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 #include <linux/skbuff_ref.h>
  24
  25 #include <linux/highmem.h>
  26
  27 struct esp_skb_cb {
  28         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  29         void *tmp;
  30 };
  31
  32 struct esp_output_extra {
  33         __be32 seqhi;
  34         u32 esphoff;
  35 };
  36
  37 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  38
  39 /*
  40  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
  41  *
  42  * For alignment considerations the IV is placed at the front, followed
  43  * by the request and finally the SG list.
  44  *
  45  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
  46  */
  47 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int extralen)
  48 {
  49         unsigned int len;
  50
  51         len = extralen;
  52
  53         len += crypto_aead_ivsize(aead);
  54
  55         if (len) {
  56                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
  57                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
  58                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  59         }
  60
  61         len += sizeof(struct aead_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
  62         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  63
  64         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  65
  66         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  67 }
  68
  69 static inline void *esp_tmp_extra(void *tmp)
  70 {
  71         return PTR_ALIGN(tmp, __alignof__(struct esp_output_extra));
  72 }
  73
  74 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int extralen)
  75 {
  76         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
  77                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + extralen,
  78                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + extralen;
  79 }
  80
  81 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
  82 {
  83         struct aead_request *req;
  84
  85         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
  86                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
  87         aead_request_set_tfm(req, aead);
  88         return req;
  89 }
  90
  91 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
  92                                              struct aead_request *req)
  93 {
  94         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
  95                              crypto_aead_reqsize(aead),
  96                              __alignof__(struct scatterlist));
  97 }
  98
  99 static void esp_ssg_unref(struct xfrm_state *x, void *tmp, struct sk_buff *skb)
 100 {
 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(struct esp_output_extra);
 109
 110         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 111         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 112
 113         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 114          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 115          */
 116         if (req->src != req->dst)
 117                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 118                         skb_page_unref(sg_page(sg), skb->pp_recycle);
 119 }
 120
 121 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 122 struct esp_tcp_sk {
 123         struct sock *sk;
 124         struct rcu_head rcu;
 125 };
 126
 127 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 128 {
 129         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 130
 131         sock_put(esk->sk);
 132         kfree(esk);
 133 }
 134
 135 static struct sock *esp_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 136 {
 137         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 138         struct net *net = xs_net(x);
 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(net, net->ipv4.tcp_death_row.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         WARN_ON(1);
 243         return -EOPNOTSUPP;
 244 }
 245 #endif
 246
 247 static void esp_output_done(void *data, int err)
 248 {
 249         struct sk_buff *skb = data;
 250         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 251         void *tmp;
 252         struct xfrm_state *x;
 253
 254         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 255                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 256
 257                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 258         } else {
 259                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 260         }
 261
 262         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 263         esp_ssg_unref(x, tmp, skb);
 264         kfree(tmp);
 265
 266         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 267                 if (err) {
 268                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 269                         kfree_skb(skb);
 270                         return;
 271                 }
 272
 273                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 274                 secpath_reset(skb);
 275                 xfrm_dev_resume(skb);
 276         } else {
 277                 if (!err &&
 278                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 279                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 280                 else
 281                         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 282         }
 283 }
 284
 285 /* Move ESP header back into place. */
 286 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 287 {
 288         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 289         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 290         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 291
 292         esph->seq_no = esph->spi;
 293         esph->spi = *seqhi;
 294 }
 295
 296 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 297 {
 298         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 299         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 300
 301         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 302                                 sizeof(__be32));
 303 }
 304
 305 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_extra(struct sk_buff *skb,
 306                                                struct xfrm_state *x,
 307                                                struct ip_esp_hdr *esph,
 308                                                struct esp_output_extra *extra)
 309 {
 310         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 311          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 312          * encryption.
