Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kaber/nf-2.6
[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 <crypto/aead.h>
28 #include <crypto/authenc.h>
29 #include <linux/err.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <net/ip.h>
32 #include <net/xfrm.h>
33 #include <net/esp.h>
34 #include <linux/scatterlist.h>
35 #include <linux/kernel.h>
36 #include <linux/pfkeyv2.h>
37 #include <linux/random.h>
38 #include <linux/slab.h>
39 #include <linux/spinlock.h>
40 #include <net/icmp.h>
41 #include <net/ipv6.h>
42 #include <net/protocol.h>
43 #include <linux/icmpv6.h>
44
45 struct esp_skb_cb {
46         struct xfrm_skb_cb xfrm;
47         void *tmp;
48 };
49
50 #define ESP_SKB_CB(__skb) ((struct esp_skb_cb *)&((__skb)->cb[0]))
51
52 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu);
53
54 /*
55  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
56  *
57  * For alignment considerations the upper 32 bits of the sequence number are
58  * placed at the front, if present. Followed by the IV, the request and finally
59  * the SG list.
60  *
61  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
62  */
63 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags, int seqihlen)
64 {
65         unsigned int len;
66
67         len = seqihlen;
68
69         len += crypto_aead_ivsize(aead);
70
71         if (len) {
72                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
73                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
74                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
75         }
76
77         len += sizeof(struct aead_givcrypt_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
78         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
79
80         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
81
82         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
83 }
84
85 static inline __be32 *esp_tmp_seqhi(void *tmp)
86 {
87         return PTR_ALIGN((__be32 *)tmp, __alignof__(__be32));
88 }
89
90 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp, int seqhilen)
91 {
92         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
93                PTR_ALIGN((u8 *)tmp + seqhilen,
94                          crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp + seqhilen;
95 }
96
97 static inline struct aead_givcrypt_request *esp_tmp_givreq(
98         struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
99 {
100         struct aead_givcrypt_request *req;
101
102         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
103                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
104         aead_givcrypt_set_tfm(req, aead);
105         return req;
106 }
107
108 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
109 {
110         struct aead_request *req;
111
112         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
113                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
114         aead_request_set_tfm(req, aead);
115         return req;
116 }
117
118 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
119                                              struct aead_request *req)
120 {
121         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
122                              crypto_aead_reqsize(aead),
123                              __alignof__(struct scatterlist));
124 }
125
126 static inline struct scatterlist *esp_givreq_sg(
127         struct crypto_aead *aead, struct aead_givcrypt_request *req)
128 {
129         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
130                              crypto_aead_reqsize(aead),
131                              __alignof__(struct scatterlist));
132 }
133
134 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
135 {
136         struct sk_buff *skb = base->data;
137
138         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
139         xfrm_output_resume(skb, err);
140 }
141
142 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
143 {
144         int err;
145         struct ip_esp_hdr *esph;
146         struct crypto_aead *aead;
147         struct aead_givcrypt_request *req;
148         struct scatterlist *sg;
149         struct scatterlist *asg;
150         struct sk_buff *trailer;
151         void *tmp;
152         int blksize;
153         int clen;
154         int alen;
155         int plen;
156         int tfclen;
157         int nfrags;
158         int assoclen;
159         int sglists;
160         int seqhilen;
161         u8 *iv;
162         u8 *tail;
163         __be32 *seqhi;
164         struct esp_data *esp = x->data;
165
166         /* skb is pure payload to encrypt */
167         err = -ENOMEM;
168
169         aead = esp->aead;
170         alen = crypto_aead_authsize(aead);
171
172         tfclen = 0;
173         if (x->tfcpad) {
174                 struct xfrm_dst *dst = (struct xfrm_dst *)skb_dst(skb);
175                 u32 padto;
176
177                 padto = min(x->tfcpad, esp6_get_mtu(x, dst->child_mtu_cached));
178                 if (skb->len < padto)
179                         tfclen = padto - skb->len;
180         }
181         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
182         clen = ALIGN(skb->len + 2 + tfclen, blksize);
183         if (esp->padlen)
184                 clen = ALIGN(clen, esp->padlen);
185         plen = clen - skb->len - tfclen;
186
187         err = skb_cow_data(skb, tfclen + plen + alen, &trailer);
188         if (err < 0)
189                 goto error;
190         nfrags = err;
191
192         assoclen = sizeof(*esph);
193         sglists = 1;
194         seqhilen = 0;
195
196         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
197                 sglists += 2;
198                 seqhilen += sizeof(__be32);
199                 assoclen += seqhilen;
200         }
201
202         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
203         if (!tmp)
204                 goto error;
205
206         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
207         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
208         req = esp_tmp_givreq(aead, iv);
209         asg = esp_givreq_sg(aead, req);
210         sg = asg + sglists;
211
212         /* Fill padding... */
213         tail = skb_tail_pointer(trailer);
214         if (tfclen) {
215                 memset(tail, 0, tfclen);
216                 tail += tfclen;
217         }
218         do {
219                 int i;
220                 for (i = 0; i < plen - 2; i++)
221                         tail[i] = i + 1;
222         } while (0);
223         tail[plen - 2] = plen - 2;
224         tail[plen - 1] = *skb_mac_header(skb);
225         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len + alen);
226
227         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
228         esph = ip_esp_hdr(skb);
229         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
230
231         esph->spi = x->id.spi;
232         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
233
234         sg_init_table(sg, nfrags);
235         skb_to_sgvec(skb, sg,
236                      esph->enc_data + crypto_aead_ivsize(aead) - skb->data,
237                      clen + alen);
238
239         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
240                 sg_init_table(asg, 3);
241                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
