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