igmp: Use next_net_device_rcu()
[linux-2.6.git] / net / ipv4 / esp4.c
1 #include <crypto/aead.h>
2 #include <crypto/authenc.h>
3 #include <linux/err.h>
4 #include <linux/module.h>
5 #include <net/ip.h>
6 #include <net/xfrm.h>
7 #include <net/esp.h>
8 #include <linux/scatterlist.h>
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/pfkeyv2.h>
11 #include <linux/rtnetlink.h>
12 #include <linux/slab.h>
13 #include <linux/spinlock.h>
14 #include <linux/in6.h>
15 #include <net/icmp.h>
16 #include <net/protocol.h>
17 #include <net/udp.h>
18
19 struct esp_skb_cb {
20         struct xfrm_skb_cb xfrm;
21         void *tmp;
22 };
23
24 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
25
26 /*
27  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
28  *
29  * For alignment considerations the IV is placed at the front, followed
30  * by the request and finally the SG list.
31  *
32  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
33  */
34 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags)
35 {
36         unsigned int len;
37
38         len = crypto_aead_ivsize(aead);
39         if (len) {
40                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
41                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
42                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
43         }
44
45         len += sizeof(struct aead_givcrypt_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
46         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
47
48         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
49
50         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
51 }
52
53 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp)
54 {
55         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
56                PTR_ALIGN((u8 *)tmp, crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp;
57 }
58
59 static inline struct aead_givcrypt_request *esp_tmp_givreq(
60         struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
61 {
62         struct aead_givcrypt_request *req;
63
64         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
65                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
66         aead_givcrypt_set_tfm(req, aead);
67         return req;
68 }
69
70 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
71 {
72         struct aead_request *req;
73
74         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
75                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
76         aead_request_set_tfm(req, aead);
77         return req;
78 }
79
80 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
81                                              struct aead_request *req)
82 {
83         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
84                              crypto_aead_reqsize(aead),
85                              __alignof__(struct scatterlist));
86 }
87
88 static inline struct scatterlist *esp_givreq_sg(
89         struct crypto_aead *aead, struct aead_givcrypt_request *req)
90 {
91         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
92                              crypto_aead_reqsize(aead),
93                              __alignof__(struct scatterlist));
94 }
95
96 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
97 {
98         struct sk_buff *skb = base->data;
99
100         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
101         xfrm_output_resume(skb, err);
102 }
103
104 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
105 {
106         int err;
107         struct ip_esp_hdr *esph;
108         struct crypto_aead *aead;
109         struct aead_givcrypt_request *req;
110         struct scatterlist *sg;
111         struct scatterlist *asg;
112         struct esp_data *esp;
113         struct sk_buff *trailer;
114         void *tmp;
115         u8 *iv;
116         u8 *tail;
117         int blksize;
118         int clen;
119         int alen;
120         int nfrags;
121
122         /* skb is pure payload to encrypt */
123
124         err = -ENOMEM;
125
126         /* Round to block size */
127         clen = skb->len;
128
129         esp = x->data;
130         aead = esp->aead;
131         alen = crypto_aead_authsize(aead);
132
133         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
134         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
135         if (esp->padlen)
136                 clen = ALIGN(clen, esp->padlen);
137
138         if ((err = skb_cow_data(skb, clen - skb->len + alen, &trailer)) < 0)
139                 goto error;
140         nfrags = err;
141
142         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + 1);
143         if (!tmp)
144                 goto error;
145
146         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp);
147         req = esp_tmp_givreq(aead, iv);
148         asg = esp_givreq_sg(aead, req);
149         sg = asg + 1;
150
151         /* Fill padding... */
152         tail = skb_tail_pointer(trailer);
153         do {
154                 int i;
155                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
156                         tail[i] = i + 1;
157         } while (0);
158         tail[clen - skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
159         tail[clen - skb->len - 1] = *skb_mac_header(skb);
160         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len + alen);
161
162         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
163         esph = ip_esp_hdr(skb);
164         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
165
166         /* this is non-NULL only with UDP Encapsulation */
167         if (x->encap) {
168                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
169                 struct udphdr *uh;
170                 __be32 *udpdata32;
171                 __be16 sport, dport;
172                 int encap_type;
173
174                 spin_lock_bh(&x->lock);
175                 sport = encap->encap_sport;
176                 dport = encap->encap_dport;
177                 encap_type = encap->encap_type;
178                 spin_unlock_bh(&x->lock);
179
180                 uh = (struct udphdr *)esph;
181                 uh->source = sport;
182                 uh->dest = dport;
183                 uh->len = htons(skb->len - skb_transport_offset(skb));
184                 uh->check = 0;
185
186                 switch (encap_type) {
187                 default:
188                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
189                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
190                         break;
191                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
192                         udpdata32 = (__be32 *)(uh + 1);
193                         udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
194                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
195                         break;
196                 }
197
198                 *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_UDP;
199         }
200
201         esph->spi = x->id.spi;
202         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output);
203
204         sg_init_table(sg, nfrags);
205         skb_to_sgvec(skb, sg,
206                      esph->enc_data + crypto_aead_ivsize(aead) - skb->data,
207                      clen + alen);
208         sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
209
210         aead_givcrypt_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
211         aead_givcrypt_set_crypt(req, sg, sg, clen, iv);
212         aead_givcrypt_set_assoc(req, asg, sizeof(*esph));
213         aead_givcrypt_set_giv(req, esph->enc_data,
