0073cd09698417287dd89b7086196373186566cf
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / net / ipv6 / esp6.c
1 /*
2  * Copyright (C)2002 USAGI/WIDE Project
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
17  *
18  * Authors
19  *
20  *      Mitsuru KANDA @USAGI       : IPv6 Support
21  *      Kazunori MIYAZAWA @USAGI   :
22  *      Kunihiro Ishiguro <kunihiro@ipinfusion.com>
23  *
24  *      This file is derived from net/ipv4/esp.c
25  */
26
27 #define pr_fmt(fmt) "IPv6: " fmt
28
29 #include <crypto/aead.h>
30 #include <crypto/authenc.h>
31 #include <linux/err.h>
32 #include <linux/module.h>
33 #include <net/ip.h>
34 #include <net/xfrm.h>
35 #include <net/esp.h>
36 #include <linux/scatterlist.h>
37 #include <linux/kernel.h>
38 #include <linux/pfkeyv2.h>
39 #include <linux/random.h>
40 #include <linux/slab.h>
41 #include <linux/spinlock.h>
42 #include <net/ip6_route.h>
43 #include <net/icmp.h>
44 #include <net/ipv6.h>
45 #include <net/protocol.h>
46 #include <linux/icmpv6.h>
47
48 struct esp_skb_cb {
49         struct xfrm_skb_cb xfrm;
50         void *tmp;
51 };
52
53 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
54
55 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu);
56
57 /*
58  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
59  *
60  * For alignment considerations the upper 32 bits of the sequence number are
61  * placed at the front, if present. Followed by the IV, the request and finally
62  * the SG list.
63  *
64  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
65  */
66 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int seqihlen)
67 {
68         unsigned int len;
69
70         len = seqihlen;
71
72         len += crypto_aead_ivsize(aead);
73
74         if (len) {
75                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
76                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
77                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
78         }
79
80         len += sizeof(struct aead_givcrypt_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
81         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
82
83         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
84
85         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
86 }
87
88 static inline __be32 *esp_tmp_seqhi(void *tmp)
89 {
90         return PTR_ALIGN((__be32 *)tmp, __alignof__(__be32));
91 }
92
93 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int seqhilen)
94 {
95         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
96                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + seqhilen,
97                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + seqhilen;
98 }
99
100 static inline struct aead_givcrypt_request *esp_tmp_givreq(
101         struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
102 {
103         struct aead_givcrypt_request *req;
104
105         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
106                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
107         aead_givcrypt_set_tfm(req, aead);
108         return req;
109 }
110
111 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
112 {
113         struct aead_request *req;
114
115         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
116                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
117         aead_request_set_tfm(req, aead);
118         return req;
119 }
120
121 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
122                                              struct aead_request *req)
123 {
124         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
125                              crypto_aead_reqsize(aead),
126                              __alignof__(struct scatterlist));
127 }
128
129 static inline struct scatterlist *esp_givreq_sg(
130         struct crypto_aead *aead, struct aead_givcrypt_request *req)
131 {
132         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
133                              crypto_aead_reqsize(aead),
134                              __alignof__(struct scatterlist));
135 }
136
137 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
138 {
139         struct sk_buff *skb = base->data;
140
141         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
142         xfrm_output_resume(skb, err);
143 }
144
145 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
146 {
147         int err;
148         struct ip_esp_hdr *esph;
149         struct crypto_aead *aead;
150         struct aead_givcrypt_request *req;
151         struct scatterlist *sg;
152         struct scatterlist *asg;
153         struct sk_buff *trailer;
154         void *tmp;
155         int blksize;
156         int clen;
157         int alen;
158         int plen;
159         int tfclen;
160         int nfrags;
161         int assoclen;
162         int sglists;
163         int seqhilen;
164         u8 *iv;
165         u8 *tail;
166         __be32 *seqhi;
167         struct esp_data *esp = x->data;
168
169         /* skb is pure payload to encrypt */
170         aead = esp->aead;
171         alen = crypto_aead_authsize(aead);
172
173         tfclen = 0;
174         if (x->tfcpad) {
175                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
176                 u32 padto;
177
178                 padto = min(x->tfcpad, esp6_get_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
179                 if (skb->len < padto)
180                         tfclen = padto - skb->len;
181         }
182         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
183         clen = ALIGN(skb->len + 2 + tfclen, blksize);
184         plen = clen - skb->len - tfclen;
185
186         err = skb_cow_data(skb, tfclen + plen + alen, &trailer);
187         if (err < 0)
188                 goto error;
189         nfrags = err;
190
191         assoclen = sizeof(*esph);
192         sglists = 1;
193         seqhilen = 0;
194
195         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
196                 sglists += 2;
197                 seqhilen += sizeof(__be32);
198                 assoclen += seqhilen;
199         }
200
201         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
202         if (!tmp) {
203                 err = -ENOMEM;
204                 goto error;
205         }
206
207         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
208         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
209         req = esp_tmp_givreq(aead, iv);
210         asg = esp_givreq_sg(aead, req);
211         sg = asg + sglists;
212
213         /* Fill padding... */
214         tail = skb_tail_pointer(trailer);
215         if (tfclen) {
216                 memset(tail, 0, tfclen);
217                 tail += tfclen;
218         }
219         do {
220                 int i;
221                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
222                         tail[i] = i + 1;
223         } while (0);
224         tail[plen - 2] = plen - 2;
225         tail[plen - 1] = *skb_mac_header(skb);
226         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len + alen);
227
228         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
229         esph = ip_esp_hdr(skb);
230         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
231
232         esph->spi = x->id.spi;
233         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
234
235         sg_init_table(sg, nfrags);
236         skb_to_sgvec(skb, sg,
237                      esph->enc_data + crypto_aead_ivsize(aead) - skb->data,
238                      clen + alen);
239
240         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
