f8bb136d37110aeee662f1af304ef835ac8a81b6
[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 <linux/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 ip_esp_hdr *esph;
47         struct crypto_blkcipher *tfm;
48         struct blkcipher_desc desc;
49         struct sk_buff *trailer;
50         int blksize;
51         int clen;
52         int alen;
53         int nfrags;
54         u8 *tail;
55         struct esp_data *esp = x->data;
56
57         /* skb is pure payload to encrypt */
58         err = -ENOMEM;
59
60         /* Round to block size */
61         clen = skb->len;
62
63         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
64         tfm = esp->conf.tfm;
65         desc.tfm = tfm;
66         desc.flags = 0;
67         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
68         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
69         if (esp->conf.padlen)
70                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
71
72         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0) {
73                 goto error;
74         }
75
76         /* Fill padding... */
77         tail = skb_tail_pointer(trailer);
78         do {
79                 int i;
80                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
81                         tail[i] = i + 1;
82         } while (0);
83         tail[clen-skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
84         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
85
86         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
87         esph = ip_esp_hdr(skb);
88         *(skb_tail_pointer(trailer) - 1) = *skb_mac_header(skb);
89         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
90
91         esph->spi = x->id.spi;
92         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
93
94         spin_lock_bh(&x->lock);
95
96         if (esp->conf.ivlen) {
97                 if (unlikely(!esp->conf.ivinitted)) {
98                         get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
99                         esp->conf.ivinitted = 1;
100                 }
101                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
102         }
103
104         do {
105                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
106
107                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
108                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
109                         if (!sg)
110                                 goto unlock;
111                 }
112                 sg_init_table(sg, nfrags);
113                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
114                 err = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg, sg, clen);
115                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
116                         kfree(sg);
117         } while (0);
118
119         if (unlikely(err))
120                 goto unlock;
121
122         if (esp->conf.ivlen) {
123                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
124                 crypto_blkcipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
125         }
126
127         if (esp->auth.icv_full_len) {
128                 err = esp_mac_digest(esp, skb, (u8 *)esph - skb->data,
129                                      sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen + clen);
130                 memcpy(pskb_put(skb, trailer, alen), esp->auth.work_icv, alen);
131         }
132
133 unlock:
134         spin_unlock_bh(&x->lock);
135
136 error:
137         return err;
138 }
139
140 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
141 {
142         struct ipv6hdr *iph;
143         struct ip_esp_hdr *esph;
144         struct esp_data *esp = x->data;
145         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
146         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
147         struct sk_buff *trailer;
148         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
149         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
150         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - esp->conf.ivlen - alen;
151         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
152         int nfrags;
153         int ret = 0;
154
155         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph))) {
156                 ret = -EINVAL;
157                 goto out;
158         }
159
160         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1))) {
161                 ret = -EINVAL;
162                 goto out;
163         }
164
165         /* If integrity check is required, do this. */
166         if (esp->auth.icv_full_len) {
167                 u8 sum[alen];
168
169                 ret = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
170                 if (ret)
171                         goto out;
172
173                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
174                         BUG();
175
176                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
177                         x->stats.integrity_failed++;
178                         ret = -EINVAL;
179                         goto out;
180                 }
181         }
182
183         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
184                 ret = -EINVAL;
185                 goto out;
186         }
187
188         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
189
190         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
191         iph = ipv6_hdr(skb);
192
193         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
194         if (esp->conf.ivlen)
195                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
196
197         {
198                 u8 nexthdr[2];
199                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
200                 u8 padlen;
201
202                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
203                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
204                         if (!sg) {
205                                 ret = -ENOMEM;
206                                 goto out;
207                         }
208                 }
209                 sg_init_table(sg, nfrags);
210                 skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen, elen);
211                 ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
212                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
213                         kfree(sg);
214                 if (unlikely(ret))
215                         goto out;
216
217                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
218                         BUG();
219
220                 padlen = nexthdr[0];
221                 if (padlen+2 >= elen) {
222                         LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n", padlen+2, elen);
223                         ret = -EINVAL;
224                         goto out;
225                 }
226                 /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
227
228                 pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
229                 ret = nexthdr[1];
230         }
231
