net/ipv4/esp4_offload.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * IPV4 GSO/GRO offload support
   4  * Linux INET implementation
   5  *
   6  * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
   7  * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
   8  *
   9  * ESP GRO support
  10  */
  11
  12 #include <linux/skbuff.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <net/protocol.h>
  15 #include <crypto/aead.h>
  16 #include <crypto/authenc.h>
  17 #include <linux/err.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <net/gro.h>
  20 #include <net/gso.h>
  21 #include <net/ip.h>
  22 #include <net/xfrm.h>
  23 #include <net/esp.h>
  24 #include <linux/scatterlist.h>
  25 #include <linux/kernel.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/spinlock.h>
  28 #include <net/udp.h>
  29
  30 static struct sk_buff *esp4_gro_receive(struct list_head *head,
  31                                         struct sk_buff *skb)
  32 {
  33         int offset = skb_gro_offset(skb);
  34         struct xfrm_offload *xo;
  35         struct xfrm_state *x;
  36         __be32 seq;
  37         __be32 spi;
  38
  39         if (!pskb_pull(skb, offset))
  40                 return NULL;
  41
  42         if (xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq) != 0)
  43                 goto out;
  44
  45         xo = xfrm_offload(skb);
  46         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  47                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  48
  49                 if (!sp)
  50                         goto out;
  51
  52                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  53                         goto out_reset;
  54
  55                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  56                                       (xfrm_address_t *)&ip_hdr(skb)->daddr,
  57                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
  58                 if (!x)
  59                         goto out_reset;
  60
  61                 skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);
  62
  63                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  64                 sp->olen++;
  65
  66                 xo = xfrm_offload(skb);
  67                 if (!xo)
  68                         goto out_reset;
  69         }
  70
  71         xo->flags |= XFRM_GRO;
  72
  73         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4 = NULL;
  74         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET;
  75         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct iphdr, daddr);
  76         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
  77
  78         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
  79          * the error handling and frees the resources on error. */
  80         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
  81
  82         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
  83 out_reset:
  84         secpath_reset(skb);
  85 out:
  86         skb_push(skb, offset);
  87         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
  88         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
  89
  90         return NULL;
  91 }
  92
  93 static void esp4_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  94 {
  95         struct ip_esp_hdr *esph;
  96         struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
  97         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
  98         int proto = iph->protocol;
  99
 100         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 101         esph = ip_esp_hdr(skb);
 102         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 103
 104         esph->spi = x->id.spi;
 105         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 106
 107         xo->proto = proto;
 108 }
 109
 110 static struct sk_buff *xfrm4_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 111                                                 struct sk_buff *skb,
 112                                                 netdev_features_t features)
 113 {
 114         __be16 type = x->inner_mode.family == AF_INET6 ? htons(ETH_P_IPV6)
 115                                                        : htons(ETH_P_IP);
 116
 117         return skb_eth_gso_segment(skb, features, type);
 118 }
 119
 120 static struct sk_buff *xfrm4_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 121                                                    struct sk_buff *skb,
 122                                                    netdev_features_t features)
 123 {
 124         const struct net_offload *ops;
 125         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 126         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 127
 128         skb->transport_header += x->props.header_len;
 129         ops = rcu_dereference(inet_offloads[xo->proto]);
 130         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 131                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 132
 133         return segs;
 134 }
 135
 136 static struct sk_buff *xfrm4_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 137                                               struct sk_buff *skb,
 138                                               netdev_features_t features)
 139 {
 140         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 141         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 142         const struct net_offload *ops;
 143         u8 proto = xo->proto;
 144
 145         skb->transport_header += x->props.header_len;
 146
 147         if (x->sel.family != AF_INET6) {
 148                 if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
 149                         struct ip_beet_phdr *ph =
 150                                 (struct ip_beet_phdr *)skb->data;
 151
 152                         skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
 153                         proto = ph->nexthdr;
 154                 } else {
 155                         skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 156                 }
 157         } else {
 158                 __be16 frag;
 159
 160                 skb->transport_header +=
 161                         ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
 162                 if (proto == IPPROTO_TCP)
 163                         skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV4;
 164         }
 165
 166         if (proto == IPPROTO_IPV6)
 167                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP4;
 168
 169         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 170         ops = rcu_dereference(inet_offloads[proto]);
 171         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 172                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 173
 174         return segs;
 175 }
 176
 177 static struct sk_buff *xfrm4_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 178                                                     struct sk_buff *skb,
 179                                                     netdev_features_t features)
 180 {
 181         switch (x->outer_mode.encap) {
 182         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 183                 return xfrm4_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 184         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 185                 return xfrm4_transport_gso_segment(x, skb, features);