242                 *seqhi = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.hi);
243                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
244                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
245         } else
246                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
247
248         aead_givcrypt_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
249         aead_givcrypt_set_crypt(req, sg, sg, clen, iv);
250         aead_givcrypt_set_assoc(req, asg, assoclen);
251         aead_givcrypt_set_giv(req, esph->enc_data,
252                               XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
253
254         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
255         err = crypto_aead_givencrypt(req);
256         if (err == -EINPROGRESS)
257                 goto error;
258
259         if (err == -EBUSY)
260                 err = NET_XMIT_DROP;
261
262         kfree(tmp);
263
264 error:
265         return err;
266 }
267
268 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
269 {
270         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
271         struct esp_data *esp = x->data;
272         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
273         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
274         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
275         int elen = skb->len - hlen;
276         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
277         int padlen;
278         u8 nexthdr[2];
279
280         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
281
282         if (unlikely(err))
283                 goto out;
284
285         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
286                 BUG();
287
288         err = -EINVAL;
289         padlen = nexthdr[0];
290         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
291                 LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage "
292                                "padlen=%d, elen=%d\n", padlen + 2, elen - alen);
293                 goto out;
294         }
295
296         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
297
298         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
299         __skb_pull(skb, hlen);
300         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
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 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
320 {
321         struct ip_esp_hdr *esph;
322         struct esp_data *esp = x->data;
323         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
324         struct aead_request *req;
325         struct sk_buff *trailer;
326         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
327         int nfrags;
328         int assoclen;
329         int sglists;
330         int seqhilen;
331         int ret = 0;
332         void *tmp;
333         __be32 *seqhi;
334         u8 *iv;
335         struct scatterlist *sg;
336         struct scatterlist *asg;
337
338         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead))) {
339                 ret = -EINVAL;
340                 goto out;
341         }
342
343         if (elen <= 0) {
344                 ret = -EINVAL;
345                 goto out;
346         }
347
348         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
349                 ret = -EINVAL;
350                 goto out;
351         }
352
353         ret = -ENOMEM;
354
355         assoclen = sizeof(*esph);
356         sglists = 1;
357         seqhilen = 0;
358
359         if (x->props.flags & XFRM_STATE_ESN) {
360                 sglists += 2;
361                 seqhilen += sizeof(__be32);
362                 assoclen += seqhilen;
363         }
364
365         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + sglists, seqhilen);
366         if (!tmp)
367                 goto out;
368
369         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
370         seqhi = esp_tmp_seqhi(tmp);
371         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp, seqhilen);
372         req = esp_tmp_req(aead, iv);
373         asg = esp_req_sg(aead, req);
374         sg = asg + 1;
375
376         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
377
378         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
379
380         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
381         iv = esph->enc_data;
382
383         sg_init_table(sg, nfrags);
384         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead), elen);
385
386         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
387                 sg_init_table(asg, 3);
388                 sg_set_buf(asg, &esph->spi, sizeof(__be32));
389                 *seqhi = XFRM_SKB_CB(skb)->seq.input.hi;
390                 sg_set_buf(asg + 1, seqhi, seqhilen);
391                 sg_set_buf(asg + 2, &esph->seq_no, sizeof(__be32));
392         } else
393                 sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
394
395         aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
396         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen, iv);
397         aead_request_set_assoc(req, asg, assoclen);
398
399         ret = crypto_aead_decrypt(req);
400         if (ret == -EINPROGRESS)
401                 goto out;
402
403         ret = esp_input_done2(skb, ret);
404
405 out:
406         return ret;
407 }
408
409 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
410 {
411         struct esp_data *esp = x->data;
412         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(esp->aead), 4);
413         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->padlen);
414         u32 rem;
415
416         mtu -= x->props.header_len + crypto_aead_authsize(esp->aead);
417         rem = mtu & (align - 1);
418         mtu &= ~(align - 1);
419
420         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
421                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
422                 mtu -= blksize - padsize;
423                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
424         }
425
426         return mtu - 2;
427 }
428
429 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
430                      u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
431 {
432         struct net *net = dev_net(skb->dev);
433         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
434         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
435         struct xfrm_state *x;
436
437         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
438             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
439                 return;
440
441         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
442         if (!x)
443                 return;
444         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/%pI6\n",
445                         ntohl(esph->spi), &iph->daddr);
446         xfrm_state_put(x);
447 }
448
449 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
450 {
451         struct esp_data *esp = x->data;
452
453         if (!esp)
454                 return;
455
456         crypto_free_aead(esp->aead);
457         kfree(esp);
458 }
459
460 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
461 {
462         struct esp_data *esp = x->data;
463         struct crypto_aead *aead;
464         int err;
465
