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