ee9b93bdd6a26860a887994775cb57cc8cc81902
[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.output);
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,
203                               XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output);
204
205         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
206         err = crypto_aead_givencrypt(req);
207         if (err == -EINPROGRESS)
208                 goto error;
209
210         if (err == -EBUSY)
211                 err = NET_XMIT_DROP;
212
213         kfree(tmp);
214
215 error:
216         return err;
217 }
218
219 static int esp_input_done2(struct sk_buff *skb, int err)
220 {
221         struct xfrm_state *x = xfrm_input_state(skb);
222         struct esp_data *esp = x->data;
223         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
224         int alen = crypto_aead_authsize(aead);
225         int hlen = sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead);
226         int elen = skb->len - hlen;
227         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
228         int padlen;
229         u8 nexthdr[2];
230
231         kfree(ESP_SKB_CB(skb)->tmp);
232
233         if (unlikely(err))
234                 goto out;
235
236         if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen - 2, nexthdr, 2))
237                 BUG();
238
239         err = -EINVAL;
240         padlen = nexthdr[0];
241         if (padlen + 2 + alen >= elen) {
242                 LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage "
243                                "padlen=%d, elen=%d\n", padlen + 2, elen - alen);
244                 goto out;
245         }
246
247         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
248
249         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
250         __skb_pull(skb, hlen);
251         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
252
253         err = nexthdr[1];
254
255         /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
256         if (err == IPPROTO_NONE)
257                 err = -EINVAL;
258
259 out:
260         return err;
261 }
262
263 static void esp_input_done(struct crypto_async_request *base, int err)
264 {
265         struct sk_buff *skb = base->data;
266
267         xfrm_input_resume(skb, esp_input_done2(skb, err));
268 }
269
270 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
271 {
272         struct ip_esp_hdr *esph;
273         struct esp_data *esp = x->data;
274         struct crypto_aead *aead = esp->aead;
275         struct aead_request *req;
276         struct sk_buff *trailer;
277         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - crypto_aead_ivsize(aead);
278         int nfrags;
279         int ret = 0;
280         void *tmp;
281         u8 *iv;
282         struct scatterlist *sg;
283         struct scatterlist *asg;
284
285         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead))) {
286                 ret = -EINVAL;
287                 goto out;
288         }
289
290         if (elen <= 0) {
291                 ret = -EINVAL;
292                 goto out;
293         }
294
295         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
296                 ret = -EINVAL;
297                 goto out;
298         }
299
300         ret = -ENOMEM;
301         tmp = esp_alloc_tmp(aead, nfrags + 1);
302         if (!tmp)
303                 goto out;
304
305         ESP_SKB_CB(skb)->tmp = tmp;
306         iv = esp_tmp_iv(aead, tmp);
307         req = esp_tmp_req(aead, iv);
308         asg = esp_req_sg(aead, req);
309         sg = asg + 1;
310
311         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
312
313         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
314
315         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
316         iv = esph->enc_data;
317
318         sg_init_table(sg, nfrags);
319         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead), elen);
320         sg_init_one(asg, esph, sizeof(*esph));
321
322         aead_request_set_callback(req, 0, esp_input_done, skb);
323         aead_request_set_crypt(req, sg, sg, elen, iv);
324         aead_request_set_assoc(req, asg, sizeof(*esph));
325
326         ret = crypto_aead_decrypt(req);
327         if (ret == -EINPROGRESS)
328                 goto out;
329
330         ret = esp_input_done2(skb, ret);
331
332 out:
333         return ret;
334 }
335
336 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
337 {
338         struct esp_data *esp = x->data;
339         u32 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(esp->aead), 4);
340         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->padlen);
341         u32 rem;
342
343         mtu -= x->props.header_len + crypto_aead_authsize(esp->aead);
344         rem = mtu & (align - 1);
345         mtu &= ~(align - 1);
346
347         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
348                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
349                 mtu -= blksize - padsize;
350                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
351         }
352
353         return mtu - 2;
354 }
355
356 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
357                      u8 type, u8 code, int offset, __be32 info)
358 {
359         struct net *net = dev_net(skb->dev);
360         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
361         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
362         struct xfrm_state *x;
363
364         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
365             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
366                 return;
367
368         x = xfrm_state_lookup(net, skb->mark, (xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
369         if (!x)
370                 return;
371         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/%pI6\n",
372                         ntohl(esph->spi), &iph->daddr);
373         xfrm_state_put(x);
374 }
375
376 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
377 {
378         struct esp_data *esp = x->data;
379
380         if (!esp)
381                 return;
382
383         crypto_free_aead(esp->aead);
384         kfree(esp);
385 }
386
387 static int esp_init_aead(struct xfrm_state *x)
388 {
389         struct esp_data *esp = x->data;
390         struct crypto_aead *aead;
391         int err;
392
393         aead = crypto_alloc_aead(x->aead->alg_name, 0, 0);
394         err = PTR_ERR(aead);
395         if (IS_ERR(aead))
396                 goto error;
397
398         esp->aead = aead;
399
400         err = crypto_aead_setkey(aead, x->aead->alg_key,
401                                  (x->aead->alg_key_len + 7) / 8);
402         if (err)
403                 goto error;
