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 esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 118         struct crypto_aead *aead = x->data;
 119         int extralen = 0;
 120         u8 *iv;
 121         struct aead_request *req;
 122         struct scatterlist *sg;
 123
 124         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 125                 extralen += sizeof(*extra);
 126
 127         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 128         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 129
 130         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 131          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 132          */
 133         if (req->src != req->dst)
 134                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 135                         put_page(sg_page(sg));
 136 }
 137
 138 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
 139 struct esp_tcp_sk {
 140         struct sock *sk;
 141         struct rcu_head rcu;
 142 };
 143
 144 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 145 {
 146         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 147
 148         sock_put(esk->sk);
 149         kfree(esk);
 150 }
 151
 152 static struct sock *esp6_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 153 {
 154         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 155         struct esp_tcp_sk *esk;
 156         __be16 sport, dport;
 157         struct sock *nsk;
 158         struct sock *sk;
 159
 160         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 161         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 162                 return sk;
 163
 164         spin_lock_bh(&x->lock);
 165         sport = encap->encap_sport;
 166         dport = encap->encap_dport;
 167         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 168                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 169         if (sk && sk == nsk) {
 170                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 171                 if (!esk) {
 172                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 173                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 174                 }
 175                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 176                 esk->sk = sk;
 177                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 178         }
 179         spin_unlock_bh(&x->lock);
 180
 181         sk = __inet6_lookup_established(xs_net(x), &tcp_hashinfo, &x->id.daddr.in6,
 182                                         dport, &x->props.saddr.in6, ntohs(sport), 0, 0);
 183         if (!sk)
 184                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 185
 186         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 187                 sock_put(sk);
 188                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 189         }
 190
 191         spin_lock_bh(&x->lock);
 192         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 193                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 194         if (encap->encap_sport != sport ||
 195             encap->encap_dport != dport) {
 196                 sock_put(sk);
 197                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 198         } else if (sk == nsk) {
 199                 sock_put(sk);
 200         } else {
 201                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 202         }
 203         spin_unlock_bh(&x->lock);
 204
 205         return sk;
 206 }
 207
 208 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 209 {
 210         struct sock *sk;
 211         int err;
 212
 213         rcu_read_lock();
 214
 215         sk = esp6_find_tcp_sk(x);
 216         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 217         if (err)
 218                 goto out;
 219
 220         bh_lock_sock(sk);
 221         if (sock_owned_by_user(sk))
 222                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 223         else
 224                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 225         bh_unlock_sock(sk);
 226
 227 out:
 228         rcu_read_unlock();
 229         return err;
 230 }
 231
 232 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 233                                    struct sk_buff *skb)
 234 {
 235         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 236         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 237
 238         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 239 }
 240
 241 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 242 {
 243         int err;
 244
 245         local_bh_disable();
 246         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 247         local_bh_enable();
 248
 249         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 250          * actually means that the skb has been consumed and
 251          * isn't coming back.
 252          */
 253         return err ?: -EINPROGRESS;
 254 }
 255 #else
 256 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 257 {
 258         kfree_skb(skb);
 259
 260         return -EOPNOTSUPP;
 261 }
 262 #endif
 263
 264 static void esp_output_encap_csum(struct sk_buff *skb)
 265 {
 266         /* UDP encap with IPv6 requires a valid checksum */
 267         if (*skb_mac_header(skb) == IPPROTO_UDP) {
 268                 struct udphdr *uh = udp_hdr(skb);
 269                 struct ipv6hdr *ip6h = ipv6_hdr(skb);
 270                 int len = ntohs(uh->len);
 271                 unsigned int offset = skb_transport_offset(skb);
 272                 __wsum csum = skb_checksum(skb, offset, skb->len - offset, 0);
 273
 274                 uh->check = csum_ipv6_magic(&ip6h->saddr, &ip6h->daddr,
 275                                             len, IPPROTO_UDP, csum);
 276                 if (uh->check == 0)
 277                         uh->check = CSUM_MANGLED_0;
 278         }
 279 }
 280
 281 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 282 {
 283         struct sk_buff *skb = base->data;
 284         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 285         void *tmp;
 286         struct xfrm_state *x;
 287
 288         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 289                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 290
 291                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 292         } else {
 293                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 294         }
 295
 296         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 297         esp_ssg_unref(x, tmp);
 298         kfree(tmp);
 299
 300         esp_output_encap_csum(skb);
 301
 302         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 303                 if (err) {
 304                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 305                         kfree_skb(skb);
 306                         return;
 307                 }
 308
 309                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 310                 secpath_reset(skb);
 311                 xfrm_dev_resume(skb);
 312         } else {
 313                 if (!err &&
 314                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 315                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 316                 else
 317                         xfrm_output_resume(skb, err);
 318         }
 319 }
 320
 321 /* Move ESP header back into place. */
 322 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 323 {
 324         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 325         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 326         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 327
 328         esph->seq_no = esph->spi;
 329         esph->spi = *seqhi;
 330 }
 331
 332 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 333 {
 334         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 335         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 336
 337         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 338                                 sizeof(__be32));
 339 }
 340
 341 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_esn(struct sk_buff *skb,
 342                                              struct xfrm_state *x,
 343                                              struct ip_esp_hdr *esph,
 344                                              struct esp_output_extra *extra)
 345 {
 346         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 347          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 348          * encryption.
