Pull rework-memory-attribute-aliasing into release branch
[linux-2.6] / net / ipv4 / esp4.c
1 #include <linux/config.h>
2 #include <linux/module.h>
3 #include <net/ip.h>
4 #include <net/xfrm.h>
5 #include <net/esp.h>
6 #include <asm/scatterlist.h>
7 #include <linux/crypto.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/pfkeyv2.h>
10 #include <linux/random.h>
11 #include <net/icmp.h>
12 #include <net/protocol.h>
13 #include <net/udp.h>
14
15 static int esp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
16 {
17         int err;
18         struct iphdr *top_iph;
19         struct ip_esp_hdr *esph;
20         struct crypto_tfm *tfm;
21         struct esp_data *esp;
22         struct sk_buff *trailer;
23         int blksize;
24         int clen;
25         int alen;
26         int nfrags;
27
28         /* Strip IP+ESP header. */
29         __skb_pull(skb, skb->h.raw - skb->data);
30         /* Now skb is pure payload to encrypt */
31
32         err = -ENOMEM;
33
34         /* Round to block size */
35         clen = skb->len;
36
37         esp = x->data;
38         alen = esp->auth.icv_trunc_len;
39         tfm = esp->conf.tfm;
40         blksize = ALIGN(crypto_tfm_alg_blocksize(tfm), 4);
41         clen = ALIGN(clen + 2, blksize);
42         if (esp->conf.padlen)
43                 clen = ALIGN(clen, esp->conf.padlen);
44
45         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, clen-skb->len+alen, &trailer)) < 0)
46                 goto error;
47
48         /* Fill padding... */
49         do {
50                 int i;
51                 for (i=0; i<clen-skb->len - 2; i++)
52                         *(u8*)(trailer->tail + i) = i+1;
53         } while (0);
54         *(u8*)(trailer->tail + clen-skb->len - 2) = (clen - skb->len)-2;
55         pskb_put(skb, trailer, clen - skb->len);
56
57         __skb_push(skb, skb->data - skb->nh.raw);
58         top_iph = skb->nh.iph;
59         esph = (struct ip_esp_hdr *)(skb->nh.raw + top_iph->ihl*4);
60         top_iph->tot_len = htons(skb->len + alen);
61         *(u8*)(trailer->tail - 1) = top_iph->protocol;
62
63         /* this is non-NULL only with UDP Encapsulation */
64         if (x->encap) {
65                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
66                 struct udphdr *uh;
67                 u32 *udpdata32;
68
69                 uh = (struct udphdr *)esph;
70                 uh->source = encap->encap_sport;
71                 uh->dest = encap->encap_dport;
72                 uh->len = htons(skb->len + alen - top_iph->ihl*4);
73                 uh->check = 0;
74
75                 switch (encap->encap_type) {
76                 default:
77                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
78                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(uh + 1);
79                         break;
80                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
81                         udpdata32 = (u32 *)(uh + 1);
82                         udpdata32[0] = udpdata32[1] = 0;
83                         esph = (struct ip_esp_hdr *)(udpdata32 + 2);
84                         break;
85                 }
86
87                 top_iph->protocol = IPPROTO_UDP;
88         } else
89                 top_iph->protocol = IPPROTO_ESP;
90
91         esph->spi = x->id.spi;
92         esph->seq_no = htonl(++x->replay.oseq);
93         xfrm_aevent_doreplay(x);
94
95         if (esp->conf.ivlen)
96                 crypto_cipher_set_iv(tfm, esp->conf.ivec, crypto_tfm_alg_ivsize(tfm));
97
98         do {
99                 struct scatterlist *sg = &esp->sgbuf[0];
100
101                 if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
102                         sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
103                         if (!sg)
104                                 goto error;
105                 }
106                 skb_to_sgvec(skb, sg, esph->enc_data+esp->conf.ivlen-skb->data, clen);
107                 crypto_cipher_encrypt(tfm, sg, sg, clen);
108                 if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
109                         kfree(sg);
110         } while (0);
111
112         if (esp->conf.ivlen) {
113                 memcpy(esph->enc_data, esp->conf.ivec, crypto_tfm_alg_ivsize(tfm));
114                 crypto_cipher_get_iv(tfm, esp->conf.ivec, crypto_tfm_alg_ivsize(tfm));
115         }
116
117         if (esp->auth.icv_full_len) {
118                 esp->auth.icv(esp, skb, (u8*)esph-skb->data,
119                               sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen+clen, trailer->tail);
120                 pskb_put(skb, trailer, alen);
121         }
122
123         ip_send_check(top_iph);
124
125         err = 0;
126
127 error:
128         return err;
129 }
130
131 /*
132  * Note: detecting truncated vs. non-truncated authentication data is very
133  * expensive, so we only support truncated data, which is the recommended
134  * and common case.
