net/ipv4/esp4.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 #define pr_fmt(fmt) "IPsec: " fmt
   3
   4 #include <crypto/aead.h>
   5 #include <crypto/authenc.h>
   6 #include <linux/err.h>
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <net/ip.h>
   9 #include <net/xfrm.h>
  10 #include <net/esp.h>
  11 #include <linux/scatterlist.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/pfkeyv2.h>
  14 #include <linux/rtnetlink.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/spinlock.h>
  17 #include <linux/in6.h>
  18 #include <net/icmp.h>
  19 #include <net/protocol.h>
  20 #include <net/udp.h>
  21
  22 #include <linux/highmem.h>
  23
  24 struct esp_skb_cb {
  25         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  26         void *tmp;
  27 };
  28
  29 struct esp_output_extra {
  30         __be32 seqhi;
  31         u32 esphoff;
  32 };
  33
  34 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  35
  36 static u32 esp4_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu);
  37
  38 /*
  39  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
  40  *
  41  * For alignment considerations the IV is placed at the front, followed
  42  * by the request and finally the SG list.
  43  *
  44  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
  45  */
  46 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int extralen)
  47 {
  48         unsigned int len;
  49
  50         len = extralen;
  51
  52         len += crypto_aead_ivsize(aead);
  53
  54         if (len) {
  55                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
  56                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
  57                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  58         }
  59
  60         len += sizeof(struct aead_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
  61         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  62
  63         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  64
  65         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  66 }
  67
  68 static inline void *esp_tmp_extra(void *tmp)
  69 {
  70         return PTR_ALIGN(tmp, __alignof__(struct esp_output_extra));
  71 }
  72
  73 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int extralen)
  74 {
  75         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
  76                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + extralen,
  77                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + extralen;
  78 }
  79
  80 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
  81 {
  82         struct aead_request *req;
  83
  84         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
  85                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
  86         aead_request_set_tfm(req, aead);
  87         return req;
  88 }
  89
  90 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
  91                                              struct aead_request *req)
  92 {
  93         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
  94                              crypto_aead_reqsize(aead),
  95                              __alignof__(struct scatterlist));
  96 }
  97
  98 static void esp_ssg_unref(struct xfrm_state *x, void *tmp)
  99 {
 100         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 101         struct crypto_aead *aead = x->data;
 102         int extralen = 0;
 103         u8 *iv;
 104         struct aead_request *req;
 105         struct scatterlist *sg;
 106
 107         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 108                 extralen += sizeof(*extra);
 109
 110         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 111         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 112         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 113
 114         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 115          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 116          */
 117         if (req->src != req->dst)
 118                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 119                         put_page(sg_page(sg));
 120 }
 121
 122 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 123 {
 124         struct sk_buff *skb = base->data;
 125         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 126         void *tmp;
 127         struct xfrm_state *x;
 128
 129         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 130                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 131
 132                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 133         } else {
 134                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 135         }
 136
 137         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 138         esp_ssg_unref(x, tmp);
 139         kfree(tmp);
 140
 141         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 142                 if (err) {
 143                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 144                         kfree_skb(skb);
 145                         return;
 146                 }
 147
 148                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 149                 secpath_reset(skb);
 150                 xfrm_dev_resume(skb);
 151         } else {
 152                 xfrm_output_resume(skb, err);
 153         }
 154 }
 155
 156 /* Move ESP header back into place. */
 157 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 158 {
 159         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 160         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 161         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 162
 163         esph->seq_no = esph->spi;
 164         esph->spi = *seqhi;
 165 }
 166
 167 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 168 {
 169         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 170         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 171
 172         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 173                                 sizeof(__be32));
 174 }
 175
 176 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 177                                                struct xfrm_state *x,
 178                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 179                                                struct esp_output_extra *extra)
 180 {
 181         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 182          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 183          * encryption.
