xref: /openbmc/linux/net/xfrm/xfrm_ipcomp.c (revision b54c9d5bd6e38edac9ce3a3f95f14a1292b5268d)
12874c5fdSThomas Gleixner // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
26fccab67SHerbert Xu /*
36fccab67SHerbert Xu  * IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173.
46fccab67SHerbert Xu  *
56fccab67SHerbert Xu  * Copyright (c) 2003 James Morris <jmorris@intercode.com.au>
66fccab67SHerbert Xu  * Copyright (c) 2003-2008 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
76fccab67SHerbert Xu  *
86fccab67SHerbert Xu  * Todo:
96fccab67SHerbert Xu  *   - Tunable compression parameters.
106fccab67SHerbert Xu  *   - Compression stats.
116fccab67SHerbert Xu  *   - Adaptive compression.
126fccab67SHerbert Xu  */
136fccab67SHerbert Xu 
146fccab67SHerbert Xu #include <linux/crypto.h>
156fccab67SHerbert Xu #include <linux/err.h>
166fccab67SHerbert Xu #include <linux/list.h>
176fccab67SHerbert Xu #include <linux/module.h>
186fccab67SHerbert Xu #include <linux/mutex.h>
196fccab67SHerbert Xu #include <linux/percpu.h>
205a0e3ad6STejun Heo #include <linux/slab.h>
216fccab67SHerbert Xu #include <linux/smp.h>
226fccab67SHerbert Xu #include <linux/vmalloc.h>
236fccab67SHerbert Xu #include <net/ip.h>
246fccab67SHerbert Xu #include <net/ipcomp.h>
256fccab67SHerbert Xu #include <net/xfrm.h>
266fccab67SHerbert Xu 
276fccab67SHerbert Xu struct ipcomp_tfms {
286fccab67SHerbert Xu 	struct list_head list;
297d720c3eSTejun Heo 	struct crypto_comp * __percpu *tfms;
306fccab67SHerbert Xu 	int users;
316fccab67SHerbert Xu };
326fccab67SHerbert Xu 
336fccab67SHerbert Xu static DEFINE_MUTEX(ipcomp_resource_mutex);
347d720c3eSTejun Heo static void * __percpu *ipcomp_scratches;
356fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_scratch_users;
366fccab67SHerbert Xu static LIST_HEAD(ipcomp_tfms_list);
376fccab67SHerbert Xu 
386fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_decompress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
396fccab67SHerbert Xu {
406fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
416fccab67SHerbert Xu 	const int plen = skb->len;
426fccab67SHerbert Xu 	int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
436fccab67SHerbert Xu 	const u8 *start = skb->data;
446fccab67SHerbert Xu 	const int cpu = get_cpu();
456fccab67SHerbert Xu 	u8 *scratch = *per_cpu_ptr(ipcomp_scratches, cpu);
466fccab67SHerbert Xu 	struct crypto_comp *tfm = *per_cpu_ptr(ipcd->tfms, cpu);
476fccab67SHerbert Xu 	int err = crypto_comp_decompress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
487d7e5a60SHerbert Xu 	int len;
496fccab67SHerbert Xu 
506fccab67SHerbert Xu 	if (err)
516fccab67SHerbert Xu 		goto out;
526fccab67SHerbert Xu 
536fccab67SHerbert Xu 	if (dlen < (plen + sizeof(struct ip_comp_hdr))) {
546fccab67SHerbert Xu 		err = -EINVAL;
556fccab67SHerbert Xu 		goto out;
566fccab67SHerbert Xu 	}
576fccab67SHerbert Xu 
587d7e5a60SHerbert Xu 	len = dlen - plen;
597d7e5a60SHerbert Xu 	if (len > skb_tailroom(skb))
607d7e5a60SHerbert Xu 		len = skb_tailroom(skb);
617d7e5a60SHerbert Xu 
627d7e5a60SHerbert Xu 	__skb_put(skb, len);
637d7e5a60SHerbert Xu 
647d7e5a60SHerbert Xu 	len += plen;
657d7e5a60SHerbert Xu 	skb_copy_to_linear_data(skb, scratch, len);
667d7e5a60SHerbert Xu 
677d7e5a60SHerbert Xu 	while ((scratch += len, dlen -= len) > 0) {
687d7e5a60SHerbert Xu 		skb_frag_t *frag;
69804cf14eSIan Campbell 		struct page *page;
707d7e5a60SHerbert Xu 
