SSL esp4_offload.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * IPV4 GSO/GRO offload support
 * Linux INET implementation
 *
 * Copyright (C) 2016 secunet Security Networks AG
 * Author: Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
 *
 * ESP GRO support
 */

#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/init.h>
#include <net/protocol.h>
#include <crypto/aead.h>
#include <crypto/authenc.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/module.h>
#include <net/gro.h>
#include <net/gso.h>
#include <net/ip.h>
#include <net/xfrm.h>
#include <net/esp.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/spinlock.h>
#include <net/udp.h>

static struct sk_buff *esp4_gro_receive(struct list_head *head,
     struct sk_buff *skb)
{
 int offset = skb_gro_offset(skb);
 struct xfrm_offload *xo;
 struct xfrm_state *x;
 int encap_type = 0;
 __be32 seq;
 __be32 spi;

 if (!pskb_pull(skb, offset))
  return NULL;

 if (xfrm_parse_spi(skb, IPPROTO_ESP, &spi, &seq) != 0)
  goto out;

 xo = xfrm_offload(skb);
 if (!xo || !(xo->flags & CRYPTO_DONE)) {
  struct sec_path *sp = secpath_set(skb);

  if (!sp)
   goto out;

  if (sp->len == XFRM_MAX_DEPTH)
   goto out_reset;

  x = xfrm_input_state_lookup(dev_net(skb->dev), skb->mark,
         (xfrm_address_t *)&ip_hdr(skb)->daddr,
         spi, IPPROTO_ESP, AF_INET);

  if (unlikely(x && x->dir && x->dir != XFRM_SA_DIR_IN)) {
   /* non-offload path will record the error and audit log */
   xfrm_state_put(x);
   x = NULL;
  }

  if (!x)
   goto out_reset;

  skb->mark = xfrm_smark_get(skb->mark, x);

  sp->xvec[sp->len++] = x;
  sp->olen++;

  xo = xfrm_offload(skb);
  if (!xo)
   goto out_reset;
 }

 xo->flags |= XFRM_GRO;

 if (NAPI_GRO_CB(skb)->proto == IPPROTO_UDP)
  encap_type = UDP_ENCAP_ESPINUDP;

 XFRM_TUNNEL_SKB_CB(skb)->tunnel.ip4 = NULL;
 XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->family = AF_INET;
 XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->daddroff = offsetof(struct iphdr, daddr);
 XFRM_SPI_SKB_CB(skb)->seq = seq;

 /* We don't need to handle errors from xfrm_input, it does all
 * the error handling and frees the resources on error. */
 xfrm_input(skb, IPPROTO_ESP, spi, encap_type);

 return ERR_PTR(-EINPROGRESS);
out_reset:
 secpath_reset(skb);
out:
 skb_push(skb, offset);
 NAPI_GRO_CB(skb)->same_flow = 0;
 NAPI_GRO_CB(skb)->flush = 1;

 return NULL;
}

static void esp4_gso_encap(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
{
 struct ip_esp_hdr *esph;
 struct iphdr *iph = ip_hdr(skb);
 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 int proto = iph->protocol;

 skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
 esph = ip_esp_hdr(skb);
 *skb_mac_header(skb) = IPPROTO_ESP;

 esph->spi = x->id.spi;
 esph->seq_no = htonl(XFRM_SKB_CB(skb)->seq.output.low);

 xo->proto = proto;
}

static struct sk_buff *xfrm4_tunnel_gso_segment(struct xfrm_state *x,
      struct sk_buff *skb,
      netdev_features_t features)
{
 __be16 type = x->inner_mode.family == AF_INET6 ? htons(ETH_P_IPV6)
             : htons(ETH_P_IP);

 return skb_eth_gso_segment(skb, features, type);
}

static struct sk_buff *xfrm4_transport_gso_segment(struct xfrm_state *x,
         struct sk_buff *skb,
         netdev_features_t features)
{
 const struct net_offload *ops;
 struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);

 skb->transport_header += x->props.header_len;
 ops = rcu_dereference(inet_offloads[xo->proto]);
 if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
  segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);