 184          */
 185         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 186                 __u32 seqhi;
 187                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 188
 189                 if (xo)
 190                         seqhi = xo->seq.hi;
 191                 else
 192                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 193
 194                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 195                                  skb_transport_header(skb);
 196                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 197                 extra->seqhi = esph->spi;
 198                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 199         }
 200
 201         esph->spi = x->id.spi;
 202
 203         return esph;
 204 }
 205
 206 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 207 {
 208         struct sk_buff *skb = base->data;
 209
 210         esp_output_restore_header(skb);
 211         esp_output_done(base, err);
 212 }
 213
 214 static void esp_output_fill_trailer(u8 *tail, int tfclen, int plen, __u8 proto)
 215 {
 216         /* Fill padding... */
 217         if (tfclen) {
 218                 memset(tail, 0, tfclen);
 219                 tail += tfclen;
 220         }
 221         do {
 222                 int i;
 223                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
 224                         tail[i] = i + 1;
 225         } while (0);
 226         tail[plen - 2] = plen - 2;
 227         tail[plen - 1] = proto;
 228 }
 229
 230 static int esp_output_udp_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 231 {
 232         int encap_type;
 233         struct udphdr *uh;
 234         __be32 *udpdata32;
 235         __be16 sport, dport;
 236         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 237         struct ip_esp_hdr *esph = esp->esph;
 238         unsigned int len;
 239
 240         spin_lock_bh(&x->lock);
 241         sport = encap->encap_sport;
 242         dport = encap->encap_dport;
 243         encap_type = encap->encap_type;
 244         spin_unlock_bh(&x->lock);
 245
 246         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 247         if (len + sizeof(struct iphdr) >= IP_MAX_MTU)
 248                 return -EMSGSIZE;
 249
 250         uh = (struct udphdr *)esph;
 251         uh->source = sport;
 252         uh->dest = dport;
 253         uh->len = htons(len);
 254         uh->check = 0;
 255
 256         switch (encap_type) {
 257         default:
 258         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 259                 esph = (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 260                 break;
 261         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 262                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 263                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 264                 esph = (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 265                 break;
 266         }
 267
 268         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 269         esp->esph = esph;
 270
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 275 {
 276         u8 *tail;
 277         u8 *vaddr;
 278         int nfrags;
 279         int esph_offset;
 280         struct page *page;
 281         struct sk_buff *trailer;
 282         int tailen = esp->tailen;
 283
 284         /* this is non-NULL only with UDP Encapsulation */
 285         if (x->encap) {
 286                 int err = esp_output_udp_encap(x, skb, esp);
 287
 288                 if (err < 0)
 289                         return err;
 290         }
 291
 292         if (!skb_cloned(skb)) {
 293                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 294                         nfrags = 1;
 295                         trailer = skb;
 296                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 297
 298                         goto skip_cow;
 299                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 300                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 301                         int allocsize;
 302                         struct sock *sk = skb->sk;
 303                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 304
 305                         esp->inplace = false;
 306
 307                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 308
 309                         spin_lock_bh(&x->lock);
 310
 311                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 312                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 313                                 goto cow;
 314                         }
 315
 316                         page = pfrag->page;
 317                         get_page(page);
 318
 319                         vaddr = kmap_atomic(page);
 320
 321                         tail = vaddr + pfrag->offset;
 322
 323                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 324
 325                         kunmap_atomic(vaddr);
 326
 327                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 328
 329                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 330                                              tailen);
 331                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 332
 333                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 334
 335                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 336
 337                         nfrags++;
 338
 339                         skb->len += tailen;
 340                         skb->data_len += tailen;
 341                         skb->truesize += tailen;
 342                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 343                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 344
 345                         goto out;
 346                 }
 347         }
 348
 349 cow:
 350         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 351
 352         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 353         if (nfrags < 0)
 354                 goto out;
 355         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 356         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 357
 358 skip_cow:
 359         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 360         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 361
 362 out:
 363         return nfrags;
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 366
 367 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 368 {
 369         u8 *iv;
 370         int alen;
 371         void *tmp;
 372         int ivlen;
 373         int assoclen;
 374         int extralen;
 375         struct page *page;
 376         struct ip_esp_hdr *esph;
 377         struct crypto_aead *aead;
 378         struct aead_request *req;
 379         struct scatterlist *sg, *dsg;
 380         struct esp_output_extra *extra;
 381         int err = -ENOMEM;
 382
 383         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 384         extralen = 0;
 385
 386         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 387                 extralen += sizeof(*extra);
 388                 assoclen += sizeof(__be32);
 389         }
 390
 391         aead = x->data;
 392         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 393         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 394
 395         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 396         if (!tmp)
 397                 goto error;
 398
 399         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 400         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 401         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 402         sg = esp_req_sg(aead, req);
 403
 404         if (esp->inplace)
 405                 dsg = sg;
 406         else
 407                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 408
 409         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 410         esp->esph = esph;
 411
