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         unsigned int allocsz;
 450
 451         /* this is non-NULL only with TCP/UDP Encapsulation */
 452         if (x->encap) {
 453                 int err = esp_output_encap(x, skb, esp);
 454
 455                 if (err < 0)
 456                         return err;
 457         }
 458
 459         allocsz = ALIGN(skb->data_len + tailen, L1_CACHE_BYTES);
 460         if (allocsz > ESP_SKB_FRAG_MAXSIZE)
 461                 goto cow;
 462
 463         if (!skb_cloned(skb)) {
 464                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 465                         nfrags = 1;
 466                         trailer = skb;
 467                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 468
 469                         goto skip_cow;
 470                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 471                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 472                         int allocsize;
 473                         struct sock *sk = skb->sk;
 474                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 475
 476                         esp->inplace = false;
 477
 478                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 479
 480                         spin_lock_bh(&x->lock);
 481
 482                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 483                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 484                                 goto cow;
 485                         }
 486
 487                         page = pfrag->page;
 488                         get_page(page);
 489
 490                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 491
 492                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 493
 494                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 495
 496                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 497                                              tailen);
 498                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 499
 500                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 501
 502                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 503
 504                         nfrags++;
 505
 506                         skb->len += tailen;
 507                         skb->data_len += tailen;
 508                         skb->truesize += tailen;
 509                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 510                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 511
 512                         goto out;
 513                 }
 514         }
 515
 516 cow:
 517         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 518
 519         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 520         if (nfrags < 0)
 521                 goto out;
 522         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 523         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 524
 525 skip_cow:
 526         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 527         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 528
 529 out:
 530         return nfrags;
 531 }
 532 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 533
 534 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 535 {
 536         u8 *iv;
 537         int alen;
 538         void *tmp;
 539         int ivlen;
 540         int assoclen;
 541         int extralen;
 542         struct page *page;
 543         struct ip_esp_hdr *esph;
 544         struct crypto_aead *aead;
 545         struct aead_request *req;
 546         struct scatterlist *sg, *dsg;
 547         struct esp_output_extra *extra;
 548         int err = -ENOMEM;
 549
 550         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 551         extralen = 0;
 552
 553         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 554                 extralen += sizeof(*extra);
 555                 assoclen += sizeof(__be32);
 556         }
 557
 558         aead = x->data;
 559         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 560         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 561
 562         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 563         if (!tmp)
 564                 goto error;
 565
 566         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 567         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 568         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 569         sg = esp_req_sg(aead, req);
 570
 571         if (esp->inplace)
 572                 dsg = sg;
 573         else
 574                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 575
 576         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 577         esp->esph = esph;
 578
 579         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 580         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 581                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 582                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 583         if (unlikely(err < 0))
 584                 goto error_free;
 585
 586         if (!esp->inplace) {
 587                 int allocsize;
 588                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 589
 590                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 591
 592                 spin_lock_bh(&x->lock);
 593                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 594                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 595                         goto error_free;
 596                 }
 597
 598                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 599
 600                 page = pfrag->page;
 601                 get_page(page);
 602                 /* replace page frags in skb with new page */
 603                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 604                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 605                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 606
 607                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 608                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 609                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 610                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 611                 if (unlikely(err < 0))
 612                         goto error_free;
 613         }
 614
 615         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 616                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 617         else
 618                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 619
 620         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 621         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 622
 623         memset(iv, 0, ivlen);
 624         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 625                min(ivlen, 8));
 626
 627         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 628         err = crypto_aead_encrypt(req);
 629
 630         switch (err) {
 631         case -EINPROGRESS:
 632                 goto error;
 633
 634         case -ENOSPC:
 635                 err = NET_XMIT_DROP;
 636                 break;
 637
 638         case 0:
 639                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 640                         esp_output_restore_header(skb);
 641         }
 642
 643         if (sg != dsg)
 644                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 645
 646         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 647                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 648
 649 error_free:
 650         kfree(tmp);
 651 error:
 652         return err;
 653 }
 654 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 655
 656 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 657 {
 658         int alen;
 659         int blksize;
 660         struct ip_esp_hdr *esph;
 661         struct crypto_aead *aead;
 662         struct esp_info esp;
 663
 664         esp.inplace = true;
 665
 666         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 667         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 668
 669         /* skb is pure payload to encrypt */
 670
 671         aead = x->data;
 672         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 673
 674         esp.tfclen = 0;
 675         if (x->tfcpad) {
 676                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 677                 u32 padto;
 678
 679                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 680                 if (skb->len < padto)
 681                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 682         }
 683         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 684         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 685         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 686         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 687
 688         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 689
 690         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 691         if (esp.nfrags < 0)
 692                 return esp.nfrags;
 693
 694         esph = esp.esph;
 695         esph->spi = x->id.spi;
 696
 697         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 698         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 699                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 700
 701         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 702
 703         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 704 }
 705
 706 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 707 {
