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 #include <net/tcp.h>
  22 #include <net/espintcp.h>
  23
  24 #include <linux/highmem.h>
  25
  26 struct esp_skb_cb {
  27         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  28         void *tmp;
  29 };
  30
  31 struct esp_output_extra {
  32         __be32 seqhi;
  33         u32 esphoff;
  34 };
  35
  36 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  37
  38 /*
  39  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
  40  *
  41  * For alignment considerations the IV is placed at the front, followed
  42  * by the request and finally the SG list.
  43  *
  44  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
  45  */
  46 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int extralen)
  47 {
  48         unsigned int len;
  49
  50         len = extralen;
  51
  52         len += crypto_aead_ivsize(aead);
  53
  54         if (len) {
  55                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
  56                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
  57                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  58         }
  59
  60         len += sizeof(struct aead_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
  61         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  62
  63         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  64
  65         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  66 }
  67
  68 static inline void *esp_tmp_extra(void *tmp)
  69 {
  70         return PTR_ALIGN(tmp, __alignof__(struct esp_output_extra));
  71 }
  72
  73 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int extralen)
  74 {
  75         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
  76                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + extralen,
  77                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + extralen;
  78 }
  79
  80 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
  81 {
  82         struct aead_request *req;
  83
  84         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
  85                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
  86         aead_request_set_tfm(req, aead);
  87         return req;
  88 }
  89
  90 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
  91                                              struct aead_request *req)
  92 {
  93         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
  94                              crypto_aead_reqsize(aead),
  95                              __alignof__(struct scatterlist));
  96 }
  97
  98 static void esp_ssg_unref(struct xfrm_state *x, void *tmp)
  99 {
 100         struct crypto_aead *aead = x->data;
 101         int extralen = 0;
 102         u8 *iv;
 103         struct aead_request *req;
 104         struct scatterlist *sg;
 105
 106         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 107                 extralen += sizeof(struct esp_output_extra);
 108
 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 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 121 struct esp_tcp_sk {
 122         struct sock *sk;
 123         struct rcu_head rcu;
 124 };
 125
 126 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 127 {
 128         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 129
 130         sock_put(esk->sk);
 131         kfree(esk);
 132 }
 133
 134 static struct sock *esp_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 135 {
 136         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 137         struct esp_tcp_sk *esk;
 138         __be16 sport, dport;
 139         struct sock *nsk;
 140         struct sock *sk;
 141
 142         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 143         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 144                 return sk;
 145
 146         spin_lock_bh(&x->lock);
 147         sport = encap->encap_sport;
 148         dport = encap->encap_dport;
 149         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 150                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 151         if (sk && sk == nsk) {
 152                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 153                 if (!esk) {
 154                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 155                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 156                 }
 157                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 158                 esk->sk = sk;
 159                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 160         }
 161         spin_unlock_bh(&x->lock);
 162
 163         sk = inet_lookup_established(xs_net(x), &tcp_hashinfo, x->id.daddr.a4,
 164                                      dport, x->props.saddr.a4, sport, 0);
 165         if (!sk)
 166                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 167
 168         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 169                 sock_put(sk);
 170                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 171         }
 172
 173         spin_lock_bh(&x->lock);
 174         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 175                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 176         if (encap->encap_sport != sport ||
 177             encap->encap_dport != dport) {
 178                 sock_put(sk);
 179                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 180         } else if (sk == nsk) {
 181                 sock_put(sk);
 182         } else {
 183                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 184         }
 185         spin_unlock_bh(&x->lock);
 186
 187         return sk;
 188 }
 189
 190 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 191 {
 192         struct sock *sk;
 193         int err;
 194
 195         rcu_read_lock();
 196
 197         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 198         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 199         if (err)
 200                 goto out;
 201
 202         bh_lock_sock(sk);
 203         if (sock_owned_by_user(sk))
 204                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 205         else
 206                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 207         bh_unlock_sock(sk);
 208
 209 out:
 210         rcu_read_unlock();
 211         return err;
 212 }
 213
 214 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 215                                    struct sk_buff *skb)
 216 {
 217         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 218         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 219
 220         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 221 }
 222
 223 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 224 {
 225         int err;
 226
 227         local_bh_disable();
 228         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 229         local_bh_enable();
 230
 231         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 232          * actually means that the skb has been consumed and
 233          * isn't coming back.
