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 esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 101         struct crypto_aead *aead = x->data;
 102         int extralen = 0;
 103         u8 *iv;
 104         struct aead_request *req;
 105         struct scatterlist *sg;
 106
 107         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 108                 extralen += sizeof(*extra);
 109
 110         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 111         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 112         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 113
 114         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 115          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 116          */
 117         if (req->src != req->dst)
 118                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 119                         put_page(sg_page(sg));
 120 }
 121
 122 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 123 struct esp_tcp_sk {
 124         struct sock *sk;
 125         struct rcu_head rcu;
 126 };
 127
 128 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 129 {
 130         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 131
 132         sock_put(esk->sk);
 133         kfree(esk);
 134 }
 135
 136 static struct sock *esp_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 137 {
 138         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 139         struct esp_tcp_sk *esk;
 140         __be16 sport, dport;
 141         struct sock *nsk;
 142         struct sock *sk;
 143
 144         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 145         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 146                 return sk;
 147
 148         spin_lock_bh(&x->lock);
 149         sport = encap->encap_sport;
 150         dport = encap->encap_dport;
 151         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 152                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 153         if (sk && sk == nsk) {
 154                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 155                 if (!esk) {
 156                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 157                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 158                 }
 159                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 160                 esk->sk = sk;
 161                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 162         }
 163         spin_unlock_bh(&x->lock);
 164
 165         sk = inet_lookup_established(xs_net(x), &tcp_hashinfo, x->id.daddr.a4,
 166                                      dport, x->props.saddr.a4, sport, 0);
 167         if (!sk)
 168                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 169
 170         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 171                 sock_put(sk);
 172                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 173         }
 174
 175         spin_lock_bh(&x->lock);
 176         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 177                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 178         if (encap->encap_sport != sport ||
 179             encap->encap_dport != dport) {
 180                 sock_put(sk);
 181                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 182         } else if (sk == nsk) {
 183                 sock_put(sk);
 184         } else {
 185                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 186         }
 187         spin_unlock_bh(&x->lock);
 188
 189         return sk;
 190 }
 191
 192 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 193 {
 194         struct sock *sk;
 195         int err;
 196
 197         rcu_read_lock();
 198
 199         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 200         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 201         if (err)
 202                 goto out;
 203
 204         bh_lock_sock(sk);
 205         if (sock_owned_by_user(sk))
 206                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 207         else
 208                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 209         bh_unlock_sock(sk);
 210
 211 out:
 212         rcu_read_unlock();
 213         return err;
 214 }
 215
 216 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 217                                    struct sk_buff *skb)
 218 {
 219         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 220         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 221
 222         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 223 }
 224
 225 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 226 {
 227         int err;
 228
 229         local_bh_disable();
 230         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 231         local_bh_enable();
 232
 233         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 234          * actually means that the skb has been consumed and
 235          * isn't coming back.
 236          */
 237         return err ?: -EINPROGRESS;
 238 }
 239 #else
 240 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 241 {
 242         kfree_skb(skb);
 243
 244         return -EOPNOTSUPP;
 245 }
 246 #endif
 247
 248 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 249 {
 250         struct sk_buff *skb = base->data;
 251         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 252         void *tmp;
 253         struct xfrm_state *x;
 254
 255         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 256                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 257
 258                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 259         } else {
 260                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 261         }
 262
 263         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 264         esp_ssg_unref(x, tmp);
 265         kfree(tmp);
 266
 267         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 268                 if (err) {
 269                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 270                         kfree_skb(skb);
 271                         return;
 272                 }
 273
 274                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 275                 secpath_reset(skb);
 276                 xfrm_dev_resume(skb);
 277         } else {
 278                 if (!err &&
 279                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 280                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 281                 else
 282                         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 283         }
 284 }
 285
 286 /* Move ESP header back into place. */
 287 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 288 {
 289         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 290         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 291         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 292
 293         esph->seq_no = esph->spi;
 294         esph->spi = *seqhi;
 295 }
 296
 297 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 298 {
 299         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 300         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 301
 302         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 303                                 sizeof(__be32));
 304 }
 305
 306 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 307                                                struct xfrm_state *x,
 308                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 309                                                struct esp_output_extra *extra)
 310 {
 311         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 312          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 313          * encryption.
