net/ipv6/esp6.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (C)2002 USAGI/WIDE Project
   4  *
   5  * Authors
   6  *
   7  *      Mitsuru KANDA @USAGI       : IPv6 Support
   8  *      Kazunori MIYAZAWA @USAGI   :
   9  *      Kunihiro Ishiguro <[email protected]>
  10  *
  11  *      This file is derived from net/ipv4/esp.c
  12  */
  13
  14 #define pr_fmt(fmt) "IPv6: " fmt
  15
  16 #include <crypto/aead.h>
  17 #include <crypto/authenc.h>
  18 #include <linux/err.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <net/ip.h>
  21 #include <net/xfrm.h>
  22 #include <net/esp.h>
  23 #include <linux/scatterlist.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/pfkeyv2.h>
  26 #include <linux/random.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/spinlock.h>
  29 #include <net/ip6_checksum.h>
  30 #include <net/ip6_route.h>
  31 #include <net/icmp.h>
  32 #include <net/ipv6.h>
  33 #include <net/protocol.h>
  34 #include <net/udp.h>
  35 #include <linux/icmpv6.h>
  36 #include <net/tcp.h>
  37 #include <net/espintcp.h>
  38 #include <net/inet6_hashtables.h>
  39 #include <linux/skbuff_ref.h>
  40
  41 #include <linux/highmem.h>
  42
  43 struct esp_skb_cb {
  44         struct xfrm_skb_cb xfrm;
  45         void *tmp;
  46 };
  47
  48 struct esp_output_extra {
  49         __be32 seqhi;
  50         u32 esphoff;
  51 };
  52
  53 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
  54
  55 /*
  56  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
  57  *
  58  * For alignment considerations the upper 32 bits of the sequence number are
  59  * placed at the front, if present. Followed by the IV, the request and finally
  60  * the SG list.
  61  *
  62  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
  63  */
  64 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int seqihlen)
  65 {
  66         unsigned int len;
  67
  68         len = seqihlen;
  69
  70         len += crypto_aead_ivsize(aead);
  71
  72         if (len) {
  73                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
  74                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
  75                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
  76         }
  77
  78         len += sizeof(struct aead_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
  79         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
  80
  81         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
  82
  83         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
  84 }
  85
  86 static inline void *esp_tmp_extra(void *tmp)
  87 {
  88         return PTR_ALIGN(tmp, __alignof__(struct esp_output_extra));
  89 }
  90
  91 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int seqhilen)
  92 {
  93         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
  94                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + seqhilen,
  95                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + seqhilen;
  96 }
  97
  98 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
  99 {
 100         struct aead_request *req;
 101
 102         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
 103                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
 104         aead_request_set_tfm(req, aead);
 105         return req;
 106 }
 107
 108 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
 109                                              struct aead_request *req)
 110 {
 111         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
 112                              crypto_aead_reqsize(aead),
 113                              __alignof__(struct scatterlist));
 114 }
 115
 116 static void esp_ssg_unref(struct xfrm_state *x, void *tmp, struct sk_buff *skb)
 117 {
 118         struct crypto_aead *aead = x->data;
 119         int extralen = 0;
 120         u8 *iv;
 121         struct aead_request *req;
 122         struct scatterlist *sg;
 123
 124         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)
 125                 extralen += sizeof(struct esp_output_extra);
 126
 127         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 128         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 129
 130         /* Unref skb_frag_pages in the src scatterlist if necessary.
 131          * Skip the first sg which comes from skb->data.
