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