 349          */
 350         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 351                 __u32 seqhi;
 352                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 353
 354                 if (xo)
 355                         seqhi = xo->seq.hi;
 356                 else
 357                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 358
 359                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 360                                  skb_transport_header(skb);
 361                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 362                 extra->seqhi = esph->spi;
 363                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 364         }
 365
 366         esph->spi = x->id.spi;
 367
 368         return esph;
 369 }
 370
 371 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 372 {
 373         struct sk_buff *skb = base->data;
 374
 375         esp_output_restore_header(skb);
 376         esp_output_done(base, err);
 377 }
 378
 379 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 380                                                int encap_type,
 381                                                struct esp_info *esp,
 382                                                __be16 sport,
 383                                                __be16 dport)
 384 {
 385         struct udphdr *uh;
 386         __be32 *udpdata32;
 387         unsigned int len;
 388
 389         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 390         if (len > U16_MAX)
 391                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 392
 393         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 394         uh->source = sport;
 395         uh->dest = dport;
 396         uh->len = htons(len);
 397         uh->check = 0;
 398
 399         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 400
 401         if (encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE) {
 402                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 403                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 404                 return (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 405         }
 406
 407         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 408 }
 409
 410 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
 411 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 412                                                 struct sk_buff *skb,
 413                                                 struct esp_info *esp)
 414 {
 415         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 416         struct ip_esp_hdr *esph;
 417         unsigned int len;
 418         struct sock *sk;
 419
 420         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 421         if (len > IP_MAX_MTU)
 422                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 423
 424         rcu_read_lock();
 425         sk = esp6_find_tcp_sk(x);
 426         rcu_read_unlock();
 427
 428         if (IS_ERR(sk))
 429                 return ERR_CAST(sk);
 430
 431         *lenp = htons(len);
 432         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 433
 434         return esph;
 435 }
 436 #else
 437 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 438                                                 struct sk_buff *skb,
 439                                                 struct esp_info *esp)
 440 {
 441         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 442 }
 443 #endif
 444
 445 static int esp6_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 446                             struct esp_info *esp)
 447 {
 448         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 449         struct ip_esp_hdr *esph;
 450         __be16 sport, dport;
 451         int encap_type;
 452
 453         spin_lock_bh(&x->lock);
 454         sport = encap->encap_sport;
 455         dport = encap->encap_dport;
 456         encap_type = encap->encap_type;
 457         spin_unlock_bh(&x->lock);
 458
 459         switch (encap_type) {
 460         default:
 461         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 462         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 463                 esph = esp6_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 464                 break;
 465         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 466                 esph = esp6_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 467                 break;
 468         }
 469
 470         if (IS_ERR(esph))
 471                 return PTR_ERR(esph);
 472
 473         esp->esph = esph;
 474
 475         return 0;
 476 }
 477
 478 int esp6_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 479 {
 480         u8 *tail;
 481         int nfrags;
 482         int esph_offset;
 483         struct page *page;
 484         struct sk_buff *trailer;
 485         int tailen = esp->tailen;
 486
 487         if (x->encap) {
 488                 int err = esp6_output_encap(x, skb, esp);
 489
 490                 if (err < 0)
 491                         return err;
 492         }
 493
 494         if (!skb_cloned(skb)) {
 495                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 496                         nfrags = 1;
 497                         trailer = skb;
 498                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 499
 500                         goto skip_cow;
 501                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 502                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 503                         int allocsize;
 504                         struct sock *sk = skb->sk;
 505                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 506
 507                         esp->inplace = false;
 508
 509                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 510
 511                         spin_lock_bh(&x->lock);
 512
 513                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 514                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 515                                 goto cow;
 516                         }
 517
 518                         page = pfrag->page;
 519                         get_page(page);
 520
 521                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 522
 523                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 524
 525                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 526
 527                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 528                                              tailen);
 529                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 530
 531                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 532
 533                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 534
 535                         nfrags++;
 536
 537                         skb->len += tailen;
