xref: /openbmc/linux/net/xfrm/espintcp.c (revision 29c37341)
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 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
10 #include <net/ipv6_stubs.h>
11 #endif
12 
13 static void handle_nonesp(struct espintcp_ctx *ctx, struct sk_buff *skb,
14 			  struct sock *sk)
15 {
16 	if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) >= sk->sk_rcvbuf ||
17 	    !sk_rmem_schedule(sk, skb, skb->truesize)) {
18 		XFRM_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
19 		kfree_skb(skb);
20 		return;
21 	}
22 
23 	skb_set_owner_r(skb, sk);
24 
25 	memset(skb->cb, 0, sizeof(skb->cb));
26 	skb_queue_tail(&ctx->ike_queue, skb);
27 	ctx->saved_data_ready(sk);
28 }
29 
30 static void handle_esp(struct sk_buff *skb, struct sock *sk)
31 {
32 	skb_reset_transport_header(skb);
33 	memset(skb->cb, 0, sizeof(skb->cb));
34 
35 	rcu_read_lock();
36 	skb->dev = dev_get_by_index_rcu(sock_net(sk), skb->skb_iif);
37 	local_bh_disable();
38 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
39 	if (sk->sk_family == AF_INET6)
40 		ipv6_stub->xfrm6_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
41 	else
42 #endif
43 		xfrm4_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
44 	local_bh_enable();
45 	rcu_read_unlock();
46 }
47 
48 static void espintcp_rcv(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
49 {
50 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(strp, struct espintcp_ctx,
51 						strp);
52 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
53 	int len = rxm->full_len - 2;
54 	u32 nonesp_marker;
55 	int err;
56 
57 	/* keepalive packet? */
58 	if (unlikely(len == 1)) {
59 		u8 data;
60 
61 		err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &data, 1);
62 		if (err < 0) {
63 			XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
64 			kfree_skb(skb);
65 			return;
66 		}
67 
68 		if (data == 0xff) {
69 			kfree_skb(skb);
70 			return;
71 		}
72 	}
73 
74 	/* drop other short messages */
75 	if (unlikely(len <= sizeof(nonesp_marker))) {
76 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
77 		kfree_skb(skb);
78 		return;
79 	}
80 
81 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &nonesp_marker,
82 			    sizeof(nonesp_marker));
83 	if (err < 0) {
84 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
85 		kfree_skb(skb);
86 		return;
87 	}
88 
89 	/* remove header, leave non-ESP marker/SPI */
90 	if (!__pskb_pull(skb, rxm->offset + 2)) {
91 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
92 		kfree_skb(skb);
93 		return;
94 	}
95 
96 	if (pskb_trim(skb, rxm->full_len - 2) != 0) {
97 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
98 		kfree_skb(skb);
99 		return;
100 	}
101 
102 	if (nonesp_marker == 0)
103 		handle_nonesp(ctx, skb, strp->sk);
104 	else
105 		handle_esp(skb, strp->sk);
106 }
107 
108 static int espintcp_parse(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
109 {
110 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
111 	__be16 blen;
112 	u16 len;
113 	int err;
114 
115 	if (skb->len < rxm->offset + 2)
116 		return 0;
117 
118 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset, &blen, sizeof(blen));
119 	if (err < 0)
120 		return err;
121 
122 	len = be16_to_cpu(blen);
123 	if (len < 2)
124 		return -EINVAL;
125 
126 	return len;
127 }
128 
129 static int espintcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
130 			    int nonblock, int flags, int *addr_len)
131 {
132 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
133 	struct sk_buff *skb;
134 	int err = 0;
135 	int copied;
136 	int off = 0;
137 
138 	flags |= nonblock ? MSG_DONTWAIT : 0;
139 
140 	skb = __skb_recv_datagram(sk, &ctx->ike_queue, flags, &off, &err);
141 	if (!skb) {
142 		if (err == -EAGAIN && sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
143 			return 0;
144 		return err;
145 	}
146 
147 	copied = len;
148 	if (copied > skb->len)
149 		copied = skb->len;
150 	else if (copied < skb->len)
