Merge branches 'arm/rockchip', 'arm/exynos', 'arm/smmu', 'x86/vt-d', 'x86/amd', ...
[sfrench/cifs-2.6.git] / net / ipv6 / esp6.c
1 /*
2  * Copyright (C)2002 USAGI/WIDE Project
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16  *
17  * Authors
18  *
19  *      Mitsuru KANDA @USAGI       : IPv6 Support
20  *      Kazunori MIYAZAWA @USAGI   :
21  *      Kunihiro Ishiguro <kunihiro@ipinfusion.com>
22  *
23  *      This file is derived from net/ipv4/esp.c
24  */
25
26 #define pr_fmt(fmt) "IPv6: " fmt
27
28 #include <crypto/aead.h>
29 #include <crypto/authenc.h>
30 #include <linux/err.h>
31 #include <linux/module.h>
32 #include <net/ip.h>
33 #include <net/xfrm.h>
34 #include <net/esp.h>
35 #include <linux/scatterlist.h>
36 #include <linux/kernel.h>
37 #include <linux/pfkeyv2.h>
38 #include <linux/random.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/spinlock.h>
41 #include <net/ip6_route.h>
42 #include <net/icmp.h>
43 #include <net/ipv6.h>
44 #include <net/protocol.h>
45 #include <linux/icmpv6.h>
46
47 struct esp_skb_cb {
48         struct xfrm_skb_cb xfrm;
49         void *tmp;
50 };
51
52 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
53
54 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu);
55
56 /*
57  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
58  *
59  * For alignment considerations the upper 32 bits of the sequence number are
60  * placed at the front, if present. Followed by the IV, the request and finally
61  * the SG list.
62  *
63  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
64  */
65 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int seqihlen)
66 {
67         unsigned int len;
68
69         len = seqihlen;
70
71         len += crypto_aead_ivsize(aead);
72
73         if (len) {
74                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
75                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
76                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
77         }
78
79         len += sizeof(struct aead_givcrypt_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
80         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
81
82         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
83
84         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
85 }
86
87 static inline __be32 *esp_tmp_seqhi(void *tmp)
88 {
89         return PTR_ALIGN((__be32 *)tmp, __alignof__(__be32));
90 }
91
92 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int seqhilen)
93 {
94         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
95                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + seqhilen,
96                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + seqhilen;
97 }
98
99 static inline struct aead_givcrypt_request *esp_tmp_givreq(
100         struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
101 {
102         struct aead_givcrypt_request *req;
103
104         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
105                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
106         aead_givcrypt_set_tfm(req, aead);
107         return req;
108 }
109
110 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
111 {
112         struct aead_request *req;
113
114         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
115                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
116         aead_request_set_tfm(req, aead);
117         return req;
118 }
119
120 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
121                                              struct aead_request *req)
122 {
123         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
124                              crypto_aead_reqsize(aead),
125                              __alignof__(struct scatterlist));
126 }
127
128 static inline struct scatterlist *esp_givreq_sg(
129         struct crypto_aead *aead, struct aead_givcrypt_request *req)
130 {
131         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
132                              crypto_aead_reqsize(aead),
133                              __alignof__(struct scatterlist));
134 }
135
136 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
137 {
138         struct sk_buff *skb = base->data;
139
140         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
141         xfrm_output_resume(skb, err);
142 }
143
144 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
145 {
146         int err;
147         struct ip_esp_hdr *esph;
148         struct crypto_aead *aead;
149         struct aead_givcrypt_request *req;
150         struct scatterlist *sg;
151         struct scatterlist *asg;
152         struct sk_buff *trailer;
153         void *tmp;
154         int blksize;
155         int clen;
156         int alen;
157         int plen;
158         int tfclen;
159         int nfrags;
160         int assoclen;
161         int sglists;
162         int seqhilen;
163         u8 *iv;
164         u8 *tail;
165         __be32 *seqhi;
166
167         /* skb is pure payload to encrypt */
168         aead = x->data;
169         alen = crypto_aead_authsize(aead);
170
171         tfclen = 0;
172         if (x->tfcpad) {
173                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
174                 u32 padto;
175
176                 padto = min(x->tfcpad, esp6_get_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
177                 if (skb->len < padto)
178                         tfclen = padto - skb->len;
179         }
180         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
181         clen = ALIGN(skb->len + 2 + tfclen, blksize);
182         plen = clen - skb->len - tfclen;
183
184         err = skb_cow_data(skb, tfclen + plen + alen, &trailer);
185         if (err < 0)
186                 goto error;
187         nfrags = err;
188
189         assoclen = sizeof(*esph);
190         sglists = 1;
191         seqhilen = 0;
192
193         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
194                 sglists += 2;
195                 seqhilen += sizeof(__be32);
196                 assoclen += seqhilen;
197         }
198
199         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
200         if (!tmp) {
201                 err = -ENOMEM;
202                 goto error;
203         }
204
205         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
206         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
207         req = esp_tmp_givreq(aead, iv);
208         asg = esp_givreq_sg(aead, req);
209         sg = asg + sglists;
210
211         /* Fill padding... */
212         tail = skb_tail_pointer(trailer);
213         if (tfclen) {
214                 memset(tail, 0, tfclen);
215                 tail += tfclen;
216         }
217         do {
218                 int i;
219                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
220                         tail[i] = i + 1;
221         } while (0);
222         tail[plen - 2] = plen - 2;
223         tail[plen - 1] = *skb_mac_header(skb);
224         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len + alen);
225
226         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
227         esph = ip_esp_hdr(skb);
228         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
229
230         esph->spi = x->id.spi;
231         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
232
233         sg_init_table(sg, nfrags);
234         skb_to_sgvec(skb, sg,
235                      esph->enc_data + crypto_aead_ivsize(aead) - skb->data,
236                      clen + alen);
237
