xref: /openbmc/linux/net/xfrm/xfrm_ipcomp.c (revision 5a0e3ad6af8660be21ca98a971cd00f331318c05)
16fccab67SHerbert Xu /*
26fccab67SHerbert Xu  * IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173.
36fccab67SHerbert Xu  *
46fccab67SHerbert Xu  * Copyright (c) 2003 James Morris <jmorris@intercode.com.au>
56fccab67SHerbert Xu  * Copyright (c) 2003-2008 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
66fccab67SHerbert Xu  *
76fccab67SHerbert Xu  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
86fccab67SHerbert Xu  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
96fccab67SHerbert Xu  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
106fccab67SHerbert Xu  * any later version.
116fccab67SHerbert Xu  *
126fccab67SHerbert Xu  * Todo:
136fccab67SHerbert Xu  *   - Tunable compression parameters.
146fccab67SHerbert Xu  *   - Compression stats.
156fccab67SHerbert Xu  *   - Adaptive compression.
166fccab67SHerbert Xu  */
176fccab67SHerbert Xu 
186fccab67SHerbert Xu #include <linux/crypto.h>
196fccab67SHerbert Xu #include <linux/err.h>
206fccab67SHerbert Xu #include <linux/list.h>
216fccab67SHerbert Xu #include <linux/module.h>
226fccab67SHerbert Xu #include <linux/mutex.h>
236fccab67SHerbert Xu #include <linux/percpu.h>
24*5a0e3ad6STejun Heo #include <linux/slab.h>
256fccab67SHerbert Xu #include <linux/smp.h>
266fccab67SHerbert Xu #include <linux/vmalloc.h>
276fccab67SHerbert Xu #include <net/ip.h>
286fccab67SHerbert Xu #include <net/ipcomp.h>
296fccab67SHerbert Xu #include <net/xfrm.h>
306fccab67SHerbert Xu 
316fccab67SHerbert Xu struct ipcomp_tfms {
326fccab67SHerbert Xu 	struct list_head list;
337d720c3eSTejun Heo 	struct crypto_comp * __percpu *tfms;
346fccab67SHerbert Xu 	int users;
356fccab67SHerbert Xu };
366fccab67SHerbert Xu 
376fccab67SHerbert Xu static DEFINE_MUTEX(ipcomp_resource_mutex);
387d720c3eSTejun Heo static void * __percpu *ipcomp_scratches;
396fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_scratch_users;
406fccab67SHerbert Xu static LIST_HEAD(ipcomp_tfms_list);
416fccab67SHerbert Xu 
426fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_decompress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
436fccab67SHerbert Xu {
446fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
456fccab67SHerbert Xu 	const int plen = skb->len;
466fccab67SHerbert Xu 	int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
476fccab67SHerbert Xu 	const u8 *start = skb->data;
486fccab67SHerbert Xu 	const int cpu = get_cpu();
496fccab67SHerbert Xu 	u8 *scratch = *per_cpu_ptr(ipcomp_scratches, cpu);
506fccab67SHerbert Xu 	struct crypto_comp *tfm = *per_cpu_ptr(ipcd->tfms, cpu);
516fccab67SHerbert Xu 	int err = crypto_comp_decompress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
527d7e5a60SHerbert Xu 	int len;
536fccab67SHerbert Xu 
546fccab67SHerbert Xu 	if (err)
556fccab67SHerbert Xu 		goto out;
566fccab67SHerbert Xu 
576fccab67SHerbert Xu 	if (dlen < (plen + sizeof(struct ip_comp_hdr))) {
586fccab67SHerbert Xu 		err = -EINVAL;
596fccab67SHerbert Xu 		goto out;
606fccab67SHerbert Xu 	}
616fccab67SHerbert Xu 
627d7e5a60SHerbert Xu 	len = dlen - plen;
637d7e5a60SHerbert Xu 	if (len > skb_tailroom(skb))
647d7e5a60SHerbert Xu 		len = skb_tailroom(skb);
657d7e5a60SHerbert Xu 
667d7e5a60SHerbert Xu 	__skb_put(skb, len);
677d7e5a60SHerbert Xu 
687d7e5a60SHerbert Xu 	len += plen;
697d7e5a60SHerbert Xu 	skb_copy_to_linear_data(skb, scratch, len);
707d7e5a60SHerbert Xu 
717d7e5a60SHerbert Xu 	while ((scratch += len, dlen -= len) > 0) {