 314          */
 315         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 316                 __u32 seqhi;
 317                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 318
 319                 if (xo)
 320                         seqhi = xo->seq.hi;
 321                 else
 322                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 323
 324                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 325                                  skb_transport_header(skb);
 326                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 327                 extra->seqhi = esph->spi;
 328                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 329         }
 330
 331         esph->spi = x->id.spi;
 332
 333         return esph;
 334 }
 335
 336 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 337 {
 338         struct sk_buff *skb = base->data;
 339
 340         esp_output_restore_header(skb);
 341         esp_output_done(base, err);
 342 }
 343
 344 static struct ip_esp_hdr *esp_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 345                                                int encap_type,
 346                                                struct esp_info *esp,
 347                                                __be16 sport,
 348                                                __be16 dport)
 349 {
 350         struct udphdr *uh;
 351         __be32 *udpdata32;
 352         unsigned int len;
 353
 354         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 355         if (len + sizeof(struct iphdr) > IP_MAX_MTU)
 356                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 357
 358         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 359         uh->source = sport;
 360         uh->dest = dport;
 361         uh->len = htons(len);
 362         uh->check = 0;
 363
 364         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 365
 366         if (encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE) {
 367                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 368                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 369                 return (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 370         }
 371
 372         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 373 }
 374
 375 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 376 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 377                                                     struct sk_buff *skb,
 378                                                     struct esp_info *esp)
 379 {
 380         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 381         struct ip_esp_hdr *esph;
 382         unsigned int len;
 383         struct sock *sk;
 384
 385         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 386         if (len > IP_MAX_MTU)
 387                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 388
 389         rcu_read_lock();
 390         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 391         rcu_read_unlock();
 392
 393         if (IS_ERR(sk))
 394                 return ERR_CAST(sk);
 395
 396         *lenp = htons(len);
 397         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 398
 399         return esph;
 400 }
 401 #else
 402 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 403                                                     struct sk_buff *skb,
 404                                                     struct esp_info *esp)
 405 {
 406         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 407 }
 408 #endif
 409
 410 static int esp_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 411                             struct esp_info *esp)
 412 {
 413         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 414         struct ip_esp_hdr *esph;
 415         __be16 sport, dport;
 416         int encap_type;
 417
 418         spin_lock_bh(&x->lock);
 419         sport = encap->encap_sport;
 420         dport = encap->encap_dport;
 421         encap_type = encap->encap_type;
 422         spin_unlock_bh(&x->lock);
 423
 424         switch (encap_type) {
 425         default:
 426         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 427         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 428                 esph = esp_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 429                 break;
 430         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 431                 esph = esp_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 432                 break;
 433         }
 434
 435         if (IS_ERR(esph))
 436                 return PTR_ERR(esph);
 437
 438         esp->esph = esph;
 439
 440         return 0;
 441 }
 442
 443 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 444 {
 445         u8 *tail;
 446         int nfrags;
 447         int esph_offset;
 448         struct page *page;
 449         struct sk_buff *trailer;
 450         int tailen = esp->tailen;
 451
 452         /* this is non-NULL only with TCP/UDP Encapsulation */
 453         if (x->encap) {
 454                 int err = esp_output_encap(x, skb, esp);
 455
 456                 if (err < 0)
 457                         return err;
 458         }
 459
 460         if (!skb_cloned(skb)) {
 461                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 462                         nfrags = 1;
 463                         trailer = skb;
 464                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 465
 466                         goto skip_cow;
 467                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 468                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 469                         int allocsize;
 470                         struct sock *sk = skb->sk;
 471                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 472
 473                         esp->inplace = false;
 474
 475                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 476
 477                         spin_lock_bh(&x->lock);
 478
 479                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 480                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 481                                 goto cow;
 482                         }
 483
 484                         page = pfrag->page;
 485                         get_page(page);
 486
 487                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 488
 489                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 490
 491                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 492
 493                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 494                                              tailen);
 495                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 496
 497                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 498
 499                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 500
 501                         nfrags++;
 502
 503                         skb->len += tailen;
 504                         skb->data_len += tailen;
 505                         skb->truesize += tailen;
 506                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 507                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 508
 509                         goto out;
 510                 }
 511         }
 512
 513 cow:
 514         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 515
 516         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 517         if (nfrags < 0)
 518                 goto out;
 519         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 520         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 521
 522 skip_cow:
 523         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 524         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 525
 526 out:
 527         return nfrags;
 528 }
 529 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 530
 531 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 532 {
 533         u8 *iv;
 534         int alen;
 535         void *tmp;
 536         int ivlen;
 537         int assoclen;
 538         int extralen;
 539         struct page *page;
 540         struct ip_esp_hdr *esph;
 541         struct crypto_aead *aead;
 542         struct aead_request *req;
 543         struct scatterlist *sg, *dsg;
 544         struct esp_output_extra *extra;
 545         int err = -ENOMEM;
 546
 547         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 548         extralen = 0;
 549
 550         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 551                 extralen += sizeof(*extra);
 552                 assoclen += sizeof(__be32);
 553         }
 554
 555         aead = x->data;
 556         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 557         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 558