135  */
136 static int esp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
137 {
138         struct iphdr *iph;
139         struct ip_esp_hdr *esph;
140         struct esp_data *esp = x->data;
141         struct sk_buff *trailer;
142         int blksize = ALIGN(crypto_tfm_alg_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
143         int alen = esp->auth.icv_trunc_len;
144         int elen = skb->len - sizeof(struct ip_esp_hdr) - esp->conf.ivlen - alen;
145         int nfrags;
146         int ihl;
147         u8 nexthdr[2];
148         struct scatterlist *sg;
149         int padlen;
150
151         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr)))
152                 goto out;
153
154         if (elen <= 0 || (elen & (blksize-1)))
155                 goto out;
156
157         /* If integrity check is required, do this. */
158         if (esp->auth.icv_full_len) {
159                 u8 sum[esp->auth.icv_full_len];
160                 u8 sum1[alen];
161                 
162                 esp->auth.icv(esp, skb, 0, skb->len-alen, sum);
163
164                 if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen, sum1, alen))
165                         BUG();
166
167                 if (unlikely(memcmp(sum, sum1, alen))) {
168                         x->stats.integrity_failed++;
169                         goto out;
170                 }
171         }
172
173         if ((nfrags = skb_cow_data(skb, 0, &trailer)) < 0)
174                 goto out;
175
176         skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
177
178         esph = (struct ip_esp_hdr*)skb->data;
179
180         /* Get ivec. This can be wrong, check against another impls. */
181         if (esp->conf.ivlen)
182                 crypto_cipher_set_iv(esp->conf.tfm, esph->enc_data, crypto_tfm_alg_ivsize(esp->conf.tfm));
183
184         sg = &esp->sgbuf[0];
185
186         if (unlikely(nfrags > ESP_NUM_FAST_SG)) {
187                 sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist)*nfrags, GFP_ATOMIC);
188                 if (!sg)
189                         goto out;
190         }
191         skb_to_sgvec(skb, sg, sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen, elen);
192         crypto_cipher_decrypt(esp->conf.tfm, sg, sg, elen);
193         if (unlikely(sg != &esp->sgbuf[0]))
194                 kfree(sg);
195
196         if (skb_copy_bits(skb, skb->len-alen-2, nexthdr, 2))
197                 BUG();
198
199         padlen = nexthdr[0];
200         if (padlen+2 >= elen)
201                 goto out;
202
203         /* ... check padding bits here. Silly. :-) */ 
204
205         iph = skb->nh.iph;
206         ihl = iph->ihl * 4;
207
208         if (x->encap) {
209                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
210                 struct udphdr *uh = (void *)(skb->nh.raw + ihl);
211
212                 /*
213                  * 1) if the NAT-T peer's IP or port changed then
214                  *    advertize the change to the keying daemon.
215                  *    This is an inbound SA, so just compare
216                  *    SRC ports.
217                  */
218                 if (iph->saddr != x->props.saddr.a4 ||
219                     uh->source != encap->encap_sport) {
220                         xfrm_address_t ipaddr;
221
222                         ipaddr.a4 = iph->saddr;
223                         km_new_mapping(x, &ipaddr, uh->source);
224                                 
225                         /* XXX: perhaps add an extra
226                          * policy check here, to see
227                          * if we should allow or
228                          * reject a packet from a
229                          * different source
230                          * address/port.
