net/ipv6/esp6_offload.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * IPV6 GSO/GRO offload support
   4  * Linux INET implementation
   5  *
   6  * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
   7  * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
   8  *
   9  * ESP GRO support
  10  */
  11
  12 #include <linux/skbuff.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <net/protocol.h>
  15 #include <crypto/aead.h>
  16 #include <crypto/authenc.h>
  17 #include <linux/err.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <net/gro.h>
  20 #include <net/ip.h>
  21 #include <net/xfrm.h>
  22 #include <net/esp.h>
  23 #include <linux/scatterlist.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26 #include <linux/spinlock.h>
  27 #include <net/ip6_route.h>
  28 #include <net/ipv6.h>
  29 #include <linux/icmpv6.h>
  30
  31 static __u16 esp6_nexthdr_esp_offset(struct ipv6hdr *ipv6_hdr, int nhlen)
  32 {
  33         int off = sizeof(struct ipv6hdr);
  34         struct ipv6_opt_hdr *exthdr;
  35
  36         if (likely(ipv6_hdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP))
  37                 return offsetof(struct ipv6hdr, nexthdr);
  38
  39         while (off < nhlen) {
  40                 exthdr = (void *)ipv6_hdr + off;
  41                 if (exthdr->nexthdr == NEXTHDR_ESP)
  42                         return off;
  43
  44                 off += ipv6_optlen(exthdr);
  45         }
  46
  47         return 0;
  48 }
  49
  50 static struct sk_buff *esp6_gro_receive(struct list_head *head,
  51                                         struct sk_buff *skb)
  52 {
  53         int offset = skb_gro_offset(skb);
  54         struct xfrm_offload *xo;
  55         struct xfrm_state *x;
  56         __be32 seq;
  57         __be32 spi;
  58         int nhoff;
  59
  60         if (!pskb_pull(skb, offset))
  61                 return NULL;
  62
  63         if (xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq) != 0)
  64                 goto out;
  65
  66         xo = xfrm_offload(skb);
  67         if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  68                 struct sec_path *sp = secpath_set(skb);
  69
  70                 if (!sp)
  71                         goto out;
  72
  73                 if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
  74                         goto out_reset;
  75
  76                 x = xfrm_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
  77                                       (xfrm_address_t *)&ipv6_hdr(skb)->daddr,
  78                                       spi, IPPROTO_ESP, AF_INET6);
  79                 if (!x)
  80                         goto out_reset;
  81
  82                 skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);
  83
  84                 sp->xvec[sp->len++] = x;
  85                 sp->olen++;
  86
  87                 xo = xfrm_offload(skb);
  88                 if (!xo)
  89                         goto out_reset;
  90         }
  91
  92         xo->flags |= XFRM_GRO;
  93
  94         nhoff = esp6_nexthdr_esp_offset(ipv6_hdr(skb), offset);
  95         if (!nhoff)
  96                 goto out;
  97
  98         IP6CB(skb)->nhoff = nhoff;
  99         XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip6 = NULL;
 100         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET6;
 101         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct ipv6hdr, daddr);
 102         XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;
 103
 104         /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
 105          * the error handling and frees the resources on error. */
 106         xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, -2);
 107
 108         return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
 109 out_reset:
 110         secpath_reset(skb);
 111 out:
 112         skb_push(skb, offset);
 113         NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
 114         NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;
 115
 116         return NULL;
 117 }
 118
 119 static void esp6_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 120 {
 121         struct ip_esp_hdr *esph;
 122         struct ipv6hdr *iph = ipv6_hdr(skb);
 123         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 124         u8 proto = iph->nexthdr;
 125
 126         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 127
 128         if (x->outer_mode.encap == XFRM_MODE_TRANSPORT) {
 129                 __be16 frag;
 130
 131                 ipv6_skip_exthdr(skb, sizeof(struct ipv6hdr), &proto, &frag);
 132         }
 133
 134         esph = ip_esp_hdr(skb);
 135         *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;
 136
 137         esph->spi = x->id.spi;
 138         esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);
 139
 140         xo->proto = proto;
 141 }
 142
 143 static struct sk_buff *xfrm6_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 144                                                 struct sk_buff *skb,
 145                                                 netdev_features_t features)
 146 {