 132          */
 133         if (req->src != req->dst)
 134                 for (sg = sg_next(req->src); sg; sg = sg_next(sg))
 135                         skb_page_unref(sg_page(sg), skb->pp_recycle);
 136 }
 137
 138 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
 139 struct esp_tcp_sk {
 140         struct sock *sk;
 141         struct rcu_head rcu;
 142 };
 143
 144 static void esp_free_tcp_sk(struct rcu_head *head)
 145 {
 146         struct esp_tcp_sk *esk = container_of(head, struct esp_tcp_sk, rcu);
 147
 148         sock_put(esk->sk);
 149         kfree(esk);
 150 }
 151
 152 static struct sock *esp6_find_tcp_sk(struct xfrm_state *x)
 153 {
 154         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 155         struct net *net = xs_net(x);
 156         struct esp_tcp_sk *esk;
 157         __be16 sport, dport;
 158         struct sock *nsk;
 159         struct sock *sk;
 160
 161         sk = rcu_dereference(x->encap_sk);
 162         if (sk && sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED)
 163                 return sk;
 164
 165         spin_lock_bh(&x->lock);
 166         sport = encap->encap_sport;
 167         dport = encap->encap_dport;
 168         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 169                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 170         if (sk && sk == nsk) {
 171                 esk = kmalloc(sizeof(*esk), GFP_ATOMIC);
 172                 if (!esk) {
 173                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 174                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
 175                 }
 176                 RCU_INIT_POINTER(x->encap_sk, NULL);
 177                 esk->sk = sk;
 178                 call_rcu(&esk->rcu, esp_free_tcp_sk);
 179         }
 180         spin_unlock_bh(&x->lock);
 181
 182         sk = __inet6_lookup_established(net, net->ipv4.tcp_death_row.hashinfo, &x->id.daddr.in6,
 183                                         dport, &x->props.saddr.in6, ntohs(sport), 0, 0);
 184         if (!sk)
 185                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 186
 187         if (!tcp_is_ulp_esp(sk)) {
 188                 sock_put(sk);
 189                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 190         }
 191
 192         spin_lock_bh(&x->lock);
 193         nsk = rcu_dereference_protected(x->encap_sk,
 194                                         lockdep_is_held(&x->lock));
 195         if (encap->encap_sport != sport ||
 196             encap->encap_dport != dport) {
 197                 sock_put(sk);
 198                 sk = nsk ?: ERR_PTR(-EREMCHG);
 199         } else if (sk == nsk) {
 200                 sock_put(sk);
 201         } else {
 202                 rcu_assign_pointer(x->encap_sk, sk);
 203         }
 204         spin_unlock_bh(&x->lock);
 205
 206         return sk;
 207 }
 208
 209 static int esp_output_tcp_finish(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 210 {
 211         struct sock *sk;
 212         int err;
 213
 214         rcu_read_lock();
 215
 216         sk = esp6_find_tcp_sk(x);
 217         err = PTR_ERR_OR_ZERO(sk);
 218         if (err)
 219                 goto out;
 220
 221         bh_lock_sock(sk);
 222         if (sock_owned_by_user(sk))
 223                 err = espintcp_queue_out(sk, skb);
 224         else
 225                 err = espintcp_push_skb(sk, skb);
 226         bh_unlock_sock(sk);
 227
 228 out:
 229         rcu_read_unlock();
 230         return err;
 231 }
 232
 233 static int esp_output_tcp_encap_cb(struct net *net, struct sock *sk,
 234                                    struct sk_buff *skb)
 235 {
 236         struct dst_entry *dst = skb_dst(skb);
 237         struct xfrm_state *x = dst->xfrm;
 238
 239         return esp_output_tcp_finish(x, skb);
 240 }
 241
 242 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 243 {
 244         int err;
 245
 246         local_bh_disable();
 247         err = xfrm_trans_queue_net(xs_net(x), skb, esp_output_tcp_encap_cb);
 248         local_bh_enable();
 249
 250         /* EINPROGRESS just happens to do the right thing.  It
 251          * actually means that the skb has been consumed and
 252          * isn't coming back.
 253          */
 254         return err ?: -EINPROGRESS;
 255 }
 256 #else
 257 static int esp_output_tail_tcp(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 258 {
 259         WARN_ON(1);
 260         return -EOPNOTSUPP;
 261 }
 262 #endif
 263
 264 static void esp_output_encap_csum(struct sk_buff *skb)
 265 {
 266         /* UDP encap with IPv6 requires a valid checksum */
 267         if (*skb_mac_header(skb) == IPPROTO_UDP) {
 268                 struct udphdr *uh = udp_hdr(skb);
 269                 struct ipv6hdr *ip6h = ipv6_hdr(skb);
 270                 int len = ntohs(uh->len);
 271                 unsigned int offset = skb_transport_offset(skb);
 272                 __wsum csum = skb_checksum(skb, offset, skb->len - offset, 0);
 273
 274                 uh->check = csum_ipv6_magic(&ip6h->saddr, &ip6h->daddr,
 275                                             len, IPPROTO_UDP, csum);
 276                 if (uh->check == 0)
 277                         uh->check = CSUM_MANGLED_0;
 278         }
 279 }
 280
 281 static void esp_output_done(void *data, int err)
 282 {
 283         struct sk_buff *skb = data;
 284         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 285         void *tmp;
 286         struct xfrm_state *x;
 287
 288         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 289                 struct sec_path *sp = skb_sec_path(skb);
 290
 291                 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 292         } else {
