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 net *net = xs_net(x);
 138         struct esp_tcp_sk *esk;
 139         __be16 sport, dport;
 140         struct sock *nsk;
 141         struct sock *sk;
 142
 143         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 144         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 145                 return sk;
 146
 147         spin_lock_bh(&x->lock);
 148         sport = encap->encap_sport;
 149         dport = encap->encap_dport;
 150         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 151                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 152         if (sk && sk == nsk) {
 153                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 154                 if (!esk) {
 155                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 156                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 157                 }
 158                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 159                 esk->sk = sk;
 160                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 161         }
 162         spin_unlock_bh(&x->lock);
 163
 164         sk = inet_lookup_established(net, net->ipv4.tcp_death_row.hashinfo, x->id.daddr.a4,
 165                                      dport, x->props.saddr.a4, sport, 0);
 166         if (!sk)
 167                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 168
 169         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 170                 sock_put(sk);
 171                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 172         }
 173
 174         spin_lock_bh(&x->lock);
 175         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 176                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 177         if (encap->encap_sport != sport ||
 178             encap->encap_dport != dport) {
 179                 sock_put(sk);
 180                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 181         } else if (sk == nsk) {
 182                 sock_put(sk);
 183         } else {
 184                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 185         }
 186         spin_unlock_bh(&x->lock);
 187
 188         return sk;
 189 }
 190
 191 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 192 {
 193         struct sock *sk;
 194         int err;
 195
 196         rcu_read_lock();
 197
 198         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 199         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 200         if (err)
 201                 goto out;
 202
 203         bh_lock_sock(sk);
 204         if (sock_owned_by_user(sk))
 205                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 206         else
 207                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 208         bh_unlock_sock(sk);
 209
 210 out:
 211         rcu_read_unlock();
 212         return err;
 213 }
 214
 215 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 216                                    struct sk_buff *skb)
 217 {
 218         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 219         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 220
 221         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 222 }
 223
 224 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 225 {
 226         int err;
 227
 228         local_bh_disable();
 229         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 230         local_bh_enable();
 231
 232         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 233          * actually means that the skb has been consumed and
 234          * isn't coming back.
 235          */
 236         return err ?: -EINPROGRESS;
 237 }
 238 #else
 239 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 240 {
 241         kfree_skb(skb);
 242
 243         return -EOPNOTSUPP;
 244 }
 245 #endif
 246
 247 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 248 {
 249         struct sk_buff *skb = base->data;
 250         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 251         void *tmp;
 252         struct xfrm_state *x;
 253
 254         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 255                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 256
 257                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 258         } else {
 259                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 260         }
 261
 262         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 263         esp_ssg_unref(x, tmp);
 264         kfree(tmp);
 265
 266         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 267                 if (err) {
 268                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 269                         kfree_skb(skb);
 270                         return;
 271                 }
 272
 273                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 274                 secpath_reset(skb);
 275                 xfrm_dev_resume(skb);
 276         } else {
 277                 if (!err &&
 278                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 279                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 280                 else
 281                         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 282         }
 283 }
 284
 285 /* Move ESP header back into place. */
 286 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 287 {
 288         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 289         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 290         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 291
 292         esph->seq_no = esph->spi;
 293         esph->spi = *seqhi;
 294 }
 295
 296 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 297 {
 298         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 299         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 300
 301         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 302                                 sizeof(__be32));
 303 }
 304
 305 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 306                                                struct xfrm_state *x,
 307                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 308                                                struct esp_output_extra *extra)
 309 {
 310         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 311          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 312          * encryption.
