net: esp{4,6}: get rid of struct esp_data
[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
168         /* skb is pure payload to encrypt */
169         aead = x->data;
170         alen = crypto_aead_authsize(aead);
171
172         tfclen = 0;
173         if (x->tfcpad) {
174                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
175                 u32 padto;
176
177                 padto = min(x->tfcpad, esp6_get_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
178                 if (skb->len < padto)
179                         tfclen = padto - skb->len;
180         }
181         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
182         clen = ALIGN(skb->len + 2 + tfclen, blksize);
183         plen = clen - skb->len - tfclen;
184
185         err = skb_cow_data(skb, tfclen + plen + alen, &trailer);
186         if (err < 0)
187                 goto error;
188         nfrags = err;
189
190         assoclen = sizeof(*esph);
191         sglists = 1;
192         seqhilen = 0;
193
194         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
195                 sglists += 2;
196                 seqhilen += sizeof(__be32);
197                 assoclen += seqhilen;
198         }
199
200         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
201         if (!tmp) {
202                 err = -ENOMEM;
203                 goto error;
204         }
205
206         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
207         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
208         req = esp_tmp_givreq(aead, iv);
209         asg = esp_givreq_sg(aead, req);
210         sg = asg + sglists;
211
212         /* Fill padding... */
213         tail = skb_tail_pointer(trailer);
214         if (tfclen) {
215                 memset(tail, 0, tfclen);
216                 tail += tfclen;
217         }
218         do {
219                 int i;
220                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
221                         tail[i] = i + 1;
222         } while (0);
223         tail[plen - 2] = plen - 2;
224         tail[plen - 1] = *skb_mac_header(skb);
225         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len + alen);
226
227         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
228         esph = ip_esp_hdr(skb);
229         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
230
231         esph->spi = x->id.spi;
232         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
233
234         sg_init_table(sg, nfrags);
235         skb_to_sgvec(skb, sg,
236                      esph->enc_data + crypto_aead_ivsize(aead) - skb->data,
237                      clen + alen);
238
239         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
240                 sg_init_table(asg, 3);
241                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
242                 *seqhi = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi);
243                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
244                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
245         } else
246                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
247
248         aead_givcrypt_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
249         aead_givcrypt_set_crypt(req, sg, sg, clen, iv);
250         aead_givcrypt_set_assoc(req, asg, assoclen);
251         aead_givcrypt_set_giv(req, esph->enc_data,
252                               XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
253
254         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
255         err = crypto_aead_givencrypt(req);
256         if (err == -EINPROGRESS)
257                 goto error;
258
259         if (err == -EBUSY)
260                 err = NET_XMIT_DROP;
261
262         kfree(tmp);
263
264 error:
265         return err;
266 }
267
268 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
269 {
270         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
271         struct crypto_aead *aead = x->data;
272         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
273         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
274         int elen = skb->len - hlen;
275         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
276         int padlen;
277         u8 nexthdr[2];
278
279         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
280
281         if (unlikely(err))
282                 goto out;
283
284         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
285                 BUG();
286
287         err = -EINVAL;
288         padlen = nexthdr[0];
289         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
290                 LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage "
291                                "padlen=%d, elen=%d\n", padlen + 2, elen - alen);
292                 goto out;
293         }
294
295         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
296
297         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
298         __skb_pull(skb, hlen);
299         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
300                 skb_reset_transport_header(skb);
301         else
302                 skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
303
304         err = nexthdr[1];
305
306         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
307         if (err == IPPROTO_NONE)
308                 err = -EINVAL;
309
310 out:
311         return err;
312 }
313
314 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
315 {
316         struct sk_buff *skb = base->data;
317
318         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
319 }
320
321 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
322 {
323         struct ip_esp_hdr *esph;
324         struct crypto_aead *aead = x->data;
325         struct aead_request *req;
326         struct sk_buff *trailer;
327         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
328         int nfrags;
329         int assoclen;
330         int sglists;
331         int seqhilen;
332         int ret = 0;
333         void *tmp;
334         __be32 *seqhi;
335         u8 *iv;
336         struct scatterlist *sg;
337         struct scatterlist *asg;
338
339         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead))) {
340                 ret = -EINVAL;
341                 goto out;
342         }
343
344         if (elen <= 0) {
345                 ret = -EINVAL;
346                 goto out;
347         }
348
349         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
350                 ret = -EINVAL;
351                 goto out;
352         }
353
354         ret = -ENOMEM;
355
356         assoclen = sizeof(*esph);
357         sglists = 1;
358         seqhilen = 0;
359
360         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
361                 sglists += 2;
362                 seqhilen += sizeof(__be32);
363                 assoclen += seqhilen;
364         }
365
366         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
367         if (!tmp)
368                 goto out;
369
370         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
371         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
372         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
373         req = esp_tmp_req(aead, iv);
374         asg = esp_req_sg(aead, req);
375         sg = asg + sglists;
376
377         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
378
379         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
380
381         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
382         iv = esph->enc_data;
383
384         sg_init_table(sg, nfrags);
385         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead), elen);
386
387         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
388                 sg_init_table(asg, 3);
389                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
390                 *seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
391                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
392                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
393         } else
394                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
395
396         aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
397         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen, iv);
398         aead_request_set_assoc(req, asg, assoclen);
399
400         ret = crypto_aead_decrypt(req);
401         if (ret == -EINPROGRESS)
402                 goto out;
403
404         ret = esp_input_done2(skb, ret);
405
406 out:
407         return ret;
408 }
409
410 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
411 {
412         struct crypto_aead *aead = x->data;