 708         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 709         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 710         struct crypto_aead *aead = x->data;
 711         int alen, hlen, elen;
 712         int padlen, trimlen;
 713         __wsum csumdiff;
 714         u8 nexthdr[2];
 715         int ret;
 716
 717         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 718         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 719         elen = skb->len - hlen;
 720
 721         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 722                 ret = xo->proto;
 723                 goto out;
 724         }
 725
 726         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 727                 BUG();
 728
 729         ret = -EINVAL;
 730         padlen = nexthdr[0];
 731         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 732                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 733                                     padlen + 2, elen - alen);
 734                 goto out;
 735         }
 736
 737         trimlen = alen + padlen + 2;
 738         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 739                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 740                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 741                                            skb->len - trimlen);
 742         }
 743         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 744
 745         ret = nexthdr[1];
 746
 747 out:
 748         return ret;
 749 }
 750
 751 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 752 {
 753         const struct iphdr *iph;
 754         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 755         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 756         struct crypto_aead *aead = x->data;
 757         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 758         int ihl;
 759
 760         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 761                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 762
 763         if (unlikely(err))
 764                 goto out;
 765
 766         err = esp_remove_trailer(skb);
 767         if (unlikely(err < 0))
 768                 goto out;
 769
 770         iph = ip_hdr(skb);
 771         ihl = iph->ihl * 4;
 772
 773         if (x->encap) {
 774                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 775                 struct tcphdr *th = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 776                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 777                 __be16 source;
 778
 779                 switch (x->encap->encap_type) {
 780                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 781                         source = th->source;
 782                         break;
 783                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 784                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 785                         source = uh->source;
 786                         break;
 787                 default:
 788                         WARN_ON_ONCE(1);
 789                         err = -EINVAL;
 790                         goto out;
 791                 }
 792
 793                 /*
 794                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 795                  *    advertize the change to the keying daemon.
 796                  *    This is an inbound SA, so just compare
 797                  *    SRC ports.
 798                  */
 799                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 800                     source != encap->encap_sport) {
 801                         xfrm_address_t ipaddr;
 802
 803                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 804                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 805
 806                         /* XXX: perhaps add an extra
 807                          * policy check here, to see
 808                          * if we should allow or
 809                          * reject a packet from a
 810                          * different source
 811                          * address/port.
 812                          */
 813                 }
 814
 815                 /*
 816                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 817                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 818                  *    perform other post-processing fixes
 819                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 820                  *    section 3.1.2
 821                  */
 822                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 823                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 824         }
 825
 826         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 827         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 828                 skb_reset_transport_header(skb);
 829         else
 830                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 831
 832         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 833         if (err == IPPROTO_NONE)
 834                 err = -EINVAL;
 835
 836 out:
 837         return err;
 838 }
 839 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 840
 841 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 842 {
 843         struct sk_buff *skb = base->data;
 844
 845         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 846 }
 847
 848 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 849 {
 850         esp_restore_header(skb, 0);
 851         __skb_pull(skb, 4);
 852 }
 853
 854 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 855 {
 856         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 857         struct ip_esp_hdr *esph;
 858
 859         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 860          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 861          * decryption.
 862          */
 863         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 864                 esph = skb_push(skb, 4);
 865                 *seqhi = esph->spi;
 866                 esph->spi = esph->seq_no;
 867                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 868         }
 869 }
 870
 871 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 872 {
 873         struct sk_buff *skb = base->data;
 874
 875         esp_input_restore_header(skb);
 876         esp_input_done(base, err);
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 881  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 882  * and common case.
 883  */
 884 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 885 {
 886         struct crypto_aead *aead = x->data;
 887         struct aead_request *req;
 888         struct sk_buff *trailer;
 889         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 890         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 891         int nfrags;
 892         int assoclen;
 893         int seqhilen;
 894         __be32 *seqhi;
 895         void *tmp;
 896         u8 *iv;
 897         struct scatterlist *sg;
 898         int err = -EINVAL;
 899
 900         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 901                 goto out;
 902
 903         if (elen <= 0)
 904                 goto out;
 905
 906         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 907         seqhilen = 0;
 908
 909         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 910                 seqhilen += sizeof(__be32);
 911                 assoclen += seqhilen;
 912         }
 913
 914         if (!skb_cloned(skb)) {
 915                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 916                         nfrags = 1;
 917
 918                         goto skip_cow;
 919                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 920                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 921                         nfrags++;
 922
 923                         goto skip_cow;
 924                 }
 925         }
 926
 927         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 928         if (err < 0)
 929                 goto out;
 930
 931         nfrags = err;
 932
 933 skip_cow:
 934         err = -ENOMEM;
 935         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 936         if (!tmp)
 937                 goto out;
 938
 939         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 940         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 941         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 942         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 943         sg = esp_req_sg(aead, req);
 944
 945         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 946
 947         sg_init_table(sg, nfrags);
 948         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 949         if (unlikely(err < 0)) {
 950                 kfree(tmp);
 951                 goto out;
 952         }
 953
 954         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 955
 956         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 957                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 958         else
 959                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 960
 961         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 962         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 963
 964         err = crypto_aead_decrypt(req);
 965         if (err == -EINPROGRESS)
 966                 goto out;
 967
 968         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 969                 esp_input_restore_header(skb);
 970
 971         err = esp_input_done2(skb, err);
 972
 973 out:
 974         return err;
 975 }
 976
 977 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 978 {