241                 sg_init_table(asg, 3);
242                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
243                 *seqhi = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi);
244                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
245                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
246         } else
247                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
248
249         aead_givcrypt_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
250         aead_givcrypt_set_crypt(req, sg, sg, clen, iv);
251         aead_givcrypt_set_assoc(req, asg, assoclen);
252         aead_givcrypt_set_giv(req, esph->enc_data,
253                               XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
254
255         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
256         err = crypto_aead_givencrypt(req);
257         if (err == -EINPROGRESS)
258                 goto error;
259
260         if (err == -EBUSY)
261                 err = NET_XMIT_DROP;
262
263         kfree(tmp);
264
265 error:
266         return err;
267 }
268
269 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
270 {
271         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
272         struct esp_data *esp = x->data;
273         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
274         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
275         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
276         int elen = skb->len - hlen;
277         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
278         int padlen;
279         u8 nexthdr[2];
280
281         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
282
283         if (unlikely(err))
284                 goto out;
285
286         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
287                 BUG();
288
289         err = -EINVAL;
290         padlen = nexthdr[0];
291         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
292                 LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage "
293                                "padlen=%d, elen=%d\n", padlen + 2, elen - alen);
294                 goto out;
295         }
296
297         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
298
299         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
300         __skb_pull(skb, hlen);
301         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
302                 skb_reset_transport_header(skb);
303         else
304                 skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
305
306         err = nexthdr[1];
307
308         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
309         if (err == IPPROTO_NONE)
310                 err = -EINVAL;
311
312 out:
313         return err;
314 }
315
316 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
317 {
318         struct sk_buff *skb = base->data;
319
320         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
321 }
322
323 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
324 {
325         struct ip_esp_hdr *esph;
326         struct esp_data *esp = x->data;
327         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
328         struct aead_request *req;
329         struct sk_buff *trailer;
330         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
331         int nfrags;
332         int assoclen;
333         int sglists;
334         int seqhilen;
335         int ret = 0;
336         void *tmp;
337         __be32 *seqhi;
338         u8 *iv;
339         struct scatterlist *sg;
340         struct scatterlist *asg;
341
342         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead))) {
343                 ret = -EINVAL;
344                 goto out;
345         }
346
347         if (elen <= 0) {
348                 ret = -EINVAL;
349                 goto out;
350         }
351
352         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
353                 ret = -EINVAL;
354                 goto out;
355         }
356
357         ret = -ENOMEM;
358
359         assoclen = sizeof(*esph);
360         sglists = 1;
361         seqhilen = 0;
362
363         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
364                 sglists += 2;
365                 seqhilen += sizeof(__be32);
366                 assoclen += seqhilen;
367         }
368
369         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
370         if (!tmp)
371                 goto out;
372
373         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
374         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
375         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
376         req = esp_tmp_req(aead, iv);
377         asg = esp_req_sg(aead, req);
378         sg = asg + sglists;
379
380         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
381
382         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
383
384         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
385         iv = esph->enc_data;
386
387         sg_init_table(sg, nfrags);
388         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead), elen);
389
390         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
391                 sg_init_table(asg, 3);
392                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
393                 *seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
394                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
395                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
396         } else
397                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
398
399         aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
400         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen, iv);
401         aead_request_set_assoc(req, asg, assoclen);
402
403         ret = crypto_aead_decrypt(req);
404         if (ret == -EINPROGRESS)
405                 goto out;
406
407         ret = esp_input_done2(skb, ret);
408
409 out:
410         return ret;
411 }
412
413 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
414 {
415         struct esp_data *esp = x->data;
416         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(esp->aead), 4);
417         unsigned int net_adj;
418
419         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL)
420                 net_adj = sizeof(struct ipv6hdr);
421         else
422                 net_adj = 0;
423
424         return ((mtu - x->props.header_len - crypto_aead_authsize(esp->aead) -
425                  net_adj) & ~(blksize - 1)) + net_adj - 2;
426 }
427
428 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
429                      u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
430 {
431         struct net *net = dev_net(skb->dev);
432         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
433         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
434         struct xfrm_state *x;
435
436         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
437             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG &&
438             type != NDISC_REDIRECT)
439                 return;
440
441         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
442                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
443         if (!x)
444                 return;
445
446         if (type == NDISC_REDIRECT)
447                 ip6_redirect(skb, net, skb->dev->ifindex, 0);
448         else
449                 ip6_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0);
450         xfrm_state_put(x);
451 }
452
