Merge branch 'for-3.5-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj...
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
17  *
18  * Authors
19  *
20  *      Mitsuru KANDA @USAGI       : IPv6 Support
21  *      Kazunori MIYAZAWA @USAGI   :
22  *      Kunihiro Ishiguro <kunihiro@ipinfusion.com>
23  *
24  *      This file is derived from net/ipv4/esp.c
25  */
26
27 #define pr_fmt(fmt) "IPv6: " fmt
28
29 #include <crypto/aead.h>
30 #include <crypto/authenc.h>
31 #include <linux/err.h>
32 #include <linux/module.h>
33 #include <net/ip.h>
34 #include <net/xfrm.h>
35 #include <net/esp.h>
36 #include <linux/scatterlist.h>
37 #include <linux/kernel.h>
38 #include <linux/pfkeyv2.h>
39 #include <linux/random.h>
40 #include <linux/slab.h>
41 #include <linux/spinlock.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         struct esp_data *esp = x->data;
167
168         /* skb is pure payload to encrypt */
169         err = -ENOMEM;
170
171         aead = esp->aead;
172         alen = crypto_aead_authsize(aead);
173
174         tfclen = 0;
175         if (x->tfcpad) {
176                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
177                 u32 padto;
178
179                 padto = min(x->tfcpad, esp6_get_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
180                 if (skb->len < padto)
181                         tfclen = padto - skb->len;
182         }
183         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
184         clen = ALIGN(skb->len + 2 + tfclen, blksize);
185         if (esp->padlen)
186                 clen = ALIGN(clen, esp->padlen);
187         plen = clen - skb->len - tfclen;
188
189         err = skb_cow_data(skb, tfclen + plen + alen, &trailer);
190         if (err < 0)
191                 goto error;
192         nfrags = err;
193
194         assoclen = sizeof(*esph);
195         sglists = 1;
196         seqhilen = 0;
197
198         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
199                 sglists += 2;
200                 seqhilen += sizeof(__be32);
201                 assoclen += seqhilen;
202         }
203
204         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
205         if (!tmp)
206                 goto error;
207
208         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
209         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
210         req = esp_tmp_givreq(aead, iv);
211         asg = esp_givreq_sg(aead, req);
212         sg = asg + sglists;
213
214         /* Fill padding... */
215         tail = skb_tail_pointer(trailer);
216         if (tfclen) {
217                 memset(tail, 0, tfclen);
218                 tail += tfclen;
219         }
220         do {
221                 int i;
222                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
223                         tail[i] = i + 1;
224         } while (0);
225         tail[plen - 2] = plen - 2;
226         tail[plen - 1] = *skb_mac_header(skb);
227         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len + alen);
228
229         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
230         esph = ip_esp_hdr(skb);
231         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
232
233         esph->spi = x->id.spi;
234         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
235
236         sg_init_table(sg, nfrags);
237         skb_to_sgvec(skb, sg,
238                      esph->enc_data + crypto_aead_ivsize(aead) - skb->data,
239                      clen + alen);
240
241         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
242                 sg_init_table(asg, 3);
243                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
244                 *seqhi = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi);
245                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
246                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
247         } else
248                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
249
250         aead_givcrypt_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
251         aead_givcrypt_set_crypt(req, sg, sg, clen, iv);
252         aead_givcrypt_set_assoc(req, asg, assoclen);
253         aead_givcrypt_set_giv(req, esph->enc_data,
254                               XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
255
256         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
257         err = crypto_aead_givencrypt(req);
258         if (err == -EINPROGRESS)
259                 goto error;
260
261         if (err == -EBUSY)
262                 err = NET_XMIT_DROP;
263
264         kfree(tmp);
265
266 error:
267         return err;
268 }
269
270 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
271 {
272         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
273         struct esp_data *esp = x->data;
274         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
275         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
276         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
277         int elen = skb->len - hlen;
278         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
279         int padlen;
280         u8 nexthdr[2];
281
282         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
283
284         if (unlikely(err))
285                 goto out;
286
287         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
288                 BUG();
289
290         err = -EINVAL;
291         padlen = nexthdr[0];
292         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
293                 LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage "
294                                "padlen=%d, elen=%d\n", padlen + 2, elen - alen);
295                 goto out;
296         }
297
298         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
299
300         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
301         __skb_pull(skb, hlen);
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 esp_data *esp = x->data;
325         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
326         struct aead_request *req;
327         struct sk_buff *trailer;
328         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
329         int nfrags;
330         int assoclen;
331         int sglists;
332         int seqhilen;
333         int ret = 0;
334         void *tmp;
335         __be32 *seqhi;
336         u8 *iv;
337         struct scatterlist *sg;
338         struct scatterlist *asg;
339
340         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead))) {
341                 ret = -EINVAL;
342                 goto out;
343         }
344
345         if (elen <= 0) {
346                 ret = -EINVAL;
347                 goto out;
348         }
349
350         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 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 esp_data *esp = x->data;
414         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(esp->aead), 4);
415         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->padlen);
416         unsigned int net_adj;
417
418         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL)
419                 net_adj = sizeof(struct ipv6hdr);
420         else
421                 net_adj = 0;
422
423         return ((mtu - x->props.header_len - crypto_aead_authsize(esp->aead) -
424                  net_adj) & ~(align - 1)) + (net_adj - 2);
425 }
426
427 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
428                      u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
429 {
430         struct net *net = dev_net(skb->dev);
431         const struct ipv6hdr *iph = (const struct ipv6hdr *)skb->data;
432         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
433         struct xfrm_state *x;
434
435         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
436             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
437                 return;
438
439         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (const xfrm_address_t *)&iph->daddr,