 234          */
 235         return err ?: -EINPROGRESS;
 236 }
 237 #else
 238 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 239 {
 240         kfree_skb(skb);
 241
 242         return -EOPNOTSUPP;
 243 }
 244 #endif
 245
 246 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 247 {
 248         struct sk_buff *skb = base->data;
 249         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 250         void *tmp;
 251         struct xfrm_state *x;
 252
 253         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 254                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 255
 256                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 257         } else {
 258                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 259         }
 260
 261         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 262         esp_ssg_unref(x, tmp);
 263         kfree(tmp);
 264
 265         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 266                 if (err) {
 267                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 268                         kfree_skb(skb);
 269                         return;
 270                 }
 271
 272                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 273                 secpath_reset(skb);
 274                 xfrm_dev_resume(skb);
 275         } else {
 276                 if (!err &&
 277                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 278                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 279                 else
 280                         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 281         }
 282 }
 283
 284 /* Move ESP header back into place. */
 285 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 286 {
 287         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 288         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 289         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 290
 291         esph->seq_no = esph->spi;
 292         esph->spi = *seqhi;
 293 }
 294
 295 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 296 {
 297         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 298         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 299
 300         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 301                                 sizeof(__be32));
 302 }
 303
 304 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 305                                                struct xfrm_state *x,
 306                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 307                                                struct esp_output_extra *extra)
 308 {
 309         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 310          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 311          * encryption.
 312          */
 313         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 314                 __u32 seqhi;
 315                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 316
 317                 if (xo)
 318                         seqhi = xo->seq.hi;
 319                 else
 320                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 321
 322                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 323                                  skb_transport_header(skb);
 324                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 325                 extra->seqhi = esph->spi;
 326                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 327         }
 328
 329         esph->spi = x->id.spi;
 330
 331         return esph;
 332 }
 333
 334 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 335 {
 336         struct sk_buff *skb = base->data;
 337
 338         esp_output_restore_header(skb);
 339         esp_output_done(base, err);
 340 }
 341
 342 static struct ip_esp_hdr *esp_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 343                                                int encap_type,
 344                                                struct esp_info *esp,
 345                                                __be16 sport,
 346                                                __be16 dport)
 347 {
 348         struct udphdr *uh;
 349         __be32 *udpdata32;
 350         unsigned int len;
 351
 352         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 353         if (len + sizeof(struct iphdr) > IP_MAX_MTU)
 354                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 355
 356         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 357         uh->source = sport;
 358         uh->dest = dport;
 359         uh->len = htons(len);
 360         uh->check = 0;
 361
 362         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 363
 364         if (encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE) {
 365                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 366                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 367                 return (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 368         }
 369
 370         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 371 }
 372
 373 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 374 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 375                                                     struct sk_buff *skb,
 376                                                     struct esp_info *esp)
 377 {
 378         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 379         struct ip_esp_hdr *esph;
 380         unsigned int len;
 381         struct sock *sk;
 382
 383         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 384         if (len > IP_MAX_MTU)
 385                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 386
 387         rcu_read_lock();
 388         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 389         rcu_read_unlock();
 390
 391         if (IS_ERR(sk))
 392                 return ERR_CAST(sk);
 393
 394         *lenp = htons(len);
 395         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 396
 397         return esph;
 398 }
 399 #else
 400 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 401                                                     struct sk_buff *skb,
 402                                                     struct esp_info *esp)
 403 {
 404         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 405 }
 406 #endif
 407
 408 static int esp_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 409                             struct esp_info *esp)
 410 {
 411         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 412         struct ip_esp_hdr *esph;
 413         __be16 sport, dport;
 414         int encap_type;
 415
 416         spin_lock_bh(&x->lock);
 417         sport = encap->encap_sport;
 418         dport = encap->encap_dport;
 419         encap_type = encap->encap_type;
 420         spin_unlock_bh(&x->lock);
 421
 422         switch (encap_type) {
 423         default:
 424         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 425         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 426                 esph = esp_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 427                 break;