 412         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 413         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 414                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 415                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 416         if (unlikely(err < 0))
 417                 goto error_free;
 418
 419         if (!esp->inplace) {
 420                 int allocsize;
 421                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 422
 423                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 424
 425                 spin_lock_bh(&x->lock);
 426                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 427                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 428                         goto error_free;
 429                 }
 430
 431                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 432
 433                 page = pfrag->page;
 434                 get_page(page);
 435                 /* replace page frags in skb with new page */
 436                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 437                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 438                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 439
 440                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 441                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 442                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 443                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 444                 if (unlikely(err < 0))
 445                         goto error_free;
 446         }
 447
 448         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 449                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 450         else
 451                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 452
 453         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 454         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 455
 456         memset(iv, 0, ivlen);
 457         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 458                min(ivlen, 8));
 459
 460         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 461         err = crypto_aead_encrypt(req);
 462
 463         switch (err) {
 464         case -EINPROGRESS:
 465                 goto error;
 466
 467         case -ENOSPC:
 468                 err = NET_XMIT_DROP;
 469                 break;
 470
 471         case 0:
 472                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 473                         esp_output_restore_header(skb);
 474         }
 475
 476         if (sg != dsg)
 477                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 478
 479 error_free:
 480         kfree(tmp);
 481 error:
 482         return err;
 483 }
 484 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 485
 486 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 487 {
 488         int alen;
 489         int blksize;
 490         struct ip_esp_hdr *esph;
 491         struct crypto_aead *aead;
 492         struct esp_info esp;
 493
 494         esp.inplace = true;
 495
 496         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 497         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 498
 499         /* skb is pure payload to encrypt */
 500
 501         aead = x->data;
 502         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 503
 504         esp.tfclen = 0;
 505         if (x->tfcpad) {
 506                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 507                 u32 padto;
 508
 509                 padto = min(x->tfcpad, esp4_get_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 510                 if (skb->len < padto)
 511                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 512         }
 513         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 514         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 515         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 516         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 517
 518         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 519
 520         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 521         if (esp.nfrags < 0)
 522                 return esp.nfrags;
 523
 524         esph = esp.esph;
 525         esph->spi = x->id.spi;
 526
 527         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 528         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 529                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 530
 531         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 532
 533         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 534 }
 535
 536 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 537 {
 538         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 539         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 540         struct crypto_aead *aead = x->data;
 541         int alen, hlen, elen;
 542         int padlen, trimlen;
 543         __wsum csumdiff;
 544         u8 nexthdr[2];
 545         int ret;
 546
 547         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 548         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 549         elen = skb->len - hlen;
 550
 551         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 552                 ret = xo->proto;
 553                 goto out;
 554         }
 555
 556         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 557                 BUG();
 558
 559         ret = -EINVAL;
 560         padlen = nexthdr[0];
 561         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 562                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 563                                     padlen + 2, elen - alen);
 564                 goto out;
 565         }
 566
 567         trimlen = alen + padlen + 2;
 568         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 569                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 570                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 571                                            skb->len - trimlen);
 572         }
 573         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 574
 575         ret = nexthdr[1];
 576
 577 out:
 578         return ret;
 579 }
 580
 581 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 582 {
 583         const struct iphdr *iph;
 584         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 585         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 586         struct crypto_aead *aead = x->data;
 587         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 588         int ihl;
 589
 590         if (!xo || (xo && !(xo->flags & CRYPTO_DONE)))
 591                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 592
 593         if (unlikely(err))
 594                 goto out;
 595
 596         err = esp_remove_trailer(skb);
 597         if (unlikely(err < 0))
 598                 goto out;
 599
 600         iph = ip_hdr(skb);
 601         ihl = iph->ihl * 4;
 602
 603         if (x->encap) {
 604                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 605                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 606
 607                 /*
 608                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 609                  *    advertize the change to the keying daemon.
 610                  *    This is an inbound SA, so just compare
 611                  *    SRC ports.
 612                  */
 613                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 614                     uh->source != encap->encap_sport) {
 615                         xfrm_address_t ipaddr;
 616
 617                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 618                         km_new_mapping(x, &ipaddr, uh->source);
 619
 620                         /* XXX: perhaps add an extra
 621                          * policy check here, to see
 622                          * if we should allow or
 623                          * reject a packet from a
 624                          * different source
 625                          * address/port.