440                               esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
441         if (!x)
442                 return;
443         pr_debug("pmtu discovery on SA ESP/%08x/%pI6\n",
444                  ntohl(esph->spi), &iph->daddr);
445         xfrm_state_put(x);
446 }
447
448 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
449 {
450         struct esp_data *esp = x->data;
451
452         if (!esp)
453                 return;
454
455         crypto_free_aead(esp->aead);
456         kfree(esp);
457 }
458
459 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
460 {
461         struct esp_data *esp = x->data;
462         struct crypto_aead *aead;
463         int err;
464
465         aead = crypto_alloc_aead(x->aead->alg_name, 0, 0);
466         err = PTR_ERR(aead);
467         if (IS_ERR(aead))
468                 goto error;
469
470         esp->aead = aead;
471
472         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
473                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
474         if (err)
475                 goto error;
476
477         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
478         if (err)
479                 goto error;
480
481 error:
482         return err;
483 }
484
485 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
486 {
487         struct esp_data *esp = x->data;
488         struct crypto_aead *aead;
489         struct crypto_authenc_key_param *param;
490         struct rtattr *rta;
491         char *key;
492         char *p;
493         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
494         unsigned int keylen;
495         int err;
496
497         err = -EINVAL;
498         if (x->ealg == NULL)
499                 goto error;
500
501         err = -ENAMETOOLONG;
502
503         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
504                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
505                              "authencesn(%s,%s)",
506                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
507                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
508                         goto error;
509         } else {
510                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
511                              "authenc(%s,%s)",
512                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
513                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
514                         goto error;
515         }
516
517         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
518         err = PTR_ERR(aead);
519         if (IS_ERR(aead))
520                 goto error;
521
522         esp->aead = aead;
523
524         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
525                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
526         err = -ENOMEM;
527         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
528         if (!key)
529                 goto error;
530
531         p = key;
532         rta = (void *)p;
533         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
534         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
535         param = RTA_DATA(rta);
536         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
537
538         if (x->aalg) {
539                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
540
541                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
542                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
543
544                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
545                 BUG_ON(!aalg_desc);
546
547                 err = -EINVAL;
548                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
549                     crypto_aead_authsize(aead)) {
550                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
551                                  x->aalg->alg_name,
552                                  crypto_aead_authsize(aead),
553                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
554                         goto free_key;
555                 }
556
557                 err = crypto_aead_setauthsize(
558                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
559                 if (err)
560                         goto free_key;
561         }
562
563         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
564         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
565
566         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
567
568 free_key:
569         kfree(key);
570
571 error:
572         return err;
573 }
574
575 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
576 {
577         struct esp_data *esp;
578         struct crypto_aead *aead;
579         u32 align;
580         int err;
581
582         if (x->encap)
583                 return -EINVAL;
584
585         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
586         if (esp == NULL)
587                 return -ENOMEM;
588
589         x->data = esp;
590
591         if (x->aead)
592                 err = esp_init_aead(x);
593         else
594                 err = esp_init_authenc(x);
595
596         if (err)
597                 goto error;
598
599         aead = esp->aead;
600
601         esp->padlen = 0;
602
603         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
604                               crypto_aead_ivsize(aead);
605         switch (x->props.mode) {
606         case XFRM_MODE_BEET:
607                 if (x->sel.family != AF_INET6)
608                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
609                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
610                 break;
611         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
612                 break;
613         case XFRM_MODE_TUNNEL:
614                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
615                 break;
616         default:
617                 goto error;
618         }
619
620         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
621         if (esp->padlen)
622                 align = max_t(u32, align, esp->padlen);
623         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(esp->aead);
624
625 error:
626         return err;
627 }
628
629 static const struct xfrm_type esp6_type =
630 {
631         .description    = "ESP6",
632         .owner          = THIS_MODULE,
633         .proto          = IPPROTO_ESP,
634         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
635         .init_state     = esp6_init_state,
636         .destructor     = esp6_destroy,
637         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
638         .input          = esp6_input,
639         .output         = esp6_output,
640         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
641 };
642
643 static const struct inet6_protocol esp6_protocol = {
644         .handler        =       xfrm6_rcv,
645         .err_handler    =       esp6_err,
646         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
647 };
648
649 static int __init esp6_init(void)
650 {
651         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
652                 pr_info("%s: can't add xfrm type\n", __func__);
653                 return -EAGAIN;
654         }
655         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
656                 pr_info("%s: can't add protocol\n", __func__);
657                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
658                 return -EAGAIN;
659         }
660
661         return 0;
662 }
663
664 static void __exit esp6_fini(void)
665 {
666         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
667                 pr_info("%s: can't remove protocol\n", __func__);
668         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
669                 pr_info("%s: can't remove xfrm type\n", __func__);
670 }
671
672 module_init(esp6_init);
673 module_exit(esp6_fini);
674
675 MODULE_LICENSE("GPL");
676 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);