 293                 x = skb_dst(skb)->xfrm;
 294         }
 295
 296         tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 297         esp_ssg_unref(x, tmp, skb);
 298         kfree(tmp);
 299
 300         esp_output_encap_csum(skb);
 301
 302         if (xo && (xo->flags & XFRM_DEV_RESUME)) {
 303                 if (err) {
 304                         XFRM_INC_STATS(xs_net(x), LINUX_MIB_XFRMOUTSTATEPROTOERROR);
 305                         kfree_skb(skb);
 306                         return;
 307                 }
 308
 309                 skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));
 310                 secpath_reset(skb);
 311                 xfrm_dev_resume(skb);
 312         } else {
 313                 if (!err &&
 314                     x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 315                         esp_output_tail_tcp(x, skb);
 316                 else
 317                         xfrm_output_resume(skb->sk, skb, err);
 318         }
 319 }
 320
 321 /* Move ESP header back into place. */
 322 static void esp_restore_header(struct sk_buff *skb, unsigned int offset)
 323 {
 324         struct ip_esp_hdr *esph = (void *)(skb->data + offset);
 325         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 326         __be32 *seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 327
 328         esph->seq_no = esph->spi;
 329         esph->spi = *seqhi;
 330 }
 331
 332 static void esp_output_restore_header(struct sk_buff *skb)
 333 {
 334         void *tmp = ESP_SKB_CB(skb)->tmp;
 335         struct esp_output_extra *extra = esp_tmp_extra(tmp);
 336
 337         esp_restore_header(skb, skb_transport_offset(skb) + extra->esphoff -
 338                                 sizeof(__be32));
 339 }
 340
 341 static struct ip_esp_hdr *esp_output_set_esn(struct sk_buff *skb,
 342                                              struct xfrm_state *x,
 343                                              struct ip_esp_hdr *esph,
 344                                              struct esp_output_extra *extra)
 345 {
 346         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 347          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 348          * encryption.
 349          */
 350         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 351                 __u32 seqhi;
 352                 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 353
 354                 if (xo)
 355                         seqhi = xo->seq.hi;
 356                 else
 357                         seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi;
 358
 359                 extra->esphoff = (unsigned char *)esph -
 360                                  skb_transport_header(skb);
 361                 esph = (struct ip_esp_hdr *)((unsigned char *)esph - 4);
 362                 extra->seqhi = esph->spi;
 363                 esph->seq_no = htonl(seqhi);
 364         }
 365
 366         esph->spi = x->id.spi;
 367
 368         return esph;
 369 }
 370
 371 static void esp_output_done_esn(void *data, int err)
 372 {
 373         struct sk_buff *skb = data;
 374
 375         esp_output_restore_header(skb);
 376         esp_output_done(data, err);
 377 }
 378
 379 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_udp_encap(struct sk_buff *skb,
 380                                                int encap_type,
 381                                                struct esp_info *esp,
 382                                                __be16 sport,
 383                                                __be16 dport)
 384 {
 385         struct udphdr *uh;
 386         unsigned int len;
 387
 388         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 389         if (len > U16_MAX)
 390                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 391
 392         uh = (struct udphdr *)esp->esph;
 393         uh->source = sport;
 394         uh->dest = dport;
 395         uh->len = htons(len);
 396         uh->check = 0;
 397
 398         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
 399
 400         return (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
 401 }
 402
 403 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
 404 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 405                                                 struct sk_buff *skb,
 406                                                 struct esp_info *esp)
 407 {
 408         __be16 *lenp = (void *)esp->esph;
 409         struct ip_esp_hdr *esph;
 410         unsigned int len;
 411         struct sock *sk;
 412
 413         len = skb->len + esp->tailen - skb_transport_offset(skb);
 414         if (len > IP_MAX_MTU)
 415                 return ERR_PTR(-EMSGSIZE);
 416
 417         rcu_read_lock();
 418         sk = esp6_find_tcp_sk(x);
 419         rcu_read_unlock();
 420
 421         if (IS_ERR(sk))
 422                 return ERR_CAST(sk);
 423
 424         *lenp = htons(len);
 425         esph = (struct ip_esp_hdr *)(lenp + 1);
 426
 427         return esph;
 428 }
 429 #else
 430 static struct ip_esp_hdr *esp6_output_tcp_encap(struct xfrm_state *x,
 431                                                 struct sk_buff *skb,
 432                                                 struct esp_info *esp)
 433 {
 434         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 435 }
 436 #endif
 437
 438 static int esp6_output_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,
 439                             struct esp_info *esp)
 440 {
 441         struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 442         struct ip_esp_hdr *esph;
 443         __be16 sport, dport;
 444         int encap_type;
 445