151 		msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
152 
153 	err = skb_copy_datagram_msg(skb, 0, msg, copied);
154 	if (unlikely(err)) {
155 		kfree_skb(skb);
156 		return err;
157 	}
158 
159 	if (flags & MSG_TRUNC)
160 		copied = skb->len;
161 	kfree_skb(skb);
162 	return copied;
163 }
164 
165 int espintcp_queue_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
166 {
167 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
168 
169 	if (skb_queue_len(&ctx->out_queue) >= netdev_max_backlog)
170 		return -ENOBUFS;
171 
172 	__skb_queue_tail(&ctx->out_queue, skb);
173 
174 	return 0;
175 }
176 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_queue_out);
177 
178 /* espintcp length field is 2B and length includes the length field's size */
179 #define MAX_ESPINTCP_MSG (((1 << 16) - 1) - 2)
180 
181 static int espintcp_sendskb_locked(struct sock *sk, struct espintcp_msg *emsg,
182 				   int flags)
183 {
184 	do {
185 		int ret;
186 
187 		ret = skb_send_sock_locked(sk, emsg->skb,
188 					   emsg->offset, emsg->len);
189 		if (ret < 0)
190 			return ret;
191 
192 		emsg->len -= ret;
193 		emsg->offset += ret;
194 	} while (emsg->len > 0);
195 
196 	kfree_skb(emsg->skb);
197 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
198 
199 	return 0;
200 }
201 
202 static int espintcp_sendskmsg_locked(struct sock *sk,
203 				     struct espintcp_msg *emsg, int flags)
204 {
205 	struct sk_msg *skmsg = &emsg->skmsg;
206 	struct scatterlist *sg;
207 	int done = 0;
208 	int ret;
209 
210 	flags |= MSG_SENDPAGE_NOTLAST;
211 	sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
212 	do {
213 		size_t size = sg->length - emsg->offset;
214 		int offset = sg->offset + emsg->offset;
215 		struct page *p;
216 
217 		emsg->offset = 0;
218 
219 		if (sg_is_last(sg))
220 			flags &= ~MSG_SENDPAGE_NOTLAST;
221 
222 		p = sg_page(sg);
223 retry:
224 		ret = do_tcp_sendpages(sk, p, offset, size, flags);
225 		if (ret < 0) {
226 			emsg->offset = offset - sg->offset;
227 			skmsg->sg.start += done;
228 			return ret;
229 		}
230 
231 		if (ret != size) {
232 			offset += ret;
233 			size -= ret;
234 			goto retry;
235 		}
236 
237 		done++;
238 		put_page(p);
239 		sk_mem_uncharge(sk, sg->length);
240 		sg = sg_next(sg);
241 	} while (sg);
242 
243 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
244 
245 	return 0;
246 }
247 
248 static int espintcp_push_msgs(struct sock *sk, int flags)
249 {
250 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
251 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
252 	int err;
253 
254 	if (!emsg->len)
255 		return 0;
256 
257 	if (ctx->tx_running)
258 		return -EAGAIN;
259 	ctx->tx_running = 1;
260 
261 	if (emsg->skb)
262 		err = espintcp_sendskb_locked(sk, emsg, flags);
263 	else
264 		err = espintcp_sendskmsg_locked(sk, emsg, flags);
265 	if (err == -EAGAIN) {
266 		ctx->tx_running = 0;
267 		return flags & MSG_DONTWAIT ? -EAGAIN : 0;
268 	}
269 	if (!err)
270 		memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
271 
272 	ctx->tx_running = 0;
273 
274 	return err;
275 }
276 
277 int espintcp_push_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
278 {
279 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
280 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
281 	unsigned int len;
282 	int offset;
283 
284 	if (sk->sk_state != TCP_ESTABLISHED) {
285 		kfree_skb(skb);
286 		return -ECONNRESET;
287 	}
288 
289 	offset = skb_transport_offset(skb);
290 	len = skb->len - offset;
291 
292 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
293 
294 	if (emsg->len) {
295 		kfree_skb(skb);
296 		return -ENOBUFS;
297 	}
298 
299 	skb_set_owner_w(skb, sk);
300 
301 	emsg->offset = offset;
302 	emsg->len = len;
303 	emsg->skb = skb;
304 
305 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
306 
307 	return 0;
308 }
309 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_push_skb);
310 
311 static int espintcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