 538                         skb->data_len += tailen;
 539                         skb->truesize += tailen;
 540                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 541                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 542
 543                         goto out;
 544                 }
 545         }
 546
 547 cow:
 548         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 549
 550         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 551         if (nfrags < 0)
 552                 goto out;
 553         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 554         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 555
 556 skip_cow:
 557         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 558         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 559
 560 out:
 561         return nfrags;
 562 }
 563 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_output_head);
 564
 565 int esp6_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 566 {
 567         u8 *iv;
 568         int alen;
 569         void *tmp;
 570         int ivlen;
 571         int assoclen;
 572         int extralen;
 573         struct page *page;
 574         struct ip_esp_hdr *esph;
 575         struct aead_request *req;
 576         struct crypto_aead *aead;
 577         struct scatterlist *sg, *dsg;
 578         struct esp_output_extra *extra;
 579         int err = -ENOMEM;
 580
 581         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 582         extralen = 0;
 583
 584         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 585                 extralen += sizeof(*extra);
 586                 assoclen += sizeof(__be32);
 587         }
 588
 589         aead = x->data;
 590         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 591         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 592
 593         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 594         if (!tmp)
 595                 goto error;
 596
 597         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 598         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 599         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 600         sg = esp_req_sg(aead, req);
 601
 602         if (esp->inplace)
 603                 dsg = sg;
 604         else
 605                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 606
 607         esph = esp_output_set_esn(skb, x, esp->esph, extra);
 608         esp->esph = esph;
 609
 610         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 611         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 612                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 613                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 614         if (unlikely(err < 0))
 615                 goto error_free;
 616
 617         if (!esp->inplace) {
 618                 int allocsize;
 619                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 620
 621                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 622
 623                 spin_lock_bh(&x->lock);
 624                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 625                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 626                         goto error_free;
 627                 }
 628
 629                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 630
 631                 page = pfrag->page;
 632                 get_page(page);
 633                 /* replace page frags in skb with new page */
 634                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 635                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 636                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 637
 638                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 639                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 640                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 641                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 642                 if (unlikely(err < 0))
 643                         goto error_free;
 644         }
 645
 646         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 647                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 648         else
 649                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 650
 651         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 652         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 653
 654         memset(iv, 0, ivlen);
 655         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 656                min(ivlen, 8));
 657
 658         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 659         err = crypto_aead_encrypt(req);
 660
 661         switch (err) {
 662         case -EINPROGRESS:
 663                 goto error;
 664
 665         case -ENOSPC:
 666                 err = NET_XMIT_DROP;
 667                 break;
 668
 669         case 0:
 670                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 671                         esp_output_restore_header(skb);
 672                 esp_output_encap_csum(skb);
 673         }
 674
 675         if (sg != dsg)
 676                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 677
 678         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 679                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 680
 681 error_free:
 682         kfree(tmp);
 683 error:
 684         return err;
 685 }
 686 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_output_tail);
 687
 688 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 689 {
 690         int alen;
 691         int blksize;
 692         struct ip_esp_hdr *esph;
 693         struct crypto_aead *aead;
 694         struct esp_info esp;
 695
 696         esp.inplace = true;
 697
 698         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 699         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 700
 701         /* skb is pure payload to encrypt */
 702
 703         aead = x->data;
 704         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 705
 706         esp.tfclen = 0;
 707         if (x->tfcpad) {
 708                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 709                 u32 padto;
 710
 711                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 712                 if (skb->len < padto)
 713                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 714         }
 715         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 716         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 717         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 718         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 719
 720         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 721
 722         esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 723         if (esp.nfrags < 0)