 559         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 560         if (!tmp)
 561                 goto error;
 562
 563         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 564         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 565         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 566         sg = esp_req_sg(aead, req);
 567
 568         if (esp->inplace)
 569                 dsg = sg;
 570         else
 571                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 572
 573         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 574         esp->esph = esph;
 575
 576         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 577         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 578                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 579                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 580         if (unlikely(err < 0))
 581                 goto error_free;
 582
 583         if (!esp->inplace) {
 584                 int allocsize;
 585                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 586
 587                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 588
 589                 spin_lock_bh(&x->lock);
 590                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 591                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 592                         goto error_free;
 593                 }
 594
 595                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 596
 597                 page = pfrag->page;
 598                 get_page(page);
 599                 /* replace page frags in skb with new page */
 600                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 601                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 602                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 603
 604                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 605                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 606                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 607                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 608                 if (unlikely(err < 0))
 609                         goto error_free;
 610         }
 611
 612         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 613                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 614         else
 615                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 616
 617         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 618         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 619
 620         memset(iv, 0, ivlen);
 621         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 622                min(ivlen, 8));
 623
 624         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 625         err = crypto_aead_encrypt(req);
 626
 627         switch (err) {
 628         case -EINPROGRESS:
 629                 goto error;
 630
 631         case -ENOSPC:
 632                 err = NET_XMIT_DROP;
 633                 break;
 634
 635         case 0:
 636                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 637                         esp_output_restore_header(skb);
 638         }
 639
 640         if (sg != dsg)
 641                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 642
 643         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 644                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 645
 646 error_free:
 647         kfree(tmp);
 648 error:
 649         return err;
 650 }
 651 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 652
 653 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 654 {
 655         int alen;
 656         int blksize;
 657         struct ip_esp_hdr *esph;
 658         struct crypto_aead *aead;
 659         struct esp_info esp;
 660
 661         esp.inplace = true;
 662
 663         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 664         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 665
 666         /* skb is pure payload to encrypt */
 667
 668         aead = x->data;
 669         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 670
 671         esp.tfclen = 0;
 672         if (x->tfcpad) {
 673                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 674                 u32 padto;
 675
 676                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 677                 if (skb->len < padto)
 678                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 679         }
 680         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 681         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 682         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 683         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 684
 685         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 686
 687         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 688         if (esp.nfrags < 0)
 689                 return esp.nfrags;
 690
 691         esph = esp.esph;
 692         esph->spi = x->id.spi;
 693
 694         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 695         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 696                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 697
 698         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 699
 700         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 701 }
 702
 703 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 704 {
 705         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 706         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 707         struct crypto_aead *aead = x->data;
 708         int alen, hlen, elen;
 709         int padlen, trimlen;
 710         __wsum csumdiff;
 711         u8 nexthdr[2];
 712         int ret;
 713
 714         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 715         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 716         elen = skb->len - hlen;
 717
 718         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 719                 ret = xo->proto;
 720                 goto out;
 721         }
 722
 723         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 724                 BUG();
 725
 726         ret = -EINVAL;
 727         padlen = nexthdr[0];
 728         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 729                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 730                                     padlen + 2, elen - alen);
 731                 goto out;
 732         }
 733
 734         trimlen = alen + padlen + 2;
 735         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 736                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 737                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 738                                            skb->len - trimlen);
 739         }
 740         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 741
 742         ret = nexthdr[1];
 743
 744 out:
 745         return ret;
 746 }
 747
 748 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 749 {
 750         const struct iphdr *iph;
 751         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 752         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 753         struct crypto_aead *aead = x->data;
 754         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 755         int ihl;
 756
 757         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 758                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 759
 760         if (unlikely(err))
 761                 goto out;
 762
 763         err = esp_remove_trailer(skb);
 764         if (unlikely(err < 0))
 765                 goto out;
 766
 767         iph = ip_hdr(skb);
 768         ihl = iph->ihl * 4;
 769
 770         if (x->encap) {
 771                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 772                 struct tcphdr *th = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 773                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 774                 __be16 source;
 775
 776                 switch (x->encap->encap_type) {
 777                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 778                         source = th->source;
 779                         break;
 780                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 781                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 782                         source = uh->source;
 783                         break;
 784                 default:
 785                         WARN_ON_ONCE(1);
 786                         err = -EINVAL;
 787                         goto out;
 788                 }
 789
 790                 /*
 791                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 792                  *    advertize the change to the keying daemon.