 313          */
 314         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 315                 __u32 seqhi;
 316                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 317
 318                 if (xo)
 319                         seqhi = xo->seq.hi;
 320                 else
 321                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 322
 323                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 324                                  skb_transport_header(skb);
 325                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 326                 extra->seqhi = esph->spi;
 327                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 328         }
 329
 330         esph->spi = x->id.spi;
 331
 332         return esph;
 333 }
 334
 335 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 336 {
 337         struct sk_buff *skb = base->data;
 338
 339         esp_output_restore_header(skb);
 340         esp_output_done(base, err);
 341 }
 342
 343 static struct ip_esp_hdr *esp_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 344                                                int encap_type,
 345                                                struct esp_info *esp,
 346                                                __be16 sport,
 347                                                __be16 dport)
 348 {
 349         struct udphdr *uh;
 350         __be32 *udpdata32;
 351         unsigned int len;
 352
 353         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 354         if (len + sizeof(struct iphdr) > IP_MAX_MTU)
 355                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 356
 357         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 358         uh->source = sport;
 359         uh->dest = dport;
 360         uh->len = htons(len);
 361         uh->check = 0;
 362
 363         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 364
 365         if (encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE) {
 366                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 367                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 368                 return (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 369         }
 370
 371         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 372 }
 373
 374 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 375 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 376                                                     struct sk_buff *skb,
 377                                                     struct esp_info *esp)
 378 {
 379         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 380         struct ip_esp_hdr *esph;
 381         unsigned int len;
 382         struct sock *sk;
 383
 384         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 385         if (len > IP_MAX_MTU)
 386                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 387
 388         rcu_read_lock();
 389         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 390         rcu_read_unlock();
 391
 392         if (IS_ERR(sk))
 393                 return ERR_CAST(sk);
 394
 395         *lenp = htons(len);
 396         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 397
 398         return esph;
 399 }
 400 #else
 401 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 402                                                     struct sk_buff *skb,
 403                                                     struct esp_info *esp)
 404 {
 405         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 406 }
 407 #endif
 408
 409 static int esp_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 410                             struct esp_info *esp)
 411 {
 412         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 413         struct ip_esp_hdr *esph;
 414         __be16 sport, dport;
 415         int encap_type;
 416
 417         spin_lock_bh(&x->lock);
 418         sport = encap->encap_sport;
 419         dport = encap->encap_dport;
 420         encap_type = encap->encap_type;
 421         spin_unlock_bh(&x->lock);
 422
 423         switch (encap_type) {
 424         default:
 425         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 426         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 427                 esph = esp_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 428                 break;
 429         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 430                 esph = esp_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 431                 break;
 432         }
 433
 434         if (IS_ERR(esph))
 435                 return PTR_ERR(esph);
 436
 437         esp->esph = esph;
 438
 439         return 0;
 440 }
 441
 442 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 443 {
 444         u8 *tail;
 445         int nfrags;
 446         int esph_offset;
 447         struct page *page;
 448         struct sk_buff *trailer;
 449         int tailen = esp->tailen;
 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         if (ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE ||
 460             ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE)
 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_add(skb, tailen);
 507                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 508                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 509
 510                         goto out;
 511                 }
 512         }
 513
 514 cow:
 515         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 516
 517         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 518         if (nfrags < 0)
 519                 goto out;
 520         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 521         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 522
 523 skip_cow:
 524         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 525         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 526
 527 out:
 528         return nfrags;
 529 }
 530 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 531
 532 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 533 {
 534         u8 *iv;
 535         int alen;
 536         void *tmp;
 537         int ivlen;
 538         int assoclen;
 539         int extralen;
 540         struct page *page;
 541         struct ip_esp_hdr *esph;
 542         struct crypto_aead *aead;
 543         struct aead_request *req;
 544         struct scatterlist *sg, *dsg;
 545         struct esp_output_extra *extra;
 546         int err = -ENOMEM;
 547
 548         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 549         extralen = 0;
 550
 551         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 552                 extralen += sizeof(*extra);
 553                 assoclen += sizeof(__be32);
 554         }
 555
 556         aead = x->data;
 557         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 558         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 559
 560         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 561         if (!tmp)
 562                 goto error;
 563
 564         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 565         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 566         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 567         sg = esp_req_sg(aead, req);
 568
 569         if (esp->inplace)
 570                 dsg = sg;
 571         else
 572                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 573
 574         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 575         esp->esph = esph;
 576
 577         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 578         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 579                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 580                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 581         if (unlikely(err < 0))
 582                 goto error_free;
 583
 584         if (!esp->inplace) {
 585                 int allocsize;
 586                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 587
 588                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 589
 590                 spin_lock_bh(&x->lock);