727d7e5a60SHerbert Xu 		skb_frag_t *frag;
737d7e5a60SHerbert Xu 
747d7e5a60SHerbert Xu 		err = -EMSGSIZE;
757d7e5a60SHerbert Xu 		if (WARN_ON(skb_shinfo(skb)->nr_frags >= MAX_SKB_FRAGS))
766fccab67SHerbert Xu 			goto out;
776fccab67SHerbert Xu 
787d7e5a60SHerbert Xu 		frag = skb_shinfo(skb)->frags + skb_shinfo(skb)->nr_frags;
797d7e5a60SHerbert Xu 		frag->page = alloc_page(GFP_ATOMIC);
807d7e5a60SHerbert Xu 
817d7e5a60SHerbert Xu 		err = -ENOMEM;
827d7e5a60SHerbert Xu 		if (!frag->page)
837d7e5a60SHerbert Xu 			goto out;
847d7e5a60SHerbert Xu 
857d7e5a60SHerbert Xu 		len = PAGE_SIZE;
867d7e5a60SHerbert Xu 		if (dlen < len)
877d7e5a60SHerbert Xu 			len = dlen;
887d7e5a60SHerbert Xu 
897d7e5a60SHerbert Xu 		memcpy(page_address(frag->page), scratch, len);
907d7e5a60SHerbert Xu 
917d7e5a60SHerbert Xu 		frag->page_offset = 0;
927d7e5a60SHerbert Xu 		frag->size = len;
937d7e5a60SHerbert Xu 		skb->truesize += len;
947d7e5a60SHerbert Xu 		skb->data_len += len;
957d7e5a60SHerbert Xu 		skb->len += len;
967d7e5a60SHerbert Xu 
977d7e5a60SHerbert Xu 		skb_shinfo(skb)->nr_frags++;
987d7e5a60SHerbert Xu 	}
997d7e5a60SHerbert Xu 
1007d7e5a60SHerbert Xu 	err = 0;
1017d7e5a60SHerbert Xu 
1026fccab67SHerbert Xu out:
1036fccab67SHerbert Xu 	put_cpu();
1046fccab67SHerbert Xu 	return err;
1056fccab67SHerbert Xu }
1066fccab67SHerbert Xu 
1076fccab67SHerbert Xu int ipcomp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1086fccab67SHerbert Xu {
1096fccab67SHerbert Xu 	int nexthdr;
1106fccab67SHerbert Xu 	int err = -ENOMEM;
1116fccab67SHerbert Xu 	struct ip_comp_hdr *ipch;
1126fccab67SHerbert Xu 
1136fccab67SHerbert Xu 	if (skb_linearize_cow(skb))
1146fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1156fccab67SHerbert Xu 
1166fccab67SHerbert Xu 	skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
1176fccab67SHerbert Xu 
1186fccab67SHerbert Xu 	/* Remove ipcomp header and decompress original payload */
1196fccab67SHerbert Xu 	ipch = (void *)skb->data;
1206fccab67SHerbert Xu 	nexthdr = ipch->nexthdr;
1216fccab67SHerbert Xu 
1226fccab67SHerbert Xu 	skb->transport_header = skb->network_header + sizeof(*ipch);
1236fccab67SHerbert Xu 	__skb_pull(skb, sizeof(*ipch));
1246fccab67SHerbert Xu 	err = ipcomp_decompress(x, skb);
1256fccab67SHerbert Xu 	if (err)
1266fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1276fccab67SHerbert Xu 
1286fccab67SHerbert Xu 	err = nexthdr;
1296fccab67SHerbert Xu 
1306fccab67SHerbert Xu out:
1316fccab67SHerbert Xu 	return err;
1326fccab67SHerbert Xu }
1336fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_input);
1346fccab67SHerbert Xu 
1356fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_compress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1366fccab67SHerbert Xu {
1376fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
1386fccab67SHerbert Xu 	const int plen = skb->len;
1396fccab67SHerbert Xu 	int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
1406fccab67SHerbert Xu 	u8 *start = skb->data;
1416fccab67SHerbert Xu 	const int cpu = get_cpu();
1426fccab67SHerbert Xu 	u8 *scratch = *per_cpu_ptr(ipcomp_scratches, cpu);
1436fccab67SHerbert Xu 	struct crypto_comp *tfm = *per_cpu_ptr(ipcd->tfms, cpu);
1446fccab67SHerbert Xu 	int err;
1456fccab67SHerbert Xu 
1466fccab67SHerbert Xu 	local_bh_disable();
1476fccab67SHerbert Xu 	err = crypto_comp_compress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
1486fccab67SHerbert Xu 	local_bh_enable();
1496fccab67SHerbert Xu 	if (err)