 446         spin_lock_bh(&x->lock);
 447         sport = encap->encap_sport;
 448         dport = encap->encap_dport;
 449         encap_type = encap->encap_type;
 450         spin_unlock_bh(&x->lock);
 451
 452         switch (encap_type) {
 453         default:
 454         case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 455                 esph = esp6_output_udp_encap(skb, encap_type, esp, sport, dport);
 456                 break;
 457         case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 458                 esph = esp6_output_tcp_encap(x, skb, esp);
 459                 break;
 460         }
 461
 462         if (IS_ERR(esph))
 463                 return PTR_ERR(esph);
 464
 465         esp->esph = esph;
 466
 467         return 0;
 468 }
 469
 470 int esp6_output_head(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 471 {
 472         u8 *tail;
 473         int nfrags;
 474         int esph_offset;
 475         struct page *page;
 476         struct sk_buff *trailer;
 477         int tailen = esp->tailen;
 478
 479         if (x->encap) {
 480                 int err = esp6_output_encap(x, skb, esp);
 481
 482                 if (err < 0)
 483                         return err;
 484         }
 485
 486         if (ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE ||
 487             ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES) > PAGE_SIZE)
 488                 goto cow;
 489
 490         if (!skb_cloned(skb)) {
 491                 if (tailen <= skb_tailroom(skb)) {
 492                         nfrags = 1;
 493                         trailer = skb;
 494                         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 495
 496                         goto skip_cow;
 497                 } else if ((skb_shinfo(skb)->nr_frags < MAX_SKB_FRAGS)
 498                            && !skb_has_frag_list(skb)) {
 499                         int allocsize;
 500                         struct sock *sk = skb->sk;
 501                         struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 502
 503                         esp->inplace = false;
 504
 505                         allocsize = ALIGN(tailen, L1_CACHE_BYTES);
 506
 507                         spin_lock_bh(&x->lock);
 508
 509                         if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 510                                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 511                                 goto cow;
 512                         }
 513
 514                         page = pfrag->page;
 515                         get_page(page);
 516
 517                         tail = page_address(page) + pfrag->offset;
 518
 519                         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 520
 521                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 522
 523                         __skb_fill_page_desc(skb, nfrags, page, pfrag->offset,
 524                                              tailen);
 525                         skb_shinfo(skb)->nr_frags = ++nfrags;
 526
 527                         pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 528
 529                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 530
 531                         nfrags++;
 532
 533                         skb->len += tailen;
 534                         skb->data_len += tailen;
 535                         skb->truesize += tailen;
 536                         if (sk && sk_fullsock(sk))
 537                                 refcount_add(tailen, &sk->sk_wmem_alloc);
 538
 539                         goto out;
 540                 }
 541         }
 542
 543 cow:
 544         esph_offset = (unsigned char *)esp->esph - skb_transport_header(skb);
 545
 546         nfrags = skb_cow_data(skb, tailen, &trailer);
 547         if (nfrags < 0)
 548                 goto out;
 549         tail = skb_tail_pointer(trailer);
 550         esp->esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb_transport_header(skb) + esph_offset);
 551
 552 skip_cow:
 553         esp_output_fill_trailer(tail, esp->tfclen, esp->plen, esp->proto);
 554         pskb_put(skb, trailer, tailen);
 555
 556 out:
 557         return nfrags;
 558 }
 559 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_output_head);
 560
 561 int esp6_output_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb, struct esp_info *esp)
 562 {
 563         u8 *iv;
 564         int alen;
 565         void *tmp;
 566         int ivlen;
 567         int assoclen;
 568         int extralen;
 569         struct page *page;
 570         struct ip_esp_hdr *esph;
 571         struct aead_request *req;
 572         struct crypto_aead *aead;
 573         struct scatterlist *sg, *dsg;
 574         struct esp_output_extra *extra;
 575         int err = -ENOMEM;
 576
 577         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 578         extralen = 0;
 579
 580         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 581                 extralen += sizeof(*extra);
 582                 assoclen += sizeof(__be32);
 583         }
 584
 585         aead = x->data;
 586         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 587         ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 588
 589         tmp = esp_alloc_tmp(aead, esp->nfrags + 2, extralen);
 590         if (!tmp)
 591                 goto error;
 592
 593         extra = esp_tmp_extra(tmp);
 594         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, extralen);
 595         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 596         sg = esp_req_sg(aead, req);
 597
 598         if (esp->inplace)
 599                 dsg = sg;
 600         else
 601                 dsg = &sg[esp->nfrags];
