net/ipv4/esp4.c

   1 #define pr_fmt(fmt) "IPsec: " fmt
   2
   3 #include <crypto/aead.h>
   4 #include <crypto/authenc.h>
   5 #include <linux/err.h>
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <net/ip.h>
   8 #include <net/xfrm.h>
   9 #include <net/esp.h>
  10 #include <linux/scatterlist.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/pfkeyv2.h>
  13 #include <linux/rtnetlink.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/spinlock.h>
  16 #include <linux/in6.h>
  17 #include <net/icmp.h>
  18 #include <net/protocol.h>
  19 #include <net/udp.h>
  20
  21 #include <linux/highmem.h>
  22
  23 struct esp_skb_cb {
  24         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  25         void *tmp;
  26 };
  27
  28 struct esp_output_extra {
  29         __be32 seqhi;
  30         u32 esphoff;
  31 };
  32
  33 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  34
  35 static u32 esp4_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu);
  36
  37 /*
  38  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
  39  *
  40  * For alignment considerations the IV is placed at the front, followed
  41  * by the request and finally the SG list.
  42  *
  43  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
  44  */
  45 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int extralen)
  46 {
  47         unsigned int len;
  48
  49         len = extralen;
  50
  51         len += crypto_aead_ivsize(aead);
  52
  53         if (len) {
  54                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
  55                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
  56                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  57         }
  58
  59         len += sizeof(struct aead_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
  60         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  61
  62         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  63
  64         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  65 }
  66
  67 static inline void *esp_tmp_extra(void *tmp)
  68 {
  69         return PTR_ALIGN(tmp, __alignof__(struct esp_output_extra));
  70 }
  71
  72 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int extralen)
  73 {
  74         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
  75                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + extralen,
  76                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + extralen;
  77 }
  78
  79 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
  80 {
  81         struct aead_request *req;
  82
  83         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
  84                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
  85         aead_request_set_tfm(req, aead);
  86         return req;
  87 }
  88
  89 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
  90                                              struct aead_request *req)
  91 {
  92         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
  93                              crypto_aead_reqsize(aead),
  94                              __alignof__(struct scatterlist));
  95 }
  96
  97 static void esp_ssg_unref(struct xfrm_state *x, void *tmp)
  98 {
  99         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 100         struct crypto_aead *aead = x->data;
 101         int extralen = 0;
 102         u8 *iv;
 103         struct aead_request *req;
 104         struct scatterlist *sg;
 105
 106         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 107                 extralen += sizeof(*extra);
 108
 109         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 110         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 111         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 112
 113         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 114          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 115          */
 116         if (req->src != req->dst)
 117                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 118                         put_page(sg_page(sg));
 119 }
 120
 121 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 122 {
 123         struct sk_buff *skb = base->data;
 124         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 125         void *tmp;
 126         struct xfrm_state *x;
 127
 128         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME))
 129                 x = skb->sp->xvec[skb->sp->len - 1];
 130         else
 131                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 132
 133         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 134         esp_ssg_unref(x, tmp);
 135         kfree(tmp);
 136
 137         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 138                 if (err) {
 139                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 140                         kfree_skb(skb);
 141                         return;
 142                 }
 143
 144                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 145                 secpath_reset(skb);
 146                 xfrm_dev_resume(skb);
 147         } else {
 148                 xfrm_output_resume(skb, err);
 149         }
 150 }
 151
 152 /* Move ESP header back into place. */
 153 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 154 {
 155         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 156         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 157         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 158
 159         esph->seq_no = esph->spi;
 160         esph->spi = *seqhi;
 161 }
 162
 163 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 164 {
 165         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 166         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 167
 168         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 169                                 sizeof(__be32));
 170 }
 171
 172 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 173                                                struct xfrm_state *x,
 174                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 175                                                struct esp_output_extra *extra)
 176 {
 177         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 178          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 179          * encryption.