 313          */
 314         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 315                 __u32 seqhi;
 316                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 317
 318                 if (xo)
 319                         seqhi = xo->seq.hi;
 320                 else
 321                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 322
 323                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 324                                  skb_transport_header(skb);
 325                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 326                 extra->seqhi = esph->spi;
 327                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 328         }
 329
 330         esph->spi = x->id.spi;
 331
 332         return esph;
 333 }
 334
 335 static void esp_output_done_esn(void *data, int err)
 336 {
 337         struct sk_buff *skb = data;
 338
 339         esp_output_restore_header(skb);
 340         esp_output_done(data, err);
 341 }
 342
 343 static struct ip_esp_hdr *esp_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 344                                                int encap_type,
 345                                                struct esp_info *esp,
 346                                                __be16 sport,
 347                                                __be16 dport)
 348 {
 349         struct udphdr *uh;
 350         unsigned int len;
 351         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 352
 353         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 354         if (len + sizeof(struct iphdr) > IP_MAX_MTU)
 355                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 356
 357         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 358         uh->source = sport;
 359         uh->dest = dport;
 360         uh->len = htons(len);
 361         uh->check = 0;
 362
 363         /* For IPv4 ESP with UDP encapsulation, if xo is not null, the skb is in the crypto offload
 364          * data path, which means that esp_output_udp_encap is called outside of the XFRM stack.
 365          * In this case, the mac header doesn't point to the IPv4 protocol field, so don't set it.
 366          */
 367         if (!xo || encap_type != UDP_ENCAP_ESPINUDP)
 368                 *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 369
 370         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 371 }
 372
 373 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
 374 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 375                                                     struct sk_buff *skb,
 376                                                     struct esp_info *esp)
 377 {
 378         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 379         struct ip_esp_hdr *esph;
 380         unsigned int len;
 381         struct sock *sk;
 382
 383         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 384         if (len > IP_MAX_MTU)
 385                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 386
 387         rcu_read_lock();
 388         sk = esp_find_tcp_sk(x);
 389         rcu_read_unlock();
 390
 391         if (IS_ERR(sk))
 392                 return ERR_CAST(sk);
 393
 394         *lenp = htons(len);
 395         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 396
 397         return esph;
 398 }
 399 #else
 400 static struct ip_esp_hdr *esp_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 401                                                     struct sk_buff *skb,
 402                                                     struct esp_info *esp)
 403 {
 404         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 405 }
 406 #endif
 407
 408 static int esp_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 409                             struct esp_info *esp)
 410 {
 411         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 412         struct ip_esp_hdr *esph;
 413         __be16 sport, dport;
 414         int encap_type;
 415
 416         spin_lock_bh(&x->lock);
 417         sport = encap->encap_sport;
 418         dport = encap->encap_dport;
 419         encap_type = encap->encap_type;
 420         spin_unlock_bh(&x->lock);
 421
 422         switch (encap_type) {
 423         default:
 424         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 425                 esph = esp_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 426                 break;
 427         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 428                 esph = esp_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 429                 break;
 430         }
 431
 432         if (IS_ERR(esph))
 433                 return PTR_ERR(esph);
 434
 435         esp->esph = esph;
 436
 437         return 0;
 438 }
 439
 440 int esp_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 441 {
 442         u8 *tail;
 443         int nfrags;
 444         int esph_offset;
 445         struct page *page;
 446         struct sk_buff *trailer;
 447         int tailen = esp->tailen;
 448
 449         /* this is non-NULL only with TCP/UDP Encapsulation */
 450         if (x->encap) {
 451                 int err = esp_output_encap(x, skb, esp);
 452
 453                 if (err < 0)
 454                         return err;
 455         }
 456
 457         if (ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE ||
 458             ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE)
 459                 goto cow;
 460
 461         if (!skb_cloned(skb)) {
 462                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 463                         nfrags = 1;
 464                         trailer = skb;
 465                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 466
 467                         goto skip_cow;
 468                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 469                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 470                         int allocsize;
 471                         struct sock *sk = skb->sk;
 472                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 473
 474                         esp->inplace = false;
 475
 476                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 477
 478                         spin_lock_bh(&x->lock);
 479
 480                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 481                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 482                                 goto cow;
 483                         }
 484
 485                         page = pfrag->page;
 486                         get_page(page);
 487
 488                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 489
 490                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 491
 492                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 493
 494                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 495                                              tailen);