 602
 603         esph = esp_output_set_esn(skb, x, esp->esph, extra);
 604         esp->esph = esph;
 605
 606         sg_init_table(sg, esp->nfrags);
 607         err = skb_to_sgvec(skb, sg,
 608                            (unsigned char *)esph - skb->data,
 609                            assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 610         if (unlikely(err < 0))
 611                 goto error_free;
 612
 613         if (!esp->inplace) {
 614                 int allocsize;
 615                 struct page_frag *pfrag = &x->xfrag;
 616
 617                 allocsize = ALIGN(skb->data_len, L1_CACHE_BYTES);
 618
 619                 spin_lock_bh(&x->lock);
 620                 if (unlikely(!skb_page_frag_refill(allocsize, pfrag, GFP_ATOMIC))) {
 621                         spin_unlock_bh(&x->lock);
 622                         goto error_free;
 623                 }
 624
 625                 skb_shinfo(skb)->nr_frags = 1;
 626
 627                 page = pfrag->page;
 628                 get_page(page);
 629                 /* replace page frags in skb with new page */
 630                 __skb_fill_page_desc(skb, 0, page, pfrag->offset, skb->data_len);
 631                 pfrag->offset = pfrag->offset + allocsize;
 632                 spin_unlock_bh(&x->lock);
 633
 634                 sg_init_table(dsg, skb_shinfo(skb)->nr_frags + 1);
 635                 err = skb_to_sgvec(skb, dsg,
 636                                    (unsigned char *)esph - skb->data,
 637                                    assoclen + ivlen + esp->clen + alen);
 638                 if (unlikely(err < 0))
 639                         goto error_free;
 640         }
 641
 642         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 643                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done_esn, skb);
 644         else
 645                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
 646
 647         aead_request_set_crypt(req, sg, dsg, ivlen + esp->clen, iv);
 648         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 649
 650         memset(iv, 0, ivlen);
 651         memcpy(iv + ivlen - min(ivlen, 8), (u8 *)&esp->seqno + 8 - min(ivlen, 8),
 652                min(ivlen, 8));
 653
 654         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 655         err = crypto_aead_encrypt(req);
 656
 657         switch (err) {
 658         case -EINPROGRESS:
 659                 goto error;
 660
 661         case -ENOSPC:
 662                 err = NET_XMIT_DROP;
 663                 break;
 664
 665         case 0:
 666                 if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 667                         esp_output_restore_header(skb);
 668                 esp_output_encap_csum(skb);
 669         }
 670
 671         if (sg != dsg)
 672                 esp_ssg_unref(x, tmp, skb);
 673
 674         if (!err && x->encap && x->encap->encap_type == TCP_ENCAP_ESPINTCP)
 675                 err = esp_output_tail_tcp(x, skb);
 676
 677 error_free:
 678         kfree(tmp);
 679 error:
 680         return err;
 681 }
 682 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_output_tail);
 683
 684 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 685 {
 686         int alen;
 687         int blksize;
 688         struct ip_esp_hdr *esph;
 689         struct crypto_aead *aead;
 690         struct esp_info esp;
 691
 692         esp.inplace = true;
 693
 694         esp.proto = *skb_mac_header(skb);
 695         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 696
 697         /* skb is pure payload to encrypt */
 698
 699         aead = x->data;
 700         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 701
 702         esp.tfclen = 0;
 703         if (x->tfcpad) {
 704                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
 705                 u32 padto;
 706
 707                 padto = min(x->tfcpad, xfrm_state_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
 708                 if (skb->len < padto)
 709                         esp.tfclen = padto - skb->len;
 710         }
 711         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 712         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 713         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 714         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 715
 716         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 717
 718         esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 719         if (esp.nfrags < 0)
 720                 return esp.nfrags;
 721
 722         esph = esp.esph;
 723         esph->spi = x->id.spi;
 724
 725         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 726         esp.seqno = cpu_to_be64(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
 727                             ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
 728
 729         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 730
 731         return esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 732 }
 733
 734 static inline int esp_remove_trailer(struct sk_buff *skb)
 735 {
 736         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 737         struct crypto_aead *aead = x->data;
 738         int alen, hlen, elen;
 739         int padlen, trimlen;
 740         __wsum csumdiff;
 741         u8 nexthdr[2];
 742         int ret;
 743
 744         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 745         hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 746         elen = skb->len - hlen;
 747
 748         ret = skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2);
 749         BUG_ON(ret);
 750
 751         ret = -EINVAL;
 752         padlen = nexthdr[0];