 180          */
 181         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 182                 __u32 seqhi;
 183                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 184
 185                 if (xo)
 186                         seqhi = xo->seq.hi;
 187                 else
 188                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 189
 190                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 191                                  skb_transport_header(skb);
 192                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 193                 extra->seqhi = esph->spi;
 194                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 195         }
 196
 197         esph->spi = x->id.spi;
 198
 199         return esph;
 200 }
 201
 202 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 203 {
 204         struct sk_buff *skb = base->data;
 205
 206         esp_output_restore_header(skb);
 207         esp_output_done(base, err);
 208 }
 209
 210 static void esp_output_fill_trailer(u8 *tail, int tfclen, int plen, __u8 proto)
 211 {
 212         /* Fill padding... */
 213         if (tfclen) {
 214                 memset(tail, 0, tfclen);
 215                 tail += tfclen;
 216         }
 217         do {
 218                 int i;
 219                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
 220                         tail[i] = i + 1;
 221         } while (0);
 222         tail[plen - 2] = plen - 2;
 223         tail[plen - 1] = proto;
 224 }
 225
 226 static int esp_output_udp_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 227 {
 228         int encap_type;
 229         struct udphdr *uh;
 230         __be32 *udpdata32;
 231         __be16 sport, dport;
 232         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 233         struct ip_esp_hdr *esph = esp->esph;
 234         unsigned int len;
 235
 236         spin_lock_bh(&x->lock);
 237         sport = encap->encap_sport;
 238         dport = encap->encap_dport;
 239         encap_type = encap->encap_type;
 240         spin_unlock_bh(&x->lock);
 241
 242         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 243         if (len + sizeof(struct iphdr) >= IP_MAX_MTU)
 244                 return -EMSGSIZE;
 245
 246         uh = (struct udphdr *)esph;
 247         uh->source = sport;
 248         uh->dest = dport;
 249         uh->len = htons(len);
 250         uh->check = 0;
 251
 252         switch (encap_type) {
 253         default:
 254         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 255                 esph = (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 256                 break;
 257         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 258                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 259                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 260                 esph = (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 261                 break;
 262         }
 263
 264         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 265         esp->esph = esph;
 266
 267         return 0;
 268 }
 269
 270 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 271 {
 272         u8 *tail;
 273         int nfrags;
 274         int esph_offset;
 275         struct page *page;
 276         struct sk_buff *trailer;
 277         int tailen = esp->tailen;
 278         unsigned int allocsz;
 279
 280         /* this is non-NULL only with UDP Encapsulation */
 281         if (x->encap) {
 282                 int err = esp_output_udp_encap(x, skb, esp);
 283
 284                 if (err < 0)
 285                         return err;
 286         }
 287
 288         allocsz = ALIGN(skb->data_len + tailen, L1_CACHE_BYTES);
 289         if (allocsz > ESP_SKB_FRAG_MAXSIZE)
 290                 goto cow;
 291
 292         if (!skb_cloned(skb)) {
 293                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 294                         nfrags = 1;
 295                         trailer = skb;
 296                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 297
 298                         goto skip_cow;
 299                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 300                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 301                         int allocsize;
 302                         struct sock *sk = skb->sk;
 303                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 304
 305                         esp->inplace = false;
 306
 307                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 308
 309                         spin_lock_bh(&x->lock);
 310
 311                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 312                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 313                                 goto cow;
 314                         }
 315
 316                         page = pfrag->page;
 317                         get_page(page);
 318
 319                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 320
 321                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 322
 323                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 324
 325                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 326                                              tailen);
 327                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 328
 329                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 330
 331                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 332
 333                         nfrags++;
 334
 335                         skb->len += tailen;
 336                         skb->data_len += tailen;
 337                         skb->truesize += tailen;
 338                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 339                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 340
 341                         goto out;
 342                 }
 343         }
 344
 345 cow:
 346         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 347
 348         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 349         if (nfrags < 0)
 350                 goto out;
 351         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 352         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 353
 354 skip_cow:
 355         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 356         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 357
 358 out:
 359         return nfrags;
 360 }
 361 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 362
 363 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 364 {
 365         u8 *iv;
 366         int alen;
 367         void *tmp;
 368         int ivlen;
 369         int assoclen;
 370         int extralen;
 371         struct page *page;
 372         struct ip_esp_hdr *esph;
 373         struct crypto_aead *aead;
 374         struct aead_request *req;
 375         struct scatterlist *sg, *dsg;
 376         struct esp_output_extra *extra;
 377         int err = -ENOMEM;
 378
 379         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 380         extralen = 0;
 381
 382         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 383                 extralen += sizeof(*extra);
 384                 assoclen += sizeof(__be32);
 385         }
 386
 387         aead = x->data;
 388         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 389         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 390
 391         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 392         if (!tmp)
 393                 goto error;
 394
 395         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 396         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 397         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 398         sg = esp_req_sg(aead, req);
 399
 400         if (esp->inplace)
 401                 dsg = sg;
 402         else
 403                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 404
 405         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 406         esp->esph = esph;
 407
