xref: /linux/net/xfrm/espintcp.c (revision 32e940f2bd3b16551f23ea44be47f6f5d1746d64)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 #include <net/tcp.h>
3 #include <net/strparser.h>
4 #include <net/xfrm.h>
5 #include <net/esp.h>
6 #include <net/espintcp.h>
7 #include <linux/skmsg.h>
8 #include <net/inet_common.h>
9 #include <trace/events/sock.h>
10 #include <net/hotdata.h>
11 
handle_nonesp(struct espintcp_ctx * ctx,struct sk_buff * skb,struct sock * sk)12 static void handle_nonesp(struct espintcp_ctx *ctx, struct sk_buff *skb,
13 			  struct sock *sk)
14 {
15 	if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) >= sk->sk_rcvbuf ||
16 	    !sk_rmem_schedule(sk, skb, skb->truesize)) {
17 		XFRM_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
18 		kfree_skb(skb);
19 		return;
20 	}
21 
22 	skb_set_owner_r(skb, sk);
23 
24 	memset(skb->cb, 0, sizeof(skb->cb));
25 	skb_queue_tail(&ctx->ike_queue, skb);
26 	ctx->saved_data_ready(sk);
27 }
28 
handle_esp(struct sk_buff * skb,struct sock * sk)29 static void handle_esp(struct sk_buff *skb, struct sock *sk)
30 {
31 	struct tcp_skb_cb *tcp_cb = (struct tcp_skb_cb *)skb->cb;
32 
33 	skb_reset_transport_header(skb);
34 
35 	/* restore IP CB, we need at least IP6CB->nhoff */
36 	memmove(skb->cb, &tcp_cb->header, sizeof(tcp_cb->header));
37 
38 	rcu_read_lock();
39 	skb->dev = dev_get_by_index_rcu(sock_net(sk), skb->skb_iif);
40 	local_bh_disable();
41 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
42 	if (sk->sk_family == AF_INET6)
43 		xfrm6_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
44 	else
45 #endif
46 		xfrm4_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
47 	local_bh_enable();
48 	rcu_read_unlock();
49 }
50 
espintcp_rcv(struct strparser * strp,struct sk_buff * skb)51 static void espintcp_rcv(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
52 {
53 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(strp, struct espintcp_ctx,
54 						strp);
55 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
56 	int len = rxm->full_len - 2;
57 	u32 nonesp_marker;
58 	int err;
59 
60 	/* keepalive packet? */
61 	if (unlikely(len == 1)) {
62 		u8 data;
63 
64 		err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &data, 1);
65 		if (err < 0) {
66 			XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
67 			kfree_skb(skb);
68 			return;
69 		}
70 
71 		if (data == 0xff) {
72 			kfree_skb(skb);
73 			return;
74 		}
75 	}
76 
77 	/* drop other short messages */
78 	if (unlikely(len <= sizeof(nonesp_marker))) {
79 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
80 		kfree_skb(skb);
81 		return;
82 	}
83 
84 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &nonesp_marker,
85 			    sizeof(nonesp_marker));
86 	if (err < 0) {
87 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
88 		kfree_skb(skb);
89 		return;
90 	}
91 
92 	/* remove header, leave non-ESP marker/SPI */
93 	if (!pskb_pull(skb, rxm->offset + 2)) {
94 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
95 		kfree_skb(skb);
96 		return;
97 	}
98 
99 	if (pskb_trim(skb, rxm->full_len - 2) != 0) {
100 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
101 		kfree_skb(skb);
102 		return;
103 	}
104 
105 	if (nonesp_marker == 0)
106 		handle_nonesp(ctx, skb, strp->sk);
107 	else
108 		handle_esp(skb, strp->sk);
109 }
110 
espintcp_parse(struct strparser * strp,struct sk_buff * skb)111 static int espintcp_parse(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
112 {
113 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
114 	__be16 blen;
115 	u16 len;
116 	int err;
117 
118 	if (skb->len < rxm->offset + 2)
119 		return 0;
120 
121 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset, &blen, sizeof(blen));
122 	if (err < 0)
123 		return err;
124 
125 	len = be16_to_cpu(blen);
126 	if (len < 2)
127 		return -EINVAL;
128 
129 	return len;
130 }
131 
espintcp_recvmsg(struct sock * sk,struct msghdr * msg,size_t len,int flags)132 static int espintcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
133 			    int flags)
134 {
135 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
136 	struct sk_buff *skb;
137 	int err = 0;
138 	int copied;
139 	int off = 0;
140 
141 	skb = __skb_recv_datagram(sk, &ctx->ike_queue, flags, &off, &err);
142 	if (!skb) {
143 		if (err == -EAGAIN && sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
144 			return 0;
