[XFRM] STATE: Add a hook to find offset to be inserted header in outbound.
[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 <asm/scatterlist.h>
33 #include <linux/crypto.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/pfkeyv2.h>
36 #include <linux/random.h>
37 #include <net/icmp.h>
38 #include <net/ipv6.h>
39 #include <net/protocol.h>
40 #include <linux/icmpv6.h>
41
42 static int esp6_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
43 {
44         int err;
45         int hdr_len;
46         struct ipv6hdr *top_iph;
47         struct ipv6_esp_hdr *esph;
48         struct crypto_blkcipher *tfm;
49         struct blkcipher_desc desc;
50         struct esp_data *esp;
51         struct sk_buff *trailer;
52         int blksize;
53         int clen;
54         int alen;
55         int nfrags;
56
57         esp = x->data;
58         hdr_len = skb->h.raw - skb->data +
59                   sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen;
60
61         /* Strip IP+ESP header. */
62         __skb_pull(skb, hdr_len);
63
64         /* Now skb is pure payload to encrypt */
65         err = -ENOMEM;
66
67         /* Round to block size */
68         clen = skb->len;
69
70         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
71         tfm = esp->conf.tfm;
72         desc.tfm = tfm;
73         desc.flags = 0;
74         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
75         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
76         if (esp->conf.padlen)
77                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
78
79         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0) {
80                 goto error;
81         }
82
83         /* Fill padding... */
84         do {
85                 int i;
86                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
87                         *(u8*)(trailer->tail + i) = i+1;
88         } while (0);
89         *(u8*)(trailer->tail + clen-skb->len - 2) = (clen - skb->len)-2;
90         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
91
92         top_iph = (struct ipv6hdr *)__skb_push(skb, hdr_len);
93         esph = (struct ipv6_esp_hdr *)skb->h.raw;
94         top_iph->payload_len = htons(skb->len + alen - sizeof(*top_iph));
95         *(u8*)(trailer->tail - 1) = *skb->nh.raw;
96         *skb->nh.raw = IPPROTO_ESP;
97
98         esph->spi = x->id.spi;
99         esph->seq_no = htonl(++x->replay.oseq);
100         xfrm_aevent_doreplay(x);
101
102         if (esp->conf.ivlen)
103                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
104
105         do {
106                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
107
108                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
109                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
110                         if (!sg)
111                                 goto error;
112                 }
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 error;
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 error:
134         return err;
135 }
136
137 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
138 {
139         struct ipv6hdr *iph;
140         struct ipv6_esp_hdr *esph;
141         struct esp_data *esp = x->data;
142         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
143         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
144         struct sk_buff *trailer;
145         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
146         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
147         int elen = skb->len - sizeof(struct ipv6_esp_hdr) - esp->conf.ivlen - alen;
148
149         int hdr_len = skb->h.raw - skb->nh.raw;
150         int nfrags;
151         int ret = 0;
152
153         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ipv6_esp_hdr))) {
154                 ret = -EINVAL;
155                 goto out;
156         }
157
158         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1))) {
159                 ret = -EINVAL;
160                 goto out;
161         }
162
163         /* If integrity check is required, do this. */
164         if (esp->auth.icv_full_len) {
165                 u8 sum[alen];
166
167                 ret = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
168                 if (ret)
169                         goto out;
170
171                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
172                         BUG();
173
174                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
175                         x->stats.integrity_failed++;
176                         ret = -EINVAL;
177                         goto out;
178                 }
179         }
180
181         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
182                 ret = -EINVAL;
183                 goto out;
184         }
185
186         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
187
188         esph = (struct ipv6_esp_hdr*)skb->data;
189         iph = skb->nh.ipv6h;
190
191         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
192         if (esp->conf.ivlen)
193                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
194
195         {
196                 u8 nexthdr[2];
197                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
198                 u8 padlen;
199
200                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
201                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
202                         if (!sg) {
203                                 ret = -ENOMEM;
204                                 goto out;
205                         }
206                 }
207                 skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(struct ipv6_esp_hdr) + esp->conf.ivlen, elen);
208                 ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
209                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
210                         kfree(sg);
211                 if (unlikely(ret))
212                         goto out;
213
214                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
215                         BUG();
216
217                 padlen = nexthdr[0];
218                 if (padlen+2 >= elen) {
219                         LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n", padlen+2, elen);
220                         ret = -EINVAL;
221                         goto out;
222                 }
223                 /* ... check padding bits here. Silly. :-) */ 
224
225                 pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
226                 ret = nexthdr[1];
227         }
228
229         skb->h.raw = __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen) - hdr_len;