 408         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 409         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 410                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 411                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 412         if (unlikely(err < 0))
 413                 goto error_free;
 414
 415         if (!esp->inplace) {
 416                 int allocsize;
 417                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 418
 419                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 420
 421                 spin_lock_bh(&x->lock);
 422                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 423                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 424                         goto error_free;
 425                 }
 426
 427                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 428
 429                 page = pfrag->page;
 430                 get_page(page);
 431                 /* replace page frags in skb with new page */
 432                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 433                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 434                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 435
 436                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 437                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 438                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 439                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 440                 if (unlikely(err < 0))
 441                         goto error_free;
 442         }
 443
 444         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 445                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 446         else
 447                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 448
 449         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 450         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 451
 452         memset(iv, 0, ivlen);
 453         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 454                min(ivlen, 8));
 455
 456         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 457         err = crypto_aead_encrypt(req);
 458
 459         switch (err) {
 460         case -EINPROGRESS:
 461                 goto error;
 462
 463         case -ENOSPC:
 464                 err = NET_XMIT_DROP;
 465                 break;
 466
 467         case 0:
 468                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 469                         esp_output_restore_header(skb);
 470         }
 471
 472         if (sg != dsg)
 473                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 474
 475 error_free:
 476         kfree(tmp);
 477 error:
 478         return err;
 479 }
 480 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 481
 482 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 483 {
 484         int alen;
 485         int blksize;
 486         struct ip_esp_hdr *esph;
 487         struct crypto_aead *aead;
 488         struct esp_info esp;
 489
 490         esp.inplace = true;
 491
 492         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 493         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 494
 495         /* skb is pure payload to encrypt */
 496
 497         aead = x->data;
 498         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 499
 500         esp.tfclen = 0;
 501         if (x->tfcpad) {
 502                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 503                 u32 padto;
 504
 505                 padto = min(x->tfcpad, esp4_get_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 506                 if (skb->len < padto)
 507                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 508         }
 509         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 510         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 511         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 512         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 513
 514         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 515
 516         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 517         if (esp.nfrags < 0)
 518                 return esp.nfrags;
 519
 520         esph = esp.esph;
 521         esph->spi = x->id.spi;
 522
 523         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 524         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 525                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 526
 527         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 528
 529         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 530 }
 531
 532 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 533 {
 534         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 535         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 536         struct crypto_aead *aead = x->data;
 537         int alen, hlen, elen;
 538         int padlen, trimlen;
 539         __wsum csumdiff;
 540         u8 nexthdr[2];
 541         int ret;
 542
 543         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 544         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 545         elen = skb->len - hlen;
 546
 547         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 548                 ret = xo->proto;
 549                 goto out;
 550         }
 551
 552         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 553                 BUG();
 554
 555         ret = -EINVAL;
 556         padlen = nexthdr[0];
 557         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 558                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 559                                     padlen + 2, elen - alen);
 560                 goto out;
 561         }
 562
 563         trimlen = alen + padlen + 2;
 564         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 565                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 566                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 567                                            skb->len - trimlen);
 568         }
 569         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 570
 571         ret = nexthdr[1];
 572
 573 out:
 574         return ret;
 575 }
 576
 577 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 578 {
 579         const struct iphdr *iph;
 580         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 581         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 582         struct crypto_aead *aead = x->data;
 583         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 584         int ihl;
 585
 586         if (!xo || (xo && !(xo->flags & CRYPTO_DONE)))
 587                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 588
 589         if (unlikely(err))
 590                 goto out;
 591
 592         err = esp_remove_trailer(skb);
 593         if (unlikely(err < 0))
 594                 goto out;
 595
 596         iph = ip_hdr(skb);
 597         ihl = iph->ihl * 4;
 598
 599         if (x->encap) {
 600                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 601                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 602
 603                 /*
 604                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 605                  *    advertize the change to the keying daemon.
 606                  *    This is an inbound SA, so just compare
 607                  *    SRC ports.
 608                  */
 609                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 610                     uh->source != encap->encap_sport) {
 611                         xfrm_address_t ipaddr;
 612
 613                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 614                         km_new_mapping(x, &ipaddr, uh->source);
 615
 616                         /* XXX: perhaps add an extra
 617                          * policy check here, to see
 618                          * if we should allow or
 619                          * reject a packet from a
 620                          * different source
 621                          * address/port.