145 		return err;
146 	}
147 
148 	copied = len;
149 	if (copied > skb->len)
150 		copied = skb->len;
151 	else if (copied < skb->len)
152 		msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
153 
154 	err = skb_copy_datagram_msg(skb, 0, msg, copied);
155 	if (unlikely(err)) {
156 		kfree_skb(skb);
157 		return err;
158 	}
159 
160 	if (flags & MSG_TRUNC)
161 		copied = skb->len;
162 	kfree_skb(skb);
163 	return copied;
164 }
165 
espintcp_queue_out(struct sock * sk,struct sk_buff * skb)166 int espintcp_queue_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
167 {
168 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
169 
170 	if (skb_queue_len(&ctx->out_queue) >=
171 	    READ_ONCE(net_hotdata.max_backlog)) {
172 		kfree_skb(skb);
173 		return -ENOBUFS;
174 	}
175 
176 	__skb_queue_tail(&ctx->out_queue, skb);
177 
178 	return 0;
179 }
180 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_queue_out);
181 
182 /* espintcp length field is 2B and length includes the length field's size */
183 #define MAX_ESPINTCP_MSG (((1 << 16) - 1) - 2)
184 
espintcp_sendskb_locked(struct sock * sk,struct espintcp_msg * emsg,int flags)185 static int espintcp_sendskb_locked(struct sock *sk, struct espintcp_msg *emsg,
186 				   int flags)
187 {
188 	do {
189 		int ret;
190 
191 		ret = skb_send_sock_locked(sk, emsg->skb,
192 					   emsg->offset, emsg->len);
193 		if (ret < 0)
194 			return ret;
195 
196 		emsg->len -= ret;
197 		emsg->offset += ret;
198 	} while (emsg->len > 0);
199 
200 	kfree_skb(emsg->skb);
201 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
202 
203 	return 0;
204 }
205 
espintcp_sendskmsg_locked(struct sock * sk,struct espintcp_msg * emsg,int flags)206 static int espintcp_sendskmsg_locked(struct sock *sk,
207 				     struct espintcp_msg *emsg, int flags)
208 {
209 	struct msghdr msghdr = {
210 		.msg_flags = flags | MSG_SPLICE_PAGES | MSG_MORE,
211 	};
212 	struct sk_msg *skmsg = &emsg->skmsg;
213 	bool more = flags & MSG_MORE;
214 	struct scatterlist *sg;
215 	int done = 0;
216 	int ret;
217 
218 	sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
219 	do {
220 		struct bio_vec bvec;
221 		size_t size = sg->length - emsg->offset;
222 		int offset = sg->offset + emsg->offset;
223 		struct page *p;
224 
225 		emsg->offset = 0;
226 
227 		if (sg_is_last(sg) && !more)
228 			msghdr.msg_flags &= ~MSG_MORE;
229 
230 		p = sg_page(sg);
231 retry:
232 		bvec_set_page(&bvec, p, size, offset);
233 		iov_iter_bvec(&msghdr.msg_iter, ITER_SOURCE, &bvec, 1, size);
234 		ret = tcp_sendmsg_locked(sk, &msghdr, size);
235 		if (ret < 0) {
236 			emsg->offset = offset - sg->offset;
237 			skmsg->sg.start += done;
238 			return ret;
239 		}
240 
241 		if (ret != size) {
242 			offset += ret;
243 			size -= ret;
244 			goto retry;
245 		}
246 
247 		done++;
248 		put_page(p);
249 		sk_mem_uncharge(sk, sg->length);
250 		sg = sg_next(sg);
251 	} while (sg);
252 
253 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
254 
255 	return 0;
256 }
257 
espintcp_push_msgs(struct sock * sk,int flags)258 static int espintcp_push_msgs(struct sock *sk, int flags)
259 {
260 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
261 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
262 	int err;
263 
264 	if (!emsg->len)
265 		return 0;
266 
267 	if (ctx->tx_running)
268 		return -EAGAIN;
269 	ctx->tx_running = 1;
270 
271 	if (emsg->skb)
272 		err = espintcp_sendskb_locked(sk, emsg, flags);
273 	else
274 		err = espintcp_sendskmsg_locked(sk, emsg, flags);
275 	if (err == -EAGAIN) {
276 		ctx->tx_running = 0;
277 		return flags & MSG_DONTWAIT ? -EAGAIN : 0;
278 	}
279 	if (!err)
280 		memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
281 
282 	ctx->tx_running = 0;
283 
284 	return err;
285 }
286 
espintcp_push_skb(struct sock * sk,struct sk_buff * skb)287 int espintcp_push_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
288 {
289 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
290 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
291 	unsigned int len;
292 	int offset;
293 
294 	if (sk->sk_state != TCP_ESTABLISHED) {
295 		kfree_skb(skb);
296 		return -ECONNRESET;
297 	}
298 
299 	offset = skb_transport_offset(skb);
300 	len = skb->len - offset;
301 
302 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
303 
304 	if (emsg->len) {
305 		kfree_skb(skb);
306 		return -ENOBUFS;
307 	}
308 