 753         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
 754                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
 755                                     padlen + 2, elen - alen);
 756                 goto out;
 757         }
 758
 759         trimlen = alen + padlen + 2;
 760         if (skb->ip_summed == CHECKSUM_COMPLETE) {
 761                 csumdiff = skb_checksum(skb, skb->len - trimlen, trimlen, 0);
 762                 skb->csum = csum_block_sub(skb->csum, csumdiff,
 763                                            skb->len - trimlen);
 764         }
 765         ret = pskb_trim(skb, skb->len - trimlen);
 766         if (unlikely(ret))
 767                 return ret;
 768
 769         ret = nexthdr[1];
 770
 771 out:
 772         return ret;
 773 }
 774
 775 int esp6_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
 776 {
 777         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 778         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 779         struct crypto_aead *aead = x->data;
 780         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
 781         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
 782
 783         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 784                 kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
 785
 786         if (unlikely(err))
 787                 goto out;
 788
 789         err = esp_remove_trailer(skb);
 790         if (unlikely(err < 0))
 791                 goto out;
 792
 793         if (x->encap) {
 794                 const struct ipv6hdr *ip6h = ipv6_hdr(skb);
 795                 int offset = skb_network_offset(skb) + sizeof(*ip6h);
 796                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
 797                 u8 nexthdr = ip6h->nexthdr;
 798                 __be16 frag_off, source;
 799                 struct udphdr *uh;
 800                 struct tcphdr *th;
 801
 802                 offset = ipv6_skip_exthdr(skb, offset, &nexthdr, &frag_off);
 803                 if (offset == -1) {
 804                         err = -EINVAL;
 805                         goto out;
 806                 }
 807
 808                 uh = (void *)(skb->data + offset);
 809                 th = (void *)(skb->data + offset);
 810                 hdr_len += offset;
 811
 812                 switch (x->encap->encap_type) {
 813                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
 814                         source = th->source;
 815                         break;
 816                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
 817                         source = uh->source;
 818                         break;
 819                 default:
 820                         WARN_ON_ONCE(1);
 821                         err = -EINVAL;
 822                         goto out;
 823                 }
 824
 825                 /*
 826                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
 827                  *    advertise the change to the keying daemon.
 828                  *    This is an inbound SA, so just compare
 829                  *    SRC ports.
 830                  */
 831                 if (!ipv6_addr_equal(&ip6h->saddr, &x->props.saddr.in6) ||
 832                     source != encap->encap_sport) {
 833                         xfrm_address_t ipaddr;
 834
 835                         memcpy(&ipaddr.a6, &ip6h->saddr.s6_addr, sizeof(ipaddr.a6));
 836                         km_new_mapping(x, &ipaddr, source);
 837
 838                         /* XXX: perhaps add an extra
 839                          * policy check here, to see
 840                          * if we should allow or
 841                          * reject a packet from a
 842                          * different source
 843                          * address/port.
 844                          */
 845                 }
 846
 847                 /*
 848                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
 849                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
 850                  *    perform other post-processing fixes
 851                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
 852                  *    section 3.1.2
 853                  */
 854                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
 855                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 856         }
 857
 858         skb_postpull_rcsum(skb, skb_network_header(skb),
 859                            skb_network_header_len(skb));
 860         skb_pull_rcsum(skb, hlen);
 861         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
 862                 skb_reset_transport_header(skb);
 863         else
 864                 skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
 865
 866         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
 867         if (err == IPPROTO_NONE)
 868                 err = -EINVAL;
 869
 870 out:
 871         return err;
 872 }
 873 EXPORT_SYMBOL_GPL(esp6_input_done2);
 874
 875 static void esp_input_done(void *data, int err)
 876 {
 877         struct sk_buff *skb = data;
 878
 879         xfrm_input_resume(skb, esp6_input_done2(skb, err));
 880 }
 881
 882 static void esp_input_restore_header(struct sk_buff *skb)
 883 {
 884         esp_restore_header(skb, 0);
 885         __skb_pull(skb, 4);
 886 }
 887
 888 static void esp_input_set_header(struct sk_buff *skb, __be32 *seqhi)
 889 {
 890         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
 891
 892         /* For ESN we move the header forward by 4 bytes to
 893          * accommodate the high bits.  We will move it back after
 894          * decryption.