 622                          */
 623                 }
 624
 625                 /*
 626                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 627                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 628                  *    perform other post-processing fixes
 629                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 630                  *    section 3.1.2
 631                  */
 632                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 633                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 634         }
 635
 636         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 637         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 638                 skb_reset_transport_header(skb);
 639         else
 640                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 641
 642         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 643         if (err == IPPROTO_NONE)
 644                 err = -EINVAL;
 645
 646 out:
 647         return err;
 648 }
 649 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 650
 651 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 652 {
 653         struct sk_buff *skb = base->data;
 654
 655         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 656 }
 657
 658 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 659 {
 660         esp_restore_header(skb, 0);
 661         __skb_pull(skb, 4);
 662 }
 663
 664 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 665 {
 666         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 667         struct ip_esp_hdr *esph;
 668
 669         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 670          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 671          * decryption.
 672          */
 673         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 674                 esph = skb_push(skb, 4);
 675                 *seqhi = esph->spi;
 676                 esph->spi = esph->seq_no;
 677                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 678         }
 679 }
 680
 681 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 682 {
 683         struct sk_buff *skb = base->data;
 684
 685         esp_input_restore_header(skb);
 686         esp_input_done(base, err);
 687 }
 688
 689 /*
 690  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 691  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 692  * and common case.
 693  */
 694 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 695 {
 696         struct ip_esp_hdr *esph;
 697         struct crypto_aead *aead = x->data;
 698         struct aead_request *req;
 699         struct sk_buff *trailer;
 700         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 701         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - ivlen;
 702         int nfrags;
 703         int assoclen;
 704         int seqhilen;
 705         __be32 *seqhi;
 706         void *tmp;
 707         u8 *iv;
 708         struct scatterlist *sg;
 709         int err = -EINVAL;
 710
 711         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + ivlen))
 712                 goto out;
 713
 714         if (elen <= 0)
 715                 goto out;
 716
 717         assoclen = sizeof(*esph);
 718         seqhilen = 0;
 719
 720         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 721                 seqhilen += sizeof(__be32);
 722                 assoclen += seqhilen;
 723         }
 724
 725         if (!skb_cloned(skb)) {
 726                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 727                         nfrags = 1;
 728
 729                         goto skip_cow;
 730                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 731                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 732                         nfrags++;
 733
 734                         goto skip_cow;
 735                 }
 736         }
 737
 738         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 739         if (err < 0)
 740                 goto out;
 741
 742         nfrags = err;
 743
 744 skip_cow:
 745         err = -ENOMEM;
 746         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 747         if (!tmp)
 748                 goto out;
 749
 750         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 751         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 752         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 753         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 754         sg = esp_req_sg(aead, req);
 755
 756         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 757
 758         sg_init_table(sg, nfrags);
 759         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 760         if (unlikely(err < 0)) {
 761                 kfree(tmp);
 762                 goto out;
 763         }
 764
 765         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 766
 767         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 768                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 769         else
 770                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 771
 772         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 773         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 774
 775         err = crypto_aead_decrypt(req);
 776         if (err == -EINPROGRESS)
 777                 goto out;
 778
 779         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 780                 esp_input_restore_header(skb);
 781
 782         err = esp_input_done2(skb, err);
 783
 784 out:
 785         return err;
 786 }
 787
 788 static u32 esp4_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
 789 {
 790         struct crypto_aead *aead = x->data;
 791         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 792         unsigned int net_adj;
 793
 794         switch (x->props.mode) {
 795         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 796         case XFRM_MODE_BEET:
 797                 net_adj = sizeof(struct iphdr);
 798                 break;
 799         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 800                 net_adj = 0;
 801                 break;
 802         default:
 803                 BUG();
 804         }
 805
 806         return ((mtu - x->props.header_len - crypto_aead_authsize(aead) -
 807                  net_adj) & ~(blksize - 1)) + net_adj - 2;
 808 }
 809
 810 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 811 {
 812         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 813         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 814         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 815         struct xfrm_state *x;
 816
 817         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 818         case ICMP_DEST_UNREACH:
 819                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 820                         return 0;
 821         case ICMP_REDIRECT:
 822                 break;
 823         default:
 824                 return 0;
 825         }
 826
 827         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 828                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 829         if (!x)
 830                 return 0;
 831
 832         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 833                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0, IPPROTO_ESP, 0);
 834         else
 835                 ipv4_redirect(skb, net, 0, 0, IPPROTO_ESP, 0);
 836         xfrm_state_put(x);
 837
 838         return 0;
 839 }
 840
 841 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
 842 {
 843         struct crypto_aead *aead = x->data;
 844
 845         if (!aead)
 846                 return;
 847
 848         crypto_free_aead(aead);
 849 }
 850
 851 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
 852 {
 853         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
 854         struct crypto_aead *aead;
 855         int err;
 856
 857         err = -ENAMETOOLONG;