 979         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 980         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 981         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 982         struct xfrm_state *x;
 983
 984         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 985         case ICMP_DEST_UNREACH:
 986                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 987                         return 0;
 988                 break;
 989         case ICMP_REDIRECT:
 990                 break;
 991         default:
 992                 return 0;
 993         }
 994
 995         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 996                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 997         if (!x)
 998                 return 0;
 999
1000         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
1001                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
1002         else
1003                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
1004         xfrm_state_put(x);
1005
1006         return 0;
1007 }
1008
1009 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
1010 {
1011         struct crypto_aead *aead = x->data;
1012
1013         if (!aead)
1014                 return;
1015
1016         crypto_free_aead(aead);
1017 }
1018
1019 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
1020 {
1021         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1022         struct crypto_aead *aead;
1023         int err;
1024
1025         err = -ENAMETOOLONG;
1026         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1027                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1028                 goto error;
1029
1030         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1031         err = PTR_ERR(aead);
1032         if (IS_ERR(aead))
1033                 goto error;
1034
1035         x->data = aead;
1036
1037         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1038                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1039         if (err)
1040                 goto error;
1041
1042         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1043         if (err)
1044                 goto error;
1045
1046 error:
1047         return err;
1048 }
1049
1050 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
1051 {
1052         struct crypto_aead *aead;
1053         struct crypto_authenc_key_param *param;
1054         struct rtattr *rta;
1055         char *key;
1056         char *p;
1057         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1058         unsigned int keylen;
1059         int err;
1060
1061         err = -EINVAL;
1062         if (!x->ealg)
1063                 goto error;
1064
1065         err = -ENAMETOOLONG;
1066
1067         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1068                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1069                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1070                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1071                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1072                              x->ealg->alg_name,
1073                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1074                         goto error;
1075         } else {
1076                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1077                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1078                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1079                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1080                              x->ealg->alg_name,
1081                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1082                         goto error;
1083         }
1084
1085         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1086         err = PTR_ERR(aead);
1087         if (IS_ERR(aead))
1088                 goto error;
1089
1090         x->data = aead;
1091
1092         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1093                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1094         err = -ENOMEM;
1095         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1096         if (!key)
1097                 goto error;
1098
1099         p = key;
1100         rta = (void *)p;
1101         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1102         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1103         param = RTA_DATA(rta);
1104         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1105
1106         if (x->aalg) {
1107                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1108
1109                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1110                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1111
1112                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1113                 BUG_ON(!aalg_desc);
1114
1115                 err = -EINVAL;
1116                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1117                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1118                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
1119                                 x->aalg->alg_name,
1120                                 crypto_aead_authsize(aead),
1121                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
1122                         goto free_key;
1123                 }
1124
1125                 err = crypto_aead_setauthsize(
1126                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1127                 if (err)
1128                         goto free_key;
1129         }
1130
1131         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1132         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1133
1134         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1135
1136 free_key:
1137         kfree(key);
1138
1139 error:
1140         return err;
1141 }
1142
1143 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
1144 {
1145         struct crypto_aead *aead;
1146         u32 align;
1147         int err;
1148
1149         x->data = NULL;
1150
1151         if (x->aead)
1152                 err = esp_init_aead(x);
1153         else
1154                 err = esp_init_authenc(x);
1155
1156         if (err)
1157                 goto error;
1158
1159         aead = x->data;
1160
1161         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1162                               crypto_aead_ivsize(aead);
1163         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
1164                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1165         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1166                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1167         if (x->encap) {
1168                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1169
1170                 switch (encap->encap_type) {
1171                 default:
1172                         err = -EINVAL;
1173                         goto error;
1174                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1175                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1176                         break;
1177                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1178                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1179                         break;
1180 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
1181                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1182                         /* only the length field, TCP encap is done by
1183                          * the socket
1184                          */
1185                         x->props.header_len += 2;
1186                         break;
1187 #endif
1188                 }
1189         }
1190
1191         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1192         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1193
1194 error:
1195         return err;
1196 }
1197
1198 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1199 {
1200         return 0;
1201 }
1202
1203 static const struct xfrm_type esp_type =
1204 {
1205         .owner          = THIS_MODULE,
1206         .proto          = IPPROTO_ESP,
1207         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1208         .init_state     = esp_init_state,
1209         .destructor     = esp_destroy,
1210         .input          = esp_input,
1211         .output         = esp_output,
1212 };
1213
1214 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1215         .handler        =       xfrm4_rcv,
1216         .input_handler  =       xfrm_input,
1217         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1218         .err_handler    =       esp4_err,
1219         .priority       =       0,
1220 };
1221
1222 static int __init esp4_init(void)
1223 {
1224         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1225                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1226                 return -EAGAIN;
1227         }
1228         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1229                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1230                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1231                 return -EAGAIN;
1232         }
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 static void __exit esp4_fini(void)
1237 {
1238         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1239                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1240         xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1241 }
1242
1243 module_init(esp4_init);
1244 module_exit(esp4_fini);
1245 MODULE_LICENSE("GPL");
1246 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);