 147         __be16 type = x->inner_mode.family == AF_INET ? htons(ETH_P_IP)
 148                                                       : htons(ETH_P_IPV6);
 149
 150         return skb_eth_gso_segment(skb, features, type);
 151 }
 152
 153 static struct sk_buff *xfrm6_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 154                                                    struct sk_buff *skb,
 155                                                    netdev_features_t features)
 156 {
 157         const struct net_offload *ops;
 158         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 159         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 160
 161         skb->transport_header += x->props.header_len;
 162         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[xo->proto]);
 163         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 164                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 165
 166         return segs;
 167 }
 168
 169 static struct sk_buff *xfrm6_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 170                                               struct sk_buff *skb,
 171                                               netdev_features_t features)
 172 {
 173         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 174         struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 175         const struct net_offload *ops;
 176         u8 proto = xo->proto;
 177
 178         skb->transport_header += x->props.header_len;
 179
 180         if (x->sel.family != AF_INET6) {
 181                 skb->transport_header -=
 182                         (sizeof(struct ipv6hdr) - sizeof(struct iphdr));
 183
 184                 if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
 185                         struct ip_beet_phdr *ph =
 186                                 (struct ip_beet_phdr *)skb->data;
 187
 188                         skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
 189                         proto = ph->nexthdr;
 190                 } else {
 191                         skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
 192                 }
 193
 194                 if (proto == IPPROTO_TCP)
 195                         skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV6;
 196         } else {
 197                 __be16 frag;
 198
 199                 skb->transport_header +=
 200                         ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
 201         }
 202
 203         if (proto == IPPROTO_IPIP)
 204                 skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP6;
 205
 206         __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 207         ops = rcu_dereference(inet6_offloads[proto]);
 208         if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
 209                 segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);
 210
 211         return segs;
 212 }
 213
 214 static struct sk_buff *xfrm6_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
 215                                                     struct sk_buff *skb,
 216                                                     netdev_features_t features)
 217 {
 218         switch (x->outer_mode.encap) {
 219         case XFRM_MODE_TUNNEL:
 220                 return xfrm6_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 221         case XFRM_MODE_TRANSPORT:
 222                 return xfrm6_transport_gso_segment(x, skb, features);
 223         case XFRM_MODE_BEET:
 224                 return xfrm6_beet_gso_segment(x, skb, features);
 225         }
 226
 227         return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 228 }
 229
 230 static struct sk_buff *esp6_gso_segment(struct sk_buff *skb,
 231                                         netdev_features_t features)
 232 {
 233         struct xfrm_state *x;
 234         struct ip_esp_hdr *esph;
 235         struct crypto_aead *aead;
 236         netdev_features_t esp_features = features;
 237         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 238         struct sec_path *sp;
 239
 240         if (!xo)
 241                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 242
 243         if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
 244                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 245
 246         sp = skb_sec_path(skb);
 247         x = sp->xvec[sp->len - 1];
 248         aead = x->data;
 249         esph = ip_esp_hdr(skb);
 250
 251         if (esph->spi != x->id.spi)
 252                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 253
 254         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 255                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 256
 257         __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));
 258
 259         skb->encap_hdr_csum = 1;
 260
 261         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev)
 262                 esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
 263                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 264         else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
