[NET]: dev_put/dev_hold cleanup
[linux-2.6.git] / net / ipv4 / esp4.c
1 #include <linux/config.h>
2 #include <linux/module.h>
3 #include <net/ip.h>
4 #include <net/xfrm.h>
5 #include <net/esp.h>
6 #include <asm/scatterlist.h>
7 #include <linux/crypto.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/pfkeyv2.h>
10 #include <linux/random.h>
11 #include <net/icmp.h>
12 #include <net/protocol.h>
13 #include <net/udp.h>
14
15 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
16 {
17         int err;
18         struct iphdr *top_iph;
19         struct ip_esp_hdr *esph;
20         struct crypto_tfm *tfm;
21         struct esp_data *esp;
22         struct sk_buff *trailer;
23         int blksize;
24         int clen;
25         int alen;
26         int nfrags;
27
28         /* Strip IP+ESP header. */
29         __skb_pull(skb, skb->h.raw - skb->data);
30         /* Now skb is pure payload to encrypt */
31
32         err = -ENOMEM;
33
34         /* Round to block size */
35         clen = skb->len;
36
37         esp = x->data;
38         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
39         tfm = esp->conf.tfm;
40         blksize = ALIGN(crypto_tfm_alg_blocksize(tfm), 4);
41         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
42         if (esp->conf.padlen)
43                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
44
45         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0)
46                 goto error;
47
48         /* Fill padding... */
49         do {
50                 int i;
51                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
52                         *(u8*)(trailer->tail + i) = i+1;
53         } while (0);
54         *(u8*)(trailer->tail + clen-skb->len - 2) = (clen - skb->len)-2;
55         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
56
57         __skb_push(skb, skb->data - skb->nh.raw);
58         top_iph = skb->nh.iph;
59         esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->nh.raw + top_iph->ihl*4);
60         top_iph->tot_len = htons(skb->len + alen);
61         *(u8*)(trailer->tail - 1) = top_iph->protocol;
62
63         /* this is non-NULL only with UDP Encapsulation */
64         if (x->encap) {
65                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
66                 struct udphdr *uh;
67                 u32 *udpdata32;
68
69                 uh = (struct udphdr *)esph;
70                 uh->source = encap->encap_sport;
71                 uh->dest = encap->encap_dport;
72                 uh->len = htons(skb->len + alen - top_iph->ihl*4);
73                 uh->check = 0;
74
75                 switch (encap->encap_type) {
76                 default:
77                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
78                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
79                         break;
80                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
81                         udpdata32 = (u32 *)(uh + 1);
82                         udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
83                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
84                         break;
85                 }
86
87                 top_iph->protocol = IPPROTO_UDP;
88         } else
89                 top_iph->protocol = IPPROTO_ESP;
90
91         esph->spi = x->id.spi;
92         esph->seq_no = htonl(++x->replay.oseq);
93         xfrm_aevent_doreplay(x);
94
95         if (esp->conf.ivlen)
96                 crypto_cipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, crypto_tfm_alg_ivsize(tfm));
97
98         do {
99                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
100
101                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
102                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
103                         if (!sg)
104                                 goto error;
105                 }
106                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
107                 crypto_cipher_encrypt(tfm, sg, sg, clen);
108                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
109                         kfree(sg);
110         } while (0);
111
112         if (esp->conf.ivlen) {
113                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, crypto_tfm_alg_ivsize(tfm));
114                 crypto_cipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, crypto_tfm_alg_ivsize(tfm));
115         }
116
117         if (esp->auth.icv_full_len) {
118                 esp->auth.icv(esp, skb, (u8*)esph-skb->data,
119                               sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen+clen, trailer->tail);
120                 pskb_put(skb, trailer, alen);
121         }
122
123         ip_send_check(top_iph);
124
125         err = 0;
126
127 error:
128         return err;
129 }
130
131 /*
132  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
133  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
134  * and common case.