 return segs;
}

static struct sk_buff *xfrm4_beet_gso_segment(struct xfrm_state *x,
           struct sk_buff *skb,
           netdev_features_t features)
{
 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
 const struct net_offload *ops;
 u8 proto = xo->proto;

 skb->transport_header += x->props.header_len;

 if (x->sel.family != AF_INET6) {
  if (proto == IPPROTO_BEETPH) {
   struct ip_beet_phdr *ph =
    (struct ip_beet_phdr *)skb->data;

   skb->transport_header += ph->hdrlen * 8;
   proto = ph->nexthdr;
  } else {
   skb->transport_header -= IPV4_BEET_PHMAXLEN;
  }
 } else {
  __be16 frag;

  skb->transport_header +=
   ipv6_skip_exthdr(skb, 0, &proto, &frag);
  if (proto == IPPROTO_TCP)
   skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_TCPV4;
 }

 if (proto == IPPROTO_IPV6)
  skb_shinfo(skb)->gso_type |= SKB_GSO_IPXIP4;

 __skb_pull(skb, skb_transport_offset(skb));
 ops = rcu_dereference(inet_offloads[proto]);
 if (likely(ops && ops->callbacks.gso_segment))
  segs = ops->callbacks.gso_segment(skb, features);

 return segs;
}

static struct sk_buff *xfrm4_outer_mode_gso_segment(struct xfrm_state *x,
          struct sk_buff *skb,
          netdev_features_t features)
{
 switch (x->outer_mode.encap) {
 case XFRM_MODE_TUNNEL:
  return xfrm4_tunnel_gso_segment(x, skb, features);
 case XFRM_MODE_TRANSPORT:
  return xfrm4_transport_gso_segment(x, skb, features);
 case XFRM_MODE_BEET:
  return xfrm4_beet_gso_segment(x, skb, features);
 }

 return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
}

static struct sk_buff *esp4_gso_segment(struct sk_buff *skb,
            netdev_features_t features)
{
 struct xfrm_state *x;
 struct ip_esp_hdr *esph;
 struct crypto_aead *aead;
 netdev_features_t esp_features = features;
 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);
 struct sec_path *sp;

 if (!xo)
  return ERR_PTR(-EINVAL);

 if (!(skb_shinfo(skb)->gso_type & SKB_GSO_ESP))
  return ERR_PTR(-EINVAL);

 sp = skb_sec_path(skb);
 x = sp->xvec[sp->len - 1];
 aead = x->data;
 esph = ip_esp_hdr(skb);

 if (esph->spi != x->id.spi)
  return ERR_PTR(-EINVAL);

 if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead)))
  return ERR_PTR(-EINVAL);

 __skb_pull(skb, sizeof(*esph) + crypto_aead_ivsize(aead));

 skb->encap_hdr_csum = 1;

 if ((!(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP) &&
      !(features & NETIF_F_HW_ESP)) || x->xso.dev != skb->dev)
  esp_features = features & ~(NETIF_F_SG | NETIF_F_CSUM_MASK |
         NETIF_F_SCTP_CRC);
 else if (!(features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM) &&
   !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP_TX_CSUM))
  esp_features = features & ~(NETIF_F_CSUM_MASK |
         NETIF_F_SCTP_CRC);

 xo->flags |= XFRM_GSO_SEGMENT;

 return xfrm4_outer_mode_gso_segment(x, skb, esp_features);
}

static int esp_input_tail(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
{
 struct crypto_aead *aead = x->data;
 struct xfrm_offload *xo = xfrm_offload(skb);

 if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct ip_esp_hdr) + crypto_aead_ivsize(aead)))
  return -EINVAL;

 if (!(xo->flags & CRYPTO_DONE))
  skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;

 return esp_input_done2(skb, 0);
}

static int esp_xmit(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb,  netdev_features_t features)
{
 int err;
 int alen;
 int blksize;
 struct xfrm_offload *xo;
 struct ip_esp_hdr *esph;
 struct crypto_aead *aead;
 struct esp_info esp;
 bool hw_offload = true;
 __u32 seq;
 int encap_type = 0;

 esp.inplace = true;

 xo = xfrm_offload(skb);

 if (!xo)
  return -EINVAL;

 if ((!(features & NETIF_F_HW_ESP) &&
      !(skb->dev->gso_partial_features & NETIF_F_HW_ESP)) ||
     x->xso.dev != skb->dev) {
  xo->flags |= CRYPTO_FALLBACK;
  hw_offload = false;
 }

 esp.proto = xo->proto;