 591                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 592                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 593                         goto error_free;
 594                 }
 595
 596                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 597
 598                 page = pfrag->page;
 599                 get_page(page);
 600                 /* replace page frags in skb with new page */
 601                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 602                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 603                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 604
 605                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 606                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 607                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 608                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 609                 if (unlikely(err < 0))
 610                         goto error_free;
 611         }
 612
 613         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 614                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 615         else
 616                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 617
 618         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 619         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 620
 621         memset(iv, 0, ivlen);
 622         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 623                min(ivlen, 8));
 624
 625         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 626         err = crypto_aead_encrypt(req);
 627
 628         switch (err) {
 629         case -EINPROGRESS:
 630                 goto error;
 631
 632         case -ENOSPC:
 633                 err = NET_XMIT_DROP;
 634                 break;
 635
 636         case 0:
 637                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 638                         esp_output_restore_header(skb);
 639         }
 640
 641         if (sg != dsg)
 642                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 643
 644         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 645                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 646
 647 error_free:
 648         kfree(tmp);
 649 error:
 650         return err;
 651 }
 652 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 653
 654 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 655 {
 656         int alen;
 657         int blksize;
 658         struct ip_esp_hdr *esph;
 659         struct crypto_aead *aead;
 660         struct esp_info esp;
 661
 662         esp.inplace = true;
 663
 664         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 665         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 666
 667         /* skb is pure payload to encrypt */
 668
 669         aead = x->data;
 670         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 671
 672         esp.tfclen = 0;
 673         if (x->tfcpad) {
 674                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 675                 u32 padto;
 676
 677                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 678                 if (skb->len < padto)
 679                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 680         }
 681         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 682         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 683         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 684         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 685
 686         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 687
 688         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 689         if (esp.nfrags < 0)
 690                 return esp.nfrags;
 691
 692         esph = esp.esph;
 693         esph->spi = x->id.spi;
 694
 695         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 696         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 697                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 698
 699         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 700
 701         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 702 }
 703
 704 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 705 {
 706         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 707         struct crypto_aead *aead = x->data;
 708         int alen, hlen, elen;
 709         int padlen, trimlen;
 710         __wsum csumdiff;
 711         u8 nexthdr[2];
 712         int ret;
 713
 714         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 715         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 716         elen = skb->len - hlen;
 717
 718         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 719                 BUG();
 720
 721         ret = -EINVAL;
 722         padlen = nexthdr[0];
 723         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 724                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 725                                     padlen + 2, elen - alen);
 726                 goto out;
 727         }
 728
 729         trimlen = alen + padlen + 2;
 730         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 731                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 732                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 733                                            skb->len - trimlen);
 734         }
 735         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 736
 737         ret = nexthdr[1];
 738
 739 out:
 740         return ret;
 741 }
 742
 743 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 744 {
 745         const struct iphdr *iph;
 746         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 747         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 748         struct crypto_aead *aead = x->data;
 749         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 750         int ihl;
 751
 752         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 753                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 754
 755         if (unlikely(err))
 756                 goto out;
 757
 758         err = esp_remove_trailer(skb);
 759         if (unlikely(err < 0))
 760                 goto out;
 761
 762         iph = ip_hdr(skb);
 763         ihl = iph->ihl * 4;
 764
 765         if (x->encap) {
 766                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 767                 struct tcphdr *th = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 768                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 769                 __be16 source;
 770
 771                 switch (x->encap->encap_type) {
 772                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 773                         source = th->source;
 774                         break;
 775                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 776                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 777                         source = uh->source;
 778                         break;
 779                 default:
 780                         WARN_ON_ONCE(1);
 781                         err = -EINVAL;
 782                         goto out;
 783                 }
 784
 785                 /*
 786                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 787                  *    advertize the change to the keying daemon.
 788                  *    This is an inbound SA, so just compare
 789                  *    SRC ports.
 790                  */
 791                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 792                     source != encap->encap_sport) {
 793                         xfrm_address_t ipaddr;
 794
 795                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 796                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 797
 798                         /* XXX: perhaps add an extra
 799                          * policy check here, to see
 800                          * if we should allow or
 801                          * reject a packet from a
 802                          * different source
 803                          * address/port.
