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 *xfrm4_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 111                                                 struct sk_buff *skb,
 112                                                 netdev_features_t features)
 113 {
 114         __skb_push(skb, skb->mac_len);
 115         return skb_mac_gso_segment(skb, features);
 116 }
 117
 118 static struct sk_buff *xfrm4_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 119                                                    struct sk_buff *skb,
 120                                                    netdev_features_t features)
 121 {
 122         const struct net_offload *ops;
 123         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 124         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 125
 126         skb->transport_header += x->props.header_len;
 127         ops = rcu_dereference(inet_offloads[xo->proto]);
 128         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 129                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 130
 131         return segs;
 132 }
 133
 134 static struct sk_buff *xfrm4_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 135                                                     struct sk_buff *skb,
 136                                                     netdev_features_t features)
 137 {
 138         switch (x->outer_mode.encap) {
 139         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 140                 return xfrm4_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 141         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 142                 return xfrm4_transport_gso_segment(x, skb, features);
 143         }
 144
 145         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 146 }
 147
 148 static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 149                                         netdev_features_t features)
 150 {
 151         struct xfrm_state *x;
 152         struct ip_esp_hdr *esph;
 153         struct crypto_aead *aead;
 154         netdev_features_t esp_features = features;
 155         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 156         struct sec_path *sp;
 157
 158         if (!xo)
 159                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 160
 161         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 162                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 163
 164         sp = skb_sec_path(skb);
 165         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 166         aead = x->data;
 167         esph = ip_esp_hdr(skb);
 168
 169         if (esph->spi != x->id.spi)
 170                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 171
 172         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 173                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 174
 175         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 176
 177         skb->encap_hdr_csum = 1;
 178
 179         if ((!(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 180              !(features & NETIF_F_HW_ESP)) || x->xso.dev != skb->dev)
 181                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK);
 182         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM) &&
 183                  !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 184                 esp_features = features & ~NETIF_F_CSUM_MASK;
 185
 186         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 187
 188         return xfrm4_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 189 }
 190
 191 static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 192 {
 193         struct crypto_aead *aead = x->data;
 194         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 195
 196         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 197                 return -EINVAL;
 198
 199         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 200                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 201
 202         return esp_input_done2(skb, 0);
 203 }
 204
 205 static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 206 {
 207         int err;
 208         int alen;
 209         int blksize;
 210         struct xfrm_offload *xo;
 211         struct ip_esp_hdr *esph;
 212         struct crypto_aead *aead;
 213         struct esp_info esp;
 214         bool hw_offload = true;
 215         __u32 seq;
 216
 217         esp.inplace = true;
 218
 219         xo = xfrm_offload(skb);
 220
 221         if (!xo)
 222                 return -EINVAL;
 223
 224         if ((!(features & NETIF_F_HW_ESP) &&
 225              !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP)) ||
 226             x->xso.dev != skb->dev) {
 227                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 228                 hw_offload = false;
 229         }
 230
 231         esp.proto = xo->proto;
 232
 233         /* skb is pure payload to encrypt */
 234
 235         aead = x->data;
 236         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 237
 238         esp.tfclen = 0;
 239         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 240
 241         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 242         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 243         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 244         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 245
 246         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 247
 248
 249         if (!hw_offload || (hw_offload && !skb_is_gso(skb))) {
 250                 esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
 251                 if (esp.nfrags < 0)
 252                         return esp.nfrags;
 253         }
 254
 255         seq = xo->seq.low;
 256
 257         esph = esp.esph;
 258         esph->spi = x->id.spi;
 259
 260         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 261
 262         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 263                 esph->seq_no = htonl(seq);
 264
 265                 if (!skb_is_gso(skb))
 266                         xo->seq.low++;
 267                 else
 268                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 269         }
 270
 271         esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 272
 273         ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 274         ip_send_check(ip_hdr(skb));
 275
 276         if (hw_offload)
 277                 return 0;
 278
 279         err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 280         if (err)
 281                 return err;
 282
 283         secpath_reset(skb);
 284
 285         return 0;
 286 }
 287
 288 static const struct net_offload esp4_offload = {
 289         .callbacks = {
 290                 .gro_receive = esp4_gro_receive,
 291                 .gso_segment = esp4_gso_segment,
 292         },
 293 };
 294
 295 static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 296         .description    = "ESP4 OFFLOAD",
 297         .owner          = THIS_MODULE,
 298         .proto          = IPPROTO_ESP,
 299         .input_tail     = esp_input_tail,
 300         .xmit           = esp_xmit,
 301         .encap          = esp4_gso_encap,
 302 };
 303
 304 static int __init esp4_offload_init(void)
 305 {
 306         if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
 307                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 308                 return -EAGAIN;
 309         }
 310
 311         return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 312 }
 313
 314 static void __exit esp4_offload_exit(void)
 315 {
 316         if (xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0)
 317                 pr_info("%s: can't remove xfrm type offload\n", __func__);
 318
 319         inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
 320 }
 321
 322 module_init(esp4_offload_init);
 323 module_exit(esp4_offload_exit);
 324 MODULE_LICENSE("GPL");
 325 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 326 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);