 895          */
 896         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
 897                 struct ip_esp_hdr *esph = skb_push(skb, 4);
 898
 899                 *seqhi = esph->spi;
 900                 esph->spi = esph->seq_no;
 901                 esph->seq_no = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
 902         }
 903 }
 904
 905 static void esp_input_done_esn(void *data, int err)
 906 {
 907         struct sk_buff *skb = data;
 908
 909         esp_input_restore_header(skb);
 910         esp_input_done(data, err);
 911 }
 912
 913 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 914 {
 915         struct crypto_aead *aead = x->data;
 916         struct aead_request *req;
 917         struct sk_buff *trailer;
 918         int ivlen = crypto_aead_ivsize(aead);
 919         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - ivlen;
 920         int nfrags;
 921         int assoclen;
 922         int seqhilen;
 923         int ret = 0;
 924         void *tmp;
 925         __be32 *seqhi;
 926         u8 *iv;
 927         struct scatterlist *sg;
 928
 929         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + ivlen)) {
 930                 ret = -EINVAL;
 931                 goto out;
 932         }
 933
 934         if (elen <= 0) {
 935                 ret = -EINVAL;
 936                 goto out;
 937         }
 938
 939         assoclen = sizeof(struct ip_esp_hdr);
 940         seqhilen = 0;
 941
 942         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
 943                 seqhilen += sizeof(__be32);
 944                 assoclen += seqhilen;
 945         }
 946
 947         if (!skb_cloned(skb)) {
 948                 if (!skb_is_nonlinear(skb)) {
 949                         nfrags = 1;
 950
 951                         goto skip_cow;
 952                 } else if (!skb_has_frag_list(skb)) {
 953                         nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
 954                         nfrags++;
 955
 956                         goto skip_cow;
 957                 }
 958         }
 959
 960         nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
 961         if (nfrags < 0) {
 962                 ret = -EINVAL;
 963                 goto out;
 964         }
 965
 966 skip_cow:
 967         ret = -ENOMEM;
 968         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags, seqhilen);
 969         if (!tmp)
 970                 goto out;
 971
 972         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
 973         seqhi = esp_tmp_extra(tmp);
 974         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
 975         req = esp_tmp_req(aead, iv);
 976         sg = esp_req_sg(aead, req);
 977
 978         esp_input_set_header(skb, seqhi);
 979
 980         sg_init_table(sg, nfrags);
 981         ret = skb_to_sgvec(skb, sg, 0, skb->len);
 982         if (unlikely(ret < 0)) {
 983                 kfree(tmp);
 984                 goto out;
 985         }
 986
 987         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 988
 989         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
 990                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done_esn, skb);
 991         else
 992                 aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
 993
 994         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen + ivlen, iv);
 995         aead_request_set_ad(req, assoclen);
 996
 997         ret = crypto_aead_decrypt(req);
 998         if (ret == -EINPROGRESS)
 999                 goto out;
1000
1001         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN))
1002                 esp_input_restore_header(skb);
1003
1004         ret = esp6_input_done2(skb, ret);
1005
1006 out:
1007         return ret;
1008 }
1009
1010 static int esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
1011                     u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
1012 {
1013         struct net *net = dev_net(skb->dev);
1014         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
1015         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
1016         struct xfrm_state *x;
1017
1018         if (type != ICMPV6_PKT_TOOBIG &&
1019             type != NDISC_REDIRECT)
1020                 return 0;
1021
1022         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
1023                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
1024         if (!x)
1025                 return 0;
1026
1027         if (type == NDISC_REDIRECT)
1028                 ip6_redirect(skb, net, skb->dev->ifindex, 0,
1029                              sock_net_uid(net, NULL));
1030         else
1031                 ip6_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0, sock_net_uid(net, NULL));
1032         xfrm_state_put(x);
1033
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
1038 {
1039         struct crypto_aead *aead = x->data;
1040
1041         if (!aead)
1042                 return;
1043
1044         crypto_free_aead(aead);
1045 }
1046
1047 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x, struct netlink_ext_ack *extack)
1048 {
1049         char aead_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1050         struct crypto_aead *aead;
1051         int err;
1052
1053         if (snprintf(aead_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
1054                      x->geniv, x->aead->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1055                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1056                 return -ENAMETOOLONG;
1057         }
1058
1059         aead = crypto_alloc_aead(aead_name, 0, 0);
1060         err = PTR_ERR(aead);
1061         if (IS_ERR(aead))
1062                 goto error;
1063
1064         x->data = aead;
1065
1066         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
1067                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
1068         if (err)
1069                 goto error;
1070
1071         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
1072         if (err)
1073                 goto error;
1074
1075         return 0;
1076
1077 error:
1078         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1079         return err;
1080 }
1081
1082 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x,
1083                             struct netlink_ext_ack *extack)
1084 {
1085         struct crypto_aead *aead;
1086         struct crypto_authenc_key_param *param;
1087         struct rtattr *rta;
1088         char *key;
1089         char *p;
1090         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
1091         unsigned int keylen;
1092         int err;
1093
1094         err = -ENAMETOOLONG;
1095
1096         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
1097                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1098                              "%s%sauthencesn(%s,%s)%s",
1099                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1100                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1101                              x->ealg->alg_name,
1102                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1103                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1104                         goto error;
