21c93f026dbc07f8d6f409338178859a21838577
[linux-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, 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 #include <linux/err.h>
28 #include <linux/module.h>
29 #include <net/ip.h>
30 #include <net/xfrm.h>
31 #include <net/esp.h>
32 #include <asm/scatterlist.h>
33 #include <linux/crypto.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/pfkeyv2.h>
36 #include <linux/random.h>
37 #include <linux/spinlock.h>
38 #include <net/icmp.h>
39 #include <net/ipv6.h>
40 #include <net/protocol.h>
41 #include <linux/icmpv6.h>
42
43 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
44 {
45         int err;
46         struct ipv6hdr *top_iph;
47         struct ipv6_esp_hdr *esph;
48         struct crypto_blkcipher *tfm;
49         struct blkcipher_desc desc;
50         struct sk_buff *trailer;
51         int blksize;
52         int clen;
53         int alen;
54         int nfrags;
55         u8 *tail;
56         struct esp_data *esp = x->data;
57
58         /* skb is pure payload to encrypt */
59         err = -ENOMEM;
60
61         /* Round to block size */
62         clen = skb->len;
63
64         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
65         tfm = esp->conf.tfm;
66         desc.tfm = tfm;
67         desc.flags = 0;
68         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
69         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
70         if (esp->conf.padlen)
71                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
72
73         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0) {
74                 goto error;
75         }
76
77         /* Fill padding... */
78         tail = skb_tail_pointer(trailer);
79         do {
80                 int i;
81                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
82                         tail[i] = i + 1;
83         } while (0);
84         tail[clen-skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
85         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
86
87         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
88         top_iph = ipv6_hdr(skb);
89         esph = (struct ipv6_esp_hdr *)skb_transport_header(skb);
90         top_iph->payload_len = htons(skb->len + alen - sizeof(*top_iph));
91         *(skb_tail_pointer(trailer) - 1) = *skb_mac_header(skb);
92         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
93
94         esph->spi = x->id.spi;
95         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
96
97         spin_lock_bh(&x->lock);
98
99         if (esp->conf.ivlen) {
100                 if (unlikely(!esp->conf.ivinitted)) {
101                         get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
102                         esp->conf.ivinitted = 1;
103                 }
104                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
105         }
106
107         do {
108                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
109
110                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
111                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
112                         if (!sg)
113                                 goto unlock;
114                 }
115                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
116                 err = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg, sg, clen);
117                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
118                         kfree(sg);
119         } while (0);
120
121         if (unlikely(err))
122                 goto unlock;
123
124         if (esp->conf.ivlen) {
125                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
126                 crypto_blkcipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
127         }
128
129         if (esp->auth.icv_full_len) {
130                 err = esp_mac_digest(esp, skb, (u8 *)esph - skb->data,
131                                      sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen + clen);
132                 memcpy(pskb_put(skb, trailer, alen), esp->auth.work_icv, alen);
133         }
134
135 unlock:
136         spin_unlock_bh(&x->lock);
137
138 error:
139         return err;
140 }
141
142 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
143 {
144         struct ipv6hdr *iph;
145         struct ipv6_esp_hdr *esph;
146         struct esp_data *esp = x->data;
147         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
148         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
149         struct sk_buff *trailer;
150         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
151         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
152         int elen = skb->len - sizeof(struct ipv6_esp_hdr) - esp->conf.ivlen - alen;
153         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
154         int nfrags;
155         int ret = 0;
156
157         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ipv6_esp_hdr))) {
158                 ret = -EINVAL;
159                 goto out;
160         }
161
162         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1))) {
163                 ret = -EINVAL;
164                 goto out;
165         }
166
167         /* If integrity check is required, do this. */
168         if (esp->auth.icv_full_len) {
169                 u8 sum[alen];
170
171                 ret = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
172                 if (ret)
173                         goto out;
174
175                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
176                         BUG();
177
178                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
179                         x->stats.integrity_failed++;
180                         ret = -EINVAL;
181                         goto out;
182                 }
183         }
184
185         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
186                 ret = -EINVAL;
187                 goto out;
188         }
189
190         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
191
192         esph = (struct ipv6_esp_hdr*)skb->data;
193         iph = ipv6_hdr(skb);
194
195         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
196         if (esp->conf.ivlen)
197                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
198
199         {
200                 u8 nexthdr[2];
201                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
202                 u8 padlen;
203
204                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
205                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
206                         if (!sg) {
207                                 ret = -ENOMEM;
208                                 goto out;
209                         }
210                 }
211                 skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(struct ipv6_esp_hdr) + esp->conf.ivlen, elen);
212                 ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
213                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
214                         kfree(sg);
215                 if (unlikely(ret))
216                         goto out;
217
218                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
219                         BUG();
220
221                 padlen = nexthdr[0];
222                 if (padlen+2 >= elen) {
