dc821acf3d338742b9297a4b47986c3ad1c1e692
[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 /*
53  * Allocate an AEAD request structure with extra space for SG and IV.
54  *
55  * For alignment considerations the IV is placed at the front, followed
56  * by the request and finally the SG list.
57  *
58  * TODO: Use spare space in skb for this where possible.
59  */
60 static void *esp_alloc_tmp(struct crypto_aead *aead, int nfrags)
61 {
62         unsigned int len;
63
64         len = crypto_aead_ivsize(aead);
65         if (len) {
66                 len += crypto_aead_alignmask(aead) &
67                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
68                 len = ALIGN(len, crypto_tfm_ctx_alignment());
69         }
70
71         len += sizeof(struct aead_givcrypt_request) + crypto_aead_reqsize(aead);
72         len = ALIGN(len, __alignof__(struct scatterlist));
73
74         len += sizeof(struct scatterlist) * nfrags;
75
76         return kmalloc(len, GFP_ATOMIC);
77 }
78
79 static inline u8 *esp_tmp_iv(struct crypto_aead *aead, void *tmp)
80 {
81         return crypto_aead_ivsize(aead) ?
82                PTR_ALIGN((u8 *)tmp, crypto_aead_alignmask(aead) + 1) : tmp;
83 }
84
85 static inline struct aead_givcrypt_request *esp_tmp_givreq(
86         struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
87 {
88         struct aead_givcrypt_request *req;
89
90         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
91                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
92         aead_givcrypt_set_tfm(req, aead);
93         return req;
94 }
95
96 static inline struct aead_request *esp_tmp_req(struct crypto_aead *aead, u8 *iv)
97 {
98         struct aead_request *req;
99
100         req = (void *)PTR_ALIGN(iv + crypto_aead_ivsize(aead),
101                                 crypto_tfm_ctx_alignment());
102         aead_request_set_tfm(req, aead);
103         return req;
104 }
105
106 static inline struct scatterlist *esp_req_sg(struct crypto_aead *aead,
107                                              struct aead_request *req)
108 {
109         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
110                              crypto_aead_reqsize(aead),
111                              __alignof__(struct scatterlist));
112 }
113
114 static inline struct scatterlist *esp_givreq_sg(
115         struct crypto_aead *aead, struct aead_givcrypt_request *req)
116 {
117         return (void *)ALIGN((unsigned long)(req + 1) +
118                              crypto_aead_reqsize(aead),
119                              __alignof__(struct scatterlist));
120 }
121
122 static void esp_output_done(struct crypto_async_request *base, int err)
123 {
124         struct sk_buff *skb = base->data;
125
126         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
127         xfrm_output_resume(skb, err);
128 }
129
130 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
131 {
132         int err;
133         struct ip_esp_hdr *esph;
134         struct crypto_aead *aead;
135         struct aead_givcrypt_request *req;
136         struct scatterlist *sg;
137         struct scatterlist *asg;
138         struct sk_buff *trailer;
139         void *tmp;
140         int blksize;
141         int clen;
142         int alen;
143         int nfrags;
144         u8 *iv;
145         u8 *tail;
146         struct esp_data *esp = x->data;
147
148         /* skb is pure payload to encrypt */
149         err = -ENOMEM;
150
151         /* Round to block size */
152         clen = skb->len;
153
154         aead = esp->aead;
155         alen = crypto_aead_authsize(aead);
156
157         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
158         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
159         if (esp->padlen)
160                 clen = ALIGN(clen, esp->padlen);
161
162         if ((err = skb_cow_data(skb, clen - skb->len + alen, &trailer)) < 0)
163                 goto error;
164         nfrags = err;
165
166         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + 1);
167         if (!tmp)
168                 goto error;
169
170         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp);
171         req = esp_tmp_givreq(aead, iv);
172         asg = esp_givreq_sg(aead, req);
173         sg = asg + 1;
174
175         /* Fill padding... */
176         tail = skb_tail_pointer(trailer);
177         do {
178                 int i;
179                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
180                         tail[i] = i + 1;
181         } while (0);
182         tail[clen-skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
183         tail[clen - skb->len - 1] = *skb_mac_header(skb);
184         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len + alen);
185
186         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
187         esph = ip_esp_hdr(skb);
188         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
189
190         esph->spi = x->id.spi;
191         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
192
193         sg_init_table(sg, nfrags);
194         skb_to_sgvec(skb, sg,
195                      esph->enc_data + crypto_aead_ivsize(aead) - skb->data,
196                      clen + alen);
197         sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
198
199         aead_givcrypt_set_callback(req, 0, esp_output_done, skb);
200         aead_givcrypt_set_crypt(req, sg, sg, clen, iv);
201         aead_givcrypt_set_assoc(req, asg, sizeof(*esph));
202         aead_givcrypt_set_giv(req, esph->enc_data, XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
203
204         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
205         err = crypto_aead_givencrypt(req);
206         if (err == -EINPROGRESS)
207                 goto error;
208
209         if (err == -EBUSY)
210                 err = NET_XMIT_DROP;
211
212         kfree(tmp);
213
214 error:
215         return err;
216 }
217
218 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
219 {
220         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
221         struct esp_data *esp = x->data;
222         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
223         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
224         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
225         int elen = skb->len - hlen;
226         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
227         int padlen;
228         u8 nexthdr[2];
229
230         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
231
232         if (unlikely(err))
233                 goto out;
234
235         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
236                 BUG();
237
238         err = -EINVAL;
239         padlen = nexthdr[0];
240         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
241                 LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage "
242                                "padlen=%d, elen=%d\n", padlen + 2, elen - alen);
243                 goto out;
244         }
245
246         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
247
248         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
249         __skb_pull(skb, hlen);
250         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
251
252         err = nexthdr[1];
253
254         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
255         if (err == IPPROTO_NONE)
256                 err = -EINVAL;
257
258 out:
259         return err;
260 }
261
262 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
263 {
264         struct sk_buff *skb = base->data;
265
266         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
267 }
268
269 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
270 {
271         struct ip_esp_hdr *esph;
272         struct esp_data *esp = x->data;
273         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
274         struct aead_request *req;
275         struct sk_buff *trailer;
276         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
277         int nfrags;
278         int ret = 0;
279         void *tmp;
280         u8 *iv;
281         struct scatterlist *sg;
282         struct scatterlist *asg;
283
284         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph))) {
285                 ret = -EINVAL;
286                 goto out;
287         }
288
289         if (elen <= 0) {
290                 ret = -EINVAL;
291                 goto out;
292         }
293
294         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
295                 ret = -EINVAL;
296                 goto out;
297         }
298
299         ret = -ENOMEM;
300         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + 1);