309 	skb_set_owner_w(skb, sk);
310 
311 	emsg->offset = offset;
312 	emsg->len = len;
313 	emsg->skb = skb;
314 
315 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
316 
317 	return 0;
318 }
319 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_push_skb);
320 
espintcp_sendmsg(struct sock * sk,struct msghdr * msg,size_t size)321 static int espintcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
322 {
323 	long timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
324 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
325 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
326 	struct iov_iter pfx_iter;
327 	struct kvec pfx_iov = {};
328 	size_t msglen = size + 2;
329 	char buf[2] = {0};
330 	int err, end;
331 
332 	if (msg->msg_flags & ~MSG_DONTWAIT)
333 		return -EOPNOTSUPP;
334 
335 	if (size > MAX_ESPINTCP_MSG)
336 		return -EMSGSIZE;
337 
338 	if (msg->msg_controllen)
339 		return -EOPNOTSUPP;
340 
341 	lock_sock(sk);
342 
343 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
344 	if (err < 0) {
345 		if (err != -EAGAIN || !(msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT))
346 			err = -ENOBUFS;
347 		goto unlock;
348 	}
349 
350 	sk_msg_init(&emsg->skmsg);
351 	while (1) {
352 		/* only -ENOMEM is possible since we don't coalesce */
353 		err = sk_msg_alloc(sk, &emsg->skmsg, msglen, 0);
354 		if (!err)
355 			break;
356 
357 		err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
358 		if (err)
359 			goto fail;
360 	}
361 
362 	*((__be16 *)buf) = cpu_to_be16(msglen);
363 	pfx_iov.iov_base = buf;
364 	pfx_iov.iov_len = sizeof(buf);
365 	iov_iter_kvec(&pfx_iter, ITER_SOURCE, &pfx_iov, 1, pfx_iov.iov_len);
366 
367 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &pfx_iter, &emsg->skmsg,
368 				       pfx_iov.iov_len);
369 	if (err < 0)
370 		goto fail;
371 
372 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, &emsg->skmsg, size);
373 	if (err < 0)
374 		goto fail;
375 
376 	end = emsg->skmsg.sg.end;
377 	emsg->len = size;
378 	sk_msg_iter_var_prev(end);
379 	sg_mark_end(sk_msg_elem(&emsg->skmsg, end));
380 
381 	tcp_rate_check_app_limited(sk);
382 
383 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
384 	/* this message could be partially sent, keep it */
385 
386 	release_sock(sk);
387 
388 	return size;
389 
390 fail:
391 	sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
392 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
393 unlock:
394 	release_sock(sk);
395 	return err;
396 }
397 
398 static struct proto espintcp_prot __ro_after_init;
399 static struct proto_ops espintcp_ops __ro_after_init;
400 static struct proto espintcp6_prot;
401 static struct proto_ops espintcp6_ops;
402 static DEFINE_MUTEX(tcpv6_prot_mutex);
403 
espintcp_data_ready(struct sock * sk)404 static void espintcp_data_ready(struct sock *sk)
405 {
406 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
407 
408 	trace_sk_data_ready(sk);
409 
410 	strp_data_ready(&ctx->strp);
411 }
412 
espintcp_tx_work(struct work_struct * work)413 static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
414 {
415 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
416 						struct espintcp_ctx, work);
417 	struct sock *sk = ctx->strp.sk;
418 
419 	lock_sock(sk);
420 	if (!ctx->tx_running)
421 		espintcp_push_msgs(sk, 0);
422 	release_sock(sk);
423 }
424 
espintcp_write_space(struct sock * sk)425 static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
426 {
427 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
428 
429 	schedule_work(&ctx->work);
430 	ctx->saved_write_space(sk);
431 }
432 
espintcp_destruct(struct sock * sk)433 static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
434 {
435 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
436 
437 	ctx->saved_destruct(sk);
438 	kfree(ctx);
439 }
440 
tcp_is_ulp_esp(struct sock * sk)441 bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
442 {
443 	return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
444 }
445 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);
446 
447 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
448 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
449 			 const struct proto *orig_prot,
450 			 const struct proto_ops *orig_ops);
espintcp_init_sk(struct sock * sk)451 static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
452 {
453 	struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
