net/ipv4/esp4_offload.c

   1 /*
   2  * IPV4 GSO/GRO offload support
   3  * Linux INET implementation
   4  *
   5  * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
   6  * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   9  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
  10  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * ESP GRO support
  13  */
  14
  15 #include <linux/skbuff.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <net/protocol.h>
  18 #include <crypto/aead.h>
  19 #include <crypto/authenc.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <net/ip.h>
  23 #include <net/xfrm.h>
  24 #include <net/esp.h>
  25 #include <linux/scatterlist.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/spinlock.h>
  29 #include <net/udp.h>
  30
  31 static struct sk_buff *esp4_gro_receive(struct list_head *head,
  32                                         struct sk_buff *skb)
  33 {
  34         int offset = skb_gro_offset(skb);
  35         struct xfrm_offload *xo;
  36         struct xfrm_state *x;
  37         __be32 seq;
  38         __be32 spi;
  39         int err;
  40
  41         if (!pskb_pull(skb, offset))
  42                 return NULL;
  43
  44         if ((err = xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq)) != 0)
  45                 goto out;
  46
  47         xo = xfrm_offload(skb);
  48         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  49                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  50
  51                 if (!sp)
  52                         goto out;
  53
  54                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  55                         goto out_reset;
  56
  57                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  58                                       (xfrm_address_t *)&ip_hdr(skb)->daddr,
  59                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
  60                 if (!x)
  61                         goto out_reset;
  62
  63                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  64                 sp->olen++;
  65
  66                 xo = xfrm_offload(skb);
  67                 if (!xo) {
  68                         xfrm_state_put(x);
  69                         goto out_reset;
  70                 }
  71         }
  72
  73         xo->flags |= XFRM_GRO;
  74
  75         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4 = NULL;
  76         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET;
  77         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct iphdr, daddr);
  78         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
  79
  80         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
  81          * the error handling and frees the resources on error. */
  82         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
  83
  84         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
  85 out_reset:
  86         secpath_reset(skb);
  87 out:
  88         skb_push(skb, offset);
  89         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
  90         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
  91
  92         return NULL;
  93 }
  94
  95 static void esp4_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  96 {
  97         struct ip_esp_hdr *esph;
  98         struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
  99         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 100         int proto = iph->protocol;
 101
 102         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 103         esph = ip_esp_hdr(skb);
 104         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 105
 106         esph->spi = x->id.spi;
 107         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 108
 109         xo->proto = proto;
 110 }
 111
 112 static struct sk_buff *xfrm4_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 113                                                 struct sk_buff *skb,
 114                                                 netdev_features_t features)
 115 {
 116         __skb_push(skb, skb->mac_len);
 117         return skb_mac_gso_segment(skb, features);
 118 }
 119
 120 static struct sk_buff *xfrm4_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 121                                                    struct sk_buff *skb,
 122                                                    netdev_features_t features)
 123 {
 124         const struct net_offload *ops;
 125         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 126         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 127
 128         skb->transport_header += x->props.header_len;
 129         ops = rcu_dereference(inet_offloads[xo->proto]);
 130         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 131                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 132
 133         return segs;
 134 }
 135
 136 static struct sk_buff *xfrm4_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 137                                                     struct sk_buff *skb,
 138                                                     netdev_features_t features)
 139 {
 140         switch (x->outer_mode.encap) {
 141         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 142                 return xfrm4_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 143         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 144                 return xfrm4_transport_gso_segment(x, skb, features);
 145         }
 146
 147         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 148 }
 149
 150 static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 151                                         netdev_features_t features)
 152 {
 153         struct xfrm_state *x;
 154         struct ip_esp_hdr *esph;
 155         struct crypto_aead *aead;
 156         netdev_features_t esp_features = features;
 157         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 158         struct sec_path *sp;
 159
 160         if (!xo)
 161                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 162
 163         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 164                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 165
 166         sp = skb_sec_path(skb);
 167         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 168         aead = x->data;
 169         esph = ip_esp_hdr(skb);
 170
 171         if (esph->spi != x->id.spi)
 172                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 173
 174         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 175                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 176
 177         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 178
 179         skb->encap_hdr_csum = 1;
 180
 181         if ((!(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 182              !(features & NETIF_F_HW_ESP)) || x->xso.dev != skb->dev)
 183                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK);
 184         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM) &&
 185                  !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 186                 esp_features = features & ~NETIF_F_CSUM_MASK;
 187
 188         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 189
 190         return xfrm4_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 191 }
 192
 193 static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 194 {
 195         struct crypto_aead *aead = x->data;
 196         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 197
 198         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 199                 return -EINVAL;
 200
 201         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 202                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 203
 204         return esp_input_done2(skb, 0);
 205 }
 206
 207 static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 208 {
 209         int err;
 210         int alen;
 211         int blksize;
 212         struct xfrm_offload *xo;
 213         struct ip_esp_hdr *esph;
 214         struct crypto_aead *aead;
 215         struct esp_info esp;
 216         bool hw_offload = true;
 217         __u32 seq;
 218
 219         esp.inplace = true;
 220
 221         xo = xfrm_offload(skb);
 222
 223         if (!xo)
 224                 return -EINVAL;
 225
 226         if ((!(features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 227              !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP)) ||
 228             x->xso.dev != skb->dev) {
 229                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 230                 hw_offload = false;
 231         }
 232
 233         esp.proto = xo->proto;
 234
 235         /* skb is pure payload to encrypt */
 236
 237         aead = x->data;
 238         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 239
 240         esp.tfclen = 0;
 241         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 242
 243         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 244         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 245         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 246         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 247
 248         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 249
 250
 251         if (!hw_offload || (hw_offload && !skb_is_gso(skb))) {
 252                 esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 253                 if (esp.nfrags < 0)
 254                         return esp.nfrags;
 255         }
 256
 257         seq = xo->seq.low;
 258
 259         esph = esp.esph;
 260         esph->spi = x->id.spi;
 261
 262         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 263
 264         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 265                 esph->seq_no = htonl(seq);
 266
 267                 if (!skb_is_gso(skb))
 268                         xo->seq.low++;
 269                 else
 270                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 271         }
 272
 273         esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 274
 275         ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 276         ip_send_check(ip_hdr(skb));
 277
 278         if (hw_offload)
 279                 return 0;
 280
 281         err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 282         if (err)
 283                 return err;
 284
 285         secpath_reset(skb);
 286
 287         return 0;
 288 }
 289
 290 static const struct net_offload esp4_offload = {
 291         .callbacks = {
 292                 .gro_receive = esp4_gro_receive,
 293                 .gso_segment = esp4_gso_segment,
 294         },
 295 };
 296
 297 static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 298         .description    = "ESP4 OFFLOAD",
 299         .owner          = THIS_MODULE,
 300         .proto          = IPPROTO_ESP,
 301         .input_tail     = esp_input_tail,
 302         .xmit           = esp_xmit,
 303         .encap          = esp4_gso_encap,
 304 };
 305
 306 static int __init esp4_offload_init(void)
 307 {
 308         if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
 309                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 310                 return -EAGAIN;
 311         }
 312
 313         return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 314 }
 315
 316 static void __exit esp4_offload_exit(void)
 317 {
 318         if (xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0)
 319                 pr_info("%s: can't remove xfrm type offload\n", __func__);
 320
 321         inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 322 }
 323
 324 module_init(esp4_offload_init);
 325 module_exit(esp4_offload_exit);
 326 MODULE_LICENSE("GPL");
 327 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 328 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);