238         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
239                 sg_init_table(asg, 3);
240                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
241                 *seqhi = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi);
242                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
243                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
244         } else
245                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
246
247         aead_givcrypt_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
248         aead_givcrypt_set_crypt(req, sg, sg, clen, iv);
249         aead_givcrypt_set_assoc(req, asg, assoclen);
250         aead_givcrypt_set_giv(req, esph->enc_data,
251                               XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low +
252                               ((u64)XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi << 32));
253
254         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
255         err = crypto_aead_givencrypt(req);
256         if (err == -EINPROGRESS)
257                 goto error;
258
259         if (err == -EBUSY)
260                 err = NET_XMIT_DROP;
261
262         kfree(tmp);
263
264 error:
265         return err;
266 }
267
268 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
269 {
270         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
271         struct crypto_aead *aead = x->data;
272         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
273         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
274         int elen = skb->len - hlen;
275         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
276         int padlen;
277         u8 nexthdr[2];
278
279         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
280
281         if (unlikely(err))
282                 goto out;
283
284         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
285                 BUG();
286
287         err = -EINVAL;
288         padlen = nexthdr[0];
289         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
290                 net_dbg_ratelimited("ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n",
291                                     padlen + 2, elen - alen);
292                 goto out;
293         }
294
295         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
296
297         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
298         __skb_pull(skb, hlen);
299         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
300                 skb_reset_transport_header(skb);
301         else
302                 skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
303
304         err = nexthdr[1];
305
306         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
307         if (err == IPPROTO_NONE)
308                 err = -EINVAL;
309
310 out:
311         return err;
312 }
313
314 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
315 {
316         struct sk_buff *skb = base->data;
317
318         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
319 }
320
321 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
322 {
323         struct ip_esp_hdr *esph;
324         struct crypto_aead *aead = x->data;
325         struct aead_request *req;
326         struct sk_buff *trailer;
327         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
328         int nfrags;
329         int assoclen;
330         int sglists;
331         int seqhilen;
332         int ret = 0;
333         void *tmp;
334         __be32 *seqhi;
335         u8 *iv;
336         struct scatterlist *sg;
337         struct scatterlist *asg;
338
339         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead))) {
340                 ret = -EINVAL;
341                 goto out;
342         }
343
344         if (elen <= 0) {
345                 ret = -EINVAL;
346                 goto out;
347         }
348
349         nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer);
350         if (nfrags < 0) {
351                 ret = -EINVAL;
352                 goto out;
353         }
354
355         ret = -ENOMEM;
356
357         assoclen = sizeof(*esph);
358         sglists = 1;
359         seqhilen = 0;
360
361         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
362                 sglists += 2;
363                 seqhilen += sizeof(__be32);
364                 assoclen += seqhilen;
365         }
366
367         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
368         if (!tmp)
369                 goto out;
370
371         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
372         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
373         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
374         req = esp_tmp_req(aead, iv);
375         asg = esp_req_sg(aead, req);
376         sg = asg + sglists;
377
378         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
379
380         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
381
382         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
383         iv = esph->enc_data;
384
385         sg_init_table(sg, nfrags);
386         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead), elen);
387
388         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
389                 sg_init_table(asg, 3);
390                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
391                 *seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
392                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
393                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
394         } else
395                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
396
397         aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
398         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen, iv);
399         aead_request_set_assoc(req, asg, assoclen);
400
401         ret = crypto_aead_decrypt(req);
402         if (ret == -EINPROGRESS)
403                 goto out;
404
405         ret = esp_input_done2(skb, ret);
406
407 out:
408         return ret;
409 }
410
411 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
412 {
413         struct crypto_aead *aead = x->data;
414         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
415         unsigned int net_adj;
416
417         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL)
418                 net_adj = sizeof(struct ipv6hdr);
419         else
420                 net_adj = 0;
421
422         return ((mtu - x->props.header_len - crypto_aead_authsize(aead) -
423                  net_adj) & ~(blksize - 1)) + net_adj - 2;
424 }
425
426 static int esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
427                     u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
428 {
429         struct net *net = dev_net(skb->dev);
430         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
431         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
432         struct xfrm_state *x;
433
434         if (type != ICMPV6_PKT_TOOBIG &&
435             type != NDISC_REDIRECT)
436                 return 0;
437
438         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
439                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
440         if (!x)
441                 return 0;
442
443         if (type == NDISC_REDIRECT)
444                 ip6_redirect(skb, net, skb->dev->ifindex, 0);
445         else
446                 ip6_update_pmtu(skb, net, info, 0, 0);
447         xfrm_state_put(x);
448
449         return 0;
450 }
451