 265                 esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
 266                                             NETIF_F_SCTP_CRC);
 267
 268         xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;
 269
 270         return xfrm6_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
 271 }
 272
 273 static int esp6_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
 274 {
 275         struct crypto_aead *aead = x->data;
 276         struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 277
 278         if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
 279                 return -EINVAL;
 280
 281         if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
 282                 skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 283
 284         return esp6_input_done2(skb, 0);
 285 }
 286
 287 static int esp6_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
 288 {
 289         int len;
 290         int err;
 291         int alen;
 292         int blksize;
 293         struct xfrm_offload *xo;
 294         struct crypto_aead *aead;
 295         struct esp_info esp;
 296         bool hw_offload = true;
 297         __u32 seq;
 298
 299         esp.inplace = true;
 300
 301         xo = xfrm_offload(skb);
 302
 303         if (!xo)
 304                 return -EINVAL;
 305
 306         if (!(features & NETIF_F_HW_ESP) || x->xso.dev != skb->dev) {
 307                 xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
 308                 hw_offload = false;
 309         }
 310
 311         esp.proto = xo->proto;
 312
 313         /* skb is pure payload to encrypt */
 314
 315         aead = x->data;
 316         alen = crypto_aead_authsize(aead);
 317
 318         esp.tfclen = 0;
 319         /* XXX: Add support for tfc padding here. */
 320
 321         blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 322         esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 323         esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 324         esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;
 325
 326         if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb)) {
 327                 esp.nfrags = esp6_output_head(x, skb, &esp);
 328                 if (esp.nfrags < 0)
 329                         return esp.nfrags;
 330         }
 331
 332         seq = xo->seq.low;
 333
 334         esp.esph = ip_esp_hdr(skb);
 335         esp.esph->spi = x->id.spi;
 336
 337         skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 338
 339         if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
 340                 esp.esph->seq_no = htonl(seq);
 341
 342                 if (!skb_is_gso(skb))
 343                         xo->seq.low++;
 344                 else
 345                         xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 346         }
 347
 348         if (xo->seq.low < seq)
 349                 xo->seq.hi++;
 350
 351         esp.seqno = cpu_to_be64(xo->seq.low + ((u64)xo->seq.hi << 32));
 352
 353         len = skb->len - sizeof(struct ipv6hdr);
 354         if (len > IPV6_MAXPLEN)
 355                 len = 0;
 356
 357         ipv6_hdr(skb)->payload_len = htons(len);
 358
 359         if (hw_offload) {
 360                 if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
 361                         return -ENOMEM;
 362
 363                 xo = xfrm_offload(skb);
 364                 if (!xo)
 365                         return -EINVAL;
 366
 367                 xo->flags |= XFRM_XMIT;
 368                 return 0;
 369         }
 370
 371         err = esp6_output_tail(x, skb, &esp);
 372         if (err)
 373                 return err;
 374
 375         secpath_reset(skb);
 376
 377         return 0;
 378 }
 379
 380 static const struct net_offload esp6_offload = {
 381         .callbacks = {
 382                 .gro_receive = esp6_gro_receive,
 383                 .gso_segment = esp6_gso_segment,
 384         },
 385 };
 386
 387 static const struct xfrm_type_offload esp6_type_offload = {
 388         .owner          = THIS_MODULE,
 389         .proto          = IPPROTO_ESP,
 390         .input_tail     = esp6_input_tail,
 391         .xmit           = esp6_xmit,
 392         .encap          = esp6_gso_encap,
 393 };
 394
 395 static int __init esp6_offload_init(void)
 396 {
 397         if (xfrm_register_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6) < 0) {
 398                 pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
 399                 return -EAGAIN;
 400         }
 401
 402         return inet6_add_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 403 }
 404
 405 static void __exit esp6_offload_exit(void)
 406 {
 407         xfrm_unregister_type_offload(&esp6_type_offload, AF_INET6);
 408         inet6_del_offload(&esp6_offload, IPPROTO_ESP);
 409 }
 410
 411 module_init(esp6_offload_init);
 412 module_exit(esp6_offload_exit);
 413 MODULE_LICENSE("GPL");
 414 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
 415 MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET6, XFRM_PROTO_ESP);
 416 MODULE_DESCRIPTION("IPV6 GSO/GRO offload support");