 428         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 429                 esph = esp_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 430                 break;
 431         }
 432
 433         if (IS_ERR(esph))
 434                 return PTR_ERR(esph);
 435
 436         esp->esph = esph;
 437
 438         return 0;
 439 }
 440
 441 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 442 {
 443         u8 *tail;
 444         int nfrags;
 445         int esph_offset;
 446         struct page *page;
 447         struct sk_buff *trailer;
 448         int tailen = esp->tailen;
 449
 450         /* this is non-NULL only with TCP/UDP Encapsulation */
 451         if (x->encap) {
 452                 int err = esp_output_encap(x, skb, esp);
 453
 454                 if (err < 0)
 455                         return err;
 456         }
 457
 458         if (ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE ||
 459             ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE)
 460                 goto cow;
 461
 462         if (!skb_cloned(skb)) {
 463                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 464                         nfrags = 1;
 465                         trailer = skb;
 466                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 467
 468                         goto skip_cow;
 469                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 470                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 471                         int allocsize;
 472                         struct sock *sk = skb->sk;
 473                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 474
 475                         esp->inplace = false;
 476
 477                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 478
 479                         spin_lock_bh(&x->lock);
 480
 481                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 482                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 483                                 goto cow;
 484                         }
 485
 486                         page = pfrag->page;
 487                         get_page(page);
 488
 489                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 490
 491                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 492
 493                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 494
 495                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 496                                              tailen);
 497                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 498
 499                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 500
 501                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 502
 503                         nfrags++;
 504
 505                         skb->len += tailen;
 506                         skb->data_len += tailen;
 507                         skb->truesize += tailen;
 508                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 509                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 510
 511                         goto out;
 512                 }
 513         }
 514
 515 cow:
 516         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 517
 518         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 519         if (nfrags < 0)
 520                 goto out;
 521         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 522         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 523
 524 skip_cow:
 525         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 526         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 527
 528 out:
 529         return nfrags;
 530 }
 531 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 532
 533 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 534 {
 535         u8 *iv;
 536         int alen;
 537         void *tmp;
 538         int ivlen;
 539         int assoclen;
 540         int extralen;
 541         struct page *page;
 542         struct ip_esp_hdr *esph;
 543         struct crypto_aead *aead;
 544         struct aead_request *req;
 545         struct scatterlist *sg, *dsg;
 546         struct esp_output_extra *extra;
 547         int err = -ENOMEM;
 548
 549         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 550         extralen = 0;
 551
 552         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 553                 extralen += sizeof(*extra);
 554                 assoclen += sizeof(__be32);
 555         }
 556
 557         aead = x->data;
 558         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 559         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 560
 561         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 562         if (!tmp)
 563                 goto error;
 564
 565         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 566         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 567         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 568         sg = esp_req_sg(aead, req);
 569
 570         if (esp->inplace)
 571                 dsg = sg;
 572         else
 573                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 574
 575         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 576         esp->esph = esph;
 577
 578         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 579         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 580                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 581                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 582         if (unlikely(err < 0))
 583                 goto error_free;
 584
 585         if (!esp->inplace) {
 586                 int allocsize;
 587                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 588
 589                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 590
 591                 spin_lock_bh(&x->lock);
 592                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 593                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 594                         goto error_free;
 595                 }
 596
 597                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 598
 599                 page = pfrag->page;
 600                 get_page(page);
 601                 /* replace page frags in skb with new page */
 602                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 603                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 604                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 605
 606                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 607                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 608                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 609                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 610                 if (unlikely(err < 0))
 611                         goto error_free;
 612         }
 613