232         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
233         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
234 out:
235         return ret;
236 }
237
238 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
239 {
240         struct esp_data *esp = x->data;
241         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
242         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
243         u32 rem;
244
245         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
246         rem = mtu & (align - 1);
247         mtu &= ~(align - 1);
248
249         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
250                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
251                 mtu -= blksize - padsize;
252                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
253         }
254
255         return mtu - 2;
256 }
257
258 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
259                      int type, int code, int offset, __be32 info)
260 {
261         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
262         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
263         struct xfrm_state *x;
264
265         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
266             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
267                 return;
268
269         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
270         if (!x)
271                 return;
272         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n",
273                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
274         xfrm_state_put(x);
275 }
276
277 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
278 {
279         struct esp_data *esp = x->data;
280
281         if (!esp)
282                 return;
283
284         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
285         esp->conf.tfm = NULL;
286         kfree(esp->conf.ivec);
287         esp->conf.ivec = NULL;
288         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
289         esp->auth.tfm = NULL;
290         kfree(esp->auth.work_icv);
291         esp->auth.work_icv = NULL;
292         kfree(esp);
293 }
294
295 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
296 {
297         struct esp_data *esp = NULL;
298         struct crypto_blkcipher *tfm;
299
300         if (x->ealg == NULL)
301                 goto error;
302
303         if (x->encap)
304                 goto error;
305
306         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
307         if (esp == NULL)
308                 return -ENOMEM;
309
310         if (x->aalg) {
311                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
312                 struct crypto_hash *hash;
313
314                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
315                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
316                 if (IS_ERR(hash))
317                         goto error;
318
319                 esp->auth.tfm = hash;
320                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
321                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
322                         goto error;
323
324                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
325                 BUG_ON(!aalg_desc);
326
327                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
328                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
329                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
330                                  x->aalg->alg_name,
331                                  crypto_hash_digestsize(hash),
332                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
333                         goto error;
334                 }
335
336                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
337                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
338
339                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
340                 if (!esp->auth.work_icv)
341                         goto error;
342         }
343         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
344         if (IS_ERR(tfm))
345                 goto error;
346         esp->conf.tfm = tfm;
347         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
348         esp->conf.padlen = 0;
349         if (esp->conf.ivlen) {
350                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
351                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
352                         goto error;
353                 esp->conf.ivinitted = 0;
354         }
355         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
356                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
357                 goto error;
358         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
359         switch (x->props.mode) {
360         case XFRM_MODE_BEET:
361         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
362                 break;
363         case XFRM_MODE_TUNNEL:
364                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
365                 break;
366         default:
367                 goto error;
368         }
369         x->data = esp;
370         return 0;
371
372 error:
373         x->data = esp;
374         esp6_destroy(x);
375         x->data = NULL;
376         return -EINVAL;
377 }
378
379 static struct xfrm_type esp6_type =
380 {
381         .description    = "ESP6",
382         .owner          = THIS_MODULE,
383         .proto          = IPPROTO_ESP,
384         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
385         .init_state     = esp6_init_state,
386         .destructor     = esp6_destroy,
387         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
388         .input          = esp6_input,
389         .output         = esp6_output,
390         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
391 };
392
393 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
394         .handler        =       xfrm6_rcv,
395         .err_handler    =       esp6_err,
396         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
397 };
398
399 static int __init esp6_init(void)
400 {
401         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
402                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
403                 return -EAGAIN;
404         }
405         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
406                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
407                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
408                 return -EAGAIN;
409         }
410
411         return 0;
412 }
413
414 static void __exit esp6_fini(void)
415 {
416         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
417                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
418         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
419                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
420 }
421
422 module_init(esp6_init);
423 module_exit(esp6_fini);
424
425 MODULE_LICENSE("GPL");
426 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);