231                          */
232                 }
233         
234                 /*
235                  * 2) ignore UDP/TCP checksums in case
236                  *    of NAT-T in Transport Mode, or
237                  *    perform other post-processing fixes
238                  *    as per draft-ietf-ipsec-udp-encaps-06,
239                  *    section 3.1.2
240                  */
241                 if (!x->props.mode)
242                         skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
243         }
244
245         iph->protocol = nexthdr[1];
246         pskb_trim(skb, skb->len - alen - padlen - 2);
247         skb->h.raw = __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + esp->conf.ivlen) - ihl;
248
249         return 0;
250
251 out:
252         return -EINVAL;
253 }
254
255 static u32 esp4_get_max_size(struct xfrm_state *x, int mtu)
256 {
257         struct esp_data *esp = x->data;
258         u32 blksize = ALIGN(crypto_tfm_alg_blocksize(esp->conf.tfm), 4);
259
260         if (x->props.mode) {
261                 mtu = ALIGN(mtu + 2, blksize);
262         } else {
263                 /* The worst case. */
264                 mtu = ALIGN(mtu + 2, 4) + blksize - 4;
265         }
266         if (esp->conf.padlen)
267                 mtu = ALIGN(mtu, esp->conf.padlen);
268
269         return mtu + x->props.header_len + esp->auth.icv_trunc_len;
270 }
271
272 static void esp4_err(struct sk_buff *skb, u32 info)
273 {
274         struct iphdr *iph = (struct iphdr*)skb->data;
275         struct ip_esp_hdr *esph = (struct ip_esp_hdr*)(skb->data+(iph->ihl<<2));
276         struct xfrm_state *x;
277
278         if (skb->h.icmph->type != ICMP_DEST_UNREACH ||
279             skb->h.icmph->code != ICMP_FRAG_NEEDED)
280                 return;
281
282         x = xfrm_state_lookup((xfrm_address_t *)&iph->daddr, esph->spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
283         if (!x)
284                 return;
285         NETDEBUG(KERN_DEBUG "pmtu discovery on SA ESP/%08x/%08x\n",
286                  ntohl(esph->spi), ntohl(iph->daddr));
287         xfrm_state_put(x);
288 }
289
290 static void esp_destroy(struct xfrm_state *x)
291 {
292         struct esp_data *esp = x->data;
293
294         if (!esp)
295                 return;
296
297         crypto_free_tfm(esp->conf.tfm);
298         esp->conf.tfm = NULL;
299         kfree(esp->conf.ivec);
300         esp->conf.ivec = NULL;
301         crypto_free_tfm(esp->auth.tfm);
302         esp->auth.tfm = NULL;
303         kfree(esp->auth.work_icv);
304         esp->auth.work_icv = NULL;
305         kfree(esp);
306 }
307
308 static int esp_init_state(struct xfrm_state *x)
309 {
310         struct esp_data *esp = NULL;
311
312         /* null auth and encryption can have zero length keys */
313         if (x->aalg) {
314                 if (x->aalg->alg_key_len > 512)
315                         goto error;
316         }
317         if (x->ealg == NULL)
318                 goto error;
319
320         esp = kmalloc(sizeof(*esp), GFP_KERNEL);
321         if (esp == NULL)
322                 return -ENOMEM;
323
324         memset(esp, 0, sizeof(*esp));
325
326         if (x->aalg) {
327                 struct xfrm_algo_desc *aalg_desc;
328
329                 esp->auth.key = x->aalg->alg_key;
330                 esp->auth.key_len = (x->aalg->alg_key_len+7)/8;
331                 esp->auth.tfm = crypto_alloc_tfm(x->aalg->alg_name, 0);
332                 if (esp->auth.tfm == NULL)
333                         goto error;
334                 esp->auth.icv = esp_hmac_digest;
335
336                 aalg_desc = xfrm_aalg_get_byname(x->aalg->alg_name, 0);
337                 BUG_ON(!aalg_desc);
338
339                 if (aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8 !=
340                     crypto_tfm_alg_digestsize(esp->auth.tfm)) {
341                         NETDEBUG(KERN_INFO "ESP: %s digestsize %u != %hu\n",
342                                  x->aalg->alg_name,
343                                  crypto_tfm_alg_digestsize(esp->auth.tfm),