 614         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 615                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 616         else
 617                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 618
 619         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 620         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 621
 622         memset(iv, 0, ivlen);
 623         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 624                min(ivlen, 8));
 625
 626         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 627         err = crypto_aead_encrypt(req);
 628
 629         switch (err) {
 630         case -EINPROGRESS:
 631                 goto error;
 632
 633         case -ENOSPC:
 634                 err = NET_XMIT_DROP;
 635                 break;
 636
 637         case 0:
 638                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 639                         esp_output_restore_header(skb);
 640         }
 641
 642         if (sg != dsg)
 643                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 644
 645         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 646                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 647
 648 error_free:
 649         kfree(tmp);
 650 error:
 651         return err;
 652 }
 653 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 654
 655 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 656 {
 657         int alen;
 658         int blksize;
 659         struct ip_esp_hdr *esph;
 660         struct crypto_aead *aead;
 661         struct esp_info esp;
 662
 663         esp.inplace = true;
 664
 665         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 666         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 667
 668         /* skb is pure payload to encrypt */
 669
 670         aead = x->data;
 671         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 672
 673         esp.tfclen = 0;
 674         if (x->tfcpad) {
 675                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 676                 u32 padto;
 677
 678                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 679                 if (skb->len < padto)
 680                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 681         }
 682         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 683         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 684         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 685         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 686
 687         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 688
 689         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 690         if (esp.nfrags < 0)
 691                 return esp.nfrags;
 692
 693         esph = esp.esph;
 694         esph->spi = x->id.spi;
 695
 696         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 697         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 698                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 699
 700         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 701
 702         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 703 }
 704
 705 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 706 {
 707         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 708         struct crypto_aead *aead = x->data;
 709         int alen, hlen, elen;
 710         int padlen, trimlen;
 711         __wsum csumdiff;
 712         u8 nexthdr[2];
 713         int ret;
 714
 715         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 716         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 717         elen = skb->len - hlen;
 718
 719         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 720                 BUG();
 721
 722         ret = -EINVAL;
 723         padlen = nexthdr[0];
 724         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 725                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 726                                     padlen + 2, elen - alen);
 727                 goto out;
 728         }
 729
 730         trimlen = alen + padlen + 2;
 731         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 732                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 733                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 734                                            skb->len - trimlen);
 735         }
 736         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 737
 738         ret = nexthdr[1];
 739
 740 out:
 741         return ret;
 742 }
 743
 744 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 745 {
 746         const struct iphdr *iph;
 747         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 748         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 749         struct crypto_aead *aead = x->data;
 750         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 751         int ihl;
 752
 753         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 754                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 755
 756         if (unlikely(err))
 757                 goto out;
 758
 759         err = esp_remove_trailer(skb);
 760         if (unlikely(err < 0))
 761                 goto out;
 762
 763         iph = ip_hdr(skb);
 764         ihl = iph->ihl * 4;
 765
 766         if (x->encap) {
 767                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 768                 struct tcphdr *th = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 769                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 770                 __be16 source;
 771
 772                 switch (x->encap->encap_type) {
 773                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 774                         source = th->source;
 775                         break;
 776                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 777                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 778                         source = uh->source;
 779                         break;
 780                 default:
 781                         WARN_ON_ONCE(1);
 782                         err = -EINVAL;
 783                         goto out;
 784                 }
 785
 786                 /*
 787                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 788                  *    advertize the change to the keying daemon.
 789                  *    This is an inbound SA, so just compare
 790                  *    SRC ports.
 791                  */
 792                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 793                     source != encap->encap_sport) {
 794                         xfrm_address_t ipaddr;
 795
 796                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 797                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 798
 799                         /* XXX: perhaps add an extra
 800                          * policy check here, to see
 801                          * if we should allow or
 802                          * reject a packet from a
 803                          * different source
 804                          * address/port.