413         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
414         unsigned int net_adj;
415
416         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL)
417                 net_adj = sizeof(struct ipv6hdr);
418         else
419                 net_adj = 0;
420
421         return ((mtu - x->props.header_len - crypto_aead_authsize(aead) -
422                  net_adj) & ~(blksize - 1)) + net_adj - 2;
423 }
424
425 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
426                      u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
427 {
428         struct net *net = dev_net(skb->dev);
429         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
430         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
431         struct xfrm_state *x;
432
433         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
434             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG &&
435             type != NDISC_REDIRECT)
436                 return;
437
438         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
439                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
440         if (!x)
441                 return;
442
443         if (type == NDISC_REDIRECT)
444                 ip6_redirect(skb, net, skb->dev->ifindex, 0);
445         else
446                 ip6_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0);
447         xfrm_state_put(x);
448 }
449
450 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
451 {
452         struct crypto_aead *aead = x->data;
453
454         if (!aead)
455                 return;
456
457         crypto_free_aead(aead);
458 }
459
460 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
461 {
462         struct crypto_aead *aead;
463         int err;
464
465         aead = crypto_alloc_aead(x->aead->alg_name, 0, 0);
466         err = PTR_ERR(aead);
467         if (IS_ERR(aead))
468                 goto error;
469
470         x->data = aead;
471
472         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
473                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
474         if (err)
475                 goto error;
476
477         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
478         if (err)
479                 goto error;
480
481 error:
482         return err;
483 }
484
485 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
486 {
487         struct crypto_aead *aead;
488         struct crypto_authenc_key_param *param;
489         struct rtattr *rta;
490         char *key;
491         char *p;
492         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
493         unsigned int keylen;
494         int err;
495
496         err = -EINVAL;
497         if (x->ealg == NULL)
498                 goto error;
499
500         err = -ENAMETOOLONG;
501
502         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
503                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
504                              "authencesn(%s,%s)",
505                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
506                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
507                         goto error;
508         } else {
509                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
510                              "authenc(%s,%s)",
511                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
512                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
513                         goto error;
514         }
515
516         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
517         err = PTR_ERR(aead);
518         if (IS_ERR(aead))
519                 goto error;
520
521         x->data = aead;
522
523         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
524                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
525         err = -ENOMEM;
526         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
527         if (!key)
528                 goto error;
529
530         p = key;
531         rta = (void *)p;
532         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
533         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
534         param = RTA_DATA(rta);
535         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
536
537         if (x->aalg) {
538                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
539
540                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
541                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
542
543                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
544                 BUG_ON(!aalg_desc);
545
546                 err = -EINVAL;
547                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
548                     crypto_aead_authsize(aead)) {
549                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
550                                  x->aalg->alg_name,
551                                  crypto_aead_authsize(aead),
552                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
553                         goto free_key;
554                 }
555
556                 err = crypto_aead_setauthsize(
557                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
558                 if (err)
559                         goto free_key;
560         }
561
562         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
563         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
564
565         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
566
567 free_key:
568         kfree(key);
569
570 error:
571         return err;
572 }
573
574 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
575 {
576         struct crypto_aead *aead;
577         u32 align;
578         int err;
579
580         if (x->encap)
581                 return -EINVAL;
582
583         x->data = NULL;
584
585         if (x->aead)
586                 err = esp_init_aead(x);
587         else
588                 err = esp_init_authenc(x);
589
590         if (err)
591                 goto error;
592
593         aead = x->data;
594
595         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
596                               crypto_aead_ivsize(aead);
597         switch (x->props.mode) {
598         case XFRM_MODE_BEET:
599                 if (x->sel.family != AF_INET6)
600                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
601                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
602                 break;
603         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
604                 break;
605         case XFRM_MODE_TUNNEL:
606                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
607                 break;
608         default:
609                 goto error;
610         }
611
612         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
613         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
614
615 error:
616         return err;
617 }
618
619 static const struct xfrm_type esp6_type =
620 {
621         .description    = "ESP6",
622         .owner          = THIS_MODULE,
623         .proto          = IPPROTO_ESP,
624         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
625         .init_state     = esp6_init_state,
626         .destructor     = esp6_destroy,
627         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
628         .input          = esp6_input,
629         .output         = esp6_output,
630         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
631 };
632
633 static const struct inet6_protocol esp6_protocol = {
634         .handler        =       xfrm6_rcv,
635         .err_handler    =       esp6_err,
636         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
637 };
638
639 static int __init esp6_init(void)
640 {
641         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
642                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
643                 return -EAGAIN;
644         }
645         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
646                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
647                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
648                 return -EAGAIN;
649         }
650
651         return 0;
652 }
653
654 static void __exit esp6_fini(void)
655 {
656         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
657                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
658         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
659                 pr_info("%s: can't remove xfrm type\n", __func__);
660 }
661
662 module_init(esp6_init);
663 module_exit(esp6_fini);
664
665 MODULE_LICENSE("GPL");
666 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);