1506fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1516fccab67SHerbert Xu 
1526fccab67SHerbert Xu 	if ((dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr)) >= plen) {
1536fccab67SHerbert Xu 		err = -EMSGSIZE;
1546fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1556fccab67SHerbert Xu 	}
1566fccab67SHerbert Xu 
1576fccab67SHerbert Xu 	memcpy(start + sizeof(struct ip_comp_hdr), scratch, dlen);
1586fccab67SHerbert Xu 	put_cpu();
1596fccab67SHerbert Xu 
1606fccab67SHerbert Xu 	pskb_trim(skb, dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr));
1616fccab67SHerbert Xu 	return 0;
1626fccab67SHerbert Xu 
1636fccab67SHerbert Xu out:
1646fccab67SHerbert Xu 	put_cpu();
1656fccab67SHerbert Xu 	return err;
1666fccab67SHerbert Xu }
1676fccab67SHerbert Xu 
1686fccab67SHerbert Xu int ipcomp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1696fccab67SHerbert Xu {
1706fccab67SHerbert Xu 	int err;
1716fccab67SHerbert Xu 	struct ip_comp_hdr *ipch;
1726fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
1736fccab67SHerbert Xu 
1746fccab67SHerbert Xu 	if (skb->len < ipcd->threshold) {
1756fccab67SHerbert Xu 		/* Don't bother compressing */
1766fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1776fccab67SHerbert Xu 	}
1786fccab67SHerbert Xu 
1796fccab67SHerbert Xu 	if (skb_linearize_cow(skb))
1806fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1816fccab67SHerbert Xu 
1826fccab67SHerbert Xu 	err = ipcomp_compress(x, skb);
1836fccab67SHerbert Xu 
1846fccab67SHerbert Xu 	if (err) {
1856fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1866fccab67SHerbert Xu 	}
1876fccab67SHerbert Xu 
1886fccab67SHerbert Xu 	/* Install ipcomp header, convert into ipcomp datagram. */
1896fccab67SHerbert Xu 	ipch = ip_comp_hdr(skb);
1906fccab67SHerbert Xu 	ipch->nexthdr = *skb_mac_header(skb);
1916fccab67SHerbert Xu 	ipch->flags = 0;
1926fccab67SHerbert Xu 	ipch->cpi = htons((u16 )ntohl(x->id.spi));
1936fccab67SHerbert Xu 	*skb_mac_header(skb) = IPPROTO_COMP;
1946fccab67SHerbert Xu out_ok:
1956fccab67SHerbert Xu 	skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
1966fccab67SHerbert Xu 	return 0;
1976fccab67SHerbert Xu }
1986fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_output);
1996fccab67SHerbert Xu 
2006fccab67SHerbert Xu static void ipcomp_free_scratches(void)
2016fccab67SHerbert Xu {
2026fccab67SHerbert Xu 	int i;
2037d720c3eSTejun Heo 	void * __percpu *scratches;
2046fccab67SHerbert Xu 
2056fccab67SHerbert Xu 	if (--ipcomp_scratch_users)
2066fccab67SHerbert Xu 		return;
2076fccab67SHerbert Xu 
2086fccab67SHerbert Xu 	scratches = ipcomp_scratches;
2096fccab67SHerbert Xu 	if (!scratches)
2106fccab67SHerbert Xu 		return;
2116fccab67SHerbert Xu 
2126fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(i)
2136fccab67SHerbert Xu 		vfree(*per_cpu_ptr(scratches, i));
2146fccab67SHerbert Xu 
2156fccab67SHerbert Xu 	free_percpu(scratches);
2166fccab67SHerbert Xu }
2176fccab67SHerbert Xu 
2187d720c3eSTejun Heo static void * __percpu *ipcomp_alloc_scratches(void)
2196fccab67SHerbert Xu {
2206fccab67SHerbert Xu 	int i;
2217d720c3eSTejun Heo 	void * __percpu *scratches;
2226fccab67SHerbert Xu 
2236fccab67SHerbert Xu 	if (ipcomp_scratch_users++)
2246fccab67SHerbert Xu 		return ipcomp_scratches;
2256fccab67SHerbert Xu 
2266fccab67SHerbert Xu 	scratches = alloc_percpu(void *);
2276fccab67SHerbert Xu 	if (!scratches)
2286fccab67SHerbert Xu 		return NULL;
2296fccab67SHerbert Xu 
2306fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_scratches = scratches;