 496                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 497
 498                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 499
 500                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 501
 502                         nfrags++;
 503
 504                         skb_len_add(skb, tailen);
 505                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 506                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 507
 508                         goto out;
 509                 }
 510         }
 511
 512 cow:
 513         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 514
 515         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 516         if (nfrags < 0)
 517                 goto out;
 518         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 519         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 520
 521 skip_cow:
 522         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 523         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 524
 525 out:
 526         return nfrags;
 527 }
 528 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_head);
 529
 530 int esp_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 531 {
 532         u8 *iv;
 533         int alen;
 534         void *tmp;
 535         int ivlen;
 536         int assoclen;
 537         int extralen;
 538         struct page *page;
 539         struct ip_esp_hdr *esph;
 540         struct crypto_aead *aead;
 541         struct aead_request *req;
 542         struct scatterlist *sg, *dsg;
 543         struct esp_output_extra *extra;
 544         int err = -ENOMEM;
 545
 546         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 547         extralen = 0;
 548
 549         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 550                 extralen += sizeof(*extra);
 551                 assoclen += sizeof(__be32);
 552         }
 553
 554         aead = x->data;
 555         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 556         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 557
 558         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 559         if (!tmp)
 560                 goto error;
 561
 562         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 563         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 564         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 565         sg = esp_req_sg(aead, req);
 566
 567         if (esp->inplace)
 568                 dsg = sg;
 569         else
 570                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 571
 572         esph = esp_output_set_extra(skb, x, esp->esph, extra);
 573         esp->esph = esph;
 574
 575         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 576         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 577                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 578                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 579         if (unlikely(err < 0))
 580                 goto error_free;
 581
 582         if (!esp->inplace) {
 583                 int allocsize;
 584                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 585
 586                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 587
 588                 spin_lock_bh(&x->lock);
 589                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 590                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 591                         goto error_free;
 592                 }
 593
 594                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 595
 596                 page = pfrag->page;
 597                 get_page(page);
 598                 /* replace page frags in skb with new page */
 599                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 600                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 601                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 602
 603                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 604                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 605                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 606                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 607                 if (unlikely(err < 0))
 608                         goto error_free;
 609         }
 610
 611         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 612                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 613         else
 614                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 615
 616         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 617         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 618
 619         memset(iv, 0, ivlen);
 620         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 621                min(ivlen, 8));
 622
 623         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 624         err = crypto_aead_encrypt(req);
 625
 626         switch (err) {
 627         case -EINPROGRESS:
 628                 goto error;
 629
 630         case -ENOSPC:
 631                 err = NET_XMIT_DROP;
 632                 break;
 633
 634         case 0:
 635                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 636                         esp_output_restore_header(skb);
 637         }
 638
 639         if (sg != dsg)
 640                 esp_ssg_unref(x, tmp, skb);
 641
 642         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 643                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 644
 645 error_free:
 646         kfree(tmp);
 647 error:
 648         return err;
 649 }
 650 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_output_tail);
 651
 652 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 653 {
 654         int alen;
 655         int blksize;
 656         struct ip_esp_hdr *esph;
 657         struct crypto_aead *aead;
 658         struct esp_info esp;
 659
 660         esp.inplace = true;
 661
 662         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 663         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 664
 665         /* skb is pure payload to encrypt */
 666
 667         aead = x->data;
 668         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 669
 670         esp.tfclen = 0;
 671         if (x->tfcpad) {
 672                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 673                 u32 padto;
 674
 675                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 676                 if (skb->len < padto)
 677                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 678         }
 679         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 680         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 681         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 682         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 683
 684         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 685
