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 #include <net/tcp.h>
  22 #include <net/espintcp.h>
  23
  24 #include <linux/highmem.h>
  25
  26 struct esp_skb_cb {
  27         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  28         void *tmp;
  29 };
  30
  31 struct esp_output_extra {
  32         __be32 seqhi;
  33         u32 esphoff;
  34 };
  35
  36 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  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 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 123 struct esp_tcp_sk {
 124         struct sock *sk;
 125         struct rcu_head rcu;
 126 };
 127
 128 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 129 {
 130         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 131
 132         sock_put(esk->sk);
 133         kfree(esk);
 134 }
 135
 136 static struct sock *esp_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 137 {
 138         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 139         struct esp_tcp_sk *esk;
 140         __be16 sport, dport;
 141         struct sock *nsk;
 142         struct sock *sk;
 143
 144         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 145         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 146                 return sk;
 147
 148         spin_lock_bh(&x->lock);
 149         sport = encap->encap_sport;
 150         dport = encap->encap_dport;
 151         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 152                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 153         if (sk && sk == nsk) {
 154                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 155                 if (!esk) {
 156                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 157                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 158                 }
 159                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 160                 esk->sk = sk;
 161                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 162         }
 163         spin_unlock_bh(&x->lock);
 164
 165         sk = inet_lookup_established(xs_net(x), &tcp_hashinfo, x->id.daddr.a4,
 166                                      dport, x->props.saddr.a4, sport, 0);
 167         if (!sk)
 168                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 169
 170         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 171                 sock_put(sk);
 172                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 173         }
 174
 175         spin_lock_bh(&x->lock);
 176         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 177                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 178         if (encap->encap_sport != sport ||
 179             encap->encap_dport != dport) {
 180                 sock_put(sk);
 181                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 182         } else if (sk == nsk) {
 183                 sock_put(sk);
 184         } else {
 185                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 186         }
 187         spin_unlock_bh(&x->lock);
 188
 189         return sk;
 190 }
 191
 192 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 193 {
 194         struct sock *sk;
 195         int err;
 196
 197         rcu_read_lock();
 198
 199         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 200         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 201         if (err)
 202                 goto out;
 203
 204         bh_lock_sock(sk);
 205         if (sock_owned_by_user(sk))
 206                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 207         else
 208                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 209         bh_unlock_sock(sk);
 210
 211 out:
 212         rcu_read_unlock();
 213         return err;
 214 }
 215
 216 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 217                                    struct sk_buff *skb)
 218 {
 219         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 220         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 221
 222         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 223 }
 224
 225 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 226 {
 227         int err;
 228
 229         local_bh_disable();
 230         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 231         local_bh_enable();
 232
 233         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 234          * actually means that the skb has been consumed and
 235          * isn't coming back.
 236          */
 237         return err ?: -EINPROGRESS;
 238 }
 239 #else
 240 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 241 {
 242         kfree_skb(skb);
 243
 244         return -EOPNOTSUPP;
 245 }
 246 #endif
 247
 248 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 249 {
 250         struct sk_buff *skb = base->data;
 251         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 252         void *tmp;
 253         struct xfrm_state *x;
 254
 255         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 256                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 257
 258                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 259         } else {
 260                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 261         }
 262
 263         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 264         esp_ssg_unref(x, tmp);
 265         kfree(tmp);
 266
 267         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 268                 if (err) {
 269                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 270                         kfree_skb(skb);
 271                         return;
 272                 }
 273
 274                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 275                 secpath_reset(skb);
 276                 xfrm_dev_resume(skb);
 277         } else {
 278                 if (!err &&
 279                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 280                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 281                 else
 282                         xfrm_output_resume(skb, err);
 283         }
 284 }
 285
 286 /* Move ESP header back into place. */
 287 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 288 {
 289         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 290         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 291         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 292
 293         esph->seq_no = esph->spi;
 294         esph->spi = *seqhi;
 295 }
 296
 297 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 298 {
 299         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 300         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 301
 302         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 303                                 sizeof(__be32));
 304 }
 305
 306 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 307                                                struct xfrm_state *x,
 308                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 309                                                struct esp_output_extra *extra)
 310 {
 311         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 312          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 313          * encryption.
