net/ipv4/esp4_offload.c

   1 /*
   2  * IPV4 GSO/GRO offload support
   3  * Linux INET implementation
   4  *
   5  * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
   6  * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   9  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
  10  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  * ESP GRO support
  13  */
  14
  15 #include <linux/skbuff.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <net/protocol.h>
  18 #include <crypto/aead.h>
  19 #include <crypto/authenc.h>
  20 #include <linux/err.h>
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <net/ip.h>
  23 #include <net/xfrm.h>
  24 #include <net/esp.h>
  25 #include <linux/scatterlist.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/spinlock.h>
  29 #include <net/udp.h>
  30
  31 static struct sk_buff *esp4_gro_receive(struct list_head *head,
  32                                         struct sk_buff *skb)
  33 {
  34         int offset = skb_gro_offset(skb);
  35         struct xfrm_offload *xo;
  36         struct xfrm_state *x;
  37         __be32 seq;
  38         __be32 spi;
  39         int err;
  40
  41         if (!pskb_pull(skb, offset))
  42                 return NULL;
  43
  44         if ((err = xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq)) != 0)
  45                 goto out;
  46
  47         xo = xfrm_offload(skb);
  48         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  49                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  50
  51                 if (!sp)
  52                         goto out;
  53
  54                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  55                         goto out;
  56
  57                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  58                                       (xfrm_address_t *)&ip_hdr(skb)->daddr,
  59                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);
  60                 if (!x)
  61                         goto out;
  62
  63                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  64                 sp->olen++;
  65
  66                 xo = xfrm_offload(skb);
  67                 if (!xo) {
  68                         xfrm_state_put(x);
  69                         goto out;
  70                 }
  71         }
  72
  73         xo->flags |= XFRM_GRO;
  74
  75         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4 = NULL;
  76         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET;
  77         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct iphdr, daddr);
  78         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
  79
  80         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
  81          * the error handling and frees the resources on error. */
  82         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
  83
  84         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
  85 out:
  86         skb_push(skb, offset);
  87         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
  88         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
  89
  90         return NULL;
  91 }
  92
  93 static void esp4_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
  94 {
  95         struct ip_esp_hdr *esph;
  96         struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
  97         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
  98         int proto = iph->protocol;
  99
 100         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 101         esph = ip_esp_hdr(skb);
 102         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 103
 104         esph->spi = x->id.spi;
 105         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 106
 107         xo->proto = proto;
 108 }
 109
 110 static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 111                                         netdev_features_t features)
 112 {
 113         struct xfrm_state *x;
 114         struct ip_esp_hdr *esph;
 115         struct crypto_aead *aead;
 116         netdev_features_t esp_features = features;
 117         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 118
 119         if (!xo)
 120                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 121
 122         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 123                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 124
 125         x = skb->sp->xvec[skb->sp->len - 1];
 126         aead = x->data;
 127         esph = ip_esp_hdr(skb);
 128
 129         if (esph->spi != x->id.spi)
 130                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 131
 132         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 133                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 134
 135         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 136
 137         skb->encap_hdr_csum = 1;
 138
 139         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev)
 140                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK);
 141         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 142                 esp_features = features & ~NETIF_F_CSUM_MASK;
 143
 144         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 145
 146         return x->outer_mode->gso_segment(x, skb, esp_features);
 147 }
 148
 149 static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 150 {
 151         struct crypto_aead *aead = x->data;
 152         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 153
 154         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 155                 return -EINVAL;
 156
 157         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 158                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 159
 160         return esp_input_done2(skb, 0);
 161 }
 162
 163 static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 164 {
 165         int err;
 166         int alen;
 167         int blksize;
 168         struct xfrm_offload *xo;
 169         struct ip_esp_hdr *esph;
 170         struct crypto_aead *aead;
 171         struct esp_info esp;
 172         bool hw_offload = true;
 173         __u32 seq;
 174
 175         esp.inplace = true;
 176
 177         xo = xfrm_offload(skb);
 178
 179         if (!xo)
 180                 return -EINVAL;
 181
 182         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev) {
 183                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 184                 hw_offload = false;
 185         }
 186
 187         esp.proto = xo->proto;
 188
 189         /* skb is pure payload to encrypt */
 190
 191         aead = x->data;
 192         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 193
 194         esp.tfclen = 0;
 195         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 196
 197         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 198         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 199         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 200         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 201
 202         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 203
 204
 205         if (!hw_offload || (hw_offload && !skb_is_gso(skb))) {
 206                 esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 207                 if (esp.nfrags < 0)
 208                         return esp.nfrags;
 209         }
 210
 211         seq = xo->seq.low;
 212
 213         esph = esp.esph;
 214         esph->spi = x->id.spi;
 215
 216         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 217
 218         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 219                 esph->seq_no = htonl(seq);
 220
 221                 if (!skb_is_gso(skb))
 222                         xo->seq.low++;
 223                 else
 224                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 225         }
 226
 227         esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 228
 229         ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 230         ip_send_check(ip_hdr(skb));
 231
 232         if (hw_offload)
 233                 return 0;
 234
 235         err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 236         if (err)
 237                 return err;
 238
 239         secpath_reset(skb);
 240
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 static const struct net_offload esp4_offload = {
 245         .callbacks = {
 246                 .gro_receive = esp4_gro_receive,
 247                 .gso_segment = esp4_gso_segment,
 248         },
 249 };
 250
 251 static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 252         .description    = "ESP4 OFFLOAD",
 253         .owner          = THIS_MODULE,
 254         .proto          = IPPROTO_ESP,
 255         .input_tail     = esp_input_tail,
 256         .xmit           = esp_xmit,
 257         .encap          = esp4_gso_encap,
 258 };
 259
 260 static int __init esp4_offload_init(void)
 261 {
 262         if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
 263                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 264                 return -EAGAIN;
 265         }
 266
 267         return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 268 }
 269
 270 static void __exit esp4_offload_exit(void)
 271 {
 272         if (xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0)
 273                 pr_info("%s: can't remove xfrm type offload\n", __func__);
 274
 275         inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 276 }
 277
 278 module_init(esp4_offload_init);
 279 module_exit(esp4_offload_exit);
 280 MODULE_LICENSE("GPL");
 281 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 282 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);