 805                          */
 806                 }
 807
 808                 /*
 809                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 810                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 811                  *    perform other post-processing fixes
 812                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 813                  *    section 3.1.2
 814                  */
 815                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 816                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 817         }
 818
 819         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 820         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 821                 skb_reset_transport_header(skb);
 822         else
 823                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 824
 825         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 826         if (err == IPPROTO_NONE)
 827                 err = -EINVAL;
 828
 829 out:
 830         return err;
 831 }
 832 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 833
 834 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 835 {
 836         struct sk_buff *skb = base->data;
 837
 838         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 839 }
 840
 841 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 842 {
 843         esp_restore_header(skb, 0);
 844         __skb_pull(skb, 4);
 845 }
 846
 847 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 848 {
 849         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 850         struct ip_esp_hdr *esph;
 851
 852         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 853          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 854          * decryption.
 855          */
 856         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 857                 esph = skb_push(skb, 4);
 858                 *seqhi = esph->spi;
 859                 esph->spi = esph->seq_no;
 860                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 861         }
 862 }
 863
 864 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 865 {
 866         struct sk_buff *skb = base->data;
 867
 868         esp_input_restore_header(skb);
 869         esp_input_done(base, err);
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 874  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 875  * and common case.
 876  */
 877 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 878 {
 879         struct crypto_aead *aead = x->data;
 880         struct aead_request *req;
 881         struct sk_buff *trailer;
 882         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 883         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 884         int nfrags;
 885         int assoclen;
 886         int seqhilen;
 887         __be32 *seqhi;
 888         void *tmp;
 889         u8 *iv;
 890         struct scatterlist *sg;
 891         int err = -EINVAL;
 892
 893         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 894                 goto out;
 895
 896         if (elen <= 0)
 897                 goto out;
 898
 899         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 900         seqhilen = 0;
 901
 902         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 903                 seqhilen += sizeof(__be32);
 904                 assoclen += seqhilen;
 905         }
 906
 907         if (!skb_cloned(skb)) {
 908                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 909                         nfrags = 1;
 910
 911                         goto skip_cow;
 912                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 913                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 914                         nfrags++;
 915
 916                         goto skip_cow;
 917                 }
 918         }
 919
 920         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 921         if (err < 0)
 922                 goto out;
 923
 924         nfrags = err;
 925
 926 skip_cow:
 927         err = -ENOMEM;
 928         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 929         if (!tmp)
 930                 goto out;
 931
 932         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 933         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 934         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 935         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 936         sg = esp_req_sg(aead, req);
 937
 938         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 939
 940         sg_init_table(sg, nfrags);
 941         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 942         if (unlikely(err < 0)) {
 943                 kfree(tmp);
 944                 goto out;
 945         }
 946
 947         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 948
 949         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 950                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 951         else
 952                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 953
 954         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 955         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 956
 957         err = crypto_aead_decrypt(req);
 958         if (err == -EINPROGRESS)
 959                 goto out;
 960
 961         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 962                 esp_input_restore_header(skb);
 963
 964         err = esp_input_done2(skb, err);
 965
 966 out:
 967         return err;
 968 }
 969
 970 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 971 {
 972         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 973         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 974         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 975         struct xfrm_state *x;
 976
 977         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 978         case ICMP_DEST_UNREACH:
 979                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 980                         return 0;
 981                 break;
 982         case ICMP_REDIRECT:
 983                 break;
 984         default:
 985                 return 0;
 986         }
 987
 988         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 989                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 990         if (!x)
 991                 return 0;
 992
 993         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 994                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
 995         else
 996                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
 997         xfrm_state_put(x);
 998
 999         return 0;
1000 }
1001
1002 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
1003 {
1004         struct crypto_aead *aead = x->data;
1005
1006         if (!aead)
1007                 return;
1008
1009         crypto_free_aead(aead);
1010 }
1011
1012 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
1013 {
1014         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1015         struct crypto_aead *aead;
1016         int err;
1017
1018         err = -ENAMETOOLONG;
1019         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1020                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1021                 goto error;
1022
1023         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1024         err = PTR_ERR(aead);
1025         if (IS_ERR(aead))
1026                 goto error;
1027
1028         x->data = aead;
1029
1030         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1031                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1032         if (err)