344                                  aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8);
345                         goto error;
346                 }
347
348                 esp->auth.icv_full_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_fullbits/8;
349                 esp->auth.icv_trunc_len = aalg_desc->uinfo.auth.icv_truncbits/8;
350
351                 esp->auth.work_icv = kmalloc(esp->auth.icv_full_len, GFP_KERNEL);
352                 if (!esp->auth.work_icv)
353                         goto error;
354         }
355         esp->conf.key = x->ealg->alg_key;
356         esp->conf.key_len = (x->ealg->alg_key_len+7)/8;
357         if (x->props.ealgo == SADB_EALG_NULL)
358                 esp->conf.tfm = crypto_alloc_tfm(x->ealg->alg_name, CRYPTO_TFM_MODE_ECB);
359         else
360                 esp->conf.tfm = crypto_alloc_tfm(x->ealg->alg_name, CRYPTO_TFM_MODE_CBC);
361         if (esp->conf.tfm == NULL)
362                 goto error;
363         esp->conf.ivlen = crypto_tfm_alg_ivsize(esp->conf.tfm);
364         esp->conf.padlen = 0;
365         if (esp->conf.ivlen) {
366                 esp->conf.ivec = kmalloc(esp->conf.ivlen, GFP_KERNEL);
367                 if (unlikely(esp->conf.ivec == NULL))
368                         goto error;
369                 get_random_bytes(esp->conf.ivec, esp->conf.ivlen);
370         }
371         if (crypto_cipher_setkey(esp->conf.tfm, esp->conf.key, esp->conf.key_len))
372                 goto error;
373         x->props.header_len = sizeof(struct ip_esp_hdr) + esp->conf.ivlen;
374         if (x->props.mode)
375                 x->props.header_len += sizeof(struct iphdr);
376         if (x->encap) {
377                 struct xfrm_encap_tmpl *encap = x->encap;
378
379                 switch (encap->encap_type) {
380                 default:
381                         goto error;
382                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP:
383                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr);
384                         break;
385                 case UDP_ENCAP_ESPINUDP_NON_IKE:
386                         x->props.header_len += sizeof(struct udphdr) + 2 * sizeof(u32);
387                         break;
388                 }
389         }
390         x->data = esp;
391         x->props.trailer_len = esp4_get_max_size(x, 0) - x->props.header_len;
392         return 0;
393
394 error:
395         x->data = esp;
396         esp_destroy(x);
397         x->data = NULL;
398         return -EINVAL;
399 }
400
401 static struct xfrm_type esp_type =
402 {
403         .description    = "ESP4",
404         .owner          = THIS_MODULE,
405         .proto          = IPPROTO_ESP,
406         .init_state     = esp_init_state,
407         .destructor     = esp_destroy,
408         .get_max_size   = esp4_get_max_size,
409         .input          = esp_input,
410         .output         = esp_output
411 };
412
413 static struct net_protocol esp4_protocol = {
414         .handler        =       xfrm4_rcv,
415         .err_handler    =       esp4_err,
416         .no_policy      =       1,
417 };
418
419 static int __init esp4_init(void)
420 {
421         if (xfrm_register_type(&esp_type, AF_INET) < 0) {
422                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add xfrm type\n");
423                 return -EAGAIN;
424         }
425         if (inet_add_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0) {
426                 printk(KERN_INFO "ip esp init: can't add protocol\n");
427                 xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET);
428                 return -EAGAIN;
429         }
430         return 0;
431 }
432
433 static void __exit esp4_fini(void)
434 {
435         if (inet_del_protocol(&esp4_protocol, IPPROTO_ESP) < 0)
436                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove protocol\n");
437         if (xfrm_unregister_type(&esp_type, AF_INET) < 0)
438                 printk(KERN_INFO "ip esp close: can't remove xfrm type\n");
439 }
440
441 module_init(esp4_init);
442 module_exit(esp4_fini);
443 MODULE_LICENSE("GPL");