 793                  *    This is an inbound SA, so just compare
 794                  *    SRC ports.
 795                  */
 796                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 797                     source != encap->encap_sport) {
 798                         xfrm_address_t ipaddr;
 799
 800                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 801                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 802
 803                         /* XXX: perhaps add an extra
 804                          * policy check here, to see
 805                          * if we should allow or
 806                          * reject a packet from a
 807                          * different source
 808                          * address/port.
 809                          */
 810                 }
 811
 812                 /*
 813                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 814                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 815                  *    perform other post-processing fixes
 816                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 817                  *    section 3.1.2
 818                  */
 819                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 820                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 821         }
 822
 823         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 824         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 825                 skb_reset_transport_header(skb);
 826         else
 827                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 828
 829         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 830         if (err == IPPROTO_NONE)
 831                 err = -EINVAL;
 832
 833 out:
 834         return err;
 835 }
 836 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 837
 838 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 839 {
 840         struct sk_buff *skb = base->data;
 841
 842         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 843 }
 844
 845 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 846 {
 847         esp_restore_header(skb, 0);
 848         __skb_pull(skb, 4);
 849 }
 850
 851 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 852 {
 853         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 854         struct ip_esp_hdr *esph;
 855
 856         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 857          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 858          * decryption.
 859          */
 860         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 861                 esph = skb_push(skb, 4);
 862                 *seqhi = esph->spi;
 863                 esph->spi = esph->seq_no;
 864                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 865         }
 866 }
 867
 868 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 869 {
 870         struct sk_buff *skb = base->data;
 871
 872         esp_input_restore_header(skb);
 873         esp_input_done(base, err);
 874 }
 875
 876 /*
 877  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 878  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 879  * and common case.
 880  */
 881 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 882 {
 883         struct crypto_aead *aead = x->data;
 884         struct aead_request *req;
 885         struct sk_buff *trailer;
 886         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 887         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 888         int nfrags;
 889         int assoclen;
 890         int seqhilen;
 891         __be32 *seqhi;
 892         void *tmp;
 893         u8 *iv;
 894         struct scatterlist *sg;
 895         int err = -EINVAL;
 896
 897         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 898                 goto out;
 899
 900         if (elen <= 0)
 901                 goto out;
 902
 903         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 904         seqhilen = 0;
 905
 906         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 907                 seqhilen += sizeof(__be32);
 908                 assoclen += seqhilen;
 909         }
 910
 911         if (!skb_cloned(skb)) {
 912                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 913                         nfrags = 1;
 914
 915                         goto skip_cow;
 916                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 917                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 918                         nfrags++;
 919
 920                         goto skip_cow;
 921                 }
 922         }
 923
 924         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 925         if (err < 0)
 926                 goto out;
 927
 928         nfrags = err;
 929
 930 skip_cow:
 931         err = -ENOMEM;
 932         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 933         if (!tmp)
 934                 goto out;
 935
 936         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 937         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 938         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 939         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 940         sg = esp_req_sg(aead, req);
 941
 942         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 943
 944         sg_init_table(sg, nfrags);
 945         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 946         if (unlikely(err < 0)) {
 947                 kfree(tmp);
 948                 goto out;
 949         }
 950
 951         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 952
 953         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 954                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 955         else
 956                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 957
 958         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 959         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 960
 961         err = crypto_aead_decrypt(req);
 962         if (err == -EINPROGRESS)
 963                 goto out;
 964
 965         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 966                 esp_input_restore_header(skb);
 967
 968         err = esp_input_done2(skb, err);
 969
 970 out:
 971         return err;
 972 }
 973
 974 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 975 {
 976         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 977         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 978         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 979         struct xfrm_state *x;
 980
 981         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 982         case ICMP_DEST_UNREACH:
 983                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 984                         return 0;
 985         case ICMP_REDIRECT:
 986                 break;
 987         default:
 988                 return 0;
 989         }
 990
 991         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 992                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 993         if (!x)
 994                 return 0;
 995
 996         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 997                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
 998         else
 999                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
1000         xfrm_state_put(x);
1001
1002         return 0;
1003 }
1004
1005 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
1006 {
1007         struct crypto_aead *aead = x->data;
1008
1009         if (!aead)
1010                 return;
1011
1012         crypto_free_aead(aead);
1013 }
1014
1015 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
1016 {
1017         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1018         struct crypto_aead *aead;
1019         int err;
1020
1021         err = -ENAMETOOLONG;
1022         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1023                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1024                 goto error;