1033                 goto error;
1034
1035         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1036         if (err)
1037                 goto error;
1038
1039 error:
1040         return err;
1041 }
1042
1043 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
1044 {
1045         struct crypto_aead *aead;
1046         struct crypto_authenc_key_param *param;
1047         struct rtattr *rta;
1048         char *key;
1049         char *p;
1050         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1051         unsigned int keylen;
1052         int err;
1053
1054         err = -EINVAL;
1055         if (!x->ealg)
1056                 goto error;
1057
1058         err = -ENAMETOOLONG;
1059
1060         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1061                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1062                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1063                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1064                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1065                              x->ealg->alg_name,
1066                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1067                         goto error;
1068         } else {
1069                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1070                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1071                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1072                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1073                              x->ealg->alg_name,
1074                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1075                         goto error;
1076         }
1077
1078         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1079         err = PTR_ERR(aead);
1080         if (IS_ERR(aead))
1081                 goto error;
1082
1083         x->data = aead;
1084
1085         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1086                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1087         err = -ENOMEM;
1088         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1089         if (!key)
1090                 goto error;
1091
1092         p = key;
1093         rta = (void *)p;
1094         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1095         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1096         param = RTA_DATA(rta);
1097         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1098
1099         if (x->aalg) {
1100                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1101
1102                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1103                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1104
1105                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1106                 BUG_ON(!aalg_desc);
1107
1108                 err = -EINVAL;
1109                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1110                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1111                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
1112                                 x->aalg->alg_name,
1113                                 crypto_aead_authsize(aead),
1114                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
1115                         goto free_key;
1116                 }
1117
1118                 err = crypto_aead_setauthsize(
1119                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1120                 if (err)
1121                         goto free_key;
1122         }
1123
1124         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1125         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1126
1127         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1128
1129 free_key:
1130         kfree(key);
1131
1132 error:
1133         return err;
1134 }
1135
1136 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
1137 {
1138         struct crypto_aead *aead;
1139         u32 align;
1140         int err;
1141
1142         x->data = NULL;
1143
1144         if (x->aead)
1145                 err = esp_init_aead(x);
1146         else
1147                 err = esp_init_authenc(x);
1148
1149         if (err)
1150                 goto error;
1151
1152         aead = x->data;
1153
1154         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1155                               crypto_aead_ivsize(aead);
1156         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
1157                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1158         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1159                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1160         if (x->encap) {
1161                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1162
1163                 switch (encap->encap_type) {
1164                 default:
1165                         err = -EINVAL;
1166                         goto error;
1167                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1168                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1169                         break;
1170                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1171                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1172                         break;
1173 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
1174                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1175                         /* only the length field, TCP encap is done by
1176                          * the socket
1177                          */
1178                         x->props.header_len += 2;
1179                         break;
1180 #endif
1181                 }
1182         }
1183
1184         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1185         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1186
1187 error:
1188         return err;
1189 }
1190
1191 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1192 {
1193         return 0;
1194 }
1195
1196 static const struct xfrm_type esp_type =
1197 {
1198         .owner          = THIS_MODULE,
1199         .proto          = IPPROTO_ESP,
1200         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1201         .init_state     = esp_init_state,
1202         .destructor     = esp_destroy,
1203         .input          = esp_input,
1204         .output         = esp_output,
1205 };
1206
1207 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1208         .handler        =       xfrm4_rcv,
1209         .input_handler  =       xfrm_input,
1210         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1211         .err_handler    =       esp4_err,
1212         .priority       =       0,
1213 };
1214
1215 static int __init esp4_init(void)
1216 {
1217         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1218                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1219                 return -EAGAIN;
1220         }
1221         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1222                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1223                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1224                 return -EAGAIN;
1225         }
1226         return 0;
1227 }
1228
1229 static void __exit esp4_fini(void)
1230 {
1231         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1232                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1233         xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1234 }
1235
1236 module_init(esp4_init);
1237 module_exit(esp4_fini);
1238 MODULE_LICENSE("GPL");
1239 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);