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