 686         esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 687         if (esp.nfrags < 0)
 688                 return esp.nfrags;
 689
 690         esph = esp.esph;
 691         esph->spi = x->id.spi;
 692
 693         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 694         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 695                                  ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 696
 697         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 698
 699         return esp_output_tail(x, skb, &esp);
 700 }
 701
 702 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 703 {
 704         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 705         struct crypto_aead *aead = x->data;
 706         int alen, hlen, elen;
 707         int padlen, trimlen;
 708         __wsum csumdiff;
 709         u8 nexthdr[2];
 710         int ret;
 711
 712         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 713         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 714         elen = skb->len - hlen;
 715
 716         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
 717                 BUG();
 718
 719         ret = -EINVAL;
 720         padlen = nexthdr[0];
 721         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 722                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 723                                     padlen + 2, elen - alen);
 724                 goto out;
 725         }
 726
 727         trimlen = alen + padlen + 2;
 728         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 729                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 730                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 731                                            skb->len - trimlen);
 732         }
 733         ret = pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 734         if (unlikely(ret))
 735                 return ret;
 736
 737         ret = nexthdr[1];
 738
 739 out:
 740         return ret;
 741 }
 742
 743 int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 744 {
 745         const struct iphdr *iph;
 746         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 747         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 748         struct crypto_aead *aead = x->data;
 749         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 750         int ihl;
 751
 752         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 753                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 754
 755         if (unlikely(err))
 756                 goto out;
 757
 758         err = esp_remove_trailer(skb);
 759         if (unlikely(err < 0))
 760                 goto out;
 761
 762         iph = ip_hdr(skb);
 763         ihl = iph->ihl * 4;
 764
 765         if (x->encap) {
 766                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 767                 struct tcphdr *th = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 768                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
 769                 __be16 source;
 770
 771                 switch (x->encap->encap_type) {
 772                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 773                         source = th->source;
 774                         break;
 775                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 776                         source = uh->source;
 777                         break;
 778                 default:
 779                         WARN_ON_ONCE(1);
 780                         err = -EINVAL;
 781                         goto out;
 782                 }
 783
 784                 /*
 785                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 786                  *    advertise the change to the keying daemon.
 787                  *    This is an inbound SA, so just compare
 788                  *    SRC ports.
 789                  */
 790                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
 791                     source != encap->encap_sport) {
 792                         xfrm_address_t ipaddr;
 793
 794                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
 795                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 796
 797                         /* XXX: perhaps add an extra
 798                          * policy check here, to see
 799                          * if we should allow or
 800                          * reject a packet from a
 801                          * different source
 802                          * address/port.
 803                          */
 804                 }
 805
 806                 /*
 807                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 808                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 809                  *    perform other post-processing fixes
 810                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 811                  *    section 3.1.2
 812                  */
 813                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 814                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 815         }
 816
 817         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 818         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 819                 skb_reset_transport_header(skb);
 820         else
 821                 skb_set_transport_header(skb, -ihl);
 822
 823         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 824         if (err == IPPROTO_NONE)
 825                 err = -EINVAL;
 826
 827 out:
 828         return err;
 829 }
 830 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp_input_done2);
 831
 832 static void esp_input_done(void *data, int err)
 833 {
 834         struct sk_buff *skb = data;
 835
 836         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
 837 }
 838
 839 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 840 {
 841         esp_restore_header(skb, 0);
 842         __skb_pull(skb, 4);
 843 }
 844
 845 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 846 {
 847         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 848         struct ip_esp_hdr *esph;
 849
 850         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 851          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 852          * decryption.
 853          */
 854         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 855                 esph = skb_push(skb, 4);
 856                 *seqhi = esph->spi;
 857                 esph->spi = esph->seq_no;
 858                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 859         }
 860 }
 861
 862 static void esp_input_done_esn(void *data, int err)
 863 {
 864         struct sk_buff *skb = data;
 865
 866         esp_input_restore_header(skb);
 867         esp_input_done(data, err);
 868 }
 869
 870 /*
 871  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
 872  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
 873  * and common case.