717d7e5a60SHerbert Xu 		err = -EMSGSIZE;
727d7e5a60SHerbert Xu 		if (WARN_ON(skb_shinfo(skb)->nr_frags >= MAX_SKB_FRAGS))
736fccab67SHerbert Xu 			goto out;
746fccab67SHerbert Xu 
757d7e5a60SHerbert Xu 		frag = skb_shinfo(skb)->frags + skb_shinfo(skb)->nr_frags;
76804cf14eSIan Campbell 		page = alloc_page(GFP_ATOMIC);
777d7e5a60SHerbert Xu 
787d7e5a60SHerbert Xu 		err = -ENOMEM;
79804cf14eSIan Campbell 		if (!page)
807d7e5a60SHerbert Xu 			goto out;
817d7e5a60SHerbert Xu 
82804cf14eSIan Campbell 		__skb_frag_set_page(frag, page);
83804cf14eSIan Campbell 
847d7e5a60SHerbert Xu 		len = PAGE_SIZE;
857d7e5a60SHerbert Xu 		if (dlen < len)
867d7e5a60SHerbert Xu 			len = dlen;
877d7e5a60SHerbert Xu 
88*b54c9d5bSJonathan Lemon 		skb_frag_off_set(frag, 0);
899e903e08SEric Dumazet 		skb_frag_size_set(frag, len);
90804cf14eSIan Campbell 		memcpy(skb_frag_address(frag), scratch, len);
91804cf14eSIan Campbell 
927d7e5a60SHerbert Xu 		skb->truesize += len;
937d7e5a60SHerbert Xu 		skb->data_len += len;
947d7e5a60SHerbert Xu 		skb->len += len;
957d7e5a60SHerbert Xu 
967d7e5a60SHerbert Xu 		skb_shinfo(skb)->nr_frags++;
977d7e5a60SHerbert Xu 	}
987d7e5a60SHerbert Xu 
997d7e5a60SHerbert Xu 	err = 0;
1007d7e5a60SHerbert Xu 
1016fccab67SHerbert Xu out:
1026fccab67SHerbert Xu 	put_cpu();
1036fccab67SHerbert Xu 	return err;
1046fccab67SHerbert Xu }
1056fccab67SHerbert Xu 
1066fccab67SHerbert Xu int ipcomp_input(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1076fccab67SHerbert Xu {
1086fccab67SHerbert Xu 	int nexthdr;
1096fccab67SHerbert Xu 	int err = -ENOMEM;
1106fccab67SHerbert Xu 	struct ip_comp_hdr *ipch;
1116fccab67SHerbert Xu 
1126fccab67SHerbert Xu 	if (skb_linearize_cow(skb))
1136fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1146fccab67SHerbert Xu 
1156fccab67SHerbert Xu 	skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
1166fccab67SHerbert Xu 
1176fccab67SHerbert Xu 	/* Remove ipcomp header and decompress original payload */
1186fccab67SHerbert Xu 	ipch = (void *)skb->data;
1196fccab67SHerbert Xu 	nexthdr = ipch->nexthdr;
1206fccab67SHerbert Xu 
1216fccab67SHerbert Xu 	skb->transport_header = skb->network_header + sizeof(*ipch);
1226fccab67SHerbert Xu 	__skb_pull(skb, sizeof(*ipch));
1236fccab67SHerbert Xu 	err = ipcomp_decompress(x, skb);
1246fccab67SHerbert Xu 	if (err)
1256fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1266fccab67SHerbert Xu 
1276fccab67SHerbert Xu 	err = nexthdr;
1286fccab67SHerbert Xu 
1296fccab67SHerbert Xu out:
1306fccab67SHerbert Xu 	return err;
1316fccab67SHerbert Xu }
1326fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_input);
1336fccab67SHerbert Xu 
1346fccab67SHerbert Xu static int ipcomp_compress(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1356fccab67SHerbert Xu {
1366fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
1376fccab67SHerbert Xu 	const int plen = skb->len;
1386fccab67SHerbert Xu 	int dlen = IPCOMP_SCRATCH_SIZE;
1396fccab67SHerbert Xu 	u8 *start = skb->data;
14012e35946SMichal Kubecek 	struct crypto_comp *tfm;
14112e35946SMichal Kubecek 	u8 *scratch;
1426fccab67SHerbert Xu 	int err;
1436fccab67SHerbert Xu 
1446fccab67SHerbert Xu 	local_bh_disable();
14512e35946SMichal Kubecek 	scratch = *this_cpu_ptr(ipcomp_scratches);
14612e35946SMichal Kubecek 	tfm = *this_cpu_ptr(ipcd->tfms);
1476fccab67SHerbert Xu 	err = crypto_comp_compress(tfm, start, plen, scratch, &dlen);
1486fccab67SHerbert Xu 	if (err)
