991         case ICMP_REDIRECT:
 992                 break;
 993         default:
 994                 return 0;
 995         }
 996
 997         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 998                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 999         if (!x)
1000                 return 0;
1001
1002         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
1003                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
1004         else
1005                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
1006         xfrm_state_put(x);
1007
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
1012 {
1013         struct crypto_aead *aead = x->data;
1014
1015         if (!aead)
1016                 return;
1017
1018         crypto_free_aead(aead);
1019 }
1020
1021 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
1022 {
1023         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1024         struct crypto_aead *aead;
1025         int err;
1026
1027         err = -ENAMETOOLONG;
1028         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1029                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1030                 goto error;
1031
1032         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1033         err = PTR_ERR(aead);
1034         if (IS_ERR(aead))
1035                 goto error;
1036
1037         x->data = aead;
1038
1039         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1040                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1041         if (err)
1042                 goto error;
1043
1044         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1045         if (err)
1046                 goto error;
1047
1048 error:
1049         return err;
1050 }
1051
1052 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
1053 {
1054         struct crypto_aead *aead;
1055         struct crypto_authenc_key_param *param;
1056         struct rtattr *rta;
1057         char *key;
1058         char *p;
1059         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1060         unsigned int keylen;
1061         int err;
1062
1063         err = -EINVAL;
1064         if (!x->ealg)
1065                 goto error;
1066
1067         err = -ENAMETOOLONG;
1068
1069         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1070                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1071                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1072                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1073                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1074                              x->ealg->alg_name,
1075                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1076                         goto error;
1077         } else {
1078                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1079                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1080                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1081                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1082                              x->ealg->alg_name,
1083                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1084                         goto error;
1085         }
1086
1087         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1088         err = PTR_ERR(aead);
1089         if (IS_ERR(aead))
1090                 goto error;
1091
1092         x->data = aead;
1093
1094         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1095                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1096         err = -ENOMEM;
1097         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1098         if (!key)
1099                 goto error;
1100
1101         p = key;
1102         rta = (void *)p;
1103         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1104         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1105         param = RTA_DATA(rta);
1106         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1107
1108         if (x->aalg) {
1109                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1110
1111                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1112                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1113
1114                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1115                 BUG_ON(!aalg_desc);
1116
1117                 err = -EINVAL;
1118                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1119                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1120                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
1121                                 x->aalg->alg_name,
1122                                 crypto_aead_authsize(aead),
1123                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
1124                         goto free_key;
1125                 }
1126
1127                 err = crypto_aead_setauthsize(
1128                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1129                 if (err)
1130                         goto free_key;
1131         }
1132
1133         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1134         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1135
1136         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1137
1138 free_key:
1139         kfree_sensitive(key);
1140
1141 error:
1142         return err;
1143 }
1144
1145 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
1146 {
1147         struct crypto_aead *aead;
1148         u32 align;
1149         int err;
1150
1151         x->data = NULL;
1152
1153         if (x->aead)
1154                 err = esp_init_aead(x);
1155         else
1156                 err = esp_init_authenc(x);
1157
1158         if (err)
1159                 goto error;
1160
1161         aead = x->data;
1162
1163         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1164                               crypto_aead_ivsize(aead);
1165         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
1166                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1167         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1168                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1169         if (x->encap) {
1170                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1171
1172                 switch (encap->encap_type) {
1173                 default:
1174                         err = -EINVAL;
1175                         goto error;
1176                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1177                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1178                         break;
1179                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1180                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1181                         break;
1182 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
1183                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1184                         /* only the length field, TCP encap is done by
1185                          * the socket
1186                          */
1187                         x->props.header_len += 2;
1188                         break;
1189 #endif
1190                 }
1191         }
1192
1193         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1194         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1195
1196 error:
1197         return err;
1198 }
1199
1200 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1201 {
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 static const struct xfrm_type esp_type =
1206 {
1207         .description    = "ESP4",
1208         .owner          = THIS_MODULE,
1209         .proto          = IPPROTO_ESP,
1210         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1211         .init_state     = esp_init_state,
1212         .destructor     = esp_destroy,
1213         .input          = esp_input,
1214         .output         = esp_output,
1215 };
1216
1217 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1218         .handler        =       xfrm4_rcv,
1219         .input_handler  =       xfrm_input,
1220         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1221         .err_handler    =       esp4_err,
1222         .priority       =       0,
1223 };
1224
1225 static int __init esp4_init(void)
1226 {
1227         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1228                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1229                 return -EAGAIN;
1230         }
1231         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1232                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1233                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1234                 return -EAGAIN;
1235         }
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 static void __exit esp4_fini(void)
1240 {
1241         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1242                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1243         xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1244 }
1245
1246 module_init(esp4_init);
1247 module_exit(esp4_fini);
1248 MODULE_LICENSE("GPL");
1249 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);