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/gro.h>
  20 #include <net/ip.h>
  21 #include <net/xfrm.h>
  22 #include <net/esp.h>
  23 #include <linux/scatterlist.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/spinlock.h>
  27 #include <net/ip6_route.h>
  28 #include <net/ipv6.h>
  29 #include <linux/icmpv6.h>
  30
  31 static __u16 esp6_nexthdr_esp_offset(struct ipv6hdr *ipv6_hdr, int nhlen)
  32 {
  33         int off = sizeof(struct ipv6hdr);
  34         struct ipv6_opt_hdr *exthdr;
  35
  36         if (likely(ipv6_hdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP))
  37                 return offsetof(struct ipv6hdr, nexthdr);
  38
  39         while (off < nhlen) {
  40                 exthdr = (void *)ipv6_hdr + off;
  41                 if (exthdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP)
  42                         return off;
  43
  44                 off += ipv6_optlen(exthdr);
  45         }
  46
  47         return 0;
  48 }
  49
  50 static struct sk_buff *esp6_gro_receive(struct list_head *head,
  51                                         struct sk_buff *skb)
  52 {
  53         int offset = skb_gro_offset(skb);
  54         struct xfrm_offload *xo;
  55         struct xfrm_state *x;
  56         __be32 seq;
  57         __be32 spi;
  58         int nhoff;
  59         int err;
  60
  61         if (!pskb_pull(skb, offset))
  62                 return NULL;
  63
  64         if ((err = xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq)) != 0)
  65                 goto out;
  66
  67         xo = xfrm_offload(skb);
  68         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  69                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  70
  71                 if (!sp)
  72                         goto out;
  73
  74                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  75                         goto out_reset;
  76
  77                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  78                                       (xfrm_address_t *)&ipv6_hdr(skb)->daddr,
  79                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
  80                 if (!x)
  81                         goto out_reset;
  82
  83                 skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);
  84
  85                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  86                 sp->olen++;
  87
  88                 xo = xfrm_offload(skb);
  89                 if (!xo)
  90                         goto out_reset;
  91         }
  92
  93         xo->flags |= XFRM_GRO;
  94
  95         nhoff = esp6_nexthdr_esp_offset(ipv6_hdr(skb), offset);
  96         if (!nhoff)
  97                 goto out;
  98
  99         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
 100         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip6 = NULL;
 101         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET6;
 102         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct ipv6hdr, daddr);
 103         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
 104
 105         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
 106          * the error handling and frees the resources on error. */
 107         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
 108
 109         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
 110 out_reset:
 111         secpath_reset(skb);
 112 out:
 113         skb_push(skb, offset);
 114         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
 115         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
 116
 117         return NULL;
 118 }
 119
 120 static void esp6_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 121 {
 122         struct ip_esp_hdr *esph;
 123         struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 124         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 125         u8 proto = iph->nexthdr;
 126
 127         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 128
 129         if (x->outer_mode.encap == XFRM_MODE_TRANSPORT) {
 130                 __be16 frag;
 131
 132                 ipv6_skip_exthdr(skb, sizeof(struct ipv6hdr), &proto, &frag);
 133         }
 134
 135         esph = ip_esp_hdr(skb);
 136         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 137
 138         esph->spi = x->id.spi;
 139         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 140
 141         xo->proto = proto;
 142 }
 143
 144 static struct sk_buff *xfrm6_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 145                                                 struct sk_buff *skb,
 146                                                 netdev_features_t features)
 147 {
 148         __be16 type = x->inner_mode.family == AF_INET ? htons(ETH_P_IP)
 149                                                       : htons(ETH_P_IPV6);
 150
 151         return skb_eth_gso_segment(skb, features, type);
 152 }
 153
 154 static struct sk_buff *xfrm6_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 155                                                    struct sk_buff *skb,
 156                                                    netdev_features_t features)
 157 {
 158         const struct net_offload *ops;
 159         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 160         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 161
 162         skb->transport_header += x->props.header_len;
 163         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[xo->proto]);
 164         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 165                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 166
 167         return segs;
 168 }
 169
 170 static struct sk_buff *xfrm6_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 171                                               struct sk_buff *skb,
 172                                               netdev_features_t features)
 173 {
 174         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 175         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 176         const struct net_offload *ops;
 177         u8 proto = xo->proto;
 178
 179         skb->transport_header += x->props.header_len;
 180
 181         if (x->sel.family != AF_INET6) {
 182                 skb->transport_header -=
 183                         (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
 184
 185                 if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
 186                         struct ip_beet_phdr *ph =
 187                                 (struct ip_beet_phdr *)skb->data;
 188
 189                         skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
 190                         proto = ph->nexthdr;
 191                 } else {
 192                         skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 193                 }
 194
 195                 if (proto == IPPROTO_TCP)
 196                         skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV6;
 197         } else {
 198                 __be16 frag;
 199
 200                 skb->transport_header +=
 201                         ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
 202         }
 203
 204         if (proto == IPPROTO_IPIP)
 205                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP6;
 206
 207         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 208         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[proto]);
 209         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 210                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 211
 212         return segs;
 213 }
 214