2316fccab67SHerbert Xu 
2326fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(i) {
2336fccab67SHerbert Xu 		void *scratch = vmalloc(IPCOMP_SCRATCH_SIZE);
2346fccab67SHerbert Xu 		if (!scratch)
2356fccab67SHerbert Xu 			return NULL;
2366fccab67SHerbert Xu 		*per_cpu_ptr(scratches, i) = scratch;
2376fccab67SHerbert Xu 	}
2386fccab67SHerbert Xu 
2396fccab67SHerbert Xu 	return scratches;
2406fccab67SHerbert Xu }
2416fccab67SHerbert Xu 
2427d720c3eSTejun Heo static void ipcomp_free_tfms(struct crypto_comp * __percpu *tfms)
2436fccab67SHerbert Xu {
2446fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_tfms *pos;
2456fccab67SHerbert Xu 	int cpu;
2466fccab67SHerbert Xu 
2476fccab67SHerbert Xu 	list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
2486fccab67SHerbert Xu 		if (pos->tfms == tfms)
2496fccab67SHerbert Xu 			break;
2506fccab67SHerbert Xu 	}
2516fccab67SHerbert Xu 
252547b792cSIlpo Järvinen 	WARN_ON(!pos);
2536fccab67SHerbert Xu 
2546fccab67SHerbert Xu 	if (--pos->users)
2556fccab67SHerbert Xu 		return;
2566fccab67SHerbert Xu 
2576fccab67SHerbert Xu 	list_del(&pos->list);
2586fccab67SHerbert Xu 	kfree(pos);
2596fccab67SHerbert Xu 
2606fccab67SHerbert Xu 	if (!tfms)
2616fccab67SHerbert Xu 		return;
2626fccab67SHerbert Xu 
2636fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(cpu) {
2646fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm = *per_cpu_ptr(tfms, cpu);
2656fccab67SHerbert Xu 		crypto_free_comp(tfm);
2666fccab67SHerbert Xu 	}
2676fccab67SHerbert Xu 	free_percpu(tfms);
2686fccab67SHerbert Xu }
2696fccab67SHerbert Xu 
2707d720c3eSTejun Heo static struct crypto_comp * __percpu *ipcomp_alloc_tfms(const char *alg_name)
2716fccab67SHerbert Xu {
2726fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_tfms *pos;
2737d720c3eSTejun Heo 	struct crypto_comp * __percpu *tfms;
2746fccab67SHerbert Xu 	int cpu;
2756fccab67SHerbert Xu 
2766fccab67SHerbert Xu 	/* This can be any valid CPU ID so we don't need locking. */
2776fccab67SHerbert Xu 	cpu = raw_smp_processor_id();
2786fccab67SHerbert Xu 
2796fccab67SHerbert Xu 	list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
2806fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm;
2816fccab67SHerbert Xu 
2826fccab67SHerbert Xu 		tfms = pos->tfms;
2836fccab67SHerbert Xu 		tfm = *per_cpu_ptr(tfms, cpu);
2846fccab67SHerbert Xu 
2856fccab67SHerbert Xu 		if (!strcmp(crypto_comp_name(tfm), alg_name)) {
2866fccab67SHerbert Xu 			pos->users++;
2876fccab67SHerbert Xu 			return tfms;
2886fccab67SHerbert Xu 		}
2896fccab67SHerbert Xu 	}
2906fccab67SHerbert Xu 
2916fccab67SHerbert Xu 	pos = kmalloc(sizeof(*pos), GFP_KERNEL);
2926fccab67SHerbert Xu 	if (!pos)
2936fccab67SHerbert Xu 		return NULL;
2946fccab67SHerbert Xu 
2956fccab67SHerbert Xu 	pos->users = 1;
2966fccab67SHerbert Xu 	INIT_LIST_HEAD(&pos->list);
2976fccab67SHerbert Xu 	list_add(&pos->list, &ipcomp_tfms_list);
2986fccab67SHerbert Xu 
2996fccab67SHerbert Xu 	pos->tfms = tfms = alloc_percpu(struct crypto_comp *);
3006fccab67SHerbert Xu 	if (!tfms)
3016fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3026fccab67SHerbert Xu 
3036fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(cpu) {
3046fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm = crypto_alloc_comp(alg_name, 0,
3056fccab67SHerbert Xu 							    CRYPTO_ALG_ASYNC);
3066fccab67SHerbert Xu 		if (IS_ERR(tfm))
3076fccab67SHerbert Xu 			goto error;
3086fccab67SHerbert Xu 		*per_cpu_ptr(tfms, cpu) = tfm;
3096fccab67SHerbert Xu 	}