453 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
454 {
455         struct esp_data *esp = x->data;
456
457         if (!esp)
458                 return;
459
460         crypto_free_aead(esp->aead);
461         kfree(esp);
462 }
463
464 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
465 {
466         struct esp_data *esp = x->data;
467         struct crypto_aead *aead;
468         int err;
469
470         aead = crypto_alloc_aead(x->aead->alg_name, 0, 0);
471         err = PTR_ERR(aead);
472         if (IS_ERR(aead))
473                 goto error;
474
475         esp->aead = aead;
476
477         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
478                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
479         if (err)
480                 goto error;
481
482         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
483         if (err)
484                 goto error;
485
486 error:
487         return err;
488 }
489
490 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
491 {
492         struct esp_data *esp = x->data;
493         struct crypto_aead *aead;
494         struct crypto_authenc_key_param *param;
495         struct rtattr *rta;
496         char *key;
497         char *p;
498         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
499         unsigned int keylen;
500         int err;
501
502         err = -EINVAL;
503         if (x->ealg == NULL)
504                 goto error;
505
506         err = -ENAMETOOLONG;
507
508         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
509                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
510                              "authencesn(%s,%s)",
511                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
512                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
513                         goto error;
514         } else {
515                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
516                              "authenc(%s,%s)",
517                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
518                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
519                         goto error;
520         }
521
522         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
523         err = PTR_ERR(aead);
524         if (IS_ERR(aead))
525                 goto error;
526
527         esp->aead = aead;
528
529         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
530                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
531         err = -ENOMEM;
532         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
533         if (!key)
534                 goto error;
535
536         p = key;
537         rta = (void *)p;
538         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
539         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
540         param = RTA_DATA(rta);
541         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
542
543         if (x->aalg) {
544                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
545
546                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
547                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
548
549                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
550                 BUG_ON(!aalg_desc);
551
552                 err = -EINVAL;
553                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
554                     crypto_aead_authsize(aead)) {
555                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
556                                  x->aalg->alg_name,
557                                  crypto_aead_authsize(aead),
558                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
559                         goto free_key;
560                 }
561
562                 err = crypto_aead_setauthsize(
563                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
564                 if (err)
565                         goto free_key;
566         }
567
568         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
569         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
570
571         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
572
573 free_key:
574         kfree(key);
575
576 error:
577         return err;
578 }
579
580 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
581 {
582         struct esp_data *esp;
583         struct crypto_aead *aead;
584         u32 align;
585         int err;
586
587         if (x->encap)
588                 return -EINVAL;
589
590         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
591         if (esp == NULL)
592                 return -ENOMEM;
593
594         x->data = esp;
595
596         if (x->aead)
597                 err = esp_init_aead(x);
598         else
599                 err = esp_init_authenc(x);
600
601         if (err)
602                 goto error;
603
604         aead = esp->aead;
605
606         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
607                               crypto_aead_ivsize(aead);
608         switch (x->props.mode) {
609         case XFRM_MODE_BEET:
610                 if (x->sel.family != AF_INET6)
611                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
612                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
613                 break;
614         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
615                 break;
616         case XFRM_MODE_TUNNEL:
617                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
618                 break;
619         default:
620                 goto error;
621         }
622
623         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
624         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(esp->aead);
625
626 error:
627         return err;
628 }
629
630 static const struct xfrm_type esp6_type =
631 {
632         .description    = "ESP6",
633         .owner          = THIS_MODULE,
634         .proto          = IPPROTO_ESP,
635         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
636         .init_state     = esp6_init_state,
637         .destructor     = esp6_destroy,
638         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
639         .input          = esp6_input,
640         .output         = esp6_output,
641         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
642 };
643
644 static const struct inet6_protocol esp6_protocol = {
645         .handler        =       xfrm6_rcv,
646         .err_handler    =       esp6_err,
647         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
648 };
649
650 static int __init esp6_init(void)
651 {
652         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
653                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
654                 return -EAGAIN;
655         }
656         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
657                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
658                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
659                 return -EAGAIN;
660         }
661
662         return 0;
663 }
664
665 static void __exit esp6_fini(void)
666 {
667         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
668                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
669         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
670                 pr_info("%s: can't remove xfrm type\n", __func__);
671 }
672
673 module_init(esp6_init);
674 module_exit(esp6_fini);
675
676 MODULE_LICENSE("GPL");
677 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);