 874  */
 875 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 876 {
 877         struct crypto_aead *aead = x->data;
 878         struct aead_request *req;
 879         struct sk_buff *trailer;
 880         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 881         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 882         int nfrags;
 883         int assoclen;
 884         int seqhilen;
 885         __be32 *seqhi;
 886         void *tmp;
 887         u8 *iv;
 888         struct scatterlist *sg;
 889         int err = -EINVAL;
 890
 891         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen))
 892                 goto out;
 893
 894         if (elen <= 0)
 895                 goto out;
 896
 897         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 898         seqhilen = 0;
 899
 900         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 901                 seqhilen += sizeof(__be32);
 902                 assoclen += seqhilen;
 903         }
 904
 905         if (!skb_cloned(skb)) {
 906                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 907                         nfrags = 1;
 908
 909                         goto skip_cow;
 910                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 911                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 912                         nfrags++;
 913
 914                         goto skip_cow;
 915                 }
 916         }
 917
 918         err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 919         if (err < 0)
 920                 goto out;
 921
 922         nfrags = err;
 923
 924 skip_cow:
 925         err = -ENOMEM;
 926         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 927         if (!tmp)
 928                 goto out;
 929
 930         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 931         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 932         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 933         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 934         sg = esp_req_sg(aead, req);
 935
 936         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 937
 938         sg_init_table(sg, nfrags);
 939         err = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 940         if (unlikely(err < 0)) {
 941                 kfree(tmp);
 942                 goto out;
 943         }
 944
 945         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 946
 947         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 948                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 949         else
 950                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 951
 952         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 953         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 954
 955         err = crypto_aead_decrypt(req);
 956         if (err == -EINPROGRESS)
 957                 goto out;
 958
 959         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 960                 esp_input_restore_header(skb);
 961
 962         err = esp_input_done2(skb, err);
 963
 964 out:
 965         return err;
 966 }
 967
 968 static int esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
 969 {
 970         struct net *net = dev_net(skb->dev);
 971         const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;
 972         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
 973         struct xfrm_state *x;
 974
 975         switch (icmp_hdr(skb)->type) {
 976         case ICMP_DEST_UNREACH:
 977                 if (icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
 978                         return 0;
 979                 break;
 980         case ICMP_REDIRECT:
 981                 break;
 982         default:
 983                 return 0;
 984         }
 985
 986         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
 987                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
 988         if (!x)
 989                 return 0;
 990
 991         if (icmp_hdr(skb)->type == ICMP_DEST_UNREACH)
 992                 ipv4_update_pmtu(skb, net, info, 0, IPPROTO_ESP);
 993         else
 994                 ipv4_redirect(skb, net, 0, IPPROTO_ESP);
 995         xfrm_state_put(x);
 996
 997         return 0;
 998 }
 999
1000 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
1001 {
1002         struct crypto_aead *aead = x->data;
1003
1004         if (!aead)
1005                 return;
1006
1007         crypto_free_aead(aead);
1008 }
1009
1010 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x, struct netlink_ext_ack *extack)
1011 {
1012         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1013         struct crypto_aead *aead;
1014         int err;
1015
1016         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1017                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1018                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1019                 return -ENAMETOOLONG;
1020         }
1021
1022         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1023         err = PTR_ERR(aead);
1024         if (IS_ERR(aead))
1025                 goto error;
1026
1027         x->data = aead;
1028
1029         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1030                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1031         if (err)
1032                 goto error;
1033
1034         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1035         if (err)
1036                 goto error;
1037
1038         return 0;
1039
1040 error:
1041         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1042         return err;
1043 }
1044
1045 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x,
1046                             struct netlink_ext_ack *extack)
1047 {
1048         struct crypto_aead *aead;
1049         struct crypto_authenc_key_param *param;
1050         struct rtattr *rta;
1051         char *key;
1052         char *p;
1053         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1054         unsigned int keylen;
1055         int err;
1056
1057         err = -ENAMETOOLONG;
1058
1059         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1060                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1061                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1062                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1063                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1064                              x->ealg->alg_name,
1065                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1066                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1067                         goto error;
1068                 }
1069         } else {