3106fccab67SHerbert Xu 
3116fccab67SHerbert Xu 	return tfms;
3126fccab67SHerbert Xu 
3136fccab67SHerbert Xu error:
3146fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_tfms(tfms);
3156fccab67SHerbert Xu 	return NULL;
3166fccab67SHerbert Xu }
3176fccab67SHerbert Xu 
3186fccab67SHerbert Xu static void ipcomp_free_data(struct ipcomp_data *ipcd)
3196fccab67SHerbert Xu {
3206fccab67SHerbert Xu 	if (ipcd->tfms)
3216fccab67SHerbert Xu 		ipcomp_free_tfms(ipcd->tfms);
3226fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_scratches();
3236fccab67SHerbert Xu }
3246fccab67SHerbert Xu 
3256fccab67SHerbert Xu void ipcomp_destroy(struct xfrm_state *x)
3266fccab67SHerbert Xu {
3276fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
3286fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd)
3296fccab67SHerbert Xu 		return;
3306fccab67SHerbert Xu 	xfrm_state_delete_tunnel(x);
3316fccab67SHerbert Xu 	mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
3326fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_data(ipcd);
3336fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3346fccab67SHerbert Xu 	kfree(ipcd);
3356fccab67SHerbert Xu }
3366fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_destroy);
3376fccab67SHerbert Xu 
3386fccab67SHerbert Xu int ipcomp_init_state(struct xfrm_state *x)
3396fccab67SHerbert Xu {
3406fccab67SHerbert Xu 	int err;
3416fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd;
3426fccab67SHerbert Xu 	struct xfrm_algo_desc *calg_desc;
3436fccab67SHerbert Xu 
3446fccab67SHerbert Xu 	err = -EINVAL;
3456fccab67SHerbert Xu 	if (!x->calg)
3466fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3476fccab67SHerbert Xu 
3486fccab67SHerbert Xu 	if (x->encap)
3496fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3506fccab67SHerbert Xu 
3516fccab67SHerbert Xu 	err = -ENOMEM;
3526fccab67SHerbert Xu 	ipcd = kzalloc(sizeof(*ipcd), GFP_KERNEL);
3536fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd)
3546fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3556fccab67SHerbert Xu 
3566fccab67SHerbert Xu 	mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
3576fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcomp_alloc_scratches())
3586fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3596fccab67SHerbert Xu 
3606fccab67SHerbert Xu 	ipcd->tfms = ipcomp_alloc_tfms(x->calg->alg_name);
3616fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd->tfms)
3626fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3636fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3646fccab67SHerbert Xu 
3656fccab67SHerbert Xu 	calg_desc = xfrm_calg_get_byname(x->calg->alg_name, 0);
3666fccab67SHerbert Xu 	BUG_ON(!calg_desc);
3676fccab67SHerbert Xu 	ipcd->threshold = calg_desc->uinfo.comp.threshold;
3686fccab67SHerbert Xu 	x->data = ipcd;
3696fccab67SHerbert Xu 	err = 0;
3706fccab67SHerbert Xu out:
3716fccab67SHerbert Xu 	return err;
3726fccab67SHerbert Xu 
3736fccab67SHerbert Xu error:
3746fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_data(ipcd);
3756fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3766fccab67SHerbert Xu 	kfree(ipcd);
3776fccab67SHerbert Xu 	goto out;
3786fccab67SHerbert Xu }
3796fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_init_state);
3806fccab67SHerbert Xu 
3816fccab67SHerbert Xu MODULE_LICENSE("GPL");
3826fccab67SHerbert Xu MODULE_DESCRIPTION("IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173");
3836fccab67SHerbert Xu MODULE_AUTHOR("James Morris <jmorris@intercode.com.au>");
384