net/ipv6/esp6.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (C)2002 USAGI/WIDE Project
   4  *
   5  * Authors
   6  *
   7  *      Mitsuru KANDA @USAGI       : IPv6 Support
   8  *      Kazunori MIYAZAWA @USAGI   :
   9  *      Kunihiro Ishiguro <kunihiro@ipinfusion.com>
  10  *
  11  *      This file is derived from net/ipv4/esp.c
  12  */
  13
  14 #define pr_fmt(fmt) "IPv6: " fmt
  15
  16 #include <crypto/aead.h>
  17 #include <crypto/authenc.h>
  18 #include <linux/err.h>
  19 #include <linux/module.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/pfkeyv2.h>
  26 #include <linux/random.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/spinlock.h>
  29 #include <net/ip6_checksum.h>
  30 #include <net/ip6_route.h>
  31 #include <net/icmp.h>
  32 #include <net/ipv6.h>
  33 #include <net/protocol.h>
  34 #include <net/udp.h>
  35 #include <linux/icmpv6.h>
  36 #include <net/tcp.h>
  37 #include <net/espintcp.h>
  38 #include <net/inet6_hashtables.h>
  39
  40 #include <linux/highmem.h>
  41
  42 struct esp_skb_cb {
  43         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  44         void *tmp;
  45 };
  46
  47 struct esp_output_extra {
  48         __be32 seqhi;
  49         u32 esphoff;
  50 };
  51
  52 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  53
  54 /*
  55  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
  56  *
  57  * For alignment considerations the upper 32 bits of the sequence number are
  58  * placed at the front, if present. Followed by the IV, the request and finally
  59  * the SG list.
  60  *
  61  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
  62  */
  63 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int seqihlen)
  64 {
  65         unsigned int len;
  66
  67         len = seqihlen;
  68
  69         len += crypto_aead_ivsize(aead);
  70
  71         if (len) {
  72                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
  73                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
  74                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  75         }
  76
  77         len += sizeof(struct aead_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
  78         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  79
  80         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  81
  82         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  83 }
  84
  85 static inline void *esp_tmp_extra(void *tmp)
  86 {
  87         return PTR_ALIGN(tmp, __alignof__(struct esp_output_extra));
  88 }
  89
  90 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int seqhilen)
  91 {
  92         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
  93                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + seqhilen,
  94                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + seqhilen;
  95 }
  96
  97 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
  98 {
  99         struct aead_request *req;
 100
 101         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
 102                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
 103         aead_request_set_tfm(req, aead);
 104         return req;
 105 }
 106
 107 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
 108                                              struct aead_request *req)
 109 {
 110         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
 111                              crypto_aead_reqsize(aead),
 112                              __alignof__(struct scatterlist));
 113 }
 114
 115 static void esp_ssg_unref(struct xfrm_state *x, void *tmp)
 116 {
 117         struct crypto_aead *aead = x->data;
 118         int extralen = 0;
 119         u8 *iv;
 120         struct aead_request *req;
 121         struct scatterlist *sg;
 122
 123         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 124                 extralen += sizeof(struct esp_output_extra);
 125
 126         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 127         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 128
 129         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 130          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 131          */
 132         if (req->src != req->dst)
 133                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 134                         put_page(sg_page(sg));
 135 }
 136
 137 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
 138 struct esp_tcp_sk {
 139         struct sock *sk;
 140         struct rcu_head rcu;
 141 };
 142
 143 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 144 {
 145         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 146
 147         sock_put(esk->sk);
 148         kfree(esk);
 149 }
 150
 151 static struct sock *esp6_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 152 {
 153         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 154         struct esp_tcp_sk *esk;
 155         __be16 sport, dport;
 156         struct sock *nsk;
 157         struct sock *sk;
 158
 159         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 160         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 161                 return sk;
 162
 163         spin_lock_bh(&x->lock);
 164         sport = encap->encap_sport;
 165         dport = encap->encap_dport;
 166         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 167                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 168         if (sk && sk == nsk) {
 169                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 170                 if (!esk) {
 171                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 172                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 173                 }
 174                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 175                 esk->sk = sk;
 176                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 177         }
 178         spin_unlock_bh(&x->lock);
 179
 180         sk = __inet6_lookup_established(xs_net(x), &tcp_hashinfo, &x->id.daddr.in6,