 804                          */
 805                 }
 806
 807                 /*
 808                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 809                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 810                  *    perform other post-processing fixes
 811                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 812                  *    section 3.1.2
 813                  */
 814                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 815                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 816         }
 817
 818         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 819         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 820                 skb_reset_transport_header(skb);
 821         else
 822                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 823
 824         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 825         if (err == IPPROTO_NONE)
 826                 err = -EINVAL;
 827
 828 out:
 829         return err;
 830 }
 831 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 832
 833 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 834 {
 835         struct sk_buff *skb = base->data;
 836
 837         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 838 }
 839
 840 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 841 {
 842         esp_restore_header(skb, 0);
 843         __skb_pull(skb, 4);
 844 }
 845
 846 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 847 {
 848         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 849         struct ip_esp_hdr *esph;
 850
 851         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 852          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 853          * decryption.
 854          */
 855         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 856                 esph = skb_push(skb, 4);
 857                 *seqhi = esph->spi;
 858                 esph->spi = esph->seq_no;
 859                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 860         }
 861 }
 862
 863 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 864 {
 865         struct sk_buff *skb = base->data;
 866
 867         esp_input_restore_header(skb);
 868         esp_input_done(base, err);
 869 }
 870
 871 /*
 872  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 873  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 874  * and common case.
 875  */
 876 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 877 {
 878         struct crypto_aead *aead = x->data;
 879         struct aead_request *req;
 880         struct sk_buff *trailer;
 881         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 882         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 883         int nfrags;
 884         int assoclen;
 885         int seqhilen;
 886         __be32 *seqhi;
 887         void *tmp;
 888         u8 *iv;
 889         struct scatterlist *sg;
 890         int err = -EINVAL;
 891
 892         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 893                 goto out;
 894
 895         if (elen <= 0)
 896                 goto out;
 897
 898         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 899         seqhilen = 0;
 900
 901         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 902                 seqhilen += sizeof(__be32);
 903                 assoclen += seqhilen;
 904         }
 905
 906         if (!skb_cloned(skb)) {
 907                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 908                         nfrags = 1;
 909
 910                         goto skip_cow;
 911                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 912                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 913                         nfrags++;
 914
 915                         goto skip_cow;
 916                 }
 917         }
 918
 919         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 920         if (err < 0)
 921                 goto out;
 922
 923         nfrags = err;
 924
 925 skip_cow:
 926         err = -ENOMEM;
 927         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 928         if (!tmp)
 929                 goto out;
 930
 931         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 932         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 933         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 934         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 935         sg = esp_req_sg(aead, req);
 936
 937         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 938
 939         sg_init_table(sg, nfrags);
 940         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 941         if (unlikely(err < 0)) {
 942                 kfree(tmp);
 943                 goto out;
 944         }
 945
 946         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 947
 948         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 949                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 950         else
 951                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 952
 953         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 954         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 955
 956         err = crypto_aead_decrypt(req);
 957         if (err == -EINPROGRESS)
 958                 goto out;
 959
 960         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 961                 esp_input_restore_header(skb);
 962
 963         err = esp_input_done2(skb, err);
 964
 965 out:
 966         return err;
 967 }
 968
 969 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 970 {
 971         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 972         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 973         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 974         struct xfrm_state *x;
 975
 976         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 977         case ICMP_DEST_UNREACH:
 978                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 979                         return 0;
 980                 break;
 981         case ICMP_REDIRECT:
 982                 break;
 983         default:
 984                 return 0;
 985         }
 986
 987         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 988                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 989         if (!x)
 990                 return 0;
 991
 992         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 993                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
 994         else
 995                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
 996         xfrm_state_put(x);
 997
 998         return 0;
 999 }
1000
1001 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
1002 {
1003         struct crypto_aead *aead = x->data;
1004
1005         if (!aead)
1006                 return;
1007
1008         crypto_free_aead(aead);
1009 }
1010
1011 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x, struct netlink_ext_ack *extack)
1012 {
1013         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1014         struct crypto_aead *aead;
1015         int err;
1016
1017         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1018                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1019                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1020                 return -ENAMETOOLONG;
1021         }
1022
1023         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1024         err = PTR_ERR(aead);
1025         if (IS_ERR(aead))
1026                 goto error;
1027
1028         x->data = aead;
1029
1030         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1031                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1032         if (err)
1033                 goto error;
1034
1035         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1036         if (err)
1037                 goto error;
1038
1039         return 0;
1040
1041 error:
1042         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1043         return err;
1044 }
1045
1046 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x,
1047                             struct netlink_ext_ack *extack)
1048 {
1049         struct crypto_aead *aead;
1050         struct crypto_authenc_key_param *param;
1051         struct rtattr *rta;
1052         char *key;
1053         char *p;
1054         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1055         unsigned int keylen;
1056         int err;
1057
1058         err = -ENAMETOOLONG;
1059
1060         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1061                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1062                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1063                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1064                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1065                              x->ealg->alg_name,
1066                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1067                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1068                         goto error;
1069                 }
1070         } else {
1071                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1072                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1073                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1074                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1075                              x->ealg->alg_name,
1076                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1077                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1078                         goto error;
1079                 }
1080         }
1081
1082         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1083         err = PTR_ERR(aead);
1084         if (IS_ERR(aead)) {
1085                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1086                 goto error;
1087         }
1088
1089         x->data = aead;
1090
1091         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1092                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1093         err = -ENOMEM;
1094         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1095         if (!key)
1096                 goto error;
1097
1098         p = key;
1099         rta = (void *)p;
1100         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1101         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1102         param = RTA_DATA(rta);
1103         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1104
1105         if (x->aalg) {
1106                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1107
1108                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1109                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1110
1111                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1112                 BUG_ON(!aalg_desc);
1113
1114                 err = -EINVAL;
1115                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1116                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1117                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1118                         goto free_key;
1119                 }
1120
1121                 err = crypto_aead_setauthsize(
1122                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1123                 if (err) {
1124                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1125                         goto free_key;
1126                 }
1127         }
1128
1129         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1130         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1131
1132         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1133
1134 free_key:
1135         kfree(key);
1136
1137 error:
1138         return err;
1139 }
1140
1141 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x, struct netlink_ext_ack *extack)
1142 {
1143         struct crypto_aead *aead;
1144         u32 align;
1145         int err;
1146
1147         x->data = NULL;
1148
1149         if (x->aead) {
1150                 err = esp_init_aead(x, extack);
1151         } else if (x->ealg) {
1152                 err = esp_init_authenc(x, extack);
1153         } else {
1154                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "ESP: AEAD or CRYPT must be provided");
1155                 err = -EINVAL;
1156         }
1157
1158         if (err)
1159                 goto error;
1160
1161         aead = x->data;
1162
1163         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1164                               crypto_aead_ivsize(aead);
1165         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
1166                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1167         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1168                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1169         if (x->encap) {
1170                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1171
1172                 switch (encap->encap_type) {
1173                 default:
1174                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Unsupported encapsulation type for ESP");
1175                         err = -EINVAL;
1176                         goto error;
1177                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1178                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1179                         break;
1180                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1181                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1182                         break;
1183 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
1184                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1185                         /* only the length field, TCP encap is done by
1186                          * the socket
1187                          */
1188                         x->props.header_len += 2;
1189                         break;
1190 #endif
1191                 }
1192         }
1193
1194         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1195         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1196
1197 error:
1198         return err;
1199 }
1200
1201 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1202 {
1203         return 0;
1204 }
1205
1206 static const struct xfrm_type esp_type =
1207 {
1208         .owner          = THIS_MODULE,
1209         .proto          = IPPROTO_ESP,
1210         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1211         .init_state     = esp_init_state,
1212         .destructor     = esp_destroy,
1213         .input          = esp_input,
1214         .output         = esp_output,
1215 };
1216
1217 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1218         .handler        =       xfrm4_rcv,
1219         .input_handler  =       xfrm_input,
1220         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1221         .err_handler    =       esp4_err,
1222         .priority       =       0,
1223 };
1224
1225 static int __init esp4_init(void)
1226 {
1227         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1228                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1229                 return -EAGAIN;
1230         }
1231         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1232                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1233                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1234                 return -EAGAIN;
1235         }
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 static void __exit esp4_fini(void)
1240 {
1241         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1242                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1243         xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1244 }
1245
1246 module_init(esp4_init);
1247 module_exit(esp4_fini);
1248 MODULE_LICENSE("GPL");
1249 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);