xref: /openbmc/linux/net/xfrm/espintcp.c (revision 55fd7e02)
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 		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 
29 static void handle_esp(struct sk_buff *skb, struct sock *sk)
30 {
31 	skb_reset_transport_header(skb);
32 	memset(skb->cb, 0, sizeof(skb->cb));
33 
34 	rcu_read_lock();
35 	skb->dev = dev_get_by_index_rcu(sock_net(sk), skb->skb_iif);
36 	local_bh_disable();
37 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
38 	if (sk->sk_family == AF_INET6)
39 		ipv6_stub->xfrm6_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
40 	else
41 #endif
42 		xfrm4_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
43 	local_bh_enable();
44 	rcu_read_unlock();
45 }
46 
47 static void espintcp_rcv(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
48 {
49 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(strp, struct espintcp_ctx,
50 						strp);
51 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
52 	u32 nonesp_marker;
53 	int err;
54 
55 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &nonesp_marker,
56 			    sizeof(nonesp_marker));
57 	if (err < 0) {
58 		kfree_skb(skb);
59 		return;
60 	}
61 
62 	/* remove header, leave non-ESP marker/SPI */
63 	if (!__pskb_pull(skb, rxm->offset + 2)) {
64 		kfree_skb(skb);
65 		return;
66 	}
67 
68 	if (pskb_trim(skb, rxm->full_len - 2) != 0) {
69 		kfree_skb(skb);
70 		return;
71 	}
72 
73 	if (nonesp_marker == 0)
74 		handle_nonesp(ctx, skb, strp->sk);
75 	else
76 		handle_esp(skb, strp->sk);
77 }
78 
79 static int espintcp_parse(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
80 {
81 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
82 	__be16 blen;
83 	u16 len;
84 	int err;
85 
86 	if (skb->len < rxm->offset + 2)
87 		return 0;
88 
89 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset, &blen, sizeof(blen));
90 	if (err < 0)
91 		return err;
92 
93 	len = be16_to_cpu(blen);
94 	if (len < 6)
95 		return -EINVAL;
96 
97 	return len;
98 }
99 
100 static int espintcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
101 			    int nonblock, int flags, int *addr_len)
102 {
103 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
104 	struct sk_buff *skb;
105 	int err = 0;
106 	int copied;
107 	int off = 0;
108 
109 	flags |= nonblock ? MSG_DONTWAIT : 0;
110 
111 	skb = __skb_recv_datagram(sk, &ctx->ike_queue, flags, &off, &err);
112 	if (!skb)
113 		return err;
114 
115 	copied = len;
116 	if (copied > skb->len)
117 		copied = skb->len;
118 	else if (copied < skb->len)
119 		msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
120 
121 	err = skb_copy_datagram_msg(skb, 0, msg, copied);
122 	if (unlikely(err)) {
123 		kfree_skb(skb);
124 		return err;
125 	}
126 
127 	if (flags & MSG_TRUNC)
128 		copied = skb->len;
129 	kfree_skb(skb);
130 	return copied;
131 }
132 
133 int espintcp_queue_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
134 {
135 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
136 
137 	if (skb_queue_len(&ctx->out_queue) >= netdev_max_backlog)
138 		return -ENOBUFS;
139 
140 	__skb_queue_tail(&ctx->out_queue, skb);
141 
142 	return 0;
143 }
144 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_queue_out);
145 
146 /* espintcp length field is 2B and length includes the length field's size */
147 #define MAX_ESPINTCP_MSG (((1 << 16) - 1) - 2)
148 
149 static int espintcp_sendskb_locked(struct sock *sk, struct espintcp_msg *emsg,
150 				   int flags)
151 {
152 	do {
153 		int ret;
154 
155 		ret = skb_send_sock_locked(sk, emsg->skb,
156 					   emsg->offset, emsg->len);
157 		if (ret < 0)
158 			return ret;
159 
160 		emsg->len -= ret;
161 		emsg->offset += ret;
162 	} while (emsg->len > 0);
163 
164 	kfree_skb(emsg->skb);
165 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
166 
167 	return 0;
168 }
169 
170 static int espintcp_sendskmsg_locked(struct sock *sk,
171 				     struct espintcp_msg *emsg, int flags)
172 {
173 	struct sk_msg *skmsg = &emsg->skmsg;
174 	struct scatterlist *sg;
175 	int done = 0;
176 	int ret;
177 
178 	flags |= MSG_SENDPAGE_NOTLAST;
179 	sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
180 	do {
181 		size_t size = sg->length - emsg->offset;
182 		int offset = sg->offset + emsg->offset;
183 		struct page *p;
184 
185 		emsg->offset = 0;
186 
187 		if (sg_is_last(sg))
188 			flags &= ~MSG_SENDPAGE_NOTLAST;
189 
190 		p = sg_page(sg);
191 retry:
192 		ret = do_tcp_sendpages(sk, p, offset, size, flags);
193 		if (ret < 0) {
194 			emsg->offset = offset - sg->offset;
195 			skmsg->sg.start += done;
196 			return ret;
197 		}
198 
199 		if (ret != size) {
200 			offset += ret;
201 			size -= ret;
202 			goto retry;
203 		}
204 
205 		done++;
206 		put_page(p);
207 		sk_mem_uncharge(sk, sg->length);
208 		sg = sg_next(sg);
209 	} while (sg);
210 
211 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
212 
213 	return 0;
214 }
215 
216 static int espintcp_push_msgs(struct sock *sk)
217 {
218 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
219 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
220 	int err;
221 
222 	if (!emsg->len)
223 		return 0;
224 
225 	if (ctx->tx_running)
226 		return -EAGAIN;
227 	ctx->tx_running = 1;
228 
229 	if (emsg->skb)
230 		err = espintcp_sendskb_locked(sk, emsg, 0);
231 	else
232 		err = espintcp_sendskmsg_locked(sk, emsg, 0);
233 	if (err == -EAGAIN) {
234 		ctx->tx_running = 0;
235 		return 0;
236 	}
237 	if (!err)
238 		memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
239 
240 	ctx->tx_running = 0;
241 
242 	return err;
243 }
244 
245 int espintcp_push_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
246 {
247 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
248 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
249 	unsigned int len;
250 	int offset;
251 
252 	if (sk->sk_state != TCP_ESTABLISHED) {
253 		kfree_skb(skb);
254 		return -ECONNRESET;
255 	}
256 
257 	offset = skb_transport_offset(skb);
258 	len = skb->len - offset;
259 
260 	espintcp_push_msgs(sk);
261 
262 	if (emsg->len) {
263 		kfree_skb(skb);
264 		return -ENOBUFS;
