[IPSEC]: Move state lock into x->type->input
[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,
114                              esph->enc_data +
115                              esp->conf.ivlen -
116                              skb->data, clen);
117                 err = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg, sg, clen);
118                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
119                         kfree(sg);
120         } while (0);
121
122         if (unlikely(err))
123                 goto unlock;
124
125         if (esp->conf.ivlen) {
126                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
127                 crypto_blkcipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
128         }
129
130         if (esp->auth.icv_full_len) {
131                 err = esp_mac_digest(esp, skb, (u8 *)esph - skb->data,
132                                      sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen + clen);
133                 memcpy(pskb_put(skb, trailer, alen), esp->auth.work_icv, alen);
134         }
135
136 unlock:
137         spin_unlock_bh(&x->lock);
138
139 error:
140         return err;
141 }
142
143 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
144 {
145         struct ipv6hdr *iph;
146         struct ip_esp_hdr *esph;
147         struct esp_data *esp = x->data;
148         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
149         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
150         struct sk_buff *trailer;
151         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
152         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
153         int elen = skb->len - sizeof(*esph) - esp->conf.ivlen - alen;
154         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
155         int nfrags;
156         int ret = 0;
157
158         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph))) {
159                 ret = -EINVAL;
160                 goto out;
161         }
162
163         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1))) {
164                 ret = -EINVAL;
165                 goto out;
166         }
167
168         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
169                 ret = -EINVAL;
170                 goto out;
171         }
172
173         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
174
175         spin_lock(&x->lock);
176
177         /* If integrity check is required, do this. */
178         if (esp->auth.icv_full_len) {
179                 u8 sum[alen];
180
181                 ret = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
182                 if (ret)
183                         goto unlock;
184
185                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
186                         BUG();
187
188                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
189                         ret = -EBADMSG;
190                         goto unlock;
191                 }
192         }
193
194         esph = (struct ip_esp_hdr *)skb->data;
195         iph = ipv6_hdr(skb);
196
197         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
198         if (esp->conf.ivlen)
199                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
200
201         {
202                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
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 unlock;
209                         }
210                 }
211                 sg_init_table(sg, nfrags);
212                 skb_to_sgvec(skb, sg,
213                              sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen,
214                              elen);
215                 ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
216                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
217                         kfree(sg);
218         }
219
220 unlock:
221         spin_unlock(&x->lock);
222
223         if (unlikely(ret))
224                 goto out;
225
226         {
227                 u8 nexthdr[2];
228                 u8 padlen;
229
230                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
231                         BUG();
232
233                 padlen = nexthdr[0];
234                 if (padlen+2 >= elen) {
235                         LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n", padlen+2, elen);
236                         ret = -EINVAL;
237                         goto out;
238                 }
239                 /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
240
241                 /* RFC4303: Drop dummy packets without any error */
242                 if (nexthdr[1] == IPPROTO_NONE) {
243                         ret = -EINVAL;
244                         goto out;
245                 }
246
247                 pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
248                 ret = nexthdr[1];
249         }
250
251         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
252         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
253 out:
254         return ret;
255 }
256
257 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
258 {
259         struct esp_data *esp = x->data;
260         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
261         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
262         u32 rem;
263
264         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
265         rem = mtu & (align - 1);
266         mtu &= ~(align - 1);
267
268         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
269                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
270                 mtu -= blksize - padsize;
271                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
272         }
273
274         return mtu - 2;
275 }
276
277 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
278                      int type, int code, int offset, __be32 info)
279 {
280         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
281         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->data + offset);
282         struct xfrm_state *x;
283
284         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
285             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
286                 return;
287
288         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
289         if (!x)
290                 return;
291         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n",
292                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
293         xfrm_state_put(x);
294 }
295
296 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
297 {
298         struct esp_data *esp = x->data;
299
300         if (!esp)
301                 return;
302
303         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
304         esp->conf.tfm = NULL;
305         kfree(esp->conf.ivec);
306         esp->conf.ivec = NULL;
307         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
308         esp->auth.tfm = NULL;
309         kfree(esp->auth.work_icv);
310         esp->auth.work_icv = NULL;
311         kfree(esp);
312 }
313
314 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
315 {
316         struct esp_data *esp = NULL;
317         struct crypto_blkcipher *tfm;
318
319         if (x->ealg == NULL)
320                 goto error;
321
322         if (x->encap)
323                 goto error;
324
325         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
326         if (esp == NULL)
327                 return -ENOMEM;
328
329         if (x->aalg) {
330                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
331                 struct crypto_hash *hash;
332
333                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
334                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
335                 if (IS_ERR(hash))
336                         goto error;
337
338                 esp->auth.tfm = hash;
339                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
340                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
341                         goto error;
342
343                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
344                 BUG_ON(!aalg_desc);
345
346                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
347                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
348                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
349                                  x->aalg->alg_name,
350                                  crypto_hash_digestsize(hash),
351                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
352                         goto error;
353                 }
354
355                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
356                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
357
358                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
359                 if (!esp->auth.work_icv)
360                         goto error;
361         }
362         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
363         if (IS_ERR(tfm))
364                 goto error;
365         esp->conf.tfm = tfm;
366         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
367         esp->conf.padlen = 0;
368         if (esp->conf.ivlen) {
369                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
370                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
371                         goto error;
372                 esp->conf.ivinitted = 0;
373         }
374         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
375                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
376                 goto error;
377         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
378         switch (x->props.mode) {
379         case XFRM_MODE_BEET:
380         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
381                 break;
382         case XFRM_MODE_TUNNEL:
383                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
384                 break;
385         default:
386                 goto error;
387         }
388         x->data = esp;
389         return 0;
390
391 error:
392         x->data = esp;
393         esp6_destroy(x);
394         x->data = NULL;
395         return -EINVAL;
396 }
397
398 static struct xfrm_type esp6_type =
399 {
400         .description    = "ESP6",
401         .owner          = THIS_MODULE,
402         .proto          = IPPROTO_ESP,
403         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
404         .init_state     = esp6_init_state,
405         .destructor     = esp6_destroy,
406         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
407         .input          = esp6_input,
408         .output         = esp6_output,
409         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
410 };
411
412 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
413         .handler        =       xfrm6_rcv,
414         .err_handler    =       esp6_err,
415         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
416 };
417
418 static int __init esp6_init(void)
419 {
420         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
421                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
422                 return -EAGAIN;
423         }
424         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
425                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
426                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
427                 return -EAGAIN;
428         }
429
430         return 0;
431 }
432
433 static void __exit esp6_fini(void)
434 {
435         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
436                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
437         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
438                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
439 }
440
441 module_init(esp6_init);
442 module_exit(esp6_fini);
443
444 MODULE_LICENSE("GPL");
445 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);