 724                 return esp.nfrags;
 725
 726         esph = esp.esph;
 727         esph->spi = x->id.spi;
 728
 729         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 730         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 731                             ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 732
 733         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 734
 735         return esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 736 }
 737
 738 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 739 {
 740         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 741         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 742         struct crypto_aead *aead = x->data;
 743         int alen, hlen, elen;
 744         int padlen, trimlen;
 745         __wsum csumdiff;
 746         u8 nexthdr[2];
 747         int ret;
 748
 749         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 750         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 751         elen = skb->len - hlen;
 752
 753         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 754                 ret = xo->proto;
 755                 goto out;
 756         }
 757
 758         ret = skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2);
 759         BUG_ON(ret);
 760
 761         ret = -EINVAL;
 762         padlen = nexthdr[0];
 763         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 764                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 765                                     padlen + 2, elen - alen);
 766                 goto out;
 767         }
 768
 769         trimlen = alen + padlen + 2;
 770         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 771                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 772                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 773                                            skb->len - trimlen);
 774         }
 775         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 776
 777         ret = nexthdr[1];
 778
 779 out:
 780         return ret;
 781 }
 782
 783 int esp6_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 784 {
 785         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 786         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 787         struct crypto_aead *aead = x->data;
 788         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 789         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
 790
 791         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 792                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 793
 794         if (unlikely(err))
 795                 goto out;
 796
 797         err = esp_remove_trailer(skb);
 798         if (unlikely(err < 0))
 799                 goto out;
 800
 801         if (x->encap) {
 802                 const struct ipv6hdr *ip6h = ipv6_hdr(skb);
 803                 int offset = skb_network_offset(skb) + sizeof(*ip6h);
 804                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 805                 u8 nexthdr = ip6h->nexthdr;
 806                 __be16 frag_off, source;
 807                 struct udphdr *uh;
 808                 struct tcphdr *th;
 809
 810                 offset = ipv6_skip_exthdr(skb, offset, &nexthdr, &frag_off);
 811                 uh = (void *)(skb->data + offset);
 812                 th = (void *)(skb->data + offset);
 813                 hdr_len += offset;
 814
 815                 switch (x->encap->encap_type) {
 816                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 817                         source = th->source;
 818                         break;
 819                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 820                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 821                         source = uh->source;
 822                         break;
 823                 default:
 824                         WARN_ON_ONCE(1);
 825                         err = -EINVAL;
 826                         goto out;
 827                 }
 828
 829                 /*
 830                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 831                  *    advertize the change to the keying daemon.
 832                  *    This is an inbound SA, so just compare
 833                  *    SRC ports.
 834                  */
 835                 if (!ipv6_addr_equal(&ip6h->saddr, &x->props.saddr.in6) ||
 836                     source != encap->encap_sport) {
 837                         xfrm_address_t ipaddr;
 838
 839                         memcpy(&ipaddr.a6, &ip6h->saddr.s6_addr, sizeof(ipaddr.a6));
 840                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 841
 842                         /* XXX: perhaps add an extra
 843                          * policy check here, to see
 844                          * if we should allow or
 845                          * reject a packet from a
 846                          * different source
 847                          * address/port.
 848                          */
 849                 }
 850
 851                 /*
 852                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 853                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 854                  *    perform other post-processing fixes
 855                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 856                  *    section 3.1.2
 857                  */
 858                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 859                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 860         }
 861
 862         skb_postpull_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 863                            skb_network_header_len(skb));
 864         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 865         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 866                 skb_reset_transport_header(skb);
 867         else
 868                 skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
 869
 870         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 871         if (err == IPPROTO_NONE)
 872                 err = -EINVAL;
 873
 874 out:
 875         return err;
 876 }
 877 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_input_done2);
 878
 879 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 880 {
 881         struct sk_buff *skb = base->data;
 882
 883         xfrm_input_resume(skb, esp6_input_done2(skb, err));
 884 }
 885
 886 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 887 {
 888         esp_restore_header(skb, 0);
 889         __skb_pull(skb, 4);
 890 }
 891
 892 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 893 {
 894         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 895
 896         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 897          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 898          * decryption.