1105                 }
1106         } else {
1107                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1108                              "%s%sauthenc(%s,%s)%s",
1109                              x->geniv ?: "", x->geniv ? "(" : "",
1110                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
1111                              x->ealg->alg_name,
1112                              x->geniv ? ")" : "") >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
1113                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Algorithm name is too long");
1114                         goto error;
1115                 }
1116         }
1117
1118         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
1119         err = PTR_ERR(aead);
1120         if (IS_ERR(aead)) {
1121                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1122                 goto error;
1123         }
1124
1125         x->data = aead;
1126
1127         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
1128                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
1129         err = -ENOMEM;
1130         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
1131         if (!key)
1132                 goto error;
1133
1134         p = key;
1135         rta = (void *)p;
1136         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
1137         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
1138         param = RTA_DATA(rta);
1139         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
1140
1141         if (x->aalg) {
1142                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
1143
1144                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
1145                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
1146
1147                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
1148                 BUG_ON(!aalg_desc);
1149
1150                 err = -EINVAL;
1151                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
1152                     crypto_aead_authsize(aead)) {
1153                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1154                         goto free_key;
1155                 }
1156
1157                 err = crypto_aead_setauthsize(
1158                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
1159                 if (err) {
1160                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Kernel was unable to initialize cryptographic operations");
1161                         goto free_key;
1162                 }
1163         }
1164
1165         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1166         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
1167
1168         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
1169
1170 free_key:
1171         kfree(key);
1172
1173 error:
1174         return err;
1175 }
1176
1177 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x, struct netlink_ext_ack *extack)
1178 {
1179         struct crypto_aead *aead;
1180         u32 align;
1181         int err;
1182
1183         x->data = NULL;
1184
1185         if (x->aead) {
1186                 err = esp_init_aead(x, extack);
1187         } else if (x->ealg) {
1188                 err = esp_init_authenc(x, extack);
1189         } else {
1190                 NL_SET_ERR_MSG(extack, "ESP: AEAD or CRYPT must be provided");
1191                 err = -EINVAL;
1192         }
1193
1194         if (err)
1195                 goto error;
1196
1197         aead = x->data;
1198
1199         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
1200                               crypto_aead_ivsize(aead);
1201         switch (x->props.mode) {
1202         case XFRM_MODE_BEET:
1203                 if (x->sel.family != AF_INET6)
1204                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
1205                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
1206                 break;
1207         default:
1208         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
1209                 break;
1210         case XFRM_MODE_TUNNEL:
1211                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
1212                 break;
1213         }
1214
1215         if (x->encap) {
1216                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
1217
1218                 switch (encap->encap_type) {
1219                 default:
1220                         NL_SET_ERR_MSG(extack, "Unsupported encapsulation type for ESP");
1221                         err = -EINVAL;
1222                         goto error;
1223                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
1224                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
1225                         break;
1226 #ifdef CONFIG_INET6_ESPINTCP
1227                 case TCP_ENCAP_ESPINTCP:
1228                         /* only the length field, TCP encap is done by
1229                          * the socket
1230                          */
1231                         x->props.header_len += 2;
1232                         break;
1233 #endif
1234                 }
1235         }
1236
1237         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
1238         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
1239
1240 error:
1241         return err;
1242 }
1243
1244 static int esp6_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
1245 {
1246         return 0;
1247 }
1248
1249 static const struct xfrm_type esp6_type = {
1250         .owner          = THIS_MODULE,
1251         .proto          = IPPROTO_ESP,
1252         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
1253         .init_state     = esp6_init_state,
1254         .destructor     = esp6_destroy,
1255         .input          = esp6_input,
1256         .output         = esp6_output,
1257 };
1258
1259 static struct xfrm6_protocol esp6_protocol = {
1260         .handler        =       xfrm6_rcv,
1261         .input_handler  =       xfrm_input,
1262         .cb_handler     =       esp6_rcv_cb,
1263         .err_handler    =       esp6_err,
1264         .priority       =       0,
1265 };
1266
1267 static int __init esp6_init(void)
1268 {
1269         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
1270                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
1271                 return -EAGAIN;
1272         }
1273         if (xfrm6_protocol_register(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
1274                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
1275                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
1276                 return -EAGAIN;
1277         }
1278
1279         return 0;
1280 }
1281
1282 static void __exit esp6_fini(void)
1283 {
1284         if (xfrm6_protocol_deregister(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
1285                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
1286         xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
1287 }
1288
1289 module_init(esp6_init);
1290 module_exit(esp6_fini);
1291
1292 MODULE_DESCRIPTION("IPv6 ESP transformation helpers");
1293 MODULE_LICENSE("GPL");
1294 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);