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         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 163         ops = rcu_dereference(inet_offloads[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 *xfrm4_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 171                                                     struct sk_buff *skb,
 172                                                     netdev_features_t features)
 173 {
 174         switch (x->outer_mode.encap) {
 175         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 176                 return xfrm4_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 177         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 178                 return xfrm4_transport_gso_segment(x, skb, features);
 179         case XFRM_MODE_BEET:
 180                 return xfrm4_beet_gso_segment(x, skb, features);
 181         }
 182
 183         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 184 }
 185
 186 static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 187                                         netdev_features_t features)
 188 {
 189         struct xfrm_state *x;
 190         struct ip_esp_hdr *esph;
 191         struct crypto_aead *aead;
 192         netdev_features_t esp_features = features;
 193         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 194         struct sec_path *sp;
 195
 196         if (!xo)
 197                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 198
 199         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 200                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 201
 202         sp = skb_sec_path(skb);
 203         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 204         aead = x->data;
 205         esph = ip_esp_hdr(skb);
 206
 207         if (esph->spi != x->id.spi)
 208                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 209
 210         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 211                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 212
 213         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 214
 215         skb->encap_hdr_csum = 1;
 216
 217         if ((!(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 218              !(features & NETIF_F_HW_ESP)) || x->xso.dev != skb->dev)
 219                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 220                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 221         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM) &&
 222                  !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 223                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 224                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 225
 226         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 227
 228         return xfrm4_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 229 }
 230
 231 static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 232 {
 233         struct crypto_aead *aead = x->data;
 234         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 235
 236         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 237                 return -EINVAL;
 238
 239         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 240                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 241
 242         return esp_input_done2(skb, 0);
 243 }
 244
 245 static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 246 {
 247         int err;
 248         int alen;
 249         int blksize;
 250         struct xfrm_offload *xo;
 251         struct ip_esp_hdr *esph;
 252         struct crypto_aead *aead;
 253         struct esp_info esp;
 254         bool hw_offload = true;
 255         __u32 seq;
 256
 257         esp.inplace = true;
 258
 259         xo = xfrm_offload(skb);
 260
 261         if (!xo)
 262                 return -EINVAL;
 263
 264         if ((!(features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 265              !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP)) ||
 266             x->xso.dev != skb->dev) {
 267                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 268                 hw_offload = false;
 269         }
 270
 271         esp.proto = xo->proto;
 272
 273         /* skb is pure payload to encrypt */
 274
 275         aead = x->data;
 276         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 277
 278         esp.tfclen = 0;
 279         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 280
 281         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 282         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 283         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 284         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 285
 286         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 287
 288
 289         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 290                 esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 291                 if (esp.nfrags < 0)
 292                         return esp.nfrags;
 293         }
 294
 295         seq = xo->seq.low;
 296
 297         esph = esp.esph;
 298         esph->spi = x->id.spi;
 299
 300         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 301
 302         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 303                 esph->seq_no = htonl(seq);
 304
 305                 if (!skb_is_gso(skb))
 306                         xo->seq.low++;
 307                 else
 308                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 309         }
 310
 311         esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 312
 313         ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 314         ip_send_check(ip_hdr(skb));
 315
 316         if (hw_offload) {
 317                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 318                         return -ENOMEM;
 319
 320                 xo = xfrm_offload(skb);
 321                 if (!xo)
 322                         return -EINVAL;
 323
 324                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 325                 return 0;
 326         }
 327
 328         err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 329         if (err)
 330                 return err;
 331
 332         secpath_reset(skb);
 333
 334         return 0;
 335 }
 336
 337 static const struct net_offload esp4_offload = {
 338         .callbacks = {
 339                 .gro_receive = esp4_gro_receive,
 340                 .gso_segment = esp4_gso_segment,
 341         },
 342 };
 343
 344 static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 345         .owner          = THIS_MODULE,
 346         .proto          = IPPROTO_ESP,
 347         .input_tail     = esp_input_tail,
 348         .xmit           = esp_xmit,
 349         .encap          = esp4_gso_encap,
 350 };
 351
 352 static int __init esp4_offload_init(void)
 353 {
 354         if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
 355                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 356                 return -EAGAIN;
 357         }
 358
 359         return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 360 }
 361
 362 static void __exit esp4_offload_exit(void)
 363 {
 364         xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET);
 365         inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 366 }
 367
 368 module_init(esp4_offload_init);
 369 module_exit(esp4_offload_exit);
 370 MODULE_LICENSE("GPL");
 371 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 372 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);
 373 MODULE_DESCRIPTION("IPV4 GSO/GRO offload support");