net/ipv6/esp6_offload.c

   1 /*
   2  * IPV6 GSO/GRO offload support
   3  * Linux INET implementation
   4  *
   5  * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
   6  * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   9  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
  10  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * ESP GRO support
  13  */
  14
  15 #include <linux/skbuff.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <net/protocol.h>
  18 #include <crypto/aead.h>
  19 #include <crypto/authenc.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <net/ip.h>
  23 #include <net/xfrm.h>
  24 #include <net/esp.h>
  25 #include <linux/scatterlist.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/spinlock.h>
  29 #include <net/ip6_route.h>
  30 #include <net/ipv6.h>
  31 #include <linux/icmpv6.h>
  32
  33 static __u16 esp6_nexthdr_esp_offset(struct ipv6hdr *ipv6_hdr, int nhlen)
  34 {
  35         int off = sizeof(struct ipv6hdr);
  36         struct ipv6_opt_hdr *exthdr;
  37
  38         if (likely(ipv6_hdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP))
  39                 return offsetof(struct ipv6hdr, nexthdr);
  40
  41         while (off < nhlen) {
  42                 exthdr = (void *)ipv6_hdr + off;
  43                 if (exthdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP)
  44                         return off;
  45
  46                 off += ipv6_optlen(exthdr);
  47         }
  48
  49         return 0;
  50 }
  51
  52 static struct sk_buff *esp6_gro_receive(struct list_head *head,
  53                                         struct sk_buff *skb)
  54 {
  55         int offset = skb_gro_offset(skb);
  56         struct xfrm_offload *xo;
  57         struct xfrm_state *x;
  58         __be32 seq;
  59         __be32 spi;
  60         int nhoff;
  61         int err;
  62
  63         if (!pskb_pull(skb, offset))
  64                 return NULL;
  65
  66         if ((err = xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq)) != 0)
  67                 goto out;
  68
  69         xo = xfrm_offload(skb);
  70         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  71                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  72
  73                 if (!sp)
  74                         goto out;
  75
  76                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  77                         goto out;
  78
  79                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  80                                       (xfrm_address_t *)&ipv6_hdr(skb)->daddr,
  81                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
  82                 if (!x)
  83                         goto out;
  84
  85                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  86                 sp->olen++;
  87
  88                 xo = xfrm_offload(skb);
  89                 if (!xo) {
  90                         xfrm_state_put(x);
  91                         goto out;
  92                 }
  93         }
  94
  95         xo->flags |= XFRM_GRO;
  96
  97         nhoff = esp6_nexthdr_esp_offset(ipv6_hdr(skb), offset);
  98         if (!nhoff)
  99                 goto out;
 100
 101         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
 102         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip6 = NULL;
 103         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET6;
 104         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct ipv6hdr, daddr);
 105         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
 106
 107         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
 108          * the error handling and frees the resources on error. */
 109         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
 110
 111         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
 112 out:
 113         skb_push(skb, offset);
 114         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
 115         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
 116
 117         return NULL;
 118 }
 119
 120 static void esp6_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 121 {
 122         struct ip_esp_hdr *esph;
 123         struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 124         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 125         int proto = iph->nexthdr;
 126
 127         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 128         esph = ip_esp_hdr(skb);
 129         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 130
 131         esph->spi = x->id.spi;
 132         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 133
 134         xo->proto = proto;
 135 }
 136
 137 static struct sk_buff *esp6_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 138                                         netdev_features_t features)
 139 {
 140         struct xfrm_state *x;
 141         struct ip_esp_hdr *esph;
 142         struct crypto_aead *aead;
 143         netdev_features_t esp_features = features;
 144         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 145         struct sec_path *sp;
 146
 147         if (!xo)
 148                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 149
 150         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 151                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 152
 153         sp = skb_sec_path(skb);
 154         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 155         aead = x->data;
 156         esph = ip_esp_hdr(skb);
 157
 158         if (esph->spi != x->id.spi)
 159                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 160
 161         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 162                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 163
 164         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 165
 166         skb->encap_hdr_csum = 1;
 167
 168         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev)
 169                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK);
 170         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 171                 esp_features = features & ~NETIF_F_CSUM_MASK;
 172
 173         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 174
 175         return x->outer_mode->gso_segment(x, skb, esp_features);
 176 }
 177
 178 static int esp6_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 179 {
 180         struct crypto_aead *aead = x->data;
 181         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 182
 183         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 184                 return -EINVAL;
 185
 186         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 187                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 188
 189         return esp6_input_done2(skb, 0);
 190 }
 191
 192 static int esp6_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 193 {
 194         int len;
 195         int err;
 196         int alen;
 197         int blksize;
 198         struct xfrm_offload *xo;
 199         struct ip_esp_hdr *esph;
 200         struct crypto_aead *aead;
 201         struct esp_info esp;
 202         bool hw_offload = true;
 203         __u32 seq;
 204
 205         esp.inplace = true;
 206
 207         xo = xfrm_offload(skb);
 208
 209         if (!xo)
 210                 return -EINVAL;
 211
 212         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev) {
 213                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 214                 hw_offload = false;
 215         }
 216
 217         esp.proto = xo->proto;
 218
 219         /* skb is pure payload to encrypt */
 220
 221         aead = x->data;
 222         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 223
 224         esp.tfclen = 0;
 225         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 226
 227         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 228         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 229         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 230         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 231
 232         if (!hw_offload || (hw_offload && !skb_is_gso(skb))) {
 233                 esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 234                 if (esp.nfrags < 0)
 235                         return esp.nfrags;
 236         }
 237
 238         seq = xo->seq.low;
 239
 240         esph = ip_esp_hdr(skb);
 241         esph->spi = x->id.spi;
 242
 243         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 244
 245         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 246                 esph->seq_no = htonl(seq);
 247
 248                 if (!skb_is_gso(skb))
 249                         xo->seq.low++;
 250                 else
 251                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 252         }
 253
 254         esp.seqno = cpu_to_be64(xo->seq.low + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 255
 256         len = skb->len - sizeof(struct ipv6hdr);
 257         if (len > IPV6_MAXPLEN)
 258                 len = 0;
 259
 260         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(len);
 261
 262         if (hw_offload)
 263                 return 0;
 264
 265         err = esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 266         if (err)
 267                 return err;
 268
 269         secpath_reset(skb);
 270
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 static const struct net_offload esp6_offload = {
 275         .callbacks = {
 276                 .gro_receive = esp6_gro_receive,
 277                 .gso_segment = esp6_gso_segment,
 278         },
 279 };
 280
 281 static const struct xfrm_type_offload esp6_type_offload = {
 282         .description    = "ESP6 OFFLOAD",
 283         .owner          = THIS_MODULE,
 284         .proto          = IPPROTO_ESP,
 285         .input_tail     = esp6_input_tail,
 286         .xmit           = esp6_xmit,
 287         .encap          = esp6_gso_encap,
 288 };
 289
 290 static int __init esp6_offload_init(void)
 291 {
 292         if (xfrm_register_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6) < 0) {
 293                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 294                 return -EAGAIN;
 295         }
 296
 297         return inet6_add_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 298 }
 299
 300 static void __exit esp6_offload_exit(void)
 301 {
 302         if (xfrm_unregister_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6) < 0)
 303                 pr_info("%s: can't remove xfrm type offload\n", __func__);
 304
 305         inet6_del_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 306 }
 307
 308 module_init(esp6_offload_init);
 309 module_exit(esp6_offload_exit);
 310 MODULE_LICENSE("GPL");
 311 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 312 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);