466         aead = crypto_alloc_aead(x->aead->alg_name, 0, 0);
467         err = PTR_ERR(aead);
468         if (IS_ERR(aead))
469                 goto error;
470
471         esp->aead = aead;
472
473         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
474                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
475         if (err)
476                 goto error;
477
478         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
479         if (err)
480                 goto error;
481
482 error:
483         return err;
484 }
485
486 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
487 {
488         struct esp_data *esp = x->data;
489         struct crypto_aead *aead;
490         struct crypto_authenc_key_param *param;
491         struct rtattr *rta;
492         char *key;
493         char *p;
494         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
495         unsigned int keylen;
496         int err;
497
498         err = -EINVAL;
499         if (x->ealg == NULL)
500                 goto error;
501
502         err = -ENAMETOOLONG;
503
504         if ((x->props.flags & XFRM_STATE_ESN)) {
505                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
506                              "authencesn(%s,%s)",
507                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
508                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
509                         goto error;
510         } else {
511                 if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
512                              "authenc(%s,%s)",
513                              x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
514                              x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
515                         goto error;
516         }
517
518         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
519         err = PTR_ERR(aead);
520         if (IS_ERR(aead))
521                 goto error;
522
523         esp->aead = aead;
524
525         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
526                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
527         err = -ENOMEM;
528         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
529         if (!key)
530                 goto error;
531
532         p = key;
533         rta = (void *)p;
534         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
535         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
536         param = RTA_DATA(rta);
537         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
538
539         if (x->aalg) {
540                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
541
542                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
543                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
544
545                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
546                 BUG_ON(!aalg_desc);
547
548                 err = -EINVAL;
549                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
550                     crypto_aead_authsize(aead)) {
551                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
552                                  x->aalg->alg_name,
553                                  crypto_aead_authsize(aead),
554                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
555                         goto free_key;
556                 }
557
558                 err = crypto_aead_setauthsize(
559                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
560                 if (err)
561                         goto free_key;
562         }
563
564         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
565         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
566
567         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
568
569 free_key:
570         kfree(key);
571
572 error:
573         return err;
574 }
575
576 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
577 {
578         struct esp_data *esp;
579         struct crypto_aead *aead;
580         u32 align;
581         int err;
582
583         if (x->encap)
584                 return -EINVAL;
585
586         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
587         if (esp == NULL)
588                 return -ENOMEM;
589
590         x->data = esp;
591
592         if (x->aead)
593                 err = esp_init_aead(x);
594         else
595                 err = esp_init_authenc(x);
596
597         if (err)
598                 goto error;
599
600         aead = esp->aead;
601
602         esp->padlen = 0;
603
604         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
605                               crypto_aead_ivsize(aead);
606         switch (x->props.mode) {
607         case XFRM_MODE_BEET:
608                 if (x->sel.family != AF_INET6)
609                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
610                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
611                 break;
612         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
613                 break;
614         case XFRM_MODE_TUNNEL:
615                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
616                 break;
617         default:
618                 goto error;
619         }
620
621         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
622         if (esp->padlen)
623                 align = max_t(u32, align, esp->padlen);
624         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(esp->aead);
625
626 error:
627         return err;
628 }
629
630 static const struct xfrm_type esp6_type =
631 {
632         .description    = "ESP6",
633         .owner          = THIS_MODULE,
634         .proto          = IPPROTO_ESP,
635         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
636         .init_state     = esp6_init_state,
637         .destructor     = esp6_destroy,
638         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
639         .input          = esp6_input,
640         .output         = esp6_output,
641         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
642 };
643
644 static const struct inet6_protocol esp6_protocol = {
645         .handler        =       xfrm6_rcv,
646         .err_handler    =       esp6_err,
647         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
648 };
649
650 static int __init esp6_init(void)
651 {
652         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
653                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
654                 return -EAGAIN;
655         }
656         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
657                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
658                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
659                 return -EAGAIN;
660         }
661
662         return 0;
663 }
664
665 static void __exit esp6_fini(void)
666 {
667         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
668                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
669         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
670                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
671 }
672
673 module_init(esp6_init);
674 module_exit(esp6_fini);
675
676 MODULE_LICENSE("GPL");
677 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);