net/xfrm/espintcp.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <net/tcp.h>
   3 #include <net/strparser.h>
   4 #include <net/xfrm.h>
   5 #include <net/esp.h>
   6 #include <net/espintcp.h>
   7 #include <linux/skmsg.h>
   8 #include <net/inet_common.h>
   9 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
  10 #include <net/ipv6_stubs.h>
  11 #endif
  12
  13 static void handle_nonesp(struct espintcp_ctx *ctx, struct sk_buff *skb,
  14                           struct sock *sk)
  15 {
  16         if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) >= sk->sk_rcvbuf ||
  17             !sk_rmem_schedule(sk, skb, skb->truesize)) {
  18                 XFRM_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
  19                 kfree_skb(skb);
  20                 return;
  21         }
  22
  23         skb_set_owner_r(skb, sk);
  24
  25         memset(skb->cb, 0, sizeof(skb->cb));
  26         skb_queue_tail(&ctx->ike_queue, skb);
  27         ctx->saved_data_ready(sk);
  28 }
  29
  30 static void handle_esp(struct sk_buff *skb, struct sock *sk)
  31 {
  32         struct tcp_skb_cb *tcp_cb = (struct tcp_skb_cb *)skb->cb;
  33
  34         skb_reset_transport_header(skb);
  35
  36         /* restore IP CB, we need at least IP6CB->nhoff */
  37         memmove(skb->cb, &tcp_cb->header, sizeof(tcp_cb->header));
  38
  39         rcu_read_lock();
  40         skb->dev = dev_get_by_index_rcu(sock_net(sk), skb->skb_iif);
  41         local_bh_disable();
  42 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
  43         if (sk->sk_family == AF_INET6)
  44                 ipv6_stub->xfrm6_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
  45         else
  46 #endif
  47                 xfrm4_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
  48         local_bh_enable();
  49         rcu_read_unlock();
  50 }
  51
  52 static void espintcp_rcv(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
  53 {
  54         struct espintcp_ctx *ctx = container_of(strp, struct espintcp_ctx,
  55                                                 strp);
  56         struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
  57         int len = rxm->full_len - 2;
  58         u32 nonesp_marker;
  59         int err;
  60
  61         /* keepalive packet? */
  62         if (unlikely(len == 1)) {
  63                 u8 data;
  64
  65                 err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &data, 1);
  66                 if (err < 0) {
  67                         XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
  68                         kfree_skb(skb);
  69                         return;
  70                 }
  71
  72                 if (data == 0xff) {
  73                         kfree_skb(skb);
  74                         return;
  75                 }
  76         }
  77
  78         /* drop other short messages */
  79         if (unlikely(len <= sizeof(nonesp_marker))) {
  80                 XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
  81                 kfree_skb(skb);
  82                 return;
  83         }
  84
  85         err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &nonesp_marker,
  86                             sizeof(nonesp_marker));
  87         if (err < 0) {
  88                 XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
  89                 kfree_skb(skb);
  90                 return;
  91         }
  92
  93         /* remove header, leave non-ESP marker/SPI */
  94         if (!pskb_pull(skb, rxm->offset + 2)) {
  95                 XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
  96                 kfree_skb(skb);
  97                 return;
  98         }
  99
 100         if (pskb_trim(skb, rxm->full_len - 2) != 0) {
 101                 XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
 102                 kfree_skb(skb);
 103                 return;
 104         }
 105
 106         if (nonesp_marker == 0)
 107                 handle_nonesp(ctx, skb, strp->sk);
 108         else
 109                 handle_esp(skb, strp->sk);
 110 }
 111
 112 static int espintcp_parse(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
 113 {
 114         struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
 115         __be16 blen;
 116         u16 len;
 117         int err;
 118
 119         if (skb->len < rxm->offset + 2)
 120                 return 0;
 121
 122         err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset, &blen, sizeof(blen));
 123         if (err < 0)
 124                 return err;
 125
 126         len = be16_to_cpu(blen);
 127         if (len < 2)
 128                 return -EINVAL;
 129
 130         return len;
 131 }
 132
 133 static int espintcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
 134                             int flags, int *addr_len)
 135 {
 136         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 137         struct sk_buff *skb;
 138         int err = 0;
 139         int copied;
 140         int off = 0;
 141
 142         skb = __skb_recv_datagram(sk, &ctx->ike_queue, flags, &off, &err);
