[IPSEC]: Move state lock into x->type->output
[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 <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 ipv6hdr *top_iph;
47         struct ipv6_esp_hdr *esph;
48         struct crypto_blkcipher *tfm;
49         struct blkcipher_desc desc;
50         struct sk_buff *trailer;
51         int blksize;
52         int clen;
53         int alen;
54         int nfrags;
55         u8 *tail;
56         struct esp_data *esp = x->data;
57         int hdr_len = (skb_transport_offset(skb) +
58                        sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
59
60         /* Strip IP+ESP header. */
61         __skb_pull(skb, hdr_len);
62
63         /* Now skb is pure payload to encrypt */
64         err = -ENOMEM;
65
66         /* Round to block size */
67         clen = skb->len;
68
69         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
70         tfm = esp->conf.tfm;
71         desc.tfm = tfm;
72         desc.flags = 0;
73         blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
74         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
75         if (esp->conf.padlen)
76                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
77
78         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0) {
79                 goto error;
80         }
81
82         /* Fill padding... */
83         tail = skb_tail_pointer(trailer);
84         do {
85                 int i;
86                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
87                         tail[i] = i + 1;
88         } while (0);
89         tail[clen-skb->len - 2] = (clen - skb->len) - 2;
90         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
91
92         __skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
93         top_iph = ipv6_hdr(skb);
94         esph = (struct ipv6_esp_hdr *)skb_transport_header(skb);
95         top_iph->payload_len = htons(skb->len + alen - sizeof(*top_iph));
96         *(skb_tail_pointer(trailer) - 1) = *skb_mac_header(skb);
97         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
98
99         esph->spi = x->id.spi;
100         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq);
101
102         spin_lock_bh(&x->lock);
103
104         if (esp->conf.ivlen) {
105                 if (unlikely(!esp->conf.ivinitted)) {
106                         get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
107                         esp->conf.ivinitted = 1;
108                 }
109                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
110         }
111
112         do {
113                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
114
115                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
116                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
117                         if (!sg)
118                                 goto unlock;
119                 }
120                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
121                 err = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, sg, sg, clen);
122                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
123                         kfree(sg);
124         } while (0);
125
126         if (unlikely(err))
127                 goto unlock;
128
129         if (esp->conf.ivlen) {
130                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
131                 crypto_blkcipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
132         }
133
134         if (esp->auth.icv_full_len) {
135                 err = esp_mac_digest(esp, skb, (u8 *)esph - skb->data,
136                                      sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen + clen);
137                 memcpy(pskb_put(skb, trailer, alen), esp->auth.work_icv, alen);
138         }
139
140 unlock:
141         spin_unlock_bh(&x->lock);
142
143 error:
144         return err;
145 }
146
147 static int esp6_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
148 {
149         struct ipv6hdr *iph;
150         struct ipv6_esp_hdr *esph;
151         struct esp_data *esp = x->data;
152         struct crypto_blkcipher *tfm = esp->conf.tfm;
153         struct blkcipher_desc desc = { .tfm = tfm };
154         struct sk_buff *trailer;
155         int blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(tfm), 4);
156         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
157         int elen = skb->len - sizeof(struct ipv6_esp_hdr) - esp->conf.ivlen - alen;
158         int hdr_len = skb_network_header_len(skb);
159         int nfrags;
160         int ret = 0;
161
162         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ipv6_esp_hdr))) {
163                 ret = -EINVAL;
164                 goto out;
165         }
166
167         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1))) {
168                 ret = -EINVAL;
169                 goto out;
170         }
171
172         /* If integrity check is required, do this. */
173         if (esp->auth.icv_full_len) {
174                 u8 sum[alen];
175
176                 ret = esp_mac_digest(esp, skb, 0, skb->len - alen);
177                 if (ret)
178                         goto out;
179
180                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len - alen, sum, alen))
181                         BUG();
182
183                 if (unlikely(memcmp(esp->auth.work_icv, sum, alen))) {
184                         x->stats.integrity_failed++;
185                         ret = -EINVAL;
186                         goto out;
187                 }
188         }
189
190         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0) {
191                 ret = -EINVAL;
192                 goto out;
193         }
194
195         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
196
197         esph = (struct ipv6_esp_hdr*)skb->data;
198         iph = ipv6_hdr(skb);
199
200         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
201         if (esp->conf.ivlen)
202                 crypto_blkcipher_set_iv(tfm, esph->enc_data, esp->conf.ivlen);
203
204         {
205                 u8 nexthdr[2];
206                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
207                 u8 padlen;
208
209                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
210                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
211                         if (!sg) {
212                                 ret = -ENOMEM;
213                                 goto out;
214                         }
215                 }
216                 skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(struct ipv6_esp_hdr) + esp->conf.ivlen, elen);
217                 ret = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, sg, sg, elen);
218                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
219                         kfree(sg);
220                 if (unlikely(ret))
221                         goto out;
222
223                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
224                         BUG();
225
226                 padlen = nexthdr[0];
227                 if (padlen+2 >= elen) {
228                         LIMIT_NETDEBUG(KERN_WARNING "ipsec esp packet is garbage padlen=%d, elen=%d\n", padlen+2, elen);
229                         ret = -EINVAL;