 899          */
 900         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 901                 struct ip_esp_hdr *esph = skb_push(skb, 4);
 902
 903                 *seqhi = esph->spi;
 904                 esph->spi = esph->seq_no;
 905                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 906         }
 907 }
 908
 909 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 910 {
 911         struct sk_buff *skb = base->data;
 912
 913         esp_input_restore_header(skb);
 914         esp_input_done(base, err);
 915 }
 916
 917 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 918 {
 919         struct crypto_aead *aead = x->data;
 920         struct aead_request *req;
 921         struct sk_buff *trailer;
 922         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 923         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 924         int nfrags;
 925         int assoclen;
 926         int seqhilen;
 927         int ret = 0;
 928         void *tmp;
 929         __be32 *seqhi;
 930         u8 *iv;
 931         struct scatterlist *sg;
 932
 933         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen)) {
 934                 ret = -EINVAL;
 935                 goto out;
 936         }
 937
 938         if (elen <= 0) {
 939                 ret = -EINVAL;
 940                 goto out;
 941         }
 942
 943         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 944         seqhilen = 0;
 945
 946         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 947                 seqhilen += sizeof(__be32);
 948                 assoclen += seqhilen;
 949         }
 950
 951         if (!skb_cloned(skb)) {
 952                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 953                         nfrags = 1;
 954
 955                         goto skip_cow;
 956                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 957                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 958                         nfrags++;
 959
 960                         goto skip_cow;
 961                 }
 962         }
 963
 964         nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 965         if (nfrags < 0) {
 966                 ret = -EINVAL;
 967                 goto out;
 968         }
 969
 970 skip_cow:
 971         ret = -ENOMEM;
 972         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 973         if (!tmp)
 974                 goto out;
 975
 976         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 977         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 978         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 979         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 980         sg = esp_req_sg(aead, req);
 981
 982         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 983
 984         sg_init_table(sg, nfrags);
 985         ret = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 986         if (unlikely(ret < 0)) {
 987                 kfree(tmp);
 988                 goto out;
 989         }
 990
 991         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 992
 993         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 994                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 995         else
 996                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 997
 998         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 999         aead_request_set_ad(req, assoclen);
1000
1001         ret = crypto_aead_decrypt(req);
1002         if (ret == -EINPROGRESS)
1003                 goto out;
1004
1005         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
1006                 esp_input_restore_header(skb);
1007
1008         ret = esp6_input_done2(skb, ret);
1009
1010 out:
1011         return ret;
1012 }
1013
1014 static int esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
1015                     u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
1016 {
1017         struct net *net = dev_net(skb->dev);
1018         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
1019         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
1020         struct xfrm_state *x;
1021
1022         if (type != ICMPV6_PKT_TOOBIG &&
1023             type != NDISC_REDIRECT)
1024                 return 0;
1025
1026         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
1027                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
1028         if (!x)
1029                 return 0;
1030
1031         if (type == NDISC_REDIRECT)
1032                 ip6_redirect(skb, net, skb->dev->ifindex, 0,
1033                              sock_net_uid(net, NULL));
1034         else
1035                 ip6_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0, sock_net_uid(net, NULL));
1036         xfrm_state_put(x);
1037
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
1042 {
1043         struct crypto_aead *aead = x->data;
1044
1045         if (!aead)
1046                 return;
1047
1048         crypto_free_aead(aead);
1049 }
1050
1051 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
1052 {
1053         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1054         struct crypto_aead *aead;
1055         int err;
1056
1057         err = -ENAMETOOLONG;
1058         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1059                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1060                 goto error;
1061
1062         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1063         err = PTR_ERR(aead);
1064         if (IS_ERR(aead))
1065                 goto error;
1066
1067         x->data = aead;
1068
1069         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1070                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1071         if (err)
1072                 goto error;
1073
1074         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1075         if (err)
1076                 goto error;
1077
1078 error:
1079         return err;
1080 }
1081
1082 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
1083 {
1084         struct crypto_aead *aead;
1085         struct crypto_authenc_key_param *param;
1086         struct rtattr *rta;
1087         char *key;
1088         char *p;
1089         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1090         unsigned int keylen;
1091         int err;
1092
1093         err = -EINVAL;
1094         if (!x->ealg)
1095                 goto error;
1096
1097         err = -ENAMETOOLONG;
1098
1099         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1100                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1101                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1102                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1103                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1104                              x->ealg->alg_name,