 143         if (!skb) {
 144                 if (err == -EAGAIN && sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
 145                         return 0;
 146                 return err;
 147         }
 148
 149         copied = len;
 150         if (copied > skb->len)
 151                 copied = skb->len;
 152         else if (copied < skb->len)
 153                 msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
 154
 155         err = skb_copy_datagram_msg(skb, 0, msg, copied);
 156         if (unlikely(err)) {
 157                 kfree_skb(skb);
 158                 return err;
 159         }
 160
 161         if (flags & MSG_TRUNC)
 162                 copied = skb->len;
 163         kfree_skb(skb);
 164         return copied;
 165 }
 166
 167 int espintcp_queue_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 168 {
 169         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 170
 171         if (skb_queue_len(&ctx->out_queue) >= READ_ONCE(netdev_max_backlog))
 172                 return -ENOBUFS;
 173
 174         __skb_queue_tail(&ctx->out_queue, skb);
 175
 176         return 0;
 177 }
 178 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_queue_out);
 179
 180 /* espintcp length field is 2B and length includes the length field's size */
 181 #define MAX_ESPINTCP_MSG (((1 << 16) - 1) - 2)
 182
 183 static int espintcp_sendskb_locked(struct sock *sk, struct espintcp_msg *emsg,
 184                                    int flags)
 185 {
 186         do {
 187                 int ret;
 188
 189                 ret = skb_send_sock_locked(sk, emsg->skb,
 190                                            emsg->offset, emsg->len);
 191                 if (ret < 0)
 192                         return ret;
 193
 194                 emsg->len -= ret;
 195                 emsg->offset += ret;
 196         } while (emsg->len > 0);
 197
 198         kfree_skb(emsg->skb);
 199         memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
 200
 201         return 0;
 202 }
 203
 204 static int espintcp_sendskmsg_locked(struct sock *sk,
 205                                      struct espintcp_msg *emsg, int flags)
 206 {
 207         struct sk_msg *skmsg = &emsg->skmsg;
 208         struct scatterlist *sg;
 209         int done = 0;
 210         int ret;
 211
 212         flags |= MSG_SENDPAGE_NOTLAST;
 213         sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
 214         do {
 215                 size_t size = sg->length - emsg->offset;
 216                 int offset = sg->offset + emsg->offset;
 217                 struct page *p;
 218
 219                 emsg->offset = 0;
 220
 221                 if (sg_is_last(sg))
 222                         flags &= ~MSG_SENDPAGE_NOTLAST;
 223
 224                 p = sg_page(sg);
 225 retry:
 226                 ret = do_tcp_sendpages(sk, p, offset, size, flags);
 227                 if (ret < 0) {
 228                         emsg->offset = offset - sg->offset;
 229                         skmsg->sg.start += done;
 230                         return ret;
 231                 }
 232
 233                 if (ret != size) {
 234                         offset += ret;
 235                         size -= ret;
 236                         goto retry;
 237                 }
 238
 239                 done++;
 240                 put_page(p);
 241                 sk_mem_uncharge(sk, sg->length);
 242                 sg = sg_next(sg);
 243         } while (sg);
 244
 245         memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
 246
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 static int espintcp_push_msgs(struct sock *sk, int flags)
 251 {
 252         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 253         struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
 254         int err;
 255
 256         if (!emsg->len)
 257                 return 0;
 258
 259         if (ctx->tx_running)
 260                 return -EAGAIN;
 261         ctx->tx_running = 1;
 262
 263         if (emsg->skb)
 264                 err = espintcp_sendskb_locked(sk, emsg, flags);
 265         else
 266                 err = espintcp_sendskmsg_locked(sk, emsg, flags);
 267         if (err == -EAGAIN) {
 268                 ctx->tx_running = 0;
 269                 return flags & MSG_DONTWAIT ? -EAGAIN : 0;
 270         }
 271         if (!err)
 272                 memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
 273
 274         ctx->tx_running = 0;
 275
 276         return err;
 277 }
 278
 279 int espintcp_push_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
 280 {
 281         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 282         struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
 283         unsigned int len;
 284         int offset;
 285
 286         if (sk->sk_state != TCP_ESTABLISHED) {
 287                 kfree_skb(skb);
 288                 return -ECONNRESET;
 289         }
 290
 291         offset = skb_transport_offset(skb);
 292         len = skb->len - offset;
 293