 858         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
 859                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 860                 goto error;
 861
 862         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
 863         err = PTR_ERR(aead);
 864         if (IS_ERR(aead))
 865                 goto error;
 866
 867         x->data = aead;
 868
 869         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
 870                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
 871         if (err)
 872                 goto error;
 873
 874         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
 875         if (err)
 876                 goto error;
 877
 878 error:
 879         return err;
 880 }
 881
 882 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
 883 {
 884         struct crypto_aead *aead;
 885         struct crypto_authenc_key_param *param;
 886         struct rtattr *rta;
 887         char *key;
 888         char *p;
 889         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
 890         unsigned int keylen;
 891         int err;
 892
 893         err = -EINVAL;
 894         if (!x->ealg)
 895                 goto error;
 896
 897         err = -ENAMETOOLONG;
 898
 899         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 900                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 901                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
 902                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
 903                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
 904                              x->ealg->alg_name,
 905                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 906                         goto error;
 907         } else {
 908                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 909                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
 910                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
 911                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
 912                              x->ealg->alg_name,
 913                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 914                         goto error;
 915         }
 916
 917         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
 918         err = PTR_ERR(aead);
 919         if (IS_ERR(aead))
 920                 goto error;
 921
 922         x->data = aead;
 923
 924         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
 925                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
 926         err = -ENOMEM;
 927         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
 928         if (!key)
 929                 goto error;
 930
 931         p = key;
 932         rta = (void *)p;
 933         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
 934         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
 935         param = RTA_DATA(rta);
 936         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
 937
 938         if (x->aalg) {
 939                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
 940
 941                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
 942                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
 943
 944                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
 945                 BUG_ON(!aalg_desc);
 946
 947                 err = -EINVAL;
 948                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
 949                     crypto_aead_authsize(aead)) {
 950                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
 951                                 x->aalg->alg_name,
 952                                 crypto_aead_authsize(aead),
 953                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
 954                         goto free_key;
 955                 }
 956
 957                 err = crypto_aead_setauthsize(
 958                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
 959                 if (err)
 960                         goto free_key;
 961         }
 962
 963         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
 964         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
 965
 966         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
 967
 968 free_key:
 969         kfree(key);
 970
 971 error:
 972         return err;
 973 }
 974
 975 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
 976 {
 977         struct crypto_aead *aead;
 978         u32 align;
 979         int err;
 980
 981         x->data = NULL;
 982
 983         if (x->aead)
 984                 err = esp_init_aead(x);
 985         else
 986                 err = esp_init_authenc(x);
 987
 988         if (err)
 989                 goto error;
 990
 991         aead = x->data;
 992
 993         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
 994                               crypto_aead_ivsize(aead);
 995         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 996                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
 997         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
 998                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 999         if (x->encap) {
1000                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1001
1002                 switch (encap->encap_type) {
1003                 default:
1004                         err = -EINVAL;
1005                         goto error;
1006                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1007                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1008                         break;
1009                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1010                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1011                         break;
1012                 }
1013         }
1014
1015         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1016         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1017
1018 error:
1019         return err;
1020 }
1021
1022 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1023 {
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static const struct xfrm_type esp_type =
1028 {
1029         .description    = "ESP4",
1030         .owner          = THIS_MODULE,
1031         .proto          = IPPROTO_ESP,
1032         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1033         .init_state     = esp_init_state,
1034         .destructor     = esp_destroy,
1035         .get_mtu        = esp4_get_mtu,
1036         .input          = esp_input,
1037         .output         = esp_output,
1038 };
1039
1040 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1041         .handler        =       xfrm4_rcv,
1042         .input_handler  =       xfrm_input,
1043         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1044         .err_handler    =       esp4_err,
1045         .priority       =       0,
1046 };
1047
1048 static int __init esp4_init(void)
1049 {
1050         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1051                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1052                 return -EAGAIN;
1053         }
1054         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1055                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1056                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1057                 return -EAGAIN;
1058         }
1059         return 0;
1060 }
1061
1062 static void __exit esp4_fini(void)
1063 {
1064         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1065                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1066         if (xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET) < 0)
1067                 pr_info("%s: can't remove xfrm type\n", __func__);
1068 }
1069
1070 module_init(esp4_init);
1071 module_exit(esp4_fini);
1072 MODULE_LICENSE("GPL");
1073 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);