1105                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1106                         goto error;
1107         } else {
1108                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1109                              "%s%sauthenc(%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         }
1116
1117         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1118         err = PTR_ERR(aead);
1119         if (IS_ERR(aead))
1120                 goto error;
1121
1122         x->data = aead;
1123
1124         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1125                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1126         err = -ENOMEM;
1127         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1128         if (!key)
1129                 goto error;
1130
1131         p = key;
1132         rta = (void *)p;
1133         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1134         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1135         param = RTA_DATA(rta);
1136         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1137
1138         if (x->aalg) {
1139                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1140
1141                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1142                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1143
1144                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1145                 BUG_ON(!aalg_desc);
1146
1147                 err = -EINVAL;
1148                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1149                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1150                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
1151                                 x->aalg->alg_name,
1152                                 crypto_aead_authsize(aead),
1153                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
1154                         goto free_key;
1155                 }
1156
1157                 err = crypto_aead_setauthsize(
1158                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1159                 if (err)
1160                         goto free_key;
1161         }
1162
1163         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1164         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1165
1166         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1167
1168 free_key:
1169         kfree(key);
1170
1171 error:
1172         return err;
1173 }
1174
1175 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
1176 {
1177         struct crypto_aead *aead;
1178         u32 align;
1179         int err;
1180
1181         x->data = NULL;
1182
1183         if (x->aead)
1184                 err = esp_init_aead(x);
1185         else
1186                 err = esp_init_authenc(x);
1187
1188         if (err)
1189                 goto error;
1190
1191         aead = x->data;
1192
1193         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1194                               crypto_aead_ivsize(aead);
1195         switch (x->props.mode) {
1196         case XFRM_MODE_BEET:
1197                 if (x->sel.family != AF_INET6)
1198                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
1199                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
1200                 break;
1201         default:
1202         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
1203                 break;
1204         case XFRM_MODE_TUNNEL:
1205                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
1206                 break;
1207         }
1208
1209         if (x->encap) {
1210                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1211
1212                 switch (encap->encap_type) {
1213                 default:
1214                         err = -EINVAL;
1215                         goto error;
1216                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1217                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1218                         break;
1219                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1220                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1221                         break;
1222 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
1223                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1224                         /* only the length field, TCP encap is done by
1225                          * the socket
1226                          */
1227                         x->props.header_len += 2;
1228                         break;
1229 #endif
1230                 }
1231         }
1232
1233         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1234         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1235
1236 error:
1237         return err;
1238 }
1239
1240 static int esp6_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1241 {
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 static const struct xfrm_type esp6_type = {
1246         .description    = "ESP6",
1247         .owner          = THIS_MODULE,
1248         .proto          = IPPROTO_ESP,
1249         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1250         .init_state     = esp6_init_state,
1251         .destructor     = esp6_destroy,
1252         .input          = esp6_input,
1253         .output         = esp6_output,
1254         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
1255 };
1256
1257 static struct xfrm6_protocol esp6_protocol = {
1258         .handler        =       xfrm6_rcv,
1259         .input_handler  =       xfrm_input,
1260         .cb_handler     =       esp6_rcv_cb,
1261         .err_handler    =       esp6_err,
1262         .priority       =       0,
1263 };
1264
1265 static int __init esp6_init(void)
1266 {
1267         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
1268                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1269                 return -EAGAIN;
1270         }
1271         if (xfrm6_protocol_register(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1272                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1273                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
1274                 return -EAGAIN;
1275         }
1276
1277         return 0;
1278 }
1279
1280 static void __exit esp6_fini(void)
1281 {
1282         if (xfrm6_protocol_deregister(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1283                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1284         xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
1285 }
1286
1287 module_init(esp6_init);
1288 module_exit(esp6_fini);
1289
1290 MODULE_LICENSE("GPL");
1291 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);