135  */
136 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct xfrm_decap_state *decap, struct sk_buff *skb)
137 {
138         struct iphdr *iph;
139         struct ip_esp_hdr *esph;
140         struct esp_data *esp = x->data;
141         struct sk_buff *trailer;
142         int blksize = ALIGN(crypto_tfm_alg_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
143         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
144         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - esp->conf.ivlen - alen;
145         int nfrags;
146         int encap_len = 0;
147         u8 nexthdr[2];
148         struct scatterlist *sg;
149         u8 workbuf[60];
150         int padlen;
151
152         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr)))
153                 goto out;
154
155         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1)))
156                 goto out;
157
158         /* If integrity check is required, do this. */
159         if (esp->auth.icv_full_len) {
160                 u8 sum[esp->auth.icv_full_len];
161                 u8 sum1[alen];
162                 
163                 esp->auth.icv(esp, skb, 0, skb->len-alen, sum);
164
165                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen, sum1, alen))
166                         BUG();
167
168                 if (unlikely(memcmp(sum, sum1, alen))) {
169                         x->stats.integrity_failed++;
170                         goto out;
171                 }
172         }
173
174         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0)
175                 goto out;
176
177         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
178
179         esph = (struct ip_esp_hdr*)skb->data;
180         iph = skb->nh.iph;
181
182         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
183         if (esp->conf.ivlen)
184                 crypto_cipher_set_iv(esp->conf.tfm, esph->enc_data, crypto_tfm_alg_ivsize(esp->conf.tfm));
185
186         sg = &esp->sgbuf[0];
187
188         if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
189                 sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
190                 if (!sg)
191                         goto out;
192         }
193         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen, elen);
194         crypto_cipher_decrypt(esp->conf.tfm, sg, sg, elen);
195         if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
196                 kfree(sg);
197
198         if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
199                 BUG();
200
201         padlen = nexthdr[0];
202         if (padlen+2 >= elen)
203                 goto out;
204
205         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */ 
206
207         if (x->encap) {
208                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
209                 struct udphdr *uh;
210
211                 if (encap->encap_type != decap->decap_type)
212                         goto out;
213
214                 uh = (struct udphdr *)(iph + 1);
215                 encap_len = (void*)esph - (void*)uh;
216
217                 /*
218                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
219                  *    advertize the change to the keying daemon.
220                  *    This is an inbound SA, so just compare
221                  *    SRC ports.
222                  */
223                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
224                     uh->source != encap->encap_sport) {
225                         xfrm_address_t ipaddr;
226
227                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
228                         km_new_mapping(x, &ipaddr, uh->source);
229                                 
230                         /* XXX: perhaps add an extra
231                          * policy check here, to see
232                          * if we should allow or
233                          * reject a packet from a
234                          * different source
235                          * address/port.
236                          */
237                 }
238         
239                 /*
240                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
241                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
242                  *    perform other post-processing fixes
243                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
244                  *    section 3.1.2
245                  */
246                 if (!x->props.mode)
247                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
248         }
249
250         iph->protocol = nexthdr[1];
251         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
252         memcpy(workbuf, skb->nh.raw, iph->ihl*4);
253         skb->h.raw = skb_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen);
254         skb->nh.raw += encap_len + sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
255         memcpy(skb->nh.raw, workbuf, iph->ihl*4);
256         skb->nh.iph->tot_len = htons(skb->len);
257
258         return 0;
259
260 out:
261         return -EINVAL;
262 }
263
264 static u32 esp4_get_max_size(struct xfrm_state *x, int mtu)
265 {
266         struct esp_data *esp = x->data;
267         u32 blksize = ALIGN(crypto_tfm_alg_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
268
269         if (x->props.mode) {
270                 mtu = ALIGN(mtu + 2, blksize);
271         } else {
272                 /* The worst case. */
273                 mtu = ALIGN(mtu + 2, 4) + blksize - 4;
274         }
275         if (esp->conf.padlen)
276                 mtu = ALIGN(mtu, esp->conf.padlen);
277
278         return mtu + x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
279 }
280
281 static void esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
282 {
283         struct iphdr *iph = (struct iphdr*)skb->data;
284         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr*)(skb->data+(iph->ihl<<2));
285         struct xfrm_state *x;
286
287         if (skb->h.icmph->type != ICMP_DEST_UNREACH ||
288             skb->h.icmph->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
289                 return;
290
291         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
292         if (!x)