230                         goto out;
231                 }
232                 /* ... check padding bits here. Silly. :-) */
233
234                 pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
235                 ret = nexthdr[1];
236         }
237
238         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen);
239         skb_set_transport_header(skb, -hdr_len);
240 out:
241         return ret;
242 }
243
244 static u32 esp6_get_mtu(struct xfrm_state *x, int mtu)
245 {
246         struct esp_data *esp = x->data;
247         u32 blksize = ALIGN(crypto_blkcipher_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
248         u32 align = max_t(u32, blksize, esp->conf.padlen);
249         u32 rem;
250
251         mtu -= x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
252         rem = mtu & (align - 1);
253         mtu &= ~(align - 1);
254
255         if (x->props.mode != XFRM_MODE_TUNNEL) {
256                 u32 padsize = ((blksize - 1) & 7) + 1;
257                 mtu -= blksize - padsize;
258                 mtu += min_t(u32, blksize - padsize, rem);
259         }
260
261         return mtu - 2;
262 }
263
264 static void esp6_err(struct sk_buff *skb, struct inet6_skb_parm *opt,
265                      int type, int code, int offset, __be32 info)
266 {
267         struct ipv6hdr *iph = (struct ipv6hdr*)skb->data;
268         struct ipv6_esp_hdr *esph = (struct ipv6_esp_hdr*)(skb->data+offset);
269         struct xfrm_state *x;
270
271         if (type != ICMPV6_DEST_UNREACH &&
272             type != ICMPV6_PKT_TOOBIG)
273                 return;
274
275         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
276         if (!x)
277                 return;
278         printk(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/" NIP6_FMT "\n",
279                         ntohl(esph->spi), NIP6(iph->daddr));
280         xfrm_state_put(x);
281 }
282
283 static void esp6_destroy(struct xfrm_state *x)
284 {
285         struct esp_data *esp = x->data;
286
287         if (!esp)
288                 return;
289
290         crypto_free_blkcipher(esp->conf.tfm);
291         esp->conf.tfm = NULL;
292         kfree(esp->conf.ivec);
293         esp->conf.ivec = NULL;
294         crypto_free_hash(esp->auth.tfm);
295         esp->auth.tfm = NULL;
296         kfree(esp->auth.work_icv);
297         esp->auth.work_icv = NULL;
298         kfree(esp);
299 }
300
301 static int esp6_init_state(struct xfrm_state *x)
302 {
303         struct esp_data *esp = NULL;
304         struct crypto_blkcipher *tfm;
305
306         if (x->ealg == NULL)
307                 goto error;
308
309         if (x->encap)
310                 goto error;
311
312         esp = kzalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
313         if (esp == NULL)
314                 return -ENOMEM;
315
316         if (x->aalg) {
317                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
318                 struct crypto_hash *hash;
319
320                 hash = crypto_alloc_hash(x->aalg->alg_name, 0,
321                                          CRYPTO_ALG_ASYNC);
322                 if (IS_ERR(hash))
323                         goto error;
324
325                 esp->auth.tfm = hash;
326                 if (crypto_hash_setkey(hash, x->aalg->alg_key,
327                                        (x->aalg->alg_key_len + 7) / 8))
328                         goto error;
329
330                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
331                 BUG_ON(!aalg_desc);
332
333                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
334                     crypto_hash_digestsize(hash)) {
335                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
336                                  x->aalg->alg_name,
337                                  crypto_hash_digestsize(hash),
338                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
339                         goto error;
340                 }
341
342                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
343                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
344
345                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
346                 if (!esp->auth.work_icv)
347                         goto error;
348         }
349         tfm = crypto_alloc_blkcipher(x->ealg->alg_name, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
350         if (IS_ERR(tfm))
351                 goto error;
352         esp->conf.tfm = tfm;
353         esp->conf.ivlen = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
354         esp->conf.padlen = 0;
355         if (esp->conf.ivlen) {
356                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
357                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
358                         goto error;
359                 esp->conf.ivinitted = 0;
360         }
361         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, x->ealg->alg_key,
362                                     (x->ealg->alg_key_len + 7) / 8))
363                 goto error;
364         x->props.header_len = sizeof(struct ipv6_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
365         if (x->props.mode == XFRM_MODE_TUNNEL)
366                 x->props.header_len += sizeof(struct ipv6hdr);
367         x->data = esp;
368         return 0;
369
370 error:
371         x->data = esp;
372         esp6_destroy(x);
373         x->data = NULL;
374         return -EINVAL;
375 }
376
377 static struct xfrm_type esp6_type =
378 {
379         .description    = "ESP6",
380         .owner          = THIS_MODULE,
381         .proto          = IPPROTO_ESP,
382         .flags          = XFRM_TYPE_REPLAY_PROT,
383         .init_state     = esp6_init_state,
384         .destructor     = esp6_destroy,
385         .get_mtu        = esp6_get_mtu,
386         .input          = esp6_input,
387         .output         = esp6_output,
388         .hdr_offset     = xfrm6_find_1stfragopt,
389 };
390
391 static struct inet6_protocol esp6_protocol = {
392         .handler        =       xfrm6_rcv,
393         .err_handler    =       esp6_err,
394         .flags          =       INET6_PROTO_NOPOLICY,
395 };
396
397 static int __init esp6_init(void)
398 {
399         if (xfrm_register_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0) {
400                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add xfrm type\n");
401                 return -EAGAIN;
402         }
403         if (inet6_add_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
404                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp init: can't add protocol\n");
405                 xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6);
406                 return -EAGAIN;
407         }
408
409         return 0;
410 }
411
412 static void __exit esp6_fini(void)
413 {
414         if (inet6_del_protocol(&esp6_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
415                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove protocol\n");
416         if (xfrm_unregister_type(&esp6_type, AF_INET6) < 0)
417                 printk(KERN_INFO "ipv6 esp close: can't remove xfrm type\n");
418 }
419
420 module_init(esp6_init);
421 module_exit(esp6_fini);
422
423 MODULE_LICENSE("GPL");
424 MODULE_ALIAS_XFRM_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);