 626                          */
 627                 }
 628
 629                 /*
 630                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 631                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 632                  *    perform other post-processing fixes
 633                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 634                  *    section 3.1.2
 635                  */
 636                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 637                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 638         }
 639
 640         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 641         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 642                 skb_reset_transport_header(skb);
 643         else
 644                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 645
 646         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 647         if (err == IPPROTO_NONE)
 648                 err = -EINVAL;
 649
 650 out:
 651         return err;
 652 }
 653 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 654
 655 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 656 {
 657         struct sk_buff *skb = base->data;
 658
 659         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 660 }
 661
 662 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 663 {
 664         esp_restore_header(skb, 0);
 665         __skb_pull(skb, 4);
 666 }
 667
 668 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 669 {
 670         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 671         struct ip_esp_hdr *esph;
 672
 673         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 674          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 675          * decryption.
 676          */
 677         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 678                 esph = skb_push(skb, 4);
 679                 *seqhi = esph->spi;
 680                 esph->spi = esph->seq_no;
 681                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 682         }
 683 }
 684
 685 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 686 {
 687         struct sk_buff *skb = base->data;
 688
 689         esp_input_restore_header(skb);
 690         esp_input_done(base, err);
 691 }
 692
 693 /*
 694  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 695  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 696  * and common case.
 697  */
 698 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 699 {
 700         struct crypto_aead *aead = x->data;
 701         struct aead_request *req;
 702         struct sk_buff *trailer;
 703         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 704         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 705         int nfrags;
 706         int assoclen;
 707         int seqhilen;
 708         __be32 *seqhi;
 709         void *tmp;
 710         u8 *iv;
 711         struct scatterlist *sg;
 712         int err = -EINVAL;
 713
 714         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 715                 goto out;
 716
 717         if (elen <= 0)
 718                 goto out;
 719
 720         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 721         seqhilen = 0;
 722
 723         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 724                 seqhilen += sizeof(__be32);
 725                 assoclen += seqhilen;
 726         }
 727
 728         if (!skb_cloned(skb)) {
 729                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 730                         nfrags = 1;
 731
 732                         goto skip_cow;
 733                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 734                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 735                         nfrags++;
 736
 737                         goto skip_cow;
 738                 }
 739         }
 740
 741         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 742         if (err < 0)
 743                 goto out;
 744
 745         nfrags = err;
 746
 747 skip_cow:
 748         err = -ENOMEM;
 749         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 750         if (!tmp)
 751                 goto out;
 752
 753         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 754         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 755         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 756         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 757         sg = esp_req_sg(aead, req);
 758
 759         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 760
 761         sg_init_table(sg, nfrags);
 762         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 763         if (unlikely(err < 0)) {
 764                 kfree(tmp);
 765                 goto out;
 766         }
 767
 768         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 769
 770         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 771                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 772         else
 773                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 774
 775         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 776         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 777
 778         err = crypto_aead_decrypt(req);
 779         if (err == -EINPROGRESS)
 780                 goto out;
 781
 782         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 783                 esp_input_restore_header(skb);
 784
 785         err = esp_input_done2(skb, err);
 786
 787 out:
 788         return err;
 789 }
 790
 791 static u32 esp4_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
 792 {
 793         struct crypto_aead *aead = x->data;
 794         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 795         unsigned int net_adj;
 796
 797         switch (x->props.mode) {
 798         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 799         case XFRM_MODE_BEET:
 800                 net_adj = sizeof(struct iphdr);
 801                 break;
 802         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 803                 net_adj = 0;
 804                 break;
 805         default:
 806                 BUG();
 807         }
 808
 809         return ((mtu - x->props.header_len - crypto_aead_authsize(aead) -
 810                  net_adj) & ~(blksize - 1)) + net_adj - 2;
 811 }
 812
 813 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 814 {
 815         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 816         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 817         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 818         struct xfrm_state *x;
 819
 820         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 821         case ICMP_DEST_UNREACH:
 822                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 823                         return 0;
 824         case ICMP_REDIRECT:
 825                 break;
 826         default:
 827                 return 0;
 828         }
 829
 830         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 831                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 832         if (!x)
 833                 return 0;
 834
 835         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 836                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
 837         else
 838                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
 839         xfrm_state_put(x);
 840
 841         return 0;
 842 }
 843
 844 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
 845 {
 846         struct crypto_aead *aead = x->data;
 847
 848         if (!aead)
 849                 return;
 850
 851         crypto_free_aead(aead);
 852 }
 853
 854 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
 855 {
 856         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
 857         struct crypto_aead *aead;
 858         int err;
 859
 860         err = -ENAMETOOLONG;