214                               XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output);
215
216         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
217         err = crypto_aead_givencrypt(req);
218         if (err == -EINPROGRESS)
219                 goto error;
220
221         if (err == -EBUSY)
222                 err = NET_XMIT_DROP;
223
224         kfree(tmp);
225
226 error:
227         return err;
228 }
229
230 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
231 {
232         struct iphdr *iph;
233         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
234         struct esp_data *esp = x->data;
235         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
236         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
237         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
238         int elen = skb->len - hlen;
239         int ihl;
240         u8 nexthdr[2];
241         int padlen;
242
243         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
244
245         if (unlikely(err))
246                 goto out;
247
248         if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
249                 BUG();
250
251         err = -EINVAL;
252         padlen = nexthdr[0];
253         if (padlen + 2 + alen >= elen)
254                 goto out;
255
256         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
257
258         iph = ip_hdr(skb);
259         ihl = iph->ihl * 4;
260
261         if (x->encap) {
262                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
263                 struct udphdr *uh = (void *)(skb_network_header(skb) + ihl);
264
265                 /*
266                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
267                  *    advertize the change to the keying daemon.
268                  *    This is an inbound SA, so just compare
269                  *    SRC ports.
270                  */
271                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
272                     uh->source != encap->encap_sport) {
273                         xfrm_address_t ipaddr;
274
275                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
276                         km_new_mapping(x, &ipaddr, uh->source);
277
278                         /* XXX: perhaps add an extra
279                          * policy check here, to see
280                          * if we should allow or
281                          * reject a packet from a
282                          * different source
283                          * address/port.
284                          */
285                 }
286
287                 /*
288                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
289                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
290                  *    perform other post-processing fixes
291                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
292                  *    section 3.1.2
293                  */
294                 if (x->props.mode == XFRM_MODE_TRANSPORT)
295                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
296         }
297
298         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
299         __skb_pull(skb, hlen);
300         skb_set_transport_header(skb, -ihl);
301
302         err = nexthdr[1];
303
304         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
305         if (err == IPPROTO_NONE)
306                 err = -EINVAL;
307
308 out:
309         return err;
310 }
311
312 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
313 {
314         struct sk_buff *skb = base->data;
315
316         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
317 }
318
319 /*
320  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
321  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
322  * and common case.
323  */
324 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
325 {
326         struct ip_esp_hdr *esph;
327         struct esp_data *esp = x->data;
328         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
329         struct aead_request *req;
330         struct sk_buff *trailer;
331         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
332         int nfrags;
333         void *tmp;
334         u8 *iv;
335         struct scatterlist *sg;
336         struct scatterlist *asg;
337         int err = -EINVAL;
338
339         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
340                 goto out;
341
342         if (elen <= 0)
343                 goto out;
344
345         if ((err = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0)
346                 goto out;
347         nfrags = err;
348
349         err = -ENOMEM;
350         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + 1);
351         if (!tmp)
352                 goto out;
353
354         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
355         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp);
356         req = esp_tmp_req(aead, iv);
357         asg = esp_req_sg(aead, req);
358         sg = asg + 1;
359
360         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
361
362         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
363
364         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
365         iv = esph->enc_data;
366
367         sg_init_table(sg, nfrags);
368         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead), elen);
369         sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
370
371         aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
372         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen, iv);
373         aead_request_set_assoc(req, asg, sizeof(*esph));
374
375         err = crypto_aead_decrypt(req);
376         if (err == -EINPROGRESS)
377                 goto out;
378
379         err = esp_input_done2(skb, err);
380
381 out:
382         return err;
383 }
384
385 static u32 esp4_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
386 {
387         struct esp_data *esp = x->data;
388         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(esp->aead), 4);
389         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->padlen);
390         u32 rem;
391
392         mtu -= x->props.header_len + crypto_aead_authsize(esp->aead);
393         rem = mtu & (align - 1);
394         mtu &= ~(align - 1);
395
396         switch (x->props.mode) {
397         case XFRM_MODE_TUNNEL:
398                 break;
399         default:
400         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
401                 /* The worst case */
402                 mtu -= blksize - 4;
403                 mtu += min_t(u32, blksize - 4, rem);
404                 break;
405         case XFRM_MODE_BEET:
406                 /* The worst case. */
407                 mtu += min_t(u32, IPV4_BEET_PHMAXLEN, rem);
408                 break;
409         }
410
411         return mtu - 2;
412 }
413
414 static void esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
415 {
416         struct net *net = dev_net(skb->dev);
417         struct iphdr *iph = (struct iphdr *)skb->data;
418         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));
419         struct xfrm_state *x;
420
421         if (icmp_hdr(skb)->type != ICMP_DEST_UNREACH ||
422             icmp_hdr(skb)->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
423                 return;
424
425         x = xfrm_state_lookup(net, (xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
426         if (!x)
427                 return;
428         NETDEBUG(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/%08x\n",
429                  ntohl(esph->spi), ntohl(iph->daddr));
