net/ipv4/esp4_offload.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * IPV4 GSO/GRO offload support
   4  * Linux INET implementation
   5  *
   6  * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
   7  * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
   8  *
   9  * ESP GRO support
  10  */
  11
  12 #include <linux/skbuff.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <net/protocol.h>
  15 #include <crypto/aead.h>
  16 #include <crypto/authenc.h>
  17 #include <linux/err.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <net/ip.h>
  20 #include <net/xfrm.h>
  21 #include <net/esp.h>
  22 #include <linux/scatterlist.h>
  23 #include <linux/kernel.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/spinlock.h>
  26 #include <net/udp.h>
  27
  28 static struct sk_buff *esp4_gro_receive(struct list_head *head,
  29                                         struct sk_buff *skb)
  30 {
  31         int offset = skb_gro_offset(skb);
  32         struct xfrm_offload *xo;
  33         struct xfrm_state *x;
  34         __be32 seq;
  35         __be32 spi;
  36
  37         if (!pskb_pull(skb, offset))
  38                 return NULL;
  39
  40         if (xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq) != 0)
  41                 goto out;
  42
  43         xo = xfrm_offload(skb);
  44         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  45                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  46
  47                 if (!sp)
  48                         goto out;
  49
  50                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  51                         goto out_reset;
  52
  53                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  54                                       (xfrm_address_t *)&ip_hdr(skb)->daddr,
  55                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
  56                 if (!x)
  57                         goto out_reset;
  58
  59                 skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);
  60
  61                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  62                 sp->olen++;
  63
  64                 xo = xfrm_offload(skb);
  65                 if (!xo)
  66                         goto out_reset;
  67         }
  68
  69         xo->flags |= XFRM_GRO;
  70
  71         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4 = NULL;
  72         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET;
  73         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct iphdr, daddr);
  74         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
  75
  76         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
  77          * the error handling and frees the resources on error. */
  78         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
  79
  80         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
  81 out_reset:
  82         secpath_reset(skb);
  83 out:
  84         skb_push(skb, offset);
  85         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
  86         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
  87
  88         return NULL;
  89 }
  90
  91 static void esp4_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  92 {
  93         struct ip_esp_hdr *esph;
  94         struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
  95         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
  96         int proto = iph->protocol;
  97
  98         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
  99         esph = ip_esp_hdr(skb);
 100         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 101
 102         esph->spi = x->id.spi;
 103         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 104
 105         xo->proto = proto;
 106 }
 107
 108 static struct sk_buff *xfrm4_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 109                                                 struct sk_buff *skb,
 110                                                 netdev_features_t features)
 111 {
 112         __skb_push(skb, skb->mac_len);
 113         return skb_mac_gso_segment(skb, features);
 114 }
 115
 116 static struct sk_buff *xfrm4_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 117                                                    struct sk_buff *skb,
 118                                                    netdev_features_t features)
 119 {
 120         const struct net_offload *ops;
 121         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 122         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 123
 124         skb->transport_header += x->props.header_len;
 125         ops = rcu_dereference(inet_offloads[xo->proto]);
 126         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 127                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 128
 129         return segs;
 130 }
 131
 132 static struct sk_buff *xfrm4_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 133                                               struct sk_buff *skb,
 134                                               netdev_features_t features)
 135 {
 136         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 137         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 138         const struct net_offload *ops;
 139         u8 proto = xo->proto;
 140
 141         skb->transport_header += x->props.header_len;
 142
 143         if (x->sel.family != AF_INET6) {
 144                 if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
 145                         struct ip_beet_phdr *ph =
 146                                 (struct ip_beet_phdr *)skb->data;
 147
 148                         skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
 149                         proto = ph->nexthdr;
 150                 } else {
 151                         skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 152                 }
 153         } else {
 154                 __be16 frag;
 155
 156                 skb->transport_header +=
 157                         ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
 158                 if (proto == IPPROTO_TCP)
 159                         skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV4;
 160         }
 161
 162         if (proto == IPPROTO_IPV6)
 163                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP4;
 164
 165         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 166         ops = rcu_dereference(inet_offloads[proto]);
 167         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 168                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 169
 170         return segs;
 171 }
 172
 173 static struct sk_buff *xfrm4_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 174                                                     struct sk_buff *skb,
 175                                                     netdev_features_t features)
 176 {
 177         switch (x->outer_mode.encap) {
 178         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 179                 return xfrm4_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 180         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 181                 return xfrm4_transport_gso_segment(x, skb, features);