 181                                         dport, &x->props.saddr.in6, ntohs(sport), 0, 0);
 182         if (!sk)
 183                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 184
 185         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 186                 sock_put(sk);
 187                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 188         }
 189
 190         spin_lock_bh(&x->lock);
 191         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 192                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 193         if (encap->encap_sport != sport ||
 194             encap->encap_dport != dport) {
 195                 sock_put(sk);
 196                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 197         } else if (sk == nsk) {
 198                 sock_put(sk);
 199         } else {
 200                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 201         }
 202         spin_unlock_bh(&x->lock);
 203
 204         return sk;
 205 }
 206
 207 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 208 {
 209         struct sock *sk;
 210         int err;
 211
 212         rcu_read_lock();
 213
 214         sk = esp6_find_tcp_sk(x);
 215         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 216         if (err)
 217                 goto out;
 218
 219         bh_lock_sock(sk);
 220         if (sock_owned_by_user(sk))
 221                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 222         else
 223                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 224         bh_unlock_sock(sk);
 225
 226 out:
 227         rcu_read_unlock();
 228         return err;
 229 }
 230
 231 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 232                                    struct sk_buff *skb)
 233 {
 234         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 235         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 236
 237         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 238 }
 239
 240 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 241 {
 242         int err;
 243
 244         local_bh_disable();
 245         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 246         local_bh_enable();
 247
 248         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 249          * actually means that the skb has been consumed and
 250          * isn't coming back.
 251          */
 252         return err ?: -EINPROGRESS;
 253 }
 254 #else
 255 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 256 {
 257         kfree_skb(skb);
 258
 259         return -EOPNOTSUPP;
 260 }
 261 #endif
 262
 263 static void esp_output_encap_csum(struct sk_buff *skb)
 264 {
 265         /* UDP encap with IPv6 requires a valid checksum */
 266         if (*skb_mac_header(skb) == IPPROTO_UDP) {
 267                 struct udphdr *uh = udp_hdr(skb);
 268                 struct ipv6hdr *ip6h = ipv6_hdr(skb);
 269                 int len = ntohs(uh->len);
 270                 unsigned int offset = skb_transport_offset(skb);
 271                 __wsum csum = skb_checksum(skb, offset, skb->len - offset, 0);
 272
 273                 uh->check = csum_ipv6_magic(&ip6h->saddr, &ip6h->daddr,
 274                                             len, IPPROTO_UDP, csum);
 275                 if (uh->check == 0)
 276                         uh->check = CSUM_MANGLED_0;
 277         }
 278 }
 279
 280 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 281 {
 282         struct sk_buff *skb = base->data;
 283         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 284         void *tmp;
 285         struct xfrm_state *x;
 286
 287         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 288                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 289
 290                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 291         } else {
 292                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 293         }
 294
 295         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 296         esp_ssg_unref(x, tmp);
 297         kfree(tmp);
 298
 299         esp_output_encap_csum(skb);
 300
 301         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 302                 if (err) {
 303                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 304                         kfree_skb(skb);
 305                         return;
 306                 }
 307
 308                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 309                 secpath_reset(skb);
 310                 xfrm_dev_resume(skb);
 311         } else {
 312                 if (!err &&
 313                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 314                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 315                 else
 316                         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 317         }
 318 }
 319
 320 /* Move ESP header back into place. */
 321 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 322 {
 323         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 324         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 325         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 326
 327         esph->seq_no = esph->spi;
 328         esph->spi = *seqhi;
 329 }
 330
 331 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 332 {
 333         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 334         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 335
 336         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 337                                 sizeof(__be32));
 338 }
 339
 340 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_esn(struct sk_buff *skb,
 341                                              struct xfrm_state *x,
 342                                              struct ip_esp_hdr *esph,
 343                                              struct esp_output_extra *extra)
 344 {
 345         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 346          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 347          * encryption.