312 {
313 	long timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
314 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
315 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
316 	struct iov_iter pfx_iter;
317 	struct kvec pfx_iov = {};
318 	size_t msglen = size + 2;
319 	char buf[2] = {0};
320 	int err, end;
321 
322 	if (msg->msg_flags & ~MSG_DONTWAIT)
323 		return -EOPNOTSUPP;
324 
325 	if (size > MAX_ESPINTCP_MSG)
326 		return -EMSGSIZE;
327 
328 	if (msg->msg_controllen)
329 		return -EOPNOTSUPP;
330 
331 	lock_sock(sk);
332 
333 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
334 	if (err < 0) {
335 		if (err != -EAGAIN || !(msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT))
336 			err = -ENOBUFS;
337 		goto unlock;
338 	}
339 
340 	sk_msg_init(&emsg->skmsg);
341 	while (1) {
342 		/* only -ENOMEM is possible since we don't coalesce */
343 		err = sk_msg_alloc(sk, &emsg->skmsg, msglen, 0);
344 		if (!err)
345 			break;
346 
347 		err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
348 		if (err)
349 			goto fail;
350 	}
351 
352 	*((__be16 *)buf) = cpu_to_be16(msglen);
353 	pfx_iov.iov_base = buf;
354 	pfx_iov.iov_len = sizeof(buf);
355 	iov_iter_kvec(&pfx_iter, WRITE, &pfx_iov, 1, pfx_iov.iov_len);
356 
357 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &pfx_iter, &emsg->skmsg,
358 				       pfx_iov.iov_len);
359 	if (err < 0)
360 		goto fail;
361 
362 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, &emsg->skmsg, size);
363 	if (err < 0)
364 		goto fail;
365 
366 	end = emsg->skmsg.sg.end;
367 	emsg->len = size;
368 	sk_msg_iter_var_prev(end);
369 	sg_mark_end(sk_msg_elem(&emsg->skmsg, end));
370 
371 	tcp_rate_check_app_limited(sk);
372 
373 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
374 	/* this message could be partially sent, keep it */
375 
376 	release_sock(sk);
377 
378 	return size;
379 
380 fail:
381 	sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
382 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
383 unlock:
384 	release_sock(sk);
385 	return err;
386 }
387 
388 static struct proto espintcp_prot __ro_after_init;
389 static struct proto_ops espintcp_ops __ro_after_init;
390 static struct proto espintcp6_prot;
391 static struct proto_ops espintcp6_ops;
392 static DEFINE_MUTEX(tcpv6_prot_mutex);
393 
394 static void espintcp_data_ready(struct sock *sk)
395 {
396 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
397 
398 	strp_data_ready(&ctx->strp);
399 }
400 
401 static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
402 {
403 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
404 						struct espintcp_ctx, work);
405 	struct sock *sk = ctx->strp.sk;
406 
407 	lock_sock(sk);
408 	if (!ctx->tx_running)
409 		espintcp_push_msgs(sk, 0);
410 	release_sock(sk);
411 }
412 
413 static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
414 {
415 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
416 
417 	schedule_work(&ctx->work);
418 	ctx->saved_write_space(sk);
419 }
420 
421 static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
422 {
423 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
424 
425 	ctx->saved_destruct(sk);
426 	kfree(ctx);
427 }
428 
429 bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
430 {
431 	return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
432 }
433 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);
434 
435 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
436 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
437 			 const struct proto *orig_prot,
438 			 const struct proto_ops *orig_ops);
439 static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
440 {
441 	struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
442 	struct strp_callbacks cb = {
443 		.rcv_msg = espintcp_rcv,
444 		.parse_msg = espintcp_parse,
445 	};
446 	struct espintcp_ctx *ctx;
447 	int err;
448 
449 	/* sockmap is not compatible with espintcp */
