net/ipv6/esp6_offload.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * IPV6 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/ip6_route.h>
  27 #include <net/ipv6.h>
  28 #include <linux/icmpv6.h>
  29
  30 static __u16 esp6_nexthdr_esp_offset(struct ipv6hdr *ipv6_hdr, int nhlen)
  31 {
  32         int off = sizeof(struct ipv6hdr);
  33         struct ipv6_opt_hdr *exthdr;
  34
  35         if (likely(ipv6_hdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP))
  36                 return offsetof(struct ipv6hdr, nexthdr);
  37
  38         while (off < nhlen) {
  39                 exthdr = (void *)ipv6_hdr + off;
  40                 if (exthdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP)
  41                         return off;
  42
  43                 off += ipv6_optlen(exthdr);
  44         }
  45
  46         return 0;
  47 }
  48
  49 static struct sk_buff *esp6_gro_receive(struct list_head *head,
  50                                         struct sk_buff *skb)
  51 {
  52         int offset = skb_gro_offset(skb);
  53         struct xfrm_offload *xo;
  54         struct xfrm_state *x;
  55         __be32 seq;
  56         __be32 spi;
  57         int nhoff;
  58         int err;
  59
  60         if (!pskb_pull(skb, offset))
  61                 return NULL;
  62
  63         if ((err = xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq)) != 0)
  64                 goto out;
  65
  66         xo = xfrm_offload(skb);
  67         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  68                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  69
  70                 if (!sp)
  71                         goto out;
  72
  73                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  74                         goto out_reset;
  75
  76                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  77                                       (xfrm_address_t *)&ipv6_hdr(skb)->daddr,
  78                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
  79                 if (!x)
  80                         goto out_reset;
  81
  82                 skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);
  83
  84                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  85                 sp->olen++;
  86
  87                 xo = xfrm_offload(skb);
  88                 if (!xo)
  89                         goto out_reset;
  90         }
  91
  92         xo->flags |= XFRM_GRO;
  93
  94         nhoff = esp6_nexthdr_esp_offset(ipv6_hdr(skb), offset);
  95         if (!nhoff)
  96                 goto out;
  97
  98         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
  99         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip6 = NULL;
 100         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET6;
 101         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct ipv6hdr, daddr);
 102         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
 103
 104         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
 105          * the error handling and frees the resources on error. */
 106         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
 107
 108         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
 109 out_reset:
 110         secpath_reset(skb);
 111 out:
 112         skb_push(skb, offset);
 113         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
 114         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
 115
 116         return NULL;
 117 }
 118
 119 static void esp6_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 120 {
 121         struct ip_esp_hdr *esph;
 122         struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 123         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 124         u8 proto = iph->nexthdr;
 125
 126         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 127
 128         if (x->outer_mode.encap == XFRM_MODE_TRANSPORT) {
 129                 __be16 frag;
 130
 131                 ipv6_skip_exthdr(skb, sizeof(struct ipv6hdr), &proto, &frag);
 132         }
 133
 134         esph = ip_esp_hdr(skb);
 135         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 136
 137         esph->spi = x->id.spi;
 138         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 139
 140         xo->proto = proto;
 141 }
 142
 143 static struct sk_buff *xfrm6_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 144                                                 struct sk_buff *skb,
 145                                                 netdev_features_t features)
 146 {
 147         __skb_push(skb, skb->mac_len);
 148         return skb_mac_gso_segment(skb, features);
 149 }
 150
 151 static struct sk_buff *xfrm6_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 152                                                    struct sk_buff *skb,
 153                                                    netdev_features_t features)
 154 {
 155         const struct net_offload *ops;
 156         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 157         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 158
 159         skb->transport_header += x->props.header_len;
 160         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[xo->proto]);
 161         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 162                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 163
 164         return segs;
 165 }
 166
 167 static struct sk_buff *xfrm6_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 168                                               struct sk_buff *skb,
 169                                               netdev_features_t features)
 170 {
 171         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 172         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 173         const struct net_offload *ops;
 174         u8 proto = xo->proto;
 175
 176         skb->transport_header += x->props.header_len;
 177
 178         if (x->sel.family != AF_INET6) {
 179                 skb->transport_header -=
 180                         (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
 181
 182                 if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
 183                         struct ip_beet_phdr *ph =
 184                                 (struct ip_beet_phdr *)skb->data;
 185
 186                         skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
 187                         proto = ph->nexthdr;
 188                 } else {
 189                         skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 190                 }
 191
 192                 if (proto == IPPROTO_TCP)
 193                         skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV6;
 194         } else {
 195                 __be16 frag;
 196
 197                 skb->transport_header +=
 198                         ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
 199         }
 200
 201         if (proto == IPPROTO_IPIP)
 202                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP6;
 203
 204         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 205         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[proto]);
 206         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 207                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 208
 209         return segs;
 210 }
 211
 212 static struct sk_buff *xfrm6_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 213                                                     struct sk_buff *skb,