 348          */
 349         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 350                 __u32 seqhi;
 351                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 352
 353                 if (xo)
 354                         seqhi = xo->seq.hi;
 355                 else
 356                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 357
 358                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 359                                  skb_transport_header(skb);
 360                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 361                 extra->seqhi = esph->spi;
 362                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 363         }
 364
 365         esph->spi = x->id.spi;
 366
 367         return esph;
 368 }
 369
 370 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 371 {
 372         struct sk_buff *skb = base->data;
 373
 374         esp_output_restore_header(skb);
 375         esp_output_done(base, err);
 376 }
 377
 378 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 379                                                int encap_type,
 380                                                struct esp_info *esp,
 381                                                __be16 sport,
 382                                                __be16 dport)
 383 {
 384         struct udphdr *uh;
 385         __be32 *udpdata32;
 386         unsigned int len;
 387
 388         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 389         if (len > U16_MAX)
 390                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 391
 392         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 393         uh->source = sport;
 394         uh->dest = dport;
 395         uh->len = htons(len);
 396         uh->check = 0;
 397
 398         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 399
 400         if (encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE) {
 401                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 402                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 403                 return (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 404         }
 405
 406         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 407 }
 408
 409 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
 410 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 411                                                 struct sk_buff *skb,
 412                                                 struct esp_info *esp)
 413 {
 414         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 415         struct ip_esp_hdr *esph;
 416         unsigned int len;
 417         struct sock *sk;
 418
 419         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 420         if (len > IP_MAX_MTU)
 421                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 422
 423         rcu_read_lock();
 424         sk = esp6_find_tcp_sk(x);
 425         rcu_read_unlock();
 426
 427         if (IS_ERR(sk))
 428                 return ERR_CAST(sk);
 429
 430         *lenp = htons(len);
 431         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 432
 433         return esph;
 434 }
 435 #else
 436 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 437                                                 struct sk_buff *skb,
 438                                                 struct esp_info *esp)
 439 {
 440         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 441 }
 442 #endif
 443
 444 static int esp6_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 445                             struct esp_info *esp)
 446 {
 447         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 448         struct ip_esp_hdr *esph;
 449         __be16 sport, dport;
 450         int encap_type;
 451
 452         spin_lock_bh(&x->lock);
 453         sport = encap->encap_sport;
 454         dport = encap->encap_dport;
 455         encap_type = encap->encap_type;
 456         spin_unlock_bh(&x->lock);
 457
 458         switch (encap_type) {
 459         default:
 460         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 461         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 462                 esph = esp6_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 463                 break;
 464         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 465                 esph = esp6_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 466                 break;
 467         }
 468
 469         if (IS_ERR(esph))
 470                 return PTR_ERR(esph);
 471
 472         esp->esph = esph;
 473
 474         return 0;
 475 }
 476
 477 int esp6_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 478 {
 479         u8 *tail;
 480         int nfrags;
 481         int esph_offset;
 482         struct page *page;
 483         struct sk_buff *trailer;
 484         int tailen = esp->tailen;
 485
 486         if (x->encap) {
 487                 int err = esp6_output_encap(x, skb, esp);
 488
 489                 if (err < 0)
 490                         return err;
 491         }
 492
 493         if (ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE ||
 494             ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE)
 495                 goto cow;
 496
 497         if (!skb_cloned(skb)) {
 498                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 499                         nfrags = 1;
 500                         trailer = skb;
 501                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 502
 503                         goto skip_cow;
 504                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 505                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 506                         int allocsize;
 507                         struct sock *sk = skb->sk;
 508                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 509
 510                         esp->inplace = false;
 511
 512                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 513
 514                         spin_lock_bh(&x->lock);
 515
 516                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 517                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 518                                 goto cow;
 519                         }
 520
 521                         page = pfrag->page;
 522                         get_page(page);
 523
 524                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 525
 526                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 527
 528                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 529
 530                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 531                                              tailen);
 532                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 533
 534                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 535
 536                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 537
 538                         nfrags++;