450 	if (sk->sk_user_data)
451 		return -EBUSY;
452 
453 	ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
454 	if (!ctx)
455 		return -ENOMEM;
456 
457 	err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
458 	if (err)
459 		goto free;
460 
461 	__sk_dst_reset(sk);
462 
463 	strp_check_rcv(&ctx->strp);
464 	skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
465 	skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);
466 
467 	if (sk->sk_family == AF_INET) {
468 		sk->sk_prot = &espintcp_prot;
469 		sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
470 	} else {
471 		mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
472 		if (!espintcp6_prot.recvmsg)
473 			build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
474 		mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);
475 
476 		sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
477 		sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
478 	}
479 	ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
480 	ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
481 	ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
482 	sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
483 	sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
484 	sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
485 	rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
486 	INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);
487 
488 	/* avoid using task_frag */
489 	sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
490 
491 	return 0;
492 
493 free:
494 	kfree(ctx);
495 	return err;
496 }
497 
498 static void espintcp_release(struct sock *sk)
499 {
500 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
501 	struct sk_buff_head queue;
502 	struct sk_buff *skb;
503 
504 	__skb_queue_head_init(&queue);
505 	skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);
506 
507 	while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
508 		espintcp_push_skb(sk, skb);
509 
510 	tcp_release_cb(sk);
511 }
512 
513 static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
514 {
515 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
516 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
517 
518 	strp_stop(&ctx->strp);
519 
520 	sk->sk_prot = &tcp_prot;
521 	barrier();
522 
523 	cancel_work_sync(&ctx->work);
524 	strp_done(&ctx->strp);
525 
526 	skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
527 	skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);
528 
529 	if (emsg->len) {
530 		if (emsg->skb)
531 			kfree_skb(emsg->skb);
532 		else
533 			sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
534 	}
535 
536 	tcp_close(sk, timeout);
537 }
538 
539 static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
540 			      poll_table *wait)
541 {
542 	__poll_t mask = datagram_poll(file, sock, wait);
543 	struct sock *sk = sock->sk;
544 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
545 
546 	if (!skb_queue_empty(&ctx->ike_queue))
547 		mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
548 
549 	return mask;
550 }
551 
552 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
553 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
554 			 const struct proto *orig_prot,
555 			 const struct proto_ops *orig_ops)
556 {
557 	memcpy(espintcp_prot, orig_prot, sizeof(struct proto));
558 	memcpy(espintcp_ops, orig_ops, sizeof(struct proto_ops));
559 	espintcp_prot->sendmsg = espintcp_sendmsg;
560 	espintcp_prot->recvmsg = espintcp_recvmsg;
561 	espintcp_prot->close = espintcp_close;
562 	espintcp_prot->release_cb = espintcp_release;
563 	espintcp_ops->poll = espintcp_poll;
564 }
565 
566 static struct tcp_ulp_ops espintcp_ulp __read_mostly = {
567 	.name = "espintcp",
568 	.owner = THIS_MODULE,
569 	.init = espintcp_init_sk,
570 };
571 
572 void __init espintcp_init(void)
573 {
574 	build_protos(&espintcp_prot, &espintcp_ops, &tcp_prot, &inet_stream_ops);
575 
576 	tcp_register_ulp(&espintcp_ulp);
577 }
578