 186         case XFRM_MODE_BEET:
 187                 return xfrm4_beet_gso_segment(x, skb, features);
 188         }
 189
 190         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 191 }
 192
 193 static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 194                                         netdev_features_t features)
 195 {
 196         struct xfrm_state *x;
 197         struct ip_esp_hdr *esph;
 198         struct crypto_aead *aead;
 199         netdev_features_t esp_features = features;
 200         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 201         struct sec_path *sp;
 202
 203         if (!xo)
 204                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 205
 206         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 207                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 208
 209         sp = skb_sec_path(skb);
 210         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 211         aead = x->data;
 212         esph = ip_esp_hdr(skb);
 213
 214         if (esph->spi != x->id.spi)
 215                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 216
 217         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 218                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 219
 220         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 221
 222         skb->encap_hdr_csum = 1;
 223
 224         if ((!(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 225              !(features & NETIF_F_HW_ESP)) || x->xso.dev != skb->dev)
 226                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 227                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 228         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM) &&
 229                  !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 230                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 231                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 232
 233         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 234
 235         return xfrm4_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 236 }
 237
 238 static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 239 {
 240         struct crypto_aead *aead = x->data;
 241         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 242
 243         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 244                 return -EINVAL;
 245
 246         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 247                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 248
 249         return esp_input_done2(skb, 0);
 250 }
 251
 252 static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 253 {
 254         int err;
 255         int alen;
 256         int blksize;
 257         struct xfrm_offload *xo;
 258         struct ip_esp_hdr *esph;
 259         struct crypto_aead *aead;
 260         struct esp_info esp;
 261         bool hw_offload = true;
 262         __u32 seq;
 263
 264         esp.inplace = true;
 265
 266         xo = xfrm_offload(skb);
 267
 268         if (!xo)
 269                 return -EINVAL;
 270
 271         if ((!(features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 272              !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP)) ||
 273             x->xso.dev != skb->dev) {
 274                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 275                 hw_offload = false;
 276         }
 277
 278         esp.proto = xo->proto;
 279
 280         /* skb is pure payload to encrypt */
 281
 282         aead = x->data;
 283         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 284
 285         esp.tfclen = 0;
 286         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 287
 288         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 289         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 290         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 291         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 292
 293         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 294
 295
 296         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 297                 esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 298                 if (esp.nfrags < 0)
 299                         return esp.nfrags;
 300         }
 301
 302         seq = xo->seq.low;
 303
 304         esph = esp.esph;
 305         esph->spi = x->id.spi;
 306
 307         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 308
 309         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 310                 esph->seq_no = htonl(seq);
 311
 312                 if (!skb_is_gso(skb))
 313                         xo->seq.low++;
 314                 else
 315                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 316         }
 317
 318         if (xo->seq.low < seq)
 319                 xo->seq.hi++;
 320
 321         esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 322
 323         ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 324         ip_send_check(ip_hdr(skb));
 325
 326         if (hw_offload) {
 327                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 328                         return -ENOMEM;
 329
 330                 xo = xfrm_offload(skb);
 331                 if (!xo)
 332                         return -EINVAL;
 333
 334                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 335                 return 0;
 336         }
 337
 338         err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 339         if (err)
 340                 return err;
 341
 342         secpath_reset(skb);
 343
 344         if (skb_needs_linearize(skb, skb->dev->features) &&
 345             __skb_linearize(skb))
 346                 return -ENOMEM;
 347         return 0;
 348 }
 349
 350 static const struct net_offload esp4_offload = {
 351         .callbacks = {
 352                 .gro_receive = esp4_gro_receive,
 353                 .gso_segment = esp4_gso_segment,
 354         },
 355 };
 356
 357 static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 358         .owner          = THIS_MODULE,
 359         .proto          = IPPROTO_ESP,
 360         .input_tail     = esp_input_tail,
 361         .xmit           = esp_xmit,
 362         .encap          = esp4_gso_encap,
 363 };
 364
 365 static int __init esp4_offload_init(void)
 366 {
 367         if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
 368                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 369                 return -EAGAIN;
 370         }
 371
 372         return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 373 }
 374
 375 static void __exit esp4_offload_exit(void)
 376 {
 377         xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET);
 378         inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 379 }
 380
 381 module_init(esp4_offload_init);
 382 module_exit(esp4_offload_exit);
 383 MODULE_LICENSE("GPL");
 384 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 385 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);
 386 MODULE_DESCRIPTION("IPV4 GSO/GRO offload support");