1496fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1506fccab67SHerbert Xu 
1516fccab67SHerbert Xu 	if ((dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr)) >= plen) {
1526fccab67SHerbert Xu 		err = -EMSGSIZE;
1536fccab67SHerbert Xu 		goto out;
1546fccab67SHerbert Xu 	}
1556fccab67SHerbert Xu 
1566fccab67SHerbert Xu 	memcpy(start + sizeof(struct ip_comp_hdr), scratch, dlen);
15712e35946SMichal Kubecek 	local_bh_enable();
1586fccab67SHerbert Xu 
1596fccab67SHerbert Xu 	pskb_trim(skb, dlen + sizeof(struct ip_comp_hdr));
1606fccab67SHerbert Xu 	return 0;
1616fccab67SHerbert Xu 
1626fccab67SHerbert Xu out:
16312e35946SMichal Kubecek 	local_bh_enable();
1646fccab67SHerbert Xu 	return err;
1656fccab67SHerbert Xu }
1666fccab67SHerbert Xu 
1676fccab67SHerbert Xu int ipcomp_output(struct xfrm_state *x, struct sk_buff *skb)
1686fccab67SHerbert Xu {
1696fccab67SHerbert Xu 	int err;
1706fccab67SHerbert Xu 	struct ip_comp_hdr *ipch;
1716fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
1726fccab67SHerbert Xu 
1736fccab67SHerbert Xu 	if (skb->len < ipcd->threshold) {
1746fccab67SHerbert Xu 		/* Don't bother compressing */
1756fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1766fccab67SHerbert Xu 	}
1776fccab67SHerbert Xu 
1786fccab67SHerbert Xu 	if (skb_linearize_cow(skb))
1796fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1806fccab67SHerbert Xu 
1816fccab67SHerbert Xu 	err = ipcomp_compress(x, skb);
1826fccab67SHerbert Xu 
1836fccab67SHerbert Xu 	if (err) {
1846fccab67SHerbert Xu 		goto out_ok;
1856fccab67SHerbert Xu 	}
1866fccab67SHerbert Xu 
1876fccab67SHerbert Xu 	/* Install ipcomp header, convert into ipcomp datagram. */
1886fccab67SHerbert Xu 	ipch = ip_comp_hdr(skb);
1896fccab67SHerbert Xu 	ipch->nexthdr = *skb_mac_header(skb);
1906fccab67SHerbert Xu 	ipch->flags = 0;
1916fccab67SHerbert Xu 	ipch->cpi = htons((u16 )ntohl(x->id.spi));
1926fccab67SHerbert Xu 	*skb_mac_header(skb) = IPPROTO_COMP;
1936fccab67SHerbert Xu out_ok:
1946fccab67SHerbert Xu 	skb_push(skb, -skb_network_offset(skb));
1956fccab67SHerbert Xu 	return 0;
1966fccab67SHerbert Xu }
1976fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_output);
1986fccab67SHerbert Xu 
1996fccab67SHerbert Xu static void ipcomp_free_scratches(void)
2006fccab67SHerbert Xu {
2016fccab67SHerbert Xu 	int i;
2027d720c3eSTejun Heo 	void * __percpu *scratches;
2036fccab67SHerbert Xu 
2046fccab67SHerbert Xu 	if (--ipcomp_scratch_users)
2056fccab67SHerbert Xu 		return;
2066fccab67SHerbert Xu 
2076fccab67SHerbert Xu 	scratches = ipcomp_scratches;
2086fccab67SHerbert Xu 	if (!scratches)
2096fccab67SHerbert Xu 		return;
2106fccab67SHerbert Xu 
2116fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(i)
2126fccab67SHerbert Xu 		vfree(*per_cpu_ptr(scratches, i));
2136fccab67SHerbert Xu 
2146fccab67SHerbert Xu 	free_percpu(scratches);
2156fccab67SHerbert Xu }
2166fccab67SHerbert Xu 
2177d720c3eSTejun Heo static void * __percpu *ipcomp_alloc_scratches(void)
2186fccab67SHerbert Xu {
2197d720c3eSTejun Heo 	void * __percpu *scratches;
2205cf4eb54SEric Dumazet 	int i;
2216fccab67SHerbert Xu 
2226fccab67SHerbert Xu 	if (ipcomp_scratch_users++)
2236fccab67SHerbert Xu 		return ipcomp_scratches;
2246fccab67SHerbert Xu 
2256fccab67SHerbert Xu 	scratches = alloc_percpu(void *);
2266fccab67SHerbert Xu 	if (!scratches)
2276fccab67SHerbert Xu 		return NULL;
2286fccab67SHerbert Xu 
2296fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_scratches = scratches;