1070                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1071                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1072                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1073                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1074                              x->ealg->alg_name,
1075                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1076                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1077                         goto error;
1078                 }
1079         }
1080
1081         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1082         err = PTR_ERR(aead);
1083         if (IS_ERR(aead)) {
1084                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1085                 goto error;
1086         }
1087
1088         x->data = aead;
1089
1090         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1091                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1092         err = -ENOMEM;
1093         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1094         if (!key)
1095                 goto error;
1096
1097         p = key;
1098         rta = (void *)p;
1099         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1100         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1101         param = RTA_DATA(rta);
1102         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1103
1104         if (x->aalg) {
1105                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1106
1107                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1108                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1109
1110                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1111                 BUG_ON(!aalg_desc);
1112
1113                 err = -EINVAL;
1114                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1115                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1116                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1117                         goto free_key;
1118                 }
1119
1120                 err = crypto_aead_setauthsize(
1121                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1122                 if (err) {
1123                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1124                         goto free_key;
1125                 }
1126         }
1127
1128         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1129         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1130
1131         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1132
1133 free_key:
1134         kfree_sensitive(key);
1135
1136 error:
1137         return err;
1138 }
1139
1140 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x, struct netlink_ext_ack *extack)
1141 {
1142         struct crypto_aead *aead;
1143         u32 align;
1144         int err;
1145
1146         x->data = NULL;
1147
1148         if (x->aead) {
1149                 err = esp_init_aead(x, extack);
1150         } else if (x->ealg) {
1151                 err = esp_init_authenc(x, extack);
1152         } else {
1153                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "ESP: AEAD or CRYPT must be provided");
1154                 err = -EINVAL;
1155         }
1156
1157         if (err)
1158                 goto error;
1159
1160         aead = x->data;
1161
1162         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1163                               crypto_aead_ivsize(aead);
1164         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
1165                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
1166         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
1167                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
1168         if (x->encap) {
1169                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1170
1171                 switch (encap->encap_type) {
1172                 default:
1173                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Unsupported encapsulation type for ESP");
1174                         err = -EINVAL;
1175                         goto error;
1176                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1177                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1178                         break;
1179 #ifdef CONFIG_INET_ESPINTCP
1180                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1181                         /* only the length field, TCP encap is done by
1182                          * the socket
1183                          */
1184                         x->props.header_len += 2;
1185                         break;
1186 #endif
1187                 }
1188         }
1189
1190         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1191         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1192
1193 error:
1194         return err;
1195 }
1196
1197 static int esp4_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1198 {
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static const struct xfrm_type esp_type =
1203 {
1204         .owner          = THIS_MODULE,
1205         .proto          = IPPROTO_ESP,
1206         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1207         .init_state     = esp_init_state,
1208         .destructor     = esp_destroy,
1209         .input          = esp_input,
1210         .output         = esp_output,
1211 };
1212
1213 static struct xfrm4_protocol esp4_protocol = {
1214         .handler        =       xfrm4_rcv,
1215         .input_handler  =       xfrm_input,
1216         .cb_handler     =       esp4_rcv_cb,
1217         .err_handler    =       esp4_err,
1218         .priority       =       0,
1219 };
1220
1221 static int __init esp4_init(void)
1222 {
1223         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
1224                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1225                 return -EAGAIN;
1226         }
1227         if (xfrm4_protocol_register(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1228                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1229                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1230                 return -EAGAIN;
1231         }
1232         return 0;
1233 }
1234
1235 static void __exit esp4_fini(void)
1236 {
1237         if (xfrm4_protocol_deregister(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1238                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1239         xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
1240 }
1241
1242 module_init(esp4_init);
1243 module_exit(esp4_fini);
1244 MODULE_DESCRIPTION("IPv4 ESP transformation library");
1245 MODULE_LICENSE("GPL");
1246 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);