454 	struct strp_callbacks cb = {
455 		.rcv_msg = espintcp_rcv,
456 		.parse_msg = espintcp_parse,
457 	};
458 	struct espintcp_ctx *ctx;
459 	int err;
460 
461 	/* sockmap is not compatible with espintcp */
462 	if (sk->sk_user_data)
463 		return -EBUSY;
464 
465 	ctx = kzalloc_obj(*ctx);
466 	if (!ctx)
467 		return -ENOMEM;
468 
469 	err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
470 	if (err)
471 		goto free;
472 
473 	__sk_dst_reset(sk);
474 
475 	strp_check_rcv(&ctx->strp);
476 	skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
477 	skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);
478 
479 	if (sk->sk_family == AF_INET) {
480 		sk->sk_prot = &espintcp_prot;
481 		sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
482 	} else {
483 		mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
484 		if (!espintcp6_prot.recvmsg)
485 			build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
486 		mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);
487 
488 		sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
489 		sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
490 	}
491 	ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
492 	ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
493 	ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
494 	sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
495 	sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
496 	sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
497 	rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
498 	INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);
499 
500 	/* avoid using task_frag */
501 	sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
502 	sk->sk_use_task_frag = false;
503 
504 	return 0;
505 
506 free:
507 	kfree(ctx);
508 	return err;
509 }
510 
espintcp_release(struct sock * sk)511 static void espintcp_release(struct sock *sk)
512 {
513 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
514 	struct sk_buff_head queue;
515 	struct sk_buff *skb;
516 
517 	__skb_queue_head_init(&queue);
518 	skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);
519 
520 	while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
521 		espintcp_push_skb(sk, skb);
522 
523 	tcp_release_cb(sk);
524 }
525 
espintcp_close(struct sock * sk,long timeout)526 static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
527 {
528 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
529 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
530 
531 	strp_stop(&ctx->strp);
532 
533 	sk->sk_prot = &tcp_prot;
534 	barrier();
535 
536 	disable_work_sync(&ctx->work);
537 	strp_done(&ctx->strp);
538 
539 	skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
540 	skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);
541 
542 	if (emsg->len) {
543 		if (emsg->skb)
544 			kfree_skb(emsg->skb);
545 		else
546 			sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
547 	}
548 
549 	tcp_close(sk, timeout);
550 }
551 
espintcp_poll(struct file * file,struct socket * sock,poll_table * wait)552 static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
553 			      poll_table *wait)
554 {
555 	struct sock *sk = sock->sk;
556 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
557 
558 	return datagram_poll_queue(file, sock, wait, &ctx->ike_queue);
559 }
560 
build_protos(struct proto * espintcp_prot,struct proto_ops * espintcp_ops,const struct proto * orig_prot,const struct proto_ops * orig_ops)561 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
562 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
563 			 const struct proto *orig_prot,
564 			 const struct proto_ops *orig_ops)
565 {
566 	memcpy(espintcp_prot, orig_prot, sizeof(struct proto));
567 	memcpy(espintcp_ops, orig_ops, sizeof(struct proto_ops));
568 	espintcp_prot->sendmsg = espintcp_sendmsg;
569 	espintcp_prot->recvmsg = espintcp_recvmsg;
570 	espintcp_prot->close = espintcp_close;
571 	espintcp_prot->release_cb = espintcp_release;
572 	espintcp_ops->poll = espintcp_poll;
573 }
574 
575 static struct tcp_ulp_ops espintcp_ulp __read_mostly = {
576 	.name = "espintcp",
577 	.owner = THIS_MODULE,
578 	.init = espintcp_init_sk,
579 };
580 
espintcp_init(void)581 void __init espintcp_init(void)
582 {
583 	build_protos(&espintcp_prot, &espintcp_ops, &tcp_prot, &inet_stream_ops);
584 
585 	tcp_register_ulp(&espintcp_ulp);
586 }
587