293                 return;
294         NETDEBUG(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/%08x\n",
295                  ntohl(esph->spi), ntohl(iph->daddr));
296         xfrm_state_put(x);
297 }
298
299 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
300 {
301         struct esp_data *esp = x->data;
302
303         if (!esp)
304                 return;
305
306         crypto_free_tfm(esp->conf.tfm);
307         esp->conf.tfm = NULL;
308         kfree(esp->conf.ivec);
309         esp->conf.ivec = NULL;
310         crypto_free_tfm(esp->auth.tfm);
311         esp->auth.tfm = NULL;
312         kfree(esp->auth.work_icv);
313         esp->auth.work_icv = NULL;
314         kfree(esp);
315 }
316
317 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
318 {
319         struct esp_data *esp = NULL;
320
321         /* null auth and encryption can have zero length keys */
322         if (x->aalg) {
323                 if (x->aalg->alg_key_len > 512)
324                         goto error;
325         }
326         if (x->ealg == NULL)
327                 goto error;
328
329         esp = kmalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
330         if (esp == NULL)
331                 return -ENOMEM;
332
333         memset(esp, 0, sizeof(*esp));
334
335         if (x->aalg) {
336                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
337
338                 esp->auth.key = x->aalg->alg_key;
339                 esp->auth.key_len = (x->aalg->alg_key_len+7)/8;
340                 esp->auth.tfm = crypto_alloc_tfm(x->aalg->alg_name, 0);
341                 if (esp->auth.tfm == NULL)
342                         goto error;
343                 esp->auth.icv = esp_hmac_digest;
344
345                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
346                 BUG_ON(!aalg_desc);
347
348                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
349                     crypto_tfm_alg_digestsize(esp->auth.tfm)) {
350                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
351                                  x->aalg->alg_name,
352                                  crypto_tfm_alg_digestsize(esp->auth.tfm),
353                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
354                         goto error;
355                 }
356
357                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
358                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
359
360                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
361                 if (!esp->auth.work_icv)
362                         goto error;
363         }
364         esp->conf.key = x->ealg->alg_key;
365         esp->conf.key_len = (x->ealg->alg_key_len+7)/8;
366         if (x->props.ealgo == SADB_EALG_NULL)
367                 esp->conf.tfm = crypto_alloc_tfm(x->ealg->alg_name, CRYPTO_TFM_MODE_ECB);
368         else
369                 esp->conf.tfm = crypto_alloc_tfm(x->ealg->alg_name, CRYPTO_TFM_MODE_CBC);
370         if (esp->conf.tfm == NULL)
371                 goto error;
372         esp->conf.ivlen = crypto_tfm_alg_ivsize(esp->conf.tfm);
373         esp->conf.padlen = 0;
374         if (esp->conf.ivlen) {
375                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
376                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
377                         goto error;
378                 get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
379         }
380         if (crypto_cipher_setkey(esp->conf.tfm, esp->conf.key, esp->conf.key_len))
381                 goto error;
382         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
383         if (x->props.mode)
384                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
385         if (x->encap) {
386                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
387
388                 switch (encap->encap_type) {
389                 default:
390                         goto error;
391                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
392                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
393                         break;
394                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
395                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
396                         break;
397                 }
398         }
399         x->data = esp;
400         x->props.trailer_len = esp4_get_max_size(x, 0) - x->props.header_len;
401         return 0;
402
403 error:
404         x->data = esp;
405         esp_destroy(x);
406         x->data = NULL;
407         return -EINVAL;
408 }
409
410 static struct xfrm_type esp_type =
411 {
412         .description    = "ESP4",
413         .owner          = THIS_MODULE,
414         .proto          = IPPROTO_ESP,
415         .init_state     = esp_init_state,
416         .destructor     = esp_destroy,
417         .get_max_size   = esp4_get_max_size,
418         .input          = esp_input,
419         .output         = esp_output
420 };
421
422 static struct net_protocol esp4_protocol = {
423         .handler        =       xfrm4_rcv,
424         .err_handler    =       esp4_err,
425         .no_policy      =       1,
426 };
427
428 static int __init esp4_init(void)
429 {
430         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
431                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add xfrm type\n");
432                 return -EAGAIN;
433         }
434         if (inet_add_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
435                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add protocol\n");
436                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
437                 return -EAGAIN;
438         }
439         return 0;
440 }
441
442 static void __exit esp4_fini(void)
443 {
444         if (inet_del_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
445                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove protocol\n");
446         if (xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET) < 0)
447                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove xfrm type\n");
448 }
449
450 module_init(esp4_init);
451 module_exit(esp4_fini);
452 MODULE_LICENSE("GPL");