 539
 540                         skb->len += tailen;
 541                         skb->data_len += tailen;
 542                         skb->truesize += tailen;
 543                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 544                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 545
 546                         goto out;
 547                 }
 548         }
 549
 550 cow:
 551         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 552
 553         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 554         if (nfrags < 0)
 555                 goto out;
 556         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 557         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 558
 559 skip_cow:
 560         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 561         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 562
 563 out:
 564         return nfrags;
 565 }
 566 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_output_head);
 567
 568 int esp6_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 569 {
 570         u8 *iv;
 571         int alen;
 572         void *tmp;
 573         int ivlen;
 574         int assoclen;
 575         int extralen;
 576         struct page *page;
 577         struct ip_esp_hdr *esph;
 578         struct aead_request *req;
 579         struct crypto_aead *aead;
 580         struct scatterlist *sg, *dsg;
 581         struct esp_output_extra *extra;
 582         int err = -ENOMEM;
 583
 584         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 585         extralen = 0;
 586
 587         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 588                 extralen += sizeof(*extra);
 589                 assoclen += sizeof(__be32);
 590         }
 591
 592         aead = x->data;
 593         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 594         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 595
 596         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 597         if (!tmp)
 598                 goto error;
 599
 600         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 601         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 602         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 603         sg = esp_req_sg(aead, req);
 604
 605         if (esp->inplace)
 606                 dsg = sg;
 607         else
 608                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 609
 610         esph = esp_output_set_esn(skb, x, esp->esph, extra);
 611         esp->esph = esph;
 612
 613         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 614         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 615                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 616                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 617         if (unlikely(err < 0))
 618                 goto error_free;
 619
 620         if (!esp->inplace) {
 621                 int allocsize;
 622                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 623
 624                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 625
 626                 spin_lock_bh(&x->lock);
 627                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 628                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 629                         goto error_free;
 630                 }
 631
 632                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 633
 634                 page = pfrag->page;
 635                 get_page(page);
 636                 /* replace page frags in skb with new page */
 637                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 638                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 639                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 640
 641                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 642                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 643                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 644                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 645                 if (unlikely(err < 0))
 646                         goto error_free;
 647         }
 648
 649         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 650                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 651         else
 652                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 653
 654         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 655         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 656
 657         memset(iv, 0, ivlen);
 658         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 659                min(ivlen, 8));
 660
 661         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 662         err = crypto_aead_encrypt(req);
 663
 664         switch (err) {
 665         case -EINPROGRESS:
 666                 goto error;
 667
 668         case -ENOSPC:
 669                 err = NET_XMIT_DROP;
 670                 break;
 671
 672         case 0:
 673                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 674                         esp_output_restore_header(skb);
 675                 esp_output_encap_csum(skb);
 676         }
 677
 678         if (sg != dsg)
 679                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 680
 681         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 682                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 683
 684 error_free:
 685         kfree(tmp);
 686 error:
 687         return err;
 688 }
 689 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_output_tail);
 690
 691 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 692 {
 693         int alen;
 694         int blksize;
 695         struct ip_esp_hdr *esph;
 696         struct crypto_aead *aead;
 697         struct esp_info esp;
 698
 699         esp.inplace = true;
 700
 701         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 702         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 703
 704         /* skb is pure payload to encrypt */
 705
 706         aead = x->data;
 707         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 708
 709         esp.tfclen = 0;
 710         if (x->tfcpad) {
 711                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 712                 u32 padto;
 713
 714                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 715                 if (skb->len < padto)
 716                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 717         }
 718         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 719         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 720         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 721         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 722
 723         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 724
 725         esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 726         if (esp.nfrags < 0)
 727                 return esp.nfrags;
 728