 861         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
 862                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 863                 goto error;
 864
 865         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
 866         err = PTR_ERR(aead);
 867         if (IS_ERR(aead))
 868                 goto error;
 869
 870         x->data = aead;
 871
 872         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
 873                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
 874         if (err)
 875                 goto error;
 876
 877         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
 878         if (err)
 879                 goto error;
 880
 881 error:
 882         return err;
 883 }
 884
 885 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
 886 {
 887         struct crypto_aead *aead;
 888         struct crypto_authenc_key_param *param;
 889         struct rtattr *rta;
 890         char *key;
 891         char *p;
 892         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
 893         unsigned int keylen;
 894         int err;
 895
 896         err = -EINVAL;
 897         if (!x->ealg)
 898                 goto error;
 899
 900         err = -ENAMETOOLONG;
 901
 902         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 903                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 904                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
 905                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
 906                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
 907                              x->ealg->alg_name,
 908                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 909                         goto error;
 910         } else {
 911                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
 912                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
 913                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
 914                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
 915                              x->ealg->alg_name,
 916                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
 917                         goto error;
 918         }
 919
 920         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
 921         err = PTR_ERR(aead);
 922         if (IS_ERR(aead))
 923                 goto error;
 924
 925         x->data = aead;
 926
 927         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
 928                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
 929         err = -ENOMEM;
 930         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
 931         if (!key)
 932                 goto error;
 933
 934         p = key;
 935         rta = (void *)p;
 936         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
 937         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
 938         param = RTA_DATA(rta);
 939         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
 940
 941         if (x->aalg) {
 942                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
 943
 944                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
 945                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
 946
 947                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
 948                 BUG_ON(!aalg_desc);
 949
 950                 err = -EINVAL;
 951                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
 952                     crypto_aead_authsize(aead)) {
 953                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
 954                                 x->aalg->alg_name,
 955                                 crypto_aead_authsize(aead),
 956                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
 957                         goto free_key;
 958                 }
 959
 960                 err = crypto_aead_setauthsize(
 961                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
 962                 if (err)
 963                         goto free_key;
 964         }
 965
 966         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
 967         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
 968
 969         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
 970
 971 free_key:
 972         kfree(key);
 973
 974 error:
 975         return err;
 976 }
 977
 978 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
 979 {
 980         struct crypto_aead *aead;
 981         u32 align;
 982         int err;
 983
 984         x->data = NULL;
 985
 986         if (x->aead)
 987                 err = esp_init_aead(x);
 988         else
 989                 err = esp_init_authenc(x);
 990
 991         if (err)
 992                 goto error;
 993
 994         aead = x->data;
 995
 996         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
 997                               crypto_aead_ivsize(aead);
 998         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 999                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1000         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1001                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1002         if (x->encap) {
1003                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1004
1005                 switch (encap->encap_type) {
1006                 default:
1007                         err = -EINVAL;
1008                         goto error;
1009                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1010                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1011                         break;
1012                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1013                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1014                         break;
1015                 }
1016         }
1017
1018         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1019         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1020
1021 error:
1022         return err;
1023 }
1024
1025 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1026 {
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 static const struct xfrm_type esp_type =
1031 {
1032         .description    = "ESP4",
1033         .owner          = THIS_MODULE,
1034         .proto          = IPPROTO_ESP,
1035         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1036         .init_state     = esp_init_state,
1037         .destructor     = esp_destroy,
1038         .get_mtu        = esp4_get_mtu,
1039         .input          = esp_input,
1040         .output         = esp_output,
1041 };
1042
1043 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1044         .handler        =       xfrm4_rcv,
1045         .input_handler  =       xfrm_input,
1046         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1047         .err_handler    =       esp4_err,
1048         .priority       =       0,
1049 };
1050
1051 static int __init esp4_init(void)
1052 {
1053         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1054                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1055                 return -EAGAIN;
1056         }
1057         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1058                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1059                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1060                 return -EAGAIN;
1061         }
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 static void __exit esp4_fini(void)
1066 {
1067         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1068                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1069         if (xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET) < 0)
1070                 pr_info("%s: can't remove xfrm type\n", __func__);
1071 }
1072
1073 module_init(esp4_init);
1074 module_exit(esp4_fini);
1075 MODULE_LICENSE("GPL");
1076 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);