2306fccab67SHerbert Xu 
2316fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(i) {
2325cf4eb54SEric Dumazet 		void *scratch;
2335cf4eb54SEric Dumazet 
2345cf4eb54SEric Dumazet 		scratch = vmalloc_node(IPCOMP_SCRATCH_SIZE, cpu_to_node(i));
2356fccab67SHerbert Xu 		if (!scratch)
2366fccab67SHerbert Xu 			return NULL;
2376fccab67SHerbert Xu 		*per_cpu_ptr(scratches, i) = scratch;
2386fccab67SHerbert Xu 	}
2396fccab67SHerbert Xu 
2406fccab67SHerbert Xu 	return scratches;
2416fccab67SHerbert Xu }
2426fccab67SHerbert Xu 
2437d720c3eSTejun Heo static void ipcomp_free_tfms(struct crypto_comp * __percpu *tfms)
2446fccab67SHerbert Xu {
2456fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_tfms *pos;
2466fccab67SHerbert Xu 	int cpu;
2476fccab67SHerbert Xu 
2486fccab67SHerbert Xu 	list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
2496fccab67SHerbert Xu 		if (pos->tfms == tfms)
2506fccab67SHerbert Xu 			break;
2516fccab67SHerbert Xu 	}
2526fccab67SHerbert Xu 
253547b792cSIlpo Järvinen 	WARN_ON(!pos);
2546fccab67SHerbert Xu 
2556fccab67SHerbert Xu 	if (--pos->users)
2566fccab67SHerbert Xu 		return;
2576fccab67SHerbert Xu 
2586fccab67SHerbert Xu 	list_del(&pos->list);
2596fccab67SHerbert Xu 	kfree(pos);
2606fccab67SHerbert Xu 
2616fccab67SHerbert Xu 	if (!tfms)
2626fccab67SHerbert Xu 		return;
2636fccab67SHerbert Xu 
2646fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(cpu) {
2656fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm = *per_cpu_ptr(tfms, cpu);
2666fccab67SHerbert Xu 		crypto_free_comp(tfm);
2676fccab67SHerbert Xu 	}
2686fccab67SHerbert Xu 	free_percpu(tfms);
2696fccab67SHerbert Xu }
2706fccab67SHerbert Xu 
2717d720c3eSTejun Heo static struct crypto_comp * __percpu *ipcomp_alloc_tfms(const char *alg_name)
2726fccab67SHerbert Xu {
2736fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_tfms *pos;
2747d720c3eSTejun Heo 	struct crypto_comp * __percpu *tfms;
2756fccab67SHerbert Xu 	int cpu;
2766fccab67SHerbert Xu 
2776fccab67SHerbert Xu 
2786fccab67SHerbert Xu 	list_for_each_entry(pos, &ipcomp_tfms_list, list) {
2796fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm;
2806fccab67SHerbert Xu 
281f7c83bcbSShan Wei 		/* This can be any valid CPU ID so we don't need locking. */
2820dcd7876SGreg Hackmann 		tfm = this_cpu_read(*pos->tfms);
2836fccab67SHerbert Xu 
2846fccab67SHerbert Xu 		if (!strcmp(crypto_comp_name(tfm), alg_name)) {
2856fccab67SHerbert Xu 			pos->users++;
286f7c83bcbSShan Wei 			return pos->tfms;
2876fccab67SHerbert Xu 		}
2886fccab67SHerbert Xu 	}
2896fccab67SHerbert Xu 
2906fccab67SHerbert Xu 	pos = kmalloc(sizeof(*pos), GFP_KERNEL);
2916fccab67SHerbert Xu 	if (!pos)
2926fccab67SHerbert Xu 		return NULL;
2936fccab67SHerbert Xu 
2946fccab67SHerbert Xu 	pos->users = 1;
2956fccab67SHerbert Xu 	INIT_LIST_HEAD(&pos->list);
2966fccab67SHerbert Xu 	list_add(&pos->list, &ipcomp_tfms_list);
2976fccab67SHerbert Xu 
2986fccab67SHerbert Xu 	pos->tfms = tfms = alloc_percpu(struct crypto_comp *);
2996fccab67SHerbert Xu 	if (!tfms)
3006fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3016fccab67SHerbert Xu 
3026fccab67SHerbert Xu 	for_each_possible_cpu(cpu) {
3036fccab67SHerbert Xu 		struct crypto_comp *tfm = crypto_alloc_comp(alg_name, 0,
3046fccab67SHerbert Xu 							    CRYPTO_ALG_ASYNC);
3056fccab67SHerbert Xu 		if (IS_ERR(tfm))
3066fccab67SHerbert Xu 			goto error;
3076fccab67SHerbert Xu 		*per_cpu_ptr(tfms, cpu) = tfm;