 /* skb is pure payload to encrypt */

 aead = x->data;
 alen = crypto_aead_authsize(aead);

 esp.tfclen = 0;
 /* XXX: Add support for tfc padding here. */

 blksize = ALIGN(crypto_aead_blocksize(aead), 4);
 esp.clen = ALIGN(skb->len + 2 + esp.tfclen, blksize);
 esp.plen = esp.clen - skb->len - esp.tfclen;
 esp.tailen = esp.tfclen + esp.plen + alen;

 esp.esph = ip_esp_hdr(skb);

 if (x->encap)
  encap_type = x->encap->encap_type;

 if (!hw_offload || !skb_is_gso(skb) || (hw_offload && encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP)) {
  esp.nfrags = esp_output_head(x, skb, &esp);
  if (esp.nfrags < 0)
   return esp.nfrags;
 }

 seq = xo->seq.low;

 esph = esp.esph;
 esph->spi = x->id.spi;

 skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));

 if (xo->flags & XFRM_GSO_SEGMENT) {
  esph->seq_no = htonl(seq);

  if (!skb_is_gso(skb))
   xo->seq.low++;
  else
   xo->seq.low += skb_shinfo(skb)->gso_segs;
 }

 if (xo->seq.low < seq)
  xo->seq.hi++;

 esp.seqno = cpu_to_be64(seq + ((u64)xo->seq.hi << 32));

 if (hw_offload && encap_type == UDP_ENCAP_ESPINUDP) {
  /* In the XFRM stack, the encapsulation protocol is set to iphdr->protocol by
 * setting *skb_mac_header(skb) (see esp_output_udp_encap()) where skb->mac_header
 * points to iphdr->protocol (see xfrm4_tunnel_encap_add()).
 * However, in esp_xmit(), skb->mac_header doesn't point to iphdr->protocol.
 * Therefore, the protocol field needs to be corrected.
 */
  ip_hdr(skb)->protocol = IPPROTO_UDP;

  esph->seq_no = htonl(seq);
 }

 ip_hdr(skb)->tot_len = htons(skb->len);
 ip_send_check(ip_hdr(skb));

 if (hw_offload) {
  if (!skb_ext_add(skb, SKB_EXT_SEC_PATH))
   return -ENOMEM;

  xo = xfrm_offload(skb);
  if (!xo)
   return -EINVAL;

  xo->flags |= XFRM_XMIT;
  return 0;
 }

 err = esp_output_tail(x, skb, &esp);
 if (err)
  return err;

 secpath_reset(skb);

 if (skb_needs_linearize(skb, skb->dev->features) &&
     __skb_linearize(skb))
  return -ENOMEM;
 return 0;
}

static const struct net_offload esp4_offload = {
 .callbacks = {
  .gro_receive = esp4_gro_receive,
  .gso_segment = esp4_gso_segment,
 },
};

static const struct xfrm_type_offload esp_type_offload = {
 .owner  = THIS_MODULE,
 .proto       = IPPROTO_ESP,
 .input_tail = esp_input_tail,
 .xmit  = esp_xmit,
 .encap  = esp4_gso_encap,
};

static int __init esp4_offload_init(void)
{
 if (xfrm_register_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET) < 0) {
  pr_info("%s: can't add xfrm type offload\n", __func__);
  return -EAGAIN;
 }

 return inet_add_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
}

static void __exit esp4_offload_exit(void)
{
 xfrm_unregister_type_offload(&esp_type_offload, AF_INET);
 inet_del_offload(&esp4_offload, IPPROTO_ESP);
}

module_init(esp4_offload_init);
module_exit(esp4_offload_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert ");
MODULE_ALIAS_XFRM_OFFLOAD_TYPE(AF_INET, XFRM_PROTO_ESP);
MODULE_DESCRIPTION("IPV4 GSO/GRO offload support");