 729         esph = esp.esph;
 730         esph->spi = x->id.spi;
 731
 732         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 733         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 734                             ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 735
 736         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 737
 738         return esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 739 }
 740
 741 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 742 {
 743         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 744         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 745         struct crypto_aead *aead = x->data;
 746         int alen, hlen, elen;
 747         int padlen, trimlen;
 748         __wsum csumdiff;
 749         u8 nexthdr[2];
 750         int ret;
 751
 752         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 753         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 754         elen = skb->len - hlen;
 755
 756         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 757                 ret = xo->proto;
 758                 goto out;
 759         }
 760
 761         ret = skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2);
 762         BUG_ON(ret);
 763
 764         ret = -EINVAL;
 765         padlen = nexthdr[0];
 766         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 767                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 768                                     padlen + 2, elen - alen);
 769                 goto out;
 770         }
 771
 772         trimlen = alen + padlen + 2;
 773         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 774                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 775                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 776                                            skb->len - trimlen);
 777         }
 778         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 779
 780         ret = nexthdr[1];
 781
 782 out:
 783         return ret;
 784 }
 785
 786 int esp6_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 787 {
 788         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 789         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 790         struct crypto_aead *aead = x->data;
 791         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 792         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
 793
 794         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 795                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 796
 797         if (unlikely(err))
 798                 goto out;
 799
 800         err = esp_remove_trailer(skb);
 801         if (unlikely(err < 0))
 802                 goto out;
 803
 804         if (x->encap) {
 805                 const struct ipv6hdr *ip6h = ipv6_hdr(skb);
 806                 int offset = skb_network_offset(skb) + sizeof(*ip6h);
 807                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 808                 u8 nexthdr = ip6h->nexthdr;
 809                 __be16 frag_off, source;
 810                 struct udphdr *uh;
 811                 struct tcphdr *th;
 812
 813                 offset = ipv6_skip_exthdr(skb, offset, &nexthdr, &frag_off);
 814                 if (offset == -1) {
 815                         err = -EINVAL;
 816                         goto out;
 817                 }
 818
 819                 uh = (void *)(skb->data + offset);
 820                 th = (void *)(skb->data + offset);
 821                 hdr_len += offset;
 822
 823                 switch (x->encap->encap_type) {
 824                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 825                         source = th->source;
 826                         break;
 827                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 828                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 829                         source = uh->source;
 830                         break;
 831                 default:
 832                         WARN_ON_ONCE(1);
 833                         err = -EINVAL;
 834                         goto out;
 835                 }
 836
 837                 /*
 838                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 839                  *    advertize the change to the keying daemon.
 840                  *    This is an inbound SA, so just compare
 841                  *    SRC ports.
 842                  */
 843                 if (!ipv6_addr_equal(&ip6h->saddr, &x->props.saddr.in6) ||
 844                     source != encap->encap_sport) {
 845                         xfrm_address_t ipaddr;
 846
 847                         memcpy(&ipaddr.a6, &ip6h->saddr.s6_addr, sizeof(ipaddr.a6));
 848                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 849
 850                         /* XXX: perhaps add an extra
 851                          * policy check here, to see
 852                          * if we should allow or
 853                          * reject a packet from a
 854                          * different source
 855                          * address/port.
 856                          */
 857                 }
 858
 859                 /*
 860                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 861                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 862                  *    perform other post-processing fixes
 863                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 864                  *    section 3.1.2
 865                  */
 866                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 867                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 868         }
 869
 870         skb_postpull_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 871                            skb_network_header_len(skb));
 872         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 873         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 874                 skb_reset_transport_header(skb);
 875         else
 876                 skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
 877
 878         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 879         if (err == IPPROTO_NONE)
 880                 err = -EINVAL;
 881
 882 out:
 883         return err;
 884 }
 885 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_input_done2);
 886
 887 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 888 {
 889         struct sk_buff *skb = base->data;
 890
 891         xfrm_input_resume(skb, esp6_input_done2(skb, err));
 892 }
 893
 894 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 895 {
 896         esp_restore_header(skb, 0);
 897         __skb_pull(skb, 4);
 898 }
 899
 900 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 901 {
 902         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 903
 904         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 905          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 906          * decryption.