452 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
453 {
454         struct crypto_aead *aead = x->data;
455
456         if (!aead)
457                 return;
458
459         crypto_free_aead(aead);
460 }
461
462 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
463 {
464         struct crypto_aead *aead;
465         int err;
466
467         aead = crypto_alloc_aead(x->aead->alg_name, 0, 0);
468         err = PTR_ERR(aead);
469         if (IS_ERR(aead))
470                 goto error;
471
472         x->data = aead;
473
474         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
475                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
476         if (err)
477                 goto error;
478
479         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
480         if (err)
481                 goto error;
482
483 error:
484         return err;
485 }
486
487 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
488 {
489         struct crypto_aead *aead;
490         struct crypto_authenc_key_param *param;
491         struct rtattr *rta;
492         char *key;
493         char *p;
494         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
495         unsigned int keylen;
496         int err;
497
498         err = -EINVAL;
499         if (!x->ealg)
500                 goto error;
501
502         err = -ENAMETOOLONG;
503
504         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
505                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
506                              "authencesn(%s,%s)",
507                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
508                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
509                         goto error;
510         } else {
511                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
512                              "authenc(%s,%s)",
513                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
514                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
515                         goto error;
516         }
517
518         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
519         err = PTR_ERR(aead);
520         if (IS_ERR(aead))
521                 goto error;
522
523         x->data = aead;
524
525         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
526                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
527         err = -ENOMEM;
528         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
529         if (!key)
530                 goto error;
531
532         p = key;
533         rta = (void *)p;
534         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
535         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
536         param = RTA_DATA(rta);
537         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
538
539         if (x->aalg) {
540                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
541
542                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
543                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
544
545                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
546                 BUG_ON(!aalg_desc);
547
548                 err = -EINVAL;
549                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8 !=
550                     crypto_aead_authsize(aead)) {
551                         pr_info("ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
552                                 x->aalg->alg_name,
553                                 crypto_aead_authsize(aead),
554                                 aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits / 8);
555                         goto free_key;
556                 }
557
558                 err = crypto_aead_setauthsize(
559                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
560                 if (err)
561                         goto free_key;
562         }
563
564         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
565         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
566
567         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
568
569 free_key:
570         kfree(key);
571
572 error:
573         return err;
574 }
575
576 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
577 {
578         struct crypto_aead *aead;
579         u32 align;
580         int err;
581
582         if (x->encap)
583                 return -EINVAL;
584
585         x->data = NULL;
586
587         if (x->aead)
588                 err = esp_init_aead(x);
589         else
590                 err = esp_init_authenc(x);
591
592         if (err)
593                 goto error;
594
595         aead = x->data;
596
597         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
598                               crypto_aead_ivsize(aead);
599         switch (x->props.mode) {
600         case XFRM_MODE_BEET:
601                 if (x->sel.family != AF_INET6)
602                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
603                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
604                 break;
605         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
606                 break;
607         case XFRM_MODE_TUNNEL:
608                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
609                 break;
610         default:
611                 goto error;
612         }
613
614         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
615         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(aead);
616
617 error:
618         return err;
619 }
620
621 static int esp6_rcv_cb(struct sk_buff *skb, int err)
622 {
623         return 0;
624 }
625
626 static const struct xfrm_type esp6_type = {
627         .description    = "ESP6",
628         .owner          = THIS_MODULE,
629         .proto          = IPPROTO_ESP,
630         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
631         .init_state     = esp6_init_state,
632         .destructor     = esp6_destroy,
633         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
634         .input          = esp6_input,
635         .output         = esp6_output,
636         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
637 };
638
639 static struct xfrm6_protocol esp6_protocol = {
640         .handler        =       xfrm6_rcv,
641         .cb_handler     =       esp6_rcv_cb,
642         .err_handler    =       esp6_err,
643         .priority       =       0,
644 };
645
646 static int __init esp6_init(void)
647 {
648         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
649                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
650                 return -EAGAIN;
651         }
652         if (xfrm6_protocol_register(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
653                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
654                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
655                 return -EAGAIN;
656         }
657
658         return 0;
659 }
660
661 static void __exit esp6_fini(void)
662 {
663         if (xfrm6_protocol_deregister(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
664                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
665         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
666                 pr_info("%s: can't remove xfrm type\n", __func__);
667 }
668
669 module_init(esp6_init);
670 module_exit(esp6_fini);
671
672 MODULE_LICENSE("GPL");
673 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);