301         if (!tmp)
302                 goto out;
303
304         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
305         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp);
306         req = esp_tmp_req(aead, iv);
307         asg = esp_req_sg(aead, req);
308         sg = asg + 1;
309
310         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
311
312         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
313
314         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
315         iv = esph->enc_data;
316
317         sg_init_table(sg, nfrags);
318         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead), elen);
319         sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
320
321         aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
322         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen, iv);
323         aead_request_set_assoc(req, asg, sizeof(*esph));
324
325         ret = crypto_aead_decrypt(req);
326         if (ret == -EINPROGRESS)
327                 goto out;
328
329         ret = esp_input_done2(skb, ret);
330
331 out:
332         return ret;
333 }
334
335 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
336 {
337         struct esp_data *esp = x->data;
338         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(esp->aead), 4);
339         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->padlen);
340         u32 rem;
341
342         mtu -= x->props.header_len + crypto_aead_authsize(esp->aead);
343         rem = mtu & (align - 1);
344         mtu &= ~(align - 1);
345
346         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
347                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
348                 mtu -= blksize - padsize;
349                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
350         }
351
352         return mtu - 2;
353 }
354
355 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
356                      int type, int code, int offset, __be32 info)
357 {
358         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
359         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
360         struct xfrm_state *x;
361
362         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
363             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
364                 return;
365
366         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
367         if (!x)
368                 return;
369         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n",
370                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
371         xfrm_state_put(x);
372 }
373
374 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
375 {
376         struct esp_data *esp = x->data;
377
378         if (!esp)
379                 return;
380
381         crypto_free_aead(esp->aead);
382         kfree(esp);
383 }
384
385 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
386 {
387         struct esp_data *esp = NULL;
388         struct crypto_aead *aead;
389         struct crypto_authenc_key_param *param;
390         struct rtattr *rta;
391         char *key;
392         char *p;
393         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
394         u32 align;
395         unsigned int keylen;
396         int err;
397
398         if (x->ealg == NULL)
399                 return -EINVAL;
400
401         if (x->encap)
402                 return -EINVAL;
403
404         if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "authenc(%s,%s)",
405                      x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
406                      x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
407                 return -ENAMETOOLONG;
408
409         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
410         if (esp == NULL)
411                 return -ENOMEM;
412
413         x->data = esp;
414
415         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
416         err = PTR_ERR(aead);
417         if (IS_ERR(aead))
418                 goto error;
419
420         esp->aead = aead;
421
422         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
423                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
424         err = -ENOMEM;
425         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
426         if (!key)
427                 goto error;
428
429         p = key;
430         rta = (void *)p;
431         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
432         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
433         param = RTA_DATA(rta);
434         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
435
436         if (x->aalg) {
437                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
438
439                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
440                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
441
442                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
443                 BUG_ON(!aalg_desc);
444
445                 err = -EINVAL;
446                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
447                     crypto_aead_authsize(aead)) {
448                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
449                                  x->aalg->alg_name,
450                                  crypto_aead_authsize(aead),
451                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
452                         goto free_key;
453                 }
454
455                 err = crypto_aead_setauthsize(
456                         aead, aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits / 8);
457                 if (err)
458                         goto free_key;
459         }
460
461         esp->padlen = 0;
462
463         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
464         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
465
466         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
467
468 free_key:
469         kfree(key);
470
471         if (err)
472                 goto error;
473
474         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
475                               crypto_aead_ivsize(aead);
476         switch (x->props.mode) {
477         case XFRM_MODE_BEET:
478         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
479                 break;
480         case XFRM_MODE_TUNNEL:
481                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
482                 break;
483         default:
484                 goto error;
485         }
486
487         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
488         if (esp->padlen)
489                 align = max_t(u32, align, esp->padlen);
490         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(esp->aead);
491
492 error:
493         return err;
494 }
495
496 static struct xfrm_type esp6_type =
497 {
498         .description    = "ESP6",
499         .owner          = THIS_MODULE,
500         .proto          = IPPROTO_ESP,
501         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
502         .init_state     = esp6_init_state,
503         .destructor     = esp6_destroy,
504         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
505         .input          = esp6_input,
506         .output         = esp6_output,
507         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
508 };
509
510 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
511         .handler        =       xfrm6_rcv,
512         .err_handler    =       esp6_err,
513         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
514 };
515
516 static int __init esp6_init(void)
517 {
518         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
519                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
520                 return -EAGAIN;
521         }
522         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
523                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
524                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
525                 return -EAGAIN;
526         }
527
528         return 0;
529 }
530
531 static void __exit esp6_fini(void)
532 {
533         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
534                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
535         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
536                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
537 }
538
539 module_init(esp6_init);
540 module_exit(esp6_fini);
541
542 MODULE_LICENSE("GPL");
543 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);