 314          */
 315         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 316                 __u32 seqhi;
 317                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 318
 319                 if (xo)
 320                         seqhi = xo->seq.hi;
 321                 else
 322                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 323
 324                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 325                                  skb_transport_header(skb);
 326                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 327                 extra->seqhi = esph->spi;
 328                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 329         }
 330
 331         esph->spi = x->id.spi;
 332
 333         return esph;
 334 }
 335
 336 static void esp_output_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 337 {
 338         struct sk_buff *skb = base->data;
 339
 340         esp_output_restore_header(skb);
 341         esp_output_done(base, err);
 342 }
 343
 344 static void esp_output_fill_trailer(u8 *tail, int tfclen, int plen, __u8 proto)
 345 {
 346         /* Fill padding... */
 347         if (tfclen) {
 348                 memset(tail, 0, tfclen);
 349                 tail += tfclen;
 350         }
 351         do {
 352                 int i;
 353                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
 354                         tail[i] = i + 1;
 355         } while (0);
 356         tail[plen - 2] = plen - 2;
 357         tail[plen - 1] = proto;
 358 }
 359
 360 static struct ip_esp_hdr *esp_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 361                                                int encap_type,
 362                                                struct esp_info *esp,
 363                                                __be16 sport,
 364                                                __be16 dport)
 365 {
 366         struct udphdr *uh;
 367         __be32 *udpdata32;
 368         unsigned int len;
 369
 370         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 371         if (len + sizeof(struct iphdr) > IP_MAX_MTU)
 372                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 373
 374         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 375         uh->source = sport;
 376         uh->dest = dport;
 377         uh->len = htons(len);
 378         uh->check = 0;
 379
 380         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 381
 382         if (encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE) {
 383                 udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
 384                 udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
 385                 return (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
 386         }
 387
 388         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 389 }
 390
 391 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 392 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 393                                                     struct sk_buff *skb,
 394                                                     struct esp_info *esp)
 395 {
 396         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 397         struct ip_esp_hdr *esph;
 398         unsigned int len;
 399         struct sock *sk;
 400
 401         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 402         if (len > IP_MAX_MTU)
 403                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 404
 405         rcu_read_lock();
 406         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 407         rcu_read_unlock();
 408
 409         if (IS_ERR(sk))
 410                 return ERR_CAST(sk);
 411
 412         *lenp = htons(len);
 413         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 414
 415         return esph;
 416 }
 417 #else
 418 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 419                                                     struct sk_buff *skb,
 420                                                     struct esp_info *esp)
 421 {
 422         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 423 }
 424 #endif
 425
 426 static int esp_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 427                             struct esp_info *esp)
 428 {
 429         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 430         struct ip_esp_hdr *esph;
 431         __be16 sport, dport;
 432         int encap_type;
 433
 434         spin_lock_bh(&x->lock);
 435         sport = encap->encap_sport;
 436         dport = encap->encap_dport;
 437         encap_type = encap->encap_type;
 438         spin_unlock_bh(&x->lock);
 439
 440         switch (encap_type) {
 441         default:
 442         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 443         case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 444                 esph = esp_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 445                 break;
 446         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 447                 esph = esp_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 448                 break;
 449         }
 450
 451         if (IS_ERR(esph))
 452                 return PTR_ERR(esph);
 453
 454         esp->esph = esph;
 455
 456         return 0;
 457 }
 458
 459 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 460 {
 461         u8 *tail;
 462         u8 *vaddr;
 463         int nfrags;
 464         int esph_offset;
 465         struct page *page;
 466         struct sk_buff *trailer;
 467         int tailen = esp->tailen;
 468
 469         /* this is non-NULL only with TCP/UDP Encapsulation */
 470         if (x->encap) {
 471                 int err = esp_output_encap(x, skb, esp);
 472
 473                 if (err < 0)
 474                         return err;
 475         }
 476
 477         if (!skb_cloned(skb)) {
 478                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 479                         nfrags = 1;
 480                         trailer = skb;
 481                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 482
 483                         goto skip_cow;
 484                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 485                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 486                         int allocsize;
 487                         struct sock *sk = skb->sk;
 488                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 489
 490                         esp->inplace = false;
 491
 492                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 493
 494                         spin_lock_bh(&x->lock);
 495
 496                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 497                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 498                                 goto cow;
 499                         }
 500
 501                         page = pfrag->page;
 502                         get_page(page);
 503
 504                         vaddr = kmap_atomic(page);
