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/gro.h>
  20 #include <net/gso.h>
  21 #include <net/ip.h>
  22 #include <net/xfrm.h>
  23 #include <net/esp.h>
  24 #include <linux/scatterlist.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/spinlock.h>
  28 #include <net/udp.h>
  29
  30 static struct sk_buff *esp4_gro_receive(struct list_head *head,
  31                                         struct sk_buff *skb)
  32 {
  33         int offset = skb_gro_offset(skb);
  34         struct xfrm_offload *xo;
  35         struct xfrm_state *x;
  36         int encap_type = 0;
  37         __be32 seq;
  38         __be32 spi;
  39
  40         if (!pskb_pull(skb, offset))
  41                 return NULL;
  42
  43         if (xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq) != 0)
  44                 goto out;
  45
  46         xo = xfrm_offload(skb);
  47         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  48                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  49
  50                 if (!sp)
  51                         goto out;
  52
  53                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  54                         goto out_reset;
  55
  56                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  57                                       (xfrm_address_t *)&ip_hdr(skb)->daddr,
  58                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
  59                 if (!x)
  60                         goto out_reset;
  61
  62                 skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);
  63
  64                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  65                 sp->olen++;
  66
  67                 xo = xfrm_offload(skb);
  68                 if (!xo)
  69                         goto out_reset;
  70         }
  71
  72         xo->flags |= XFRM_GRO;
  73
  74         if (NAPI_GRO_CB(skb)->proto == IPPROTO_UDP)
  75                 encap_type = UDP_ENCAP_ESPINUDP;
  76
  77         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4 = NULL;
  78         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET;
  79         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct iphdr, daddr);
  80         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
  81
  82         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
  83          * the error handling and frees the resources on error. */
  84         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, encap_type);
  85
  86         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
  87 out_reset:
  88         secpath_reset(skb);
  89 out:
  90         skb_push(skb, offset);
  91         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
  92         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
  93
  94         return NULL;
  95 }
  96
  97 static void esp4_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  98 {
  99         struct ip_esp_hdr *esph;
 100         struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
 101         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 102         int proto = iph->protocol;
 103
 104         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 105         esph = ip_esp_hdr(skb);
 106         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 107
 108         esph->spi = x->id.spi;
 109         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 110
 111         xo->proto = proto;
 112 }
 113
 114 static struct sk_buff *xfrm4_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 115                                                 struct sk_buff *skb,
 116                                                 netdev_features_t features)
 117 {
 118         __be16 type = x->inner_mode.family == AF_INET6 ? htons(ETH_P_IPV6)
 119                                                        : htons(ETH_P_IP);
 120
 121         return skb_eth_gso_segment(skb, features, type);
 122 }
 123
 124 static struct sk_buff *xfrm4_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 125                                                    struct sk_buff *skb,
 126                                                    netdev_features_t features)
 127 {
 128         const struct net_offload *ops;
 129         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 130         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 131
 132         skb->transport_header += x->props.header_len;
 133         ops = rcu_dereference(inet_offloads[xo->proto]);
 134         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 135                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 136
 137         return segs;
 138 }
 139
 140 static struct sk_buff *xfrm4_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 141                                               struct sk_buff *skb,
 142                                               netdev_features_t features)
 143 {
 144         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 145         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 146         const struct net_offload *ops;
 147         u8 proto = xo->proto;
 148
 149         skb->transport_header += x->props.header_len;
 150
 151         if (x->sel.family != AF_INET6) {
 152                 if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
 153                         struct ip_beet_phdr *ph =
 154                                 (struct ip_beet_phdr *)skb->data;
 155
 156                         skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
 157                         proto = ph->nexthdr;
 158                 } else {
 159                         skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 160                 }
 161         } else {
 162                 __be16 frag;
 163
 164                 skb->transport_header +=
 165                         ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
 166                 if (proto == IPPROTO_TCP)
 167                         skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV4;
 168         }
 169
 170         if (proto == IPPROTO_IPV6)
 171                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP4;
 172
 173         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 174         ops = rcu_dereference(inet_offloads[proto]);
 175         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 176                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 177
 178         return segs;
 179 }
 180
 181 static struct sk_buff *xfrm4_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 182                                                     struct sk_buff *skb,
 183                                                     netdev_features_t features)
 184 {
 185         switch (x->outer_mode.encap) {
 186         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 187                 return xfrm4_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 188         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 189                 return xfrm4_transport_gso_segment(x, skb, features);
 190         case XFRM_MODE_BEET:
 191                 return xfrm4_beet_gso_segment(x, skb, features);
 192         }
 193
 194         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 195 }
 196
 197 static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 198                                         netdev_features_t features)
 199 {
 200         struct xfrm_state *x;
 201         struct ip_esp_hdr *esph;
 202         struct crypto_aead *aead;
 203         netdev_features_t esp_features = features;
 204         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 205         struct sec_path *sp;
 206
 207         if (!xo)
 208                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 209
 210         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 211                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 212
 213         sp = skb_sec_path(skb);
 214         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 215         aead = x->data;
 216         esph = ip_esp_hdr(skb);
 217
 218         if (esph->spi != x->id.spi)
 219                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 220
 221         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 222                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 223
 224         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 225
 226         skb->encap_hdr_csum = 1;
 227
 228         if ((!(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 229              !(features & NETIF_F_HW_ESP)) || x->xso.dev != skb->dev)
 230                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 231                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 232         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM) &&
 233                  !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 234                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 235                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 236
 237         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 238
 239         return xfrm4_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 240 }
 241
 242 static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 243 {
 244         struct crypto_aead *aead = x->data;
 245         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 246
 247         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 248                 return -EINVAL;
 249
 250         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 251                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 252
 253         return esp_input_done2(skb, 0);
 254 }
 255
 256 static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 257 {
 258         int err;
 259         int alen;
 260         int blksize;
 261         struct xfrm_offload *xo;
 262         struct ip_esp_hdr *esph;
 263         struct crypto_aead *aead;
 264         struct esp_info esp;
 265         bool hw_offload = true;
 266         __u32 seq;
 267
 268         esp.inplace = true;
 269
 270         xo = xfrm_offload(skb);
 271
 272         if (!xo)
 273                 return -EINVAL;
 274
 275         if ((!(features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 276              !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP)) ||
 277             x->xso.dev != skb->dev) {
 278                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 279                 hw_offload = false;
 280         }
 281
 282         esp.proto = xo->proto;
 283
 284         /* skb is pure payload to encrypt */
 285
 286         aead = x->data;
 287         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 288
 289         esp.tfclen = 0;
 290         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 291
 292         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 293         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 294         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 295         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 296
 297         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 298
 299
 300         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 301                 esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 302                 if (esp.nfrags < 0)
 303                         return esp.nfrags;
 304         }
 305
 306         seq = xo->seq.low;
 307
 308         esph = esp.esph;
 309         esph->spi = x->id.spi;
 310
 311         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 312
 313         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 314                 esph->seq_no = htonl(seq);
 315
 316                 if (!skb_is_gso(skb))
 317                         xo->seq.low++;
 318                 else
 319                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 320         }
 321
 322         if (xo->seq.low < seq)
 323                 xo->seq.hi++;
 324
 325         esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 326
 327         ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 328         ip_send_check(ip_hdr(skb));
 329
 330         if (hw_offload) {
 331                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 332                         return -ENOMEM;
 333
 334                 xo = xfrm_offload(skb);
 335                 if (!xo)
 336                         return -EINVAL;
 337
 338                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 339                 return 0;
 340         }
 341
 342         err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 343         if (err)
 344                 return err;
 345
 346         secpath_reset(skb);
 347
 348         if (skb_needs_linearize(skb, skb->dev->features) &&
 349             __skb_linearize(skb))
 350                 return -ENOMEM;
 351         return 0;
 352 }
 353
 354 static const struct net_offload esp4_offload = {
 355         .callbacks = {
 356                 .gro_receive = esp4_gro_receive,
 357                 .gso_segment = esp4_gso_segment,
 358         },
 359 };
 360
 361 static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 362         .owner          = THIS_MODULE,
 363         .proto          = IPPROTO_ESP,
 364         .input_tail     = esp_input_tail,
 365         .xmit           = esp_xmit,
 366         .encap          = esp4_gso_encap,
 367 };
 368
 369 static int __init esp4_offload_init(void)
 370 {
 371         if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
 372                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 373                 return -EAGAIN;
 374         }
 375
 376         return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 377 }
 378
 379 static void __exit esp4_offload_exit(void)
 380 {
 381         xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET);
 382         inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 383 }
 384
 385 module_init(esp4_offload_init);
 386 module_exit(esp4_offload_exit);
 387 MODULE_LICENSE("GPL");
 388 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 389 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);
 390 MODULE_DESCRIPTION("IPV4 GSO/GRO offload support");