net/ipv4/esp4.c

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