 505
 506                         tail = vaddr + pfrag->offset;
 507
 508                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 509
 510                         kunmap_atomic(vaddr);
 511
 512                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 513
 514                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 515                                              tailen);
 516                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 517
 518                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 519
 520                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 521
 522                         nfrags++;
 523
 524                         skb->len += tailen;
 525                         skb->data_len += tailen;
 526                         skb->truesize += tailen;
 527                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 528                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 529
 530                         goto out;
 531                 }
 532         }
 533
 534 cow:
 535         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 536
 537         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 538         if (nfrags < 0)
 539                 goto out;
 540         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 541         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 542
 543 skip_cow:
 544         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 545         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 546
 547 out:
 548         return nfrags;
 549 }
 550 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 551
 552 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 553 {
 554         u8 *iv;
 555         int alen;
 556         void *tmp;
 557         int ivlen;
 558         int assoclen;
 559         int extralen;
 560         struct page *page;
 561         struct ip_esp_hdr *esph;
 562         struct crypto_aead *aead;
 563         struct aead_request *req;
 564         struct scatterlist *sg, *dsg;
 565         struct esp_output_extra *extra;
 566         int err = -ENOMEM;
 567
 568         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 569         extralen = 0;
 570
 571         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 572                 extralen += sizeof(*extra);
 573                 assoclen += sizeof(__be32);
 574         }
 575
 576         aead = x->data;
 577         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 578         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 579
 580         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 581         if (!tmp)
 582                 goto error;
 583
 584         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 585         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 586         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 587         sg = esp_req_sg(aead, req);
 588
 589         if (esp->inplace)
 590                 dsg = sg;
 591         else
 592                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 593
 594         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 595         esp->esph = esph;
 596
 597         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 598         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 599                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 600                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 601         if (unlikely(err < 0))
 602                 goto error_free;
 603
 604         if (!esp->inplace) {
 605                 int allocsize;
 606                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 607
 608                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 609
 610                 spin_lock_bh(&x->lock);
 611                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 612                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 613                         goto error_free;
 614                 }
 615
 616                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 617
 618                 page = pfrag->page;
 619                 get_page(page);
 620                 /* replace page frags in skb with new page */
 621                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 622                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 623                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 624
 625                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 626                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 627                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 628                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 629                 if (unlikely(err < 0))
 630                         goto error_free;
 631         }
 632
 633         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 634                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 635         else
 636                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 637
 638         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 639         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 640
 641         memset(iv, 0, ivlen);
 642         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 643                min(ivlen, 8));
 644
 645         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 646         err = crypto_aead_encrypt(req);
 647
 648         switch (err) {
 649         case -EINPROGRESS:
 650                 goto error;
 651
 652         case -ENOSPC:
 653                 err = NET_XMIT_DROP;
 654                 break;
 655
 656         case 0:
 657                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 658                         esp_output_restore_header(skb);
 659         }
 660
 661         if (sg != dsg)
 662                 esp_ssg_unref(x, tmp);
 663
 664         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 665                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 666
 667 error_free:
 668         kfree(tmp);
 669 error:
 670         return err;
 671 }
 672 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 673
 674 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 675 {
 676         int alen;
 677         int blksize;
 678         struct ip_esp_hdr *esph;
 679         struct crypto_aead *aead;
 680         struct esp_info esp;
 681
 682         esp.inplace = true;
 683
 684         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 685         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 686
 687         /* skb is pure payload to encrypt */
 688
 689         aead = x->data;
 690         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 691
 692         esp.tfclen = 0;
 693         if (x->tfcpad) {
 694                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 695                 u32 padto;
 696
 697                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 698                 if (skb->len < padto)
