net/xfrm/xfrm_ipcomp.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2003 James Morris <jmorris@intercode.com.au>
   6  * Copyright (c) 2003-2008 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
   7  *
   8  * Todo:
   9  *   - Tunable compression parameters.
  10  *   - Compression stats.
  11  *   - Adaptive compression.
  12  */
  13
  14 #include <linux/crypto.h>
  15 #include <linux/err.h>
  16 #include <linux/list.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/mutex.h>
  19 #include <linux/percpu.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/smp.h>
  22 #include <linux/vmalloc.h>
  23 #include <net/ip.h>
  24 #include <net/ipcomp.h>
  25 #include <net/xfrm.h>
  26
  27 struct ipcomp_tfms {
  28         struct list_head list;
  29         struct crypto_comp * __percpu *tfms;
  30         int users;
  31 };
  32
  33 static DEFINE_MUTEX(ipcomp_resource_mutex);
  34 static void * __percpu *ipcomp_scratches;
  35 static int ipcomp_scratch_users;
  36 static LIST_HEAD(ipcomp_tfms_list);
  37
  38 static int ipcomp_decompress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  39 {
  40         struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
  41         const int plen = skb->len;
  42         int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
  43         const u8 *start = skb->data;
  44         u8 *scratch = *this_cpu_ptr(ipcomp_scratches);
  45         struct crypto_comp *tfm = *this_cpu_ptr(ipcd->tfms);
  46         int err = crypto_comp_decompress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
  47         int len;
  48
  49         if (err)
  50                 return err;
  51
  52         if (dlen < (plen + sizeof(struct ip_comp_hdr)))
  53                 return -EINVAL;
  54
  55         len = dlen - plen;
  56         if (len > skb_tailroom(skb))
  57                 len = skb_tailroom(skb);
  58
  59         __skb_put(skb, len);
  60
  61         len += plen;
  62         skb_copy_to_linear_data(skb, scratch, len);
  63
  64         while ((scratch += len, dlen -= len) > 0) {
  65                 skb_frag_t *frag;
  66                 struct page *page;
  67
  68                 if (WARN_ON(skb_shinfo(skb)->nr_frags >= MAX_SKB_FRAGS))
  69                         return -EMSGSIZE;
  70
  71                 frag = skb_shinfo(skb)->frags + skb_shinfo(skb)->nr_frags;
  72                 page = alloc_page(GFP_ATOMIC);
  73
  74                 if (!page)
  75                         return -ENOMEM;
  76
  77                 __skb_frag_set_page(frag, page);
  78
  79                 len = PAGE_SIZE;
  80                 if (dlen < len)
  81                         len = dlen;
  82
  83                 skb_frag_off_set(frag, 0);
  84                 skb_frag_size_set(frag, len);
  85                 memcpy(skb_frag_address(frag), scratch, len);
  86
  87                 skb->truesize += len;
  88                 skb->data_len += len;
  89                 skb->len += len;
  90
  91                 skb_shinfo(skb)->nr_frags++;
  92         }
  93
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 int ipcomp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  98 {
  99         int nexthdr;
 100         int err = -ENOMEM;
 101         struct ip_comp_hdr *ipch;
 102
 103         if (skb_linearize_cow(skb))
 104                 goto out;
 105
 106         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 107
 108         /* Remove ipcomp header and decompress original payload */
 109         ipch = (void *)skb->data;
 110         nexthdr = ipch->nexthdr;
 111
 112         skb->transport_header = skb->network_header + sizeof(*ipch);
 113         __skb_pull(skb, sizeof(*ipch));
 114         err = ipcomp_decompress(x, skb);
 115         if (err)
 116                 goto out;
 117
 118         err = nexthdr;
 119
 120 out:
 121         return err;
 122 }
 123 EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_input);
 124
 125 static int ipcomp_compress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 126 {
 127         struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
 128         const int plen = skb->len;
 129         int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
 130         u8 *start = skb->data;
 131         struct crypto_comp *tfm;
 132         u8 *scratch;
 133         int err;
 134
 135         local_bh_disable();
 136         scratch = *this_cpu_ptr(ipcomp_scratches);
 137         tfm = *this_cpu_ptr(ipcd->tfms);
 138         err = crypto_comp_compress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
 139         if (err)
 140                 goto out;
 141
 142         if ((dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr)) >= plen) {
 143                 err = -EMSGSIZE;
 144                 goto out;
 145         }
 146
 147         memcpy(start + sizeof(struct ip_comp_hdr), scratch, dlen);
 148         local_bh_enable();
 149
 150         pskb_trim(skb, dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr));
 151         return 0;
 152
 153 out:
 154         local_bh_enable();
 155         return err;
 156 }
 157
 158 int ipcomp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 159 {
 160         int err;
 161         struct ip_comp_hdr *ipch;
 162         struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
 163
 164         if (skb->len < ipcd->threshold) {
 165                 /* Don't bother compressing */
 166                 goto out_ok;
 167         }
 168
 169         if (skb_linearize_cow(skb))
 170                 goto out_ok;
 171
 172         err = ipcomp_compress(x, skb);
 173
 174         if (err) {
 175                 goto out_ok;
 176         }
 177
 178         /* Install ipcomp header, convert into ipcomp datagram. */
 179         ipch = ip_comp_hdr(skb);
 180         ipch->nexthdr = *skb_mac_header(skb);
 181         ipch->flags = 0;
 182         ipch->cpi = htons((u16 )ntohl(x->id.spi));