 182         case XFRM_MODE_BEET:
 183                 return xfrm4_beet_gso_segment(x, skb, features);
 184         }
 185
 186         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 187 }
 188
 189 static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 190                                         netdev_features_t features)
 191 {
 192         struct xfrm_state *x;
 193         struct ip_esp_hdr *esph;
 194         struct crypto_aead *aead;
 195         netdev_features_t esp_features = features;
 196         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 197         struct sec_path *sp;
 198
 199         if (!xo)
 200                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 201
 202         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 203                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 204
 205         sp = skb_sec_path(skb);
 206         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 207         aead = x->data;
 208         esph = ip_esp_hdr(skb);
 209
 210         if (esph->spi != x->id.spi)
 211                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 212
 213         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 214                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 215
 216         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 217
 218         skb->encap_hdr_csum = 1;
 219
 220         if ((!(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 221              !(features & NETIF_F_HW_ESP)) || x->xso.dev != skb->dev)
 222                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 223                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 224         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM) &&
 225                  !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 226                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 227                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 228
 229         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 230
 231         return xfrm4_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 232 }
 233
 234 static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 235 {
 236         struct crypto_aead *aead = x->data;
 237         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 238
 239         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 240                 return -EINVAL;
 241
 242         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 243                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 244
 245         return esp_input_done2(skb, 0);
 246 }
 247
 248 static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 249 {
 250         int err;
 251         int alen;
 252         int blksize;
 253         struct xfrm_offload *xo;
 254         struct ip_esp_hdr *esph;
 255         struct crypto_aead *aead;
 256         struct esp_info esp;
 257         bool hw_offload = true;
 258         __u32 seq;
 259
 260         esp.inplace = true;
 261
 262         xo = xfrm_offload(skb);
 263
 264         if (!xo)
 265                 return -EINVAL;
 266
 267         if ((!(features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 268              !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP)) ||
 269             x->xso.dev != skb->dev) {
 270                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 271                 hw_offload = false;
 272         }
 273
 274         esp.proto = xo->proto;
 275
 276         /* skb is pure payload to encrypt */
 277
 278         aead = x->data;
 279         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 280
 281         esp.tfclen = 0;
 282         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 283
 284         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 285         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 286         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 287         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 288
 289         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 290
 291
 292         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 293                 esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 294                 if (esp.nfrags < 0)
 295                         return esp.nfrags;
 296         }
 297
 298         seq = xo->seq.low;
 299
 300         esph = esp.esph;
 301         esph->spi = x->id.spi;
 302
 303         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 304
 305         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 306                 esph->seq_no = htonl(seq);
 307
 308                 if (!skb_is_gso(skb))
 309                         xo->seq.low++;
 310                 else
 311                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 312         }
 313
 314         if (xo->seq.low < seq)
 315                 xo->seq.hi++;
 316
 317         esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 318
 319         ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 320         ip_send_check(ip_hdr(skb));
 321
 322         if (hw_offload) {
 323                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 324                         return -ENOMEM;
 325
 326                 xo = xfrm_offload(skb);
 327                 if (!xo)
 328                         return -EINVAL;
 329
 330                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 331                 return 0;
 332         }
 333
 334         err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 335         if (err)
 336                 return err;
 337
 338         secpath_reset(skb);
 339
 340         if (skb_needs_linearize(skb, skb->dev->features) &&
 341             __skb_linearize(skb))
 342                 return -ENOMEM;
 343         return 0;
 344 }
 345
 346 static const struct net_offload esp4_offload = {
 347         .callbacks = {
 348                 .gro_receive = esp4_gro_receive,
 349                 .gso_segment = esp4_gso_segment,
 350         },
 351 };
 352
 353 static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 354         .owner          = THIS_MODULE,
 355         .proto          = IPPROTO_ESP,
 356         .input_tail     = esp_input_tail,
 357         .xmit           = esp_xmit,
 358         .encap          = esp4_gso_encap,
 359 };
 360
 361 static int __init esp4_offload_init(void)
 362 {
 363         if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
 364                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 365                 return -EAGAIN;
 366         }
 367
 368         return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 369 }
 370
 371 static void __exit esp4_offload_exit(void)
 372 {
 373         xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET);
 374         inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 375 }
 376
 377 module_init(esp4_offload_init);
 378 module_exit(esp4_offload_exit);
 379 MODULE_LICENSE("GPL");
 380 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 381 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);
 382 MODULE_DESCRIPTION("IPV4 GSO/GRO offload support");