 699                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 700         }
 701         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 702         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 703         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 704         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 705
 706         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 707
 708         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 709         if (esp.nfrags < 0)
 710                 return esp.nfrags;
 711
 712         esph = esp.esph;
 713         esph->spi = x->id.spi;
 714
 715         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 716         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 717                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 718
 719         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 720
 721         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 722 }
 723
 724 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 725 {
 726         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 727         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 728         struct crypto_aead *aead = x->data;
 729         int alen, hlen, elen;
 730         int padlen, trimlen;
 731         __wsum csumdiff;
 732         u8 nexthdr[2];
 733         int ret;
 734
 735         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 736         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 737         elen = skb->len - hlen;
 738
 739         if (xo && (xo->flags & XFRM_ESP_NO_TRAILER)) {
 740                 ret = xo->proto;
 741                 goto out;
 742         }
 743
 744         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 745                 BUG();
 746
 747         ret = -EINVAL;
 748         padlen = nexthdr[0];
 749         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 750                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 751                                     padlen + 2, elen - alen);
 752                 goto out;
 753         }
 754
 755         trimlen = alen + padlen + 2;
 756         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 757                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 758                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 759                                            skb->len - trimlen);
 760         }
 761         pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 762
 763         ret = nexthdr[1];
 764
 765 out:
 766         return ret;
 767 }
 768
 769 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 770 {
 771         const struct iphdr *iph;
 772         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 773         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 774         struct crypto_aead *aead = x->data;
 775         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 776         int ihl;
 777
 778         if (!xo || (xo && !(xo->flags & CRYPTO_DONE)))
 779                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 780
 781         if (unlikely(err))
 782                 goto out;
 783
 784         err = esp_remove_trailer(skb);
 785         if (unlikely(err < 0))
 786                 goto out;
 787
 788         iph = ip_hdr(skb);
 789         ihl = iph->ihl * 4;
 790
 791         if (x->encap) {
 792                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 793                 struct tcphdr *th = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 794                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 795                 __be16 source;
 796
 797                 switch (x->encap->encap_type) {
 798                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 799                         source = th->source;
 800                         break;
 801                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 802                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
 803                         source = uh->source;
 804                         break;
 805                 default:
 806                         WARN_ON_ONCE(1);
 807                         err = -EINVAL;
 808                         goto out;
 809                 }
 810
 811                 /*
 812                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 813                  *    advertize the change to the keying daemon.
 814                  *    This is an inbound SA, so just compare
 815                  *    SRC ports.
 816                  */
 817                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 818                     source != encap->encap_sport) {
 819                         xfrm_address_t ipaddr;
 820
 821                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 822                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 823
 824                         /* XXX: perhaps add an extra
 825                          * policy check here, to see
 826                          * if we should allow or
 827                          * reject a packet from a
 828                          * different source
 829                          * address/port.
 830                          */
 831                 }
 832
 833                 /*
 834                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 835                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 836                  *    perform other post-processing fixes
 837                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 838                  *    section 3.1.2
 839                  */
 840                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 841                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 842         }
 843
 844         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 845         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 846                 skb_reset_transport_header(skb);
 847         else
 848                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 849
 850         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 851         if (err == IPPROTO_NONE)
 852                 err = -EINVAL;
 853
 854 out:
 855         return err;
 856 }
 857 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 858
 859 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
 860 {
 861         struct sk_buff *skb = base->data;
 862
 863         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 864 }
 865
 866 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 867 {
 868         esp_restore_header(skb, 0);
 869         __skb_pull(skb, 4);
 870 }
 871
 872 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 873 {
 874         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 875         struct ip_esp_hdr *esph;
 876
 877         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 878          * accomodate the high bits.  We will move it back after
 879          * decryption.