 907          */
 908         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 909                 struct ip_esp_hdr *esph = skb_push(skb, 4);
 910
 911                 *seqhi = esph->spi;
 912                 esph->spi = esph->seq_no;
 913                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 914         }
 915 }
 916
 917 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 918 {
 919         struct sk_buff *skb = base->data;
 920
 921         esp_input_restore_header(skb);
 922         esp_input_done(base, err);
 923 }
 924
 925 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 926 {
 927         struct crypto_aead *aead = x->data;
 928         struct aead_request *req;
 929         struct sk_buff *trailer;
 930         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 931         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 932         int nfrags;
 933         int assoclen;
 934         int seqhilen;
 935         int ret = 0;
 936         void *tmp;
 937         __be32 *seqhi;
 938         u8 *iv;
 939         struct scatterlist *sg;
 940
 941         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen)) {
 942                 ret = -EINVAL;
 943                 goto out;
 944         }
 945
 946         if (elen <= 0) {
 947                 ret = -EINVAL;
 948                 goto out;
 949         }
 950
 951         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 952         seqhilen = 0;
 953
 954         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 955                 seqhilen += sizeof(__be32);
 956                 assoclen += seqhilen;
 957         }
 958
 959         if (!skb_cloned(skb)) {
 960                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 961                         nfrags = 1;
 962
 963                         goto skip_cow;
 964                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 965                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 966                         nfrags++;
 967
 968                         goto skip_cow;
 969                 }
 970         }
 971
 972         nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 973         if (nfrags < 0) {
 974                 ret = -EINVAL;
 975                 goto out;
 976         }
 977
 978 skip_cow:
 979         ret = -ENOMEM;
 980         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 981         if (!tmp)
 982                 goto out;
 983
 984         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 985         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 986         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 987         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 988         sg = esp_req_sg(aead, req);
 989
 990         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 991
 992         sg_init_table(sg, nfrags);
 993         ret = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 994         if (unlikely(ret < 0)) {
 995                 kfree(tmp);
 996                 goto out;
 997         }
 998
 999         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
1000
1001         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
1002                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
1003         else
1004                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
1005
1006         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
1007         aead_request_set_ad(req, assoclen);
1008
1009         ret = crypto_aead_decrypt(req);
1010         if (ret == -EINPROGRESS)
1011                 goto out;
1012
1013         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
1014                 esp_input_restore_header(skb);
1015
1016         ret = esp6_input_done2(skb, ret);
1017
1018 out:
1019         return ret;
1020 }
1021
1022 static int esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
1023                     u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
1024 {
1025         struct net *net = dev_net(skb->dev);
1026         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
1027         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
1028         struct xfrm_state *x;
1029
1030         if (type != ICMPV6_PKT_TOOBIG &&
1031             type != NDISC_REDIRECT)
1032                 return 0;
1033
1034         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
1035                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
1036         if (!x)
1037                 return 0;
1038
1039         if (type == NDISC_REDIRECT)
1040                 ip6_redirect(skb, net, skb->dev->ifindex, 0,
1041                              sock_net_uid(net, NULL));
1042         else
1043                 ip6_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0, sock_net_uid(net, NULL));
1044         xfrm_state_put(x);
1045
1046         return 0;
1047 }
1048
1049 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
1050 {
1051         struct crypto_aead *aead = x->data;
1052
1053         if (!aead)
1054                 return;
1055
1056         crypto_free_aead(aead);
1057 }
1058
1059 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
1060 {
1061         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1062         struct crypto_aead *aead;
1063         int err;
1064
1065         err = -ENAMETOOLONG;
1066         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1067                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1068                 goto error;
1069
1070         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1071         err = PTR_ERR(aead);
1072         if (IS_ERR(aead))
1073                 goto error;
1074
1075         x->data = aead;
1076
1077         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1078                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1079         if (err)
1080                 goto error;
1081
1082         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1083         if (err)
1084                 goto error;
1085
1086 error:
1087         return err;
1088 }
1089
1090 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
1091 {
1092         struct crypto_aead *aead;
1093         struct crypto_authenc_key_param *param;
1094         struct rtattr *rta;
1095         char *key;
1096         char *p;
1097         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1098         unsigned int keylen;
1099         int err;
1100
1101         err = -EINVAL;
1102         if (!x->ealg)
1103                 goto error;
1104
1105         err = -ENAMETOOLONG;
1106
1107         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1108                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1109                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1110                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1111                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1112                              x->ealg->alg_name,