 214                                                     netdev_features_t features)
 215 {
 216         switch (x->outer_mode.encap) {
 217         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 218                 return xfrm6_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 219         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 220                 return xfrm6_transport_gso_segment(x, skb, features);
 221         case XFRM_MODE_BEET:
 222                 return xfrm6_beet_gso_segment(x, skb, features);
 223         }
 224
 225         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 226 }
 227
 228 static struct sk_buff *esp6_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 229                                         netdev_features_t features)
 230 {
 231         struct xfrm_state *x;
 232         struct ip_esp_hdr *esph;
 233         struct crypto_aead *aead;
 234         netdev_features_t esp_features = features;
 235         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 236         struct sec_path *sp;
 237
 238         if (!xo)
 239                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 240
 241         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 242                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 243
 244         sp = skb_sec_path(skb);
 245         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 246         aead = x->data;
 247         esph = ip_esp_hdr(skb);
 248
 249         if (esph->spi != x->id.spi)
 250                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 251
 252         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 253                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 254
 255         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 256
 257         skb->encap_hdr_csum = 1;
 258
 259         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev)
 260                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 261                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 262         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 263                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 264                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 265
 266         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 267
 268         return xfrm6_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 269 }
 270
 271 static int esp6_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 272 {
 273         struct crypto_aead *aead = x->data;
 274         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 275
 276         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 277                 return -EINVAL;
 278
 279         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 280                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 281
 282         return esp6_input_done2(skb, 0);
 283 }
 284
 285 static int esp6_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 286 {
 287         int len;
 288         int err;
 289         int alen;
 290         int blksize;
 291         struct xfrm_offload *xo;
 292         struct crypto_aead *aead;
 293         struct esp_info esp;
 294         bool hw_offload = true;
 295         __u32 seq;
 296
 297         esp.inplace = true;
 298
 299         xo = xfrm_offload(skb);
 300
 301         if (!xo)
 302                 return -EINVAL;
 303
 304         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev) {
 305                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 306                 hw_offload = false;
 307         }
 308
 309         esp.proto = xo->proto;
 310
 311         /* skb is pure payload to encrypt */
 312
 313         aead = x->data;
 314         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 315
 316         esp.tfclen = 0;
 317         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 318
 319         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 320         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 321         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 322         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 323
 324         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 325                 esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 326                 if (esp.nfrags < 0)
 327                         return esp.nfrags;
 328         }
 329
 330         seq = xo->seq.low;
 331
 332         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 333         esp.esph->spi = x->id.spi;
 334
 335         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 336
 337         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 338                 esp.esph->seq_no = htonl(seq);
 339
 340                 if (!skb_is_gso(skb))
 341                         xo->seq.low++;
 342                 else
 343                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 344         }
 345
 346         if (xo->seq.low < seq)
 347                 xo->seq.hi++;
 348
 349         esp.seqno = cpu_to_be64(xo->seq.low + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 350
 351         len = skb->len - sizeof(struct ipv6hdr);
 352         if (len > IPV6_MAXPLEN)
 353                 len = 0;
 354
 355         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(len);
 356
 357         if (hw_offload) {
 358                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 359                         return -ENOMEM;
 360
 361                 xo = xfrm_offload(skb);
 362                 if (!xo)
 363                         return -EINVAL;
 364
 365                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 366                 return 0;
 367         }
 368
 369         err = esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 370         if (err)
 371                 return err;
 372
 373         secpath_reset(skb);
 374
 375         if (skb_needs_linearize(skb, skb->dev->features) &&
 376             __skb_linearize(skb))
 377                 return -ENOMEM;
 378         return 0;
 379 }
 380
 381 static const struct net_offload esp6_offload = {
 382         .callbacks = {
 383                 .gro_receive = esp6_gro_receive,
 384                 .gso_segment = esp6_gso_segment,
 385         },
 386 };
 387
 388 static const struct xfrm_type_offload esp6_type_offload = {
 389         .owner          = THIS_MODULE,
 390         .proto          = IPPROTO_ESP,
 391         .input_tail     = esp6_input_tail,
 392         .xmit           = esp6_xmit,
 393         .encap          = esp6_gso_encap,
 394 };
 395
 396 static int __init esp6_offload_init(void)
 397 {
 398         if (xfrm_register_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6) < 0) {
 399                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 400                 return -EAGAIN;
 401         }
 402
 403         return inet6_add_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 404 }
 405
 406 static void __exit esp6_offload_exit(void)
 407 {
 408         xfrm_unregister_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6);
 409         inet6_del_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 410 }
 411
 412 module_init(esp6_offload_init);
 413 module_exit(esp6_offload_exit);
 414 MODULE_LICENSE("GPL");
 415 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 416 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);
 417 MODULE_DESCRIPTION("IPV6 GSO/GRO offload support");