 880          */
 881         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 882                 esph = skb_push(skb, 4);
 883                 *seqhi = esph->spi;
 884                 esph->spi = esph->seq_no;
 885                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 886         }
 887 }
 888
 889 static void esp_input_done_esn(struct crypto_async_request *base, int err)
 890 {
 891         struct sk_buff *skb = base->data;
 892
 893         esp_input_restore_header(skb);
 894         esp_input_done(base, err);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 899  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 900  * and common case.
 901  */
 902 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 903 {
 904         struct crypto_aead *aead = x->data;
 905         struct aead_request *req;
 906         struct sk_buff *trailer;
 907         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 908         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 909         int nfrags;
 910         int assoclen;
 911         int seqhilen;
 912         __be32 *seqhi;
 913         void *tmp;
 914         u8 *iv;
 915         struct scatterlist *sg;
 916         int err = -EINVAL;
 917
 918         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 919                 goto out;
 920
 921         if (elen <= 0)
 922                 goto out;
 923
 924         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 925         seqhilen = 0;
 926
 927         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 928                 seqhilen += sizeof(__be32);
 929                 assoclen += seqhilen;
 930         }
 931
 932         if (!skb_cloned(skb)) {
 933                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 934                         nfrags = 1;
 935
 936                         goto skip_cow;
 937                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 938                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 939                         nfrags++;
 940
 941                         goto skip_cow;
 942                 }
 943         }
 944
 945         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 946         if (err < 0)
 947                 goto out;
 948
 949         nfrags = err;
 950
 951 skip_cow:
 952         err = -ENOMEM;
 953         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 954         if (!tmp)
 955                 goto out;
 956
 957         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 958         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 959         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 960         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 961         sg = esp_req_sg(aead, req);
 962
 963         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 964
 965         sg_init_table(sg, nfrags);
 966         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 967         if (unlikely(err < 0)) {
 968                 kfree(tmp);
 969                 goto out;
 970         }
 971
 972         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 973
 974         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 975                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 976         else
 977                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 978
 979         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 980         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 981
 982         err = crypto_aead_decrypt(req);
 983         if (err == -EINPROGRESS)
 984                 goto out;
 985
 986         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 987                 esp_input_restore_header(skb);
 988
 989         err = esp_input_done2(skb, err);
 990
 991 out:
 992         return err;
 993 }
 994
 995 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 996 {
 997         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 998         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 999         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
1000         struct xfrm_state *x;
1001
1002         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
1003         case ICMP_DEST_UNREACH:
1004                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
1005                         return 0;
1006         case ICMP_REDIRECT:
1007                 break;
1008         default:
1009                 return 0;
1010         }
1011
1012         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
1013                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
1014         if (!x)
1015                 return 0;
1016
1017         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
1018                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
1019         else
1020                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
1021         xfrm_state_put(x);
1022
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
1027 {
1028         struct crypto_aead *aead = x->data;
1029
1030         if (!aead)
1031                 return;
1032
1033         crypto_free_aead(aead);
1034 }
1035
1036 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
1037 {
1038         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1039         struct crypto_aead *aead;
1040         int err;
1041
1042         err = -ENAMETOOLONG;
1043         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1044                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1045                 goto error;
1046
1047         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1048         err = PTR_ERR(aead);
1049         if (IS_ERR(aead))
1050                 goto error;
1051
1052         x->data = aead;
1053
1054         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1055                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1056         if (err)
1057                 goto error;
1058
1059         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1060         if (err)
1061                 goto error;
1062
1063 error:
1064         return err;
1065 }
1066
1067 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
1068 {
1069         struct crypto_aead *aead;
1070         struct crypto_authenc_key_param *param;
1071         struct rtattr *rta;
1072         char *key;
1073         char *p;
1074         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1075         unsigned int keylen;
1076         int err;
1077
1078         err = -EINVAL;
1079         if (!x->ealg)
1080                 goto error;
1081
1082         err = -ENAMETOOLONG;
1083
1084         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1085                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1086                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1087                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1088                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1089                              x->ealg->alg_name,