230
231 out:
232         return ret;
233 }
234
235 static u32 esp6_get_max_size(struct xfrm_state *x, int mtu)
236 {
237         struct esp_data *esp = x->data;
238         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
239
240         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL) {
241                 mtu = ALIGN(mtu + 2, blksize);
242         } else {
243                 /* The worst case. */
244                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
245                 mtu = ALIGN(mtu + 2, padsize) + blksize - padsize;
246         }
247         if (esp->conf.padlen)
248                 mtu = ALIGN(mtu, esp->conf.padlen);
249
250         return mtu + x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
251 }
252
253 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
254                      int type, int code, int offset, __u32 info)
255 {
256         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
257         struct ipv6_esp_hdr *esph = (struct ipv6_esp_hdr*)(skb->data+offset);
258         struct xfrm_state *x;
259
260         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH && 
261             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
262                 return;
263
264         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
265         if (!x)
266                 return;
267         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n", 
268                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
269         xfrm_state_put(x);
270 }
271
272 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
273 {
274         struct esp_data *esp = x->data;
275
276         if (!esp)
277                 return;
278
279         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
280         esp->conf.tfm = NULL;
281         kfree(esp->conf.ivec);
282         esp->conf.ivec = NULL;
283         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
284         esp->auth.tfm = NULL;
285         kfree(esp->auth.work_icv);
286         esp->auth.work_icv = NULL;
287         kfree(esp);
288 }
289
290 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
291 {
292         struct esp_data *esp = NULL;
293         struct crypto_blkcipher *tfm;
294
295         /* null auth and encryption can have zero length keys */
296         if (x->aalg) {
297                 if (x->aalg->alg_key_len > 512)
298                         goto error;
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                 esp->auth.key = x->aalg->alg_key;
315                 esp->auth.key_len = (x->aalg->alg_key_len+7)/8;
316                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
317                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
318                 if (IS_ERR(hash))
319                         goto error;
320
321                 esp->auth.tfm = hash;
322                 if (crypto_hash_setkey(hash, esp->auth.key, esp->auth.key_len))
323                         goto error;
324  
325                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
326                 BUG_ON(!aalg_desc);
327  
328                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
329                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
330                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
331                                  x->aalg->alg_name,
332                                  crypto_hash_digestsize(hash),
333                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
334                         goto error;
335                 }
336  
337                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
338                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
339  
340                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
341                 if (!esp->auth.work_icv)
342                         goto error;
343         }
344         esp->conf.key = x->ealg->alg_key;
345         esp->conf.key_len = (x->ealg->alg_key_len+7)/8;
346         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
347         if (IS_ERR(tfm))
348                 goto error;
349         esp->conf.tfm = tfm;
350         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
351         esp->conf.padlen = 0;
352         if (esp->conf.ivlen) {
353                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
354                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
355                         goto error;
356                 get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
357         }
358         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, esp->conf.key, esp->conf.key_len))
359                 goto error;
360         x->props.header_len = sizeof(struct ipv6_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
361         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
362                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
363         x->data = esp;
364         return 0;
365
366 error:
367         x->data = esp;
368         esp6_destroy(x);
369         x->data = NULL;
370         return -EINVAL;
371 }
372
373 static struct xfrm_type esp6_type =
374 {
375         .description    = "ESP6",
376         .owner          = THIS_MODULE,
377         .proto          = IPPROTO_ESP,
378         .init_state     = esp6_init_state,
379         .destructor     = esp6_destroy,
380         .get_max_size   = esp6_get_max_size,
381         .input          = esp6_input,
382         .output         = esp6_output,
383         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
384 };
385
386 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
387         .handler        =       xfrm6_rcv,
388         .err_handler    =       esp6_err,
389         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
390 };
391
392 static int __init esp6_init(void)
393 {
394         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
395                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
396                 return -EAGAIN;
397         }
398         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
399                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
400                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
401                 return -EAGAIN;
402         }
403
404         return 0;
405 }
406
407 static void __exit esp6_fini(void)
408 {
409         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
410                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
411         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
412                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
413 }
414
415 module_init(esp6_init);
416 module_exit(esp6_fini);
417
418 MODULE_LICENSE("GPL");