 294         espintcp_push_msgs(sk, 0);
 295
 296         if (emsg->len) {
 297                 kfree_skb(skb);
 298                 return -ENOBUFS;
 299         }
 300
 301         skb_set_owner_w(skb, sk);
 302
 303         emsg->offset = offset;
 304         emsg->len = len;
 305         emsg->skb = skb;
 306
 307         espintcp_push_msgs(sk, 0);
 308
 309         return 0;
 310 }
 311 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_push_skb);
 312
 313 static int espintcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
 314 {
 315         long timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 316         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 317         struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
 318         struct iov_iter pfx_iter;
 319         struct kvec pfx_iov = {};
 320         size_t msglen = size + 2;
 321         char buf[2] = {0};
 322         int err, end;
 323
 324         if (msg->msg_flags & ~MSG_DONTWAIT)
 325                 return -EOPNOTSUPP;
 326
 327         if (size > MAX_ESPINTCP_MSG)
 328                 return -EMSGSIZE;
 329
 330         if (msg->msg_controllen)
 331                 return -EOPNOTSUPP;
 332
 333         lock_sock(sk);
 334
 335         err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 336         if (err < 0) {
 337                 if (err != -EAGAIN || !(msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT))
 338                         err = -ENOBUFS;
 339                 goto unlock;
 340         }
 341
 342         sk_msg_init(&emsg->skmsg);
 343         while (1) {
 344                 /* only -ENOMEM is possible since we don't coalesce */
 345                 err = sk_msg_alloc(sk, &emsg->skmsg, msglen, 0);
 346                 if (!err)
 347                         break;
 348
 349                 err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
 350                 if (err)
 351                         goto fail;
 352         }
 353
 354         *((__be16 *)buf) = cpu_to_be16(msglen);
 355         pfx_iov.iov_base = buf;
 356         pfx_iov.iov_len = sizeof(buf);
 357         iov_iter_kvec(&pfx_iter, WRITE, &pfx_iov, 1, pfx_iov.iov_len);
 358
 359         err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &pfx_iter, &emsg->skmsg,
 360                                        pfx_iov.iov_len);
 361         if (err < 0)
 362                 goto fail;
 363
 364         err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, &emsg->skmsg, size);
 365         if (err < 0)
 366                 goto fail;
 367
 368         end = emsg->skmsg.sg.end;
 369         emsg->len = size;
 370         sk_msg_iter_var_prev(end);
 371         sg_mark_end(sk_msg_elem(&emsg->skmsg, end));
 372
 373         tcp_rate_check_app_limited(sk);
 374
 375         err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 376         /* this message could be partially sent, keep it */
 377
 378         release_sock(sk);
 379
 380         return size;
 381
 382 fail:
 383         sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
 384         memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
 385 unlock:
 386         release_sock(sk);
 387         return err;
 388 }
 389
 390 static struct proto espintcp_prot __ro_after_init;
 391 static struct proto_ops espintcp_ops __ro_after_init;
 392 static struct proto espintcp6_prot;
 393 static struct proto_ops espintcp6_ops;
 394 static DEFINE_MUTEX(tcpv6_prot_mutex);
 395
 396 static void espintcp_data_ready(struct sock *sk)
 397 {
 398         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 399
 400         strp_data_ready(&ctx->strp);
 401 }
 402
 403 static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
 404 {
 405         struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
 406                                                 struct espintcp_ctx, work);
 407         struct sock *sk = ctx->strp.sk;
 408
 409         lock_sock(sk);
 410         if (!ctx->tx_running)
 411                 espintcp_push_msgs(sk, 0);
 412         release_sock(sk);
 413 }
 414
 415 static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
 416 {
 417         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 418
 419         schedule_work(&ctx->work);
 420         ctx->saved_write_space(sk);
 421 }
 422
 423 static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
 424 {
 425         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 426
 427         ctx->saved_destruct(sk);
 428         kfree(ctx);
 429 }
 430
 431 bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
 432 {
 433         return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
 434 }
 435 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);
 436
 437 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
 438                          struct proto_ops *espintcp_ops,
 439                          const struct proto *orig_prot,
 440                          const struct proto_ops *orig_ops);
 441 static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
 442 {
 443         struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
 444         struct strp_callbacks cb = {
 445                 .rcv_msg = espintcp_rcv,
 446                 .parse_msg = espintcp_parse,
 447         };
 448         struct espintcp_ctx *ctx;
 449         int err;
 450
 451         /* sockmap is not compatible with espintcp */
 452         if (sk->sk_user_data)
 453                 return -EBUSY;
 454
 455         ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 456         if (!ctx)
 457                 return -ENOMEM;
 458
 459         err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
 460         if (err)
 461                 goto free;
 462
 463         __sk_dst_reset(sk);
 464
 465         strp_check_rcv(&ctx->strp);
 466         skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
 467         skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);
 468
 469         if (sk->sk_family == AF_INET) {
 470                 sk->sk_prot = &espintcp_prot;
 471                 sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
 472         } else {
 473                 mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
 474                 if (!espintcp6_prot.recvmsg)
 475                         build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
 476                 mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);
 477
 478                 sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
 479                 sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
 480         }
 481         ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
 482         ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
 483         ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
 484         sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
 485         sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
 486         sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
 487         rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
 488         INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);
 489
 490         /* avoid using task_frag */
 491         sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
 492
 493         return 0;
 494
 495 free:
 496         kfree(ctx);
 497         return err;
 498 }
 499
 500 static void espintcp_release(struct sock *sk)
 501 {
 502         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 503         struct sk_buff_head queue;
 504         struct sk_buff *skb;
 505
 506         __skb_queue_head_init(&queue);
 507         skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);
 508
 509         while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
 510                 espintcp_push_skb(sk, skb);
 511
 512         tcp_release_cb(sk);
 513 }
 514
 515 static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
 516 {
 517         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 518         struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
 519
 520         strp_stop(&ctx->strp);
 521
 522         sk->sk_prot = &tcp_prot;
 523         barrier();
 524
 525         cancel_work_sync(&ctx->work);
 526         strp_done(&ctx->strp);
 527
 528         skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
 529         skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);
 530
 531         if (emsg->len) {
 532                 if (emsg->skb)
 533                         kfree_skb(emsg->skb);
 534                 else
 535                         sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
 536         }
 537
 538         tcp_close(sk, timeout);
 539 }
 540
 541 static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
 542                               poll_table *wait)
 543 {
 544         __poll_t mask = datagram_poll(file, sock, wait);
 545         struct sock *sk = sock->sk;
 546         struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 547
 548         if (!skb_queue_empty(&ctx->ike_queue))
 549                 mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
 550
 551         return mask;
 552 }
 553
 554 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
 555                          struct proto_ops *espintcp_ops,
 556                          const struct proto *orig_prot,
 557                          const struct proto_ops *orig_ops)
 558 {
 559         memcpy(espintcp_prot, orig_prot, sizeof(struct proto));
 560         memcpy(espintcp_ops, orig_ops, sizeof(struct proto_ops));
 561         espintcp_prot->sendmsg = espintcp_sendmsg;
 562         espintcp_prot->recvmsg = espintcp_recvmsg;
 563         espintcp_prot->close = espintcp_close;
 564         espintcp_prot->release_cb = espintcp_release;
 565         espintcp_ops->poll = espintcp_poll;
 566 }
 567
 568 static struct tcp_ulp_ops espintcp_ulp __read_mostly = {
 569         .name = "espintcp",
 570         .owner = THIS_MODULE,
 571         .init = espintcp_init_sk,
 572 };
 573
 574 void __init espintcp_init(void)
 575 {
 576         build_protos(&espintcp_prot, &espintcp_ops, &tcp_prot, &inet_stream_ops);
 577
 578         tcp_register_ulp(&espintcp_ulp);
 579 }