430         xfrm_state_put(x);
431 }
432
433 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
434 {
435         struct esp_data *esp = x->data;
436
437         if (!esp)
438                 return;
439
440         crypto_free_aead(esp->aead);
441         kfree(esp);
442 }
443
444 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
445 {
446         struct esp_data *esp = x->data;
447         struct crypto_aead *aead;
448         int err;
449
450         aead = crypto_alloc_aead(x->aead->alg_name, 0, 0);
451         err = PTR_ERR(aead);
452         if (IS_ERR(aead))
453                 goto error;
454
455         esp->aead = aead;
456
457         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
458                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
459         if (err)
460                 goto error;
461
462         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
463         if (err)
464                 goto error;
465
466 error:
467         return err;
468 }
469
470 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
471 {
472         struct esp_data *esp = x->data;
473         struct crypto_aead *aead;
474         struct crypto_authenc_key_param *param;
475         struct rtattr *rta;
476         char *key;
477         char *p;
478         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
479         unsigned int keylen;
480         int err;
481
482         err = -EINVAL;
483         if (x->ealg == NULL)
484                 goto error;
485
486         err = -ENAMETOOLONG;
487         if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "authenc(%s,%s)",
488                      x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
489                      x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
490                 goto error;
491
492         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
493         err = PTR_ERR(aead);
494         if (IS_ERR(aead))
495                 goto error;
496
497         esp->aead = aead;
498
499         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
500                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
501         err = -ENOMEM;
502         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
503         if (!key)
504                 goto error;
505
506         p = key;
507         rta = (void *)p;
508         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
509         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
510         param = RTA_DATA(rta);
511         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
512
513         if (x->aalg) {
514                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
515
516                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
517                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
518
519                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
520                 BUG_ON(!aalg_desc);
521
522                 err = -EINVAL;
523                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
524                     crypto_aead_authsize(aead)) {
525                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
526                                  x->aalg->alg_name,
527                                  crypto_aead_authsize(aead),
528                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
529                         goto free_key;
530                 }
531
532                 err = crypto_aead_setauthsize(
533                         aead, aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits / 8);
534                 if (err)
535                         goto free_key;
536         }
537
538         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
539         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
540
541         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
542
543 free_key:
544         kfree(key);
545
546 error:
547         return err;
548 }
549
550 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
551 {
552         struct esp_data *esp;
553         struct crypto_aead *aead;
554         u32 align;
555         int err;
556
557         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
558         if (esp == NULL)
559                 return -ENOMEM;
560
561         x->data = esp;
562
563         if (x->aead)
564                 err = esp_init_aead(x);
565         else
566                 err = esp_init_authenc(x);
567
568         if (err)
569                 goto error;
570
571         aead = esp->aead;
572
573         esp->padlen = 0;
574
575         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
576                               crypto_aead_ivsize(aead);
577         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
578                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
579         else if (x->props.mode == XFRM_MODE_BEET && x->sel.family != AF_INET6)
580                 x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN;
581         if (x->encap) {
582                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
583
584                 switch (encap->encap_type) {
585                 default:
586                         goto error;
587                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
588                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
589                         break;
590                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
591                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
592                         break;
593                 }
594         }
595
596         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
597         if (esp->padlen)
598                 align = max_t(u32, align, esp->padlen);
599         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(esp->aead);
600
601 error:
602         return err;
603 }
604
605 static const struct xfrm_type esp_type =
606 {
607         .description    = "ESP4",
608         .owner          = THIS_MODULE,
609         .proto          = IPPROTO_ESP,
610         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
611         .init_state     = esp_init_state,
612         .destructor     = esp_destroy,
613         .get_mtu        = esp4_get_mtu,
614         .input          = esp_input,
615         .output         = esp_output
616 };
617
618 static const struct net_protocol esp4_protocol = {
619         .handler        =       xfrm4_rcv,
620         .err_handler    =       esp4_err,
621         .no_policy      =       1,
622         .netns_ok       =       1,
623 };
624
625 static int __init esp4_init(void)
626 {
627         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
628                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add xfrm type\n");
629                 return -EAGAIN;
630         }
631         if (inet_add_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
632                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add protocol\n");
633                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
634                 return -EAGAIN;
635         }
636         return 0;
637 }
638
639 static void __exit esp4_fini(void)
640 {
641         if (inet_del_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
642                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove protocol\n");
643         if (xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET) < 0)
644                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove xfrm type\n");
645 }
646
647 module_init(esp4_init);
648 module_exit(esp4_fini);
649 MODULE_LICENSE("GPL");
650 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);