223                         LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n", padlen+2, elen);
224                         ret = -EINVAL;
225                         goto out;
226                 }
227                 /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
228
229                 pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
230                 ret = nexthdr[1];
231         }
232
233         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
234         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
235 out:
236         return ret;
237 }
238
239 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
240 {
241         struct esp_data *esp = x->data;
242         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
243         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
244         u32 rem;
245
246         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
247         rem = mtu & (align - 1);
248         mtu &= ~(align - 1);
249
250         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
251                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
252                 mtu -= blksize - padsize;
253                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
254         }
255
256         return mtu - 2;
257 }
258
259 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
260                      int type, int code, int offset, __be32 info)
261 {
262         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
263         struct ipv6_esp_hdr *esph = (struct ipv6_esp_hdr*)(skb->data+offset);
264         struct xfrm_state *x;
265
266         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
267             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
268                 return;
269
270         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
271         if (!x)
272                 return;
273         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n",
274                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
275         xfrm_state_put(x);
276 }
277
278 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
279 {
280         struct esp_data *esp = x->data;
281
282         if (!esp)
283                 return;
284
285         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
286         esp->conf.tfm = NULL;
287         kfree(esp->conf.ivec);
288         esp->conf.ivec = NULL;
289         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
290         esp->auth.tfm = NULL;
291         kfree(esp->auth.work_icv);
292         esp->auth.work_icv = NULL;
293         kfree(esp);
294 }
295
296 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
297 {
298         struct esp_data *esp = NULL;
299         struct crypto_blkcipher *tfm;
300
301         if (x->ealg == NULL)
302                 goto error;
303
304         if (x->encap)
305                 goto error;
306
307         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
308         if (esp == NULL)
309                 return -ENOMEM;
310
311         if (x->aalg) {
312                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
313                 struct crypto_hash *hash;
314
315                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
316                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
317                 if (IS_ERR(hash))
318                         goto error;
319
320                 esp->auth.tfm = hash;
321                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
322                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
323                         goto error;
324
325                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
326                 BUG_ON(!aalg_desc);
327
328                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
329                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
330                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
331                                  x->aalg->alg_name,
332                                  crypto_hash_digestsize(hash),
333                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
334                         goto error;
335                 }
336
337                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
338                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
339
340                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
341                 if (!esp->auth.work_icv)
342                         goto error;
343         }
344         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
345         if (IS_ERR(tfm))
346                 goto error;
347         esp->conf.tfm = tfm;
348         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
349         esp->conf.padlen = 0;
350         if (esp->conf.ivlen) {
351                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
352                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
353                         goto error;
354                 esp->conf.ivinitted = 0;
355         }
356         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
357                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
358                 goto error;
359         x->props.header_len = sizeof(struct ipv6_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
360         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
361                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
362         x->data = esp;
363         return 0;
364
365 error:
366         x->data = esp;
367         esp6_destroy(x);
368         x->data = NULL;
369         return -EINVAL;
370 }
371
372 static struct xfrm_type esp6_type =
373 {
374         .description    = "ESP6",
375         .owner          = THIS_MODULE,
376         .proto          = IPPROTO_ESP,
377         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
378         .init_state     = esp6_init_state,
379         .destructor     = esp6_destroy,
380         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
381         .input          = esp6_input,
382         .output         = esp6_output,
383         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
384 };
385
386 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
387         .handler        =       xfrm6_rcv,
388         .err_handler    =       esp6_err,
389         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
390 };
391
392 static int __init esp6_init(void)
393 {
394         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
395                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
396                 return -EAGAIN;
397         }
398         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
399                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
400                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
401                 return -EAGAIN;
402         }
403
404         return 0;
405 }
406
407 static void __exit esp6_fini(void)
408 {
409         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
410                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
411         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
412                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
413 }
414
415 module_init(esp6_init);
416 module_exit(esp6_fini);
417
418 MODULE_LICENSE("GPL");
419 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);