 215 static struct sk_buff *xfrm6_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 216                                                     struct sk_buff *skb,
 217                                                     netdev_features_t features)
 218 {
 219         switch (x->outer_mode.encap) {
 220         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 221                 return xfrm6_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 222         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 223                 return xfrm6_transport_gso_segment(x, skb, features);
 224         case XFRM_MODE_BEET:
 225                 return xfrm6_beet_gso_segment(x, skb, features);
 226         }
 227
 228         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 229 }
 230
 231 static struct sk_buff *esp6_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 232                                         netdev_features_t features)
 233 {
 234         struct xfrm_state *x;
 235         struct ip_esp_hdr *esph;
 236         struct crypto_aead *aead;
 237         netdev_features_t esp_features = features;
 238         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 239         struct sec_path *sp;
 240
 241         if (!xo)
 242                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 243
 244         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 245                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 246
 247         sp = skb_sec_path(skb);
 248         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 249         aead = x->data;
 250         esph = ip_esp_hdr(skb);
 251
 252         if (esph->spi != x->id.spi)
 253                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 254
 255         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 256                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 257
 258         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 259
 260         skb->encap_hdr_csum = 1;
 261
 262         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev)
 263                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 264                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 265         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 266                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 267                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 268
 269         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 270
 271         return xfrm6_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 272 }
 273
 274 static int esp6_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 275 {
 276         struct crypto_aead *aead = x->data;
 277         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 278
 279         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 280                 return -EINVAL;
 281
 282         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 283                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 284
 285         return esp6_input_done2(skb, 0);
 286 }
 287
 288 static int esp6_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 289 {
 290         int len;
 291         int err;
 292         int alen;
 293         int blksize;
 294         struct xfrm_offload *xo;
 295         struct crypto_aead *aead;
 296         struct esp_info esp;
 297         bool hw_offload = true;
 298         __u32 seq;
 299
 300         esp.inplace = true;
 301
 302         xo = xfrm_offload(skb);
 303
 304         if (!xo)
 305                 return -EINVAL;
 306
 307         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev) {
 308                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 309                 hw_offload = false;
 310         }
 311
 312         esp.proto = xo->proto;
 313
 314         /* skb is pure payload to encrypt */
 315
 316         aead = x->data;
 317         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 318
 319         esp.tfclen = 0;
 320         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 321
 322         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 323         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 324         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 325         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 326
 327         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 328                 esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 329                 if (esp.nfrags < 0)
 330                         return esp.nfrags;
 331         }
 332
 333         seq = xo->seq.low;
 334
 335         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 336         esp.esph->spi = x->id.spi;
 337
 338         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 339
 340         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 341                 esp.esph->seq_no = htonl(seq);
 342
 343                 if (!skb_is_gso(skb))
 344                         xo->seq.low++;
 345                 else
 346                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 347         }
 348
 349         if (xo->seq.low < seq)
 350                 xo->seq.hi++;
 351
 352         esp.seqno = cpu_to_be64(xo->seq.low + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 353
 354         len = skb->len - sizeof(struct ipv6hdr);
 355         if (len > IPV6_MAXPLEN)
 356                 len = 0;
 357
 358         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(len);
 359
 360         if (hw_offload) {
 361                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 362                         return -ENOMEM;
 363
 364                 xo = xfrm_offload(skb);
 365                 if (!xo)
 366                         return -EINVAL;
 367
 368                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 369                 return 0;
 370         }
 371
 372         err = esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 373         if (err)
 374                 return err;
 375
 376         secpath_reset(skb);
 377
 378         if (skb_needs_linearize(skb, skb->dev->features) &&
 379             __skb_linearize(skb))
 380                 return -ENOMEM;
 381         return 0;
 382 }
 383
 384 static const struct net_offload esp6_offload = {
 385         .callbacks = {
 386                 .gro_receive = esp6_gro_receive,
 387                 .gso_segment = esp6_gso_segment,
 388         },
 389 };
 390
 391 static const struct xfrm_type_offload esp6_type_offload = {
 392         .owner          = THIS_MODULE,
 393         .proto          = IPPROTO_ESP,
 394         .input_tail     = esp6_input_tail,
 395         .xmit           = esp6_xmit,
 396         .encap          = esp6_gso_encap,
 397 };
 398
 399 static int __init esp6_offload_init(void)
 400 {
 401         if (xfrm_register_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6) < 0) {
 402                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 403                 return -EAGAIN;
 404         }
 405
 406         return inet6_add_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 407 }
 408
 409 static void __exit esp6_offload_exit(void)
 410 {
 411         xfrm_unregister_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6);
 412         inet6_del_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 413 }
 414
 415 module_init(esp6_offload_init);
 416 module_exit(esp6_offload_exit);
 417 MODULE_LICENSE("GPL");
 418 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 419 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);
 420 MODULE_DESCRIPTION("IPV6 GSO/GRO offload support");