1025
1026         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1027         err = PTR_ERR(aead);
1028         if (IS_ERR(aead))
1029                 goto error;
1030
1031         x->data = aead;
1032
1033         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1034                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1035         if (err)
1036                 goto error;
1037
1038         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1039         if (err)
1040                 goto error;
1041
1042 error:
1043         return err;
1044 }
1045
1046 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
1047 {
1048         struct crypto_aead *aead;
1049         struct crypto_authenc_key_param *param;
1050         struct rtattr *rta;
1051         char *key;
1052         char *p;
1053         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1054         unsigned int keylen;
1055         int err;
1056
1057         err = -EINVAL;
1058         if (!x->ealg)
1059                 goto error;
1060
1061         err = -ENAMETOOLONG;
1062
1063         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1064                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1065                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1066                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1067                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1068                              x->ealg->alg_name,
1069                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1070                         goto error;
1071         } else {
1072                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1073                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1074                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1075                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1076                              x->ealg->alg_name,
1077                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1078                         goto error;
1079         }
1080
1081         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1082         err = PTR_ERR(aead);
1083         if (IS_ERR(aead))
1084                 goto error;
1085
1086         x->data = aead;
1087
1088         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1089                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1090         err = -ENOMEM;
1091         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1092         if (!key)
1093                 goto error;
1094
1095         p = key;
1096         rta = (void *)p;
1097         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1098         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1099         param = RTA_DATA(rta);
1100         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1101
1102         if (x->aalg) {
1103                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1104
1105                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1106                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1107
1108                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1109                 BUG_ON(!aalg_desc);
1110
1111                 err = -EINVAL;
1112                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1113                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1114                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
1115                                 x->aalg->alg_name,
1116                                 crypto_aead_authsize(aead),
1117                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
1118                         goto free_key;
1119                 }
1120
1121                 err = crypto_aead_setauthsize(
1122                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1123                 if (err)
1124                         goto free_key;
1125         }
1126
1127         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1128         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1129
1130         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1131
1132 free_key:
1133         kfree(key);
1134
1135 error:
1136         return err;
1137 }
1138
1139 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
1140 {
1141         struct crypto_aead *aead;
1142         u32 align;
1143         int err;
1144
1145         x->data = NULL;
1146
1147         if (x->aead)
1148                 err = esp_init_aead(x);
1149         else
1150                 err = esp_init_authenc(x);
1151
1152         if (err)
1153                 goto error;
1154
1155         aead = x->data;
1156
1157         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1158                               crypto_aead_ivsize(aead);
1159         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
1160                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1161         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1162                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1163         if (x->encap) {
1164                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1165
1166                 switch (encap->encap_type) {
1167                 default:
1168                         err = -EINVAL;
1169                         goto error;
1170                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1171                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1172                         break;
1173                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1174                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1175                         break;
1176 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
1177                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1178                         /* only the length field, TCP encap is done by
1179                          * the socket
1180                          */
1181                         x->props.header_len += 2;
1182                         break;
1183 #endif
1184                 }
1185         }
1186
1187         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1188         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1189
1190 error:
1191         return err;
1192 }
1193
1194 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1195 {
1196         return 0;
1197 }
1198
1199 static const struct xfrm_type esp_type =
1200 {
1201         .description    = "ESP4",
1202         .owner          = THIS_MODULE,
1203         .proto          = IPPROTO_ESP,
1204         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1205         .init_state     = esp_init_state,
1206         .destructor     = esp_destroy,
1207         .input          = esp_input,
1208         .output         = esp_output,
1209 };
1210
1211 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1212         .handler        =       xfrm4_rcv,
1213         .input_handler  =       xfrm_input,
1214         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1215         .err_handler    =       esp4_err,
1216         .priority       =       0,
1217 };
1218
1219 static int __init esp4_init(void)
1220 {
1221         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1222                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1223                 return -EAGAIN;
1224         }
1225         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1226                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1227                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1228                 return -EAGAIN;
1229         }
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 static void __exit esp4_fini(void)
1234 {
1235         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1236                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1237         xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1238 }
1239
1240 module_init(esp4_init);
1241 module_exit(esp4_fini);
1242 MODULE_LICENSE("GPL");
1243 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);