1113                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1114                         goto error;
1115         } else {
1116                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1117                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1118                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1119                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1120                              x->ealg->alg_name,
1121                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1122                         goto error;
1123         }
1124
1125         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1126         err = PTR_ERR(aead);
1127         if (IS_ERR(aead))
1128                 goto error;
1129
1130         x->data = aead;
1131
1132         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1133                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1134         err = -ENOMEM;
1135         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1136         if (!key)
1137                 goto error;
1138
1139         p = key;
1140         rta = (void *)p;
1141         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1142         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1143         param = RTA_DATA(rta);
1144         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1145
1146         if (x->aalg) {
1147                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1148
1149                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1150                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1151
1152                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1153                 BUG_ON(!aalg_desc);
1154
1155                 err = -EINVAL;
1156                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1157                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1158                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %u\n",
1159                                 x->aalg->alg_name,
1160                                 crypto_aead_authsize(aead),
1161                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
1162                         goto free_key;
1163                 }
1164
1165                 err = crypto_aead_setauthsize(
1166                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1167                 if (err)
1168                         goto free_key;
1169         }
1170
1171         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1172         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1173
1174         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1175
1176 free_key:
1177         kfree(key);
1178
1179 error:
1180         return err;
1181 }
1182
1183 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
1184 {
1185         struct crypto_aead *aead;
1186         u32 align;
1187         int err;
1188
1189         x->data = NULL;
1190
1191         if (x->aead)
1192                 err = esp_init_aead(x);
1193         else
1194                 err = esp_init_authenc(x);
1195
1196         if (err)
1197                 goto error;
1198
1199         aead = x->data;
1200
1201         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1202                               crypto_aead_ivsize(aead);
1203         switch (x->props.mode) {
1204         case XFRM_MODE_BEET:
1205                 if (x->sel.family != AF_INET6)
1206                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
1207                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
1208                 break;
1209         default:
1210         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
1211                 break;
1212         case XFRM_MODE_TUNNEL:
1213                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
1214                 break;
1215         }
1216
1217         if (x->encap) {
1218                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1219
1220                 switch (encap->encap_type) {
1221                 default:
1222                         err = -EINVAL;
1223                         goto error;
1224                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1225                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1226                         break;
1227                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1228                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1229                         break;
1230 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
1231                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1232                         /* only the length field, TCP encap is done by
1233                          * the socket
1234                          */
1235                         x->props.header_len += 2;
1236                         break;
1237 #endif
1238                 }
1239         }
1240
1241         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1242         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1243
1244 error:
1245         return err;
1246 }
1247
1248 static int esp6_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1249 {
1250         return 0;
1251 }
1252
1253 static const struct xfrm_type esp6_type = {
1254         .owner          = THIS_MODULE,
1255         .proto          = IPPROTO_ESP,
1256         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1257         .init_state     = esp6_init_state,
1258         .destructor     = esp6_destroy,
1259         .input          = esp6_input,
1260         .output         = esp6_output,
1261 };
1262
1263 static struct xfrm6_protocol esp6_protocol = {
1264         .handler        =       xfrm6_rcv,
1265         .input_handler  =       xfrm_input,
1266         .cb_handler     =       esp6_rcv_cb,
1267         .err_handler    =       esp6_err,
1268         .priority       =       0,
1269 };
1270
1271 static int __init esp6_init(void)
1272 {
1273         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
1274                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1275                 return -EAGAIN;
1276         }
1277         if (xfrm6_protocol_register(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1278                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1279                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
1280                 return -EAGAIN;
1281         }
1282
1283         return 0;
1284 }
1285
1286 static void __exit esp6_fini(void)
1287 {
1288         if (xfrm6_protocol_deregister(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1289                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1290         xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
1291 }
1292
1293 module_init(esp6_init);
1294 module_exit(esp6_fini);
1295
1296 MODULE_LICENSE("GPL");
1297 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);