1090                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1091                         goto error;
1092         } else {
1093                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1094                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1095                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1096                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1097                              x->ealg->alg_name,
1098                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1099                         goto error;
1100         }
1101
1102         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1103         err = PTR_ERR(aead);
1104         if (IS_ERR(aead))
1105                 goto error;
1106
1107         x->data = aead;
1108
1109         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1110                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1111         err = -ENOMEM;
1112         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1113         if (!key)
1114                 goto error;
1115
1116         p = key;
1117         rta = (void *)p;
1118         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1119         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1120         param = RTA_DATA(rta);
1121         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1122
1123         if (x->aalg) {
1124                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1125
1126                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1127                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1128
1129                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1130                 BUG_ON(!aalg_desc);
1131
1132                 err = -EINVAL;
1133                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1134                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1135                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
1136                                 x->aalg->alg_name,
1137                                 crypto_aead_authsize(aead),
1138                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
1139                         goto free_key;
1140                 }
1141
1142                 err = crypto_aead_setauthsize(
1143                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1144                 if (err)
1145                         goto free_key;
1146         }
1147
1148         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1149         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1150
1151         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1152
1153 free_key:
1154         kfree(key);
1155
1156 error:
1157         return err;
1158 }
1159
1160 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
1161 {
1162         struct crypto_aead *aead;
1163         u32 align;
1164         int err;
1165
1166         x->data = NULL;
1167
1168         if (x->aead)
1169                 err = esp_init_aead(x);
1170         else
1171                 err = esp_init_authenc(x);
1172
1173         if (err)
1174                 goto error;
1175
1176         aead = x->data;
1177
1178         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1179                               crypto_aead_ivsize(aead);
1180         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
1181                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1182         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1183                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1184         if (x->encap) {
1185                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1186
1187                 switch (encap->encap_type) {
1188                 default:
1189                         err = -EINVAL;
1190                         goto error;
1191                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1192                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1193                         break;
1194                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
1195                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
1196                         break;
1197 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
1198                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1199                         /* only the length field, TCP encap is done by
1200                          * the socket
1201                          */
1202                         x->props.header_len += 2;
1203                         break;
1204 #endif
1205                 }
1206         }
1207
1208         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1209         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1210
1211 error:
1212         return err;
1213 }
1214
1215 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1216 {
1217         return 0;
1218 }
1219
1220 static const struct xfrm_type esp_type =
1221 {
1222         .description    = "ESP4",
1223         .owner          = THIS_MODULE,
1224         .proto          = IPPROTO_ESP,
1225         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1226         .init_state     = esp_init_state,
1227         .destructor     = esp_destroy,
1228         .input          = esp_input,
1229         .output         = esp_output,
1230 };
1231
1232 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1233         .handler        =       xfrm4_rcv,
1234         .input_handler  =       xfrm_input,
1235         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1236         .err_handler    =       esp4_err,
1237         .priority       =       0,
1238 };
1239
1240 static int __init esp4_init(void)
1241 {
1242         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1243                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1244                 return -EAGAIN;
1245         }
1246         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1247                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1248                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1249                 return -EAGAIN;
1250         }
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 static void __exit esp4_fini(void)
1255 {
1256         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1257                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1258         xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1259 }
1260
1261 module_init(esp4_init);
1262 module_exit(esp4_fini);
1263 MODULE_LICENSE("GPL");
1264 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);