3086fccab67SHerbert Xu 	}
3096fccab67SHerbert Xu 
3106fccab67SHerbert Xu 	return tfms;
3116fccab67SHerbert Xu 
3126fccab67SHerbert Xu error:
3136fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_tfms(tfms);
3146fccab67SHerbert Xu 	return NULL;
3156fccab67SHerbert Xu }
3166fccab67SHerbert Xu 
3176fccab67SHerbert Xu static void ipcomp_free_data(struct ipcomp_data *ipcd)
3186fccab67SHerbert Xu {
3196fccab67SHerbert Xu 	if (ipcd->tfms)
3206fccab67SHerbert Xu 		ipcomp_free_tfms(ipcd->tfms);
3216fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_scratches();
3226fccab67SHerbert Xu }
3236fccab67SHerbert Xu 
3246fccab67SHerbert Xu void ipcomp_destroy(struct xfrm_state *x)
3256fccab67SHerbert Xu {
3266fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd = x->data;
3276fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd)
3286fccab67SHerbert Xu 		return;
3296fccab67SHerbert Xu 	xfrm_state_delete_tunnel(x);
3306fccab67SHerbert Xu 	mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
3316fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_data(ipcd);
3326fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3336fccab67SHerbert Xu 	kfree(ipcd);
3346fccab67SHerbert Xu }
3356fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_destroy);
3366fccab67SHerbert Xu 
3376fccab67SHerbert Xu int ipcomp_init_state(struct xfrm_state *x)
3386fccab67SHerbert Xu {
3396fccab67SHerbert Xu 	int err;
3406fccab67SHerbert Xu 	struct ipcomp_data *ipcd;
3416fccab67SHerbert Xu 	struct xfrm_algo_desc *calg_desc;
3426fccab67SHerbert Xu 
3436fccab67SHerbert Xu 	err = -EINVAL;
3446fccab67SHerbert Xu 	if (!x->calg)
3456fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3466fccab67SHerbert Xu 
3476fccab67SHerbert Xu 	if (x->encap)
3486fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3496fccab67SHerbert Xu 
3506fccab67SHerbert Xu 	err = -ENOMEM;
3516fccab67SHerbert Xu 	ipcd = kzalloc(sizeof(*ipcd), GFP_KERNEL);
3526fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd)
3536fccab67SHerbert Xu 		goto out;
3546fccab67SHerbert Xu 
3556fccab67SHerbert Xu 	mutex_lock(&ipcomp_resource_mutex);
3566fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcomp_alloc_scratches())
3576fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3586fccab67SHerbert Xu 
3596fccab67SHerbert Xu 	ipcd->tfms = ipcomp_alloc_tfms(x->calg->alg_name);
3606fccab67SHerbert Xu 	if (!ipcd->tfms)
3616fccab67SHerbert Xu 		goto error;
3626fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3636fccab67SHerbert Xu 
3646fccab67SHerbert Xu 	calg_desc = xfrm_calg_get_byname(x->calg->alg_name, 0);
3656fccab67SHerbert Xu 	BUG_ON(!calg_desc);
3666fccab67SHerbert Xu 	ipcd->threshold = calg_desc->uinfo.comp.threshold;
3676fccab67SHerbert Xu 	x->data = ipcd;
3686fccab67SHerbert Xu 	err = 0;
3696fccab67SHerbert Xu out:
3706fccab67SHerbert Xu 	return err;
3716fccab67SHerbert Xu 
3726fccab67SHerbert Xu error:
3736fccab67SHerbert Xu 	ipcomp_free_data(ipcd);
3746fccab67SHerbert Xu 	mutex_unlock(&ipcomp_resource_mutex);
3756fccab67SHerbert Xu 	kfree(ipcd);
3766fccab67SHerbert Xu 	goto out;
3776fccab67SHerbert Xu }
3786fccab67SHerbert Xu EXPORT_SYMBOL_GPL(ipcomp_init_state);
3796fccab67SHerbert Xu 
3806fccab67SHerbert Xu MODULE_LICENSE("GPL");
3816fccab67SHerbert Xu MODULE_DESCRIPTION("IP Payload Compression Protocol (IPComp) - RFC3173");
3826fccab67SHerbert Xu MODULE_AUTHOR("James Morris <jmorris@intercode.com.au>");
383