404
405         err = crypto_aead_setauthsize(aead, x->aead->alg_icv_len / 8);
406         if (err)
407                 goto error;
408
409 error:
410         return err;
411 }
412
413 static int esp_init_authenc(struct xfrm_state *x)
414 {
415         struct esp_data *esp = x->data;
416         struct crypto_aead *aead;
417         struct crypto_authenc_key_param *param;
418         struct rtattr *rta;
419         char *key;
420         char *p;
421         char authenc_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
422         unsigned int keylen;
423         int err;
424
425         err = -EINVAL;
426         if (x->ealg == NULL)
427                 goto error;
428
429         err = -ENAMETOOLONG;
430         if (snprintf(authenc_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "authenc(%s,%s)",
431                      x->aalg ? x->aalg->alg_name : "digest_null",
432                      x->ealg->alg_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
433                 goto error;
434
435         aead = crypto_alloc_aead(authenc_name, 0, 0);
436         err = PTR_ERR(aead);
437         if (IS_ERR(aead))
438                 goto error;
439
440         esp->aead = aead;
441
442         keylen = (x->aalg ? (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8 : 0) +
443                  (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8 + RTA_SPACE(sizeof(*param));
444         err = -ENOMEM;
445         key = kmalloc(keylen, GFP_KERNEL);
446         if (!key)
447                 goto error;
448
449         p = key;
450         rta = (void *)p;
451         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
452         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
453         param = RTA_DATA(rta);
454         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
455
456         if (x->aalg) {
457                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
458
459                 memcpy(p, x->aalg->alg_key, (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8);
460                 p += (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8;
461
462                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
463                 BUG_ON(!aalg_desc);
464
465                 err = -EINVAL;
466                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
467                     crypto_aead_authsize(aead)) {
468                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
469                                  x->aalg->alg_name,
470                                  crypto_aead_authsize(aead),
471                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
472                         goto free_key;
473                 }
474
475                 err = crypto_aead_setauthsize(
476                         aead, x->aalg->alg_trunc_len / 8);
477                 if (err)
478                         goto free_key;
479         }
480
481         param->enckeylen = cpu_to_be32((x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
482         memcpy(p, x->ealg->alg_key, (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8);
483
484         err = crypto_aead_setkey(aead, key, keylen);
485
486 free_key:
487         kfree(key);
488
489 error:
490         return err;
491 }
492
493 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
494 {
495         struct esp_data *esp;
496         struct crypto_aead *aead;
497         u32 align;
498         int err;
499
500         if (x->encap)
501                 return -EINVAL;
502
503         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
504         if (esp == NULL)
505                 return -ENOMEM;
506
507         x->data = esp;
508
509         if (x->aead)
510                 err = esp_init_aead(x);
511         else
512                 err = esp_init_authenc(x);
513
514         if (err)
515                 goto error;
516
517         aead = esp->aead;
518
519         esp->padlen = 0;
520
521         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) +
522                               crypto_aead_ivsize(aead);
523         switch (x->props.mode) {
524         case XFRM_MODE_BEET:
525                 if (x->sel.family != AF_INET6)
526                         x->props.header_len += IPV4_BEET_PHMAXLEN +
527                                                (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
528                 break;
529         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
530                 break;
531         case XFRM_MODE_TUNNEL:
532                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
533                 break;
534         default:
535                 goto error;
536         }
537
538         align = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
539         if (esp->padlen)
540                 align = max_t(u32, align, esp->padlen);
541         x->props.trailer_len = align + 1 + crypto_aead_authsize(esp->aead);
542
543 error:
544         return err;
545 }
546
547 static const struct xfrm_type esp6_type =
548 {
549         .description    = "ESP6",
550         .owner          = THIS_MODULE,
551         .proto          = IPPROTO_ESP,
552         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
553         .init_state     = esp6_init_state,
554         .destructor     = esp6_destroy,
555         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
556         .input          = esp6_input,
557         .output         = esp6_output,
558         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
559 };
560
561 static const struct inet6_protocol esp6_protocol = {
562         .handler        =       xfrm6_rcv,
563         .err_handler    =       esp6_err,
564         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
565 };
566
567 static int __init esp6_init(void)
568 {
569         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
570                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
571                 return -EAGAIN;
572         }
573         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
574                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
575                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
576                 return -EAGAIN;
577         }
578
579         return 0;
580 }
581
582 static void __exit esp6_fini(void)
583 {
584         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
585                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
586         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
587                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
588 }
589
590 module_init(esp6_init);
591 module_exit(esp6_fini);
592
593 MODULE_LICENSE("GPL");
594 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);