 183         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_COMP;
 184 out_ok:
 185         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 186         return 0;
 187 }
 188 EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_output);
 189
 190 static void ipcomp_free_scratches(void)
 191 {
 192         int i;
 193         void * __percpu *scratches;
 194
 195         if (--ipcomp_scratch_users)
 196                 return;
 197
 198         scratches = ipcomp_scratches;
 199         if (!scratches)
 200                 return;
 201
 202         for_each_possible_cpu(i)
 203                 vfree(*per_cpu_ptr(scratches, i));
 204
 205         free_percpu(scratches);
 206 }
 207
 208 static void * __percpu *ipcomp_alloc_scratches(void)
 209 {
 210         void * __percpu *scratches;
 211         int i;
 212
 213         if (ipcomp_scratch_users++)
 214                 return ipcomp_scratches;
 215
 216         scratches = alloc_percpu(void *);
 217         if (!scratches)
 218                 return NULL;
 219
 220         ipcomp_scratches = scratches;
 221
 222         for_each_possible_cpu(i) {
 223                 void *scratch;
 224
 225                 scratch = vmalloc_node(IPCOMP_SCRATCH_SIZE, cpu_to_node(i));
 226                 if (!scratch)
 227                         return NULL;
 228                 *per_cpu_ptr(scratches, i) = scratch;
 229         }
 230
 231         return scratches;
 232 }
 233
 234 static void ipcomp_free_tfms(struct crypto_comp * __percpu *tfms)
 235 {
 236         struct ipcomp_tfms *pos;
 237         int cpu;
 238
 239         list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
 240                 if (pos->tfms == tfms)
 241                         break;
 242         }
 243
 244         WARN_ON(list_entry_is_head(pos, &ipcomp_tfms_list, list));
 245
 246         if (--pos->users)
 247                 return;
 248
 249         list_del(&pos->list);
 250         kfree(pos);
 251
 252         if (!tfms)
 253                 return;
 254
 255         for_each_possible_cpu(cpu) {
 256                 struct crypto_comp *tfm = *per_cpu_ptr(tfms, cpu);
 257                 crypto_free_comp(tfm);
 258         }
 259         free_percpu(tfms);
 260 }
 261
 262 static struct crypto_comp * __percpu *ipcomp_alloc_tfms(const char *alg_name)
 263 {
 264         struct ipcomp_tfms *pos;
 265         struct crypto_comp * __percpu *tfms;
 266         int cpu;
 267
 268
 269         list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
 270                 struct crypto_comp *tfm;
 271
 272                 /* This can be any valid CPU ID so we don't need locking. */
 273                 tfm = this_cpu_read(*pos->tfms);
 274
 275                 if (!strcmp(crypto_comp_name(tfm), alg_name)) {
 276                         pos->users++;
 277                         return pos->tfms;
 278                 }
 279         }
 280
 281         pos = kmalloc(sizeof(*pos), GFP_KERNEL);
 282         if (!pos)
 283                 return NULL;
 284
 285         pos->users = 1;
 286         INIT_LIST_HEAD(&pos->list);
 287         list_add(&pos->list, &ipcomp_tfms_list);
 288
 289         pos->tfms = tfms = alloc_percpu(struct crypto_comp *);
 290         if (!tfms)
 291                 goto error;
 292
 293         for_each_possible_cpu(cpu) {
 294                 struct crypto_comp *tfm = crypto_alloc_comp(alg_name, 0,
 295                                                             CRYPTO_ALG_ASYNC);
 296                 if (IS_ERR(tfm))
 297                         goto error;
 298                 *per_cpu_ptr(tfms, cpu) = tfm;
 299         }
 300
 301         return tfms;
 302
 303 error:
 304         ipcomp_free_tfms(tfms);
 305         return NULL;
 306 }
 307
 308 static void ipcomp_free_data(struct ipcomp_data *ipcd)
 309 {
 310         if (ipcd->tfms)
 311                 ipcomp_free_tfms(ipcd->tfms);
 312         ipcomp_free_scratches();
 313 }
 314
 315 void ipcomp_destroy(struct xfrm_state *x)
 316 {
 317         struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
 318         if (!ipcd)
 319                 return;
 320         xfrm_state_delete_tunnel(x);
 321         mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
 322         ipcomp_free_data(ipcd);
 323         mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
 324         kfree(ipcd);
 325 }
 326 EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_destroy);
 327
 328 int ipcomp_init_state(struct xfrm_state *x)
 329 {
 330         int err;
 331         struct ipcomp_data *ipcd;
 332         struct xfrm_algo_desc *calg_desc;
 333
 334         err = -EINVAL;
 335         if (!x->calg)
 336                 goto out;
 337
 338         if (x->encap)
 339                 goto out;
 340
 341         err = -ENOMEM;
 342         ipcd = kzalloc(sizeof(*ipcd), GFP_KERNEL);
 343         if (!ipcd)
 344                 goto out;
 345
 346         mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
 347         if (!ipcomp_alloc_scratches())
 348                 goto error;
 349
 350         ipcd->tfms = ipcomp_alloc_tfms(x->calg->alg_name);
 351         if (!ipcd->tfms)
 352                 goto error;
 353         mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
 354
 355         calg_desc = xfrm_calg_get_byname(x->calg->alg_name, 0);
 356         BUG_ON(!calg_desc);
 357         ipcd->threshold = calg_desc->uinfo.comp.threshold;
 358         x->data = ipcd;
 359         err = 0;
 360 out:
 361         return err;
 362
 363 error:
 364         ipcomp_free_data(ipcd);
 365         mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
 366         kfree(ipcd);
 367         goto out;
 368 }
 369 EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_init_state);
 370
 371 MODULE_LICENSE("GPL");
 372 MODULE_DESCRIPTION("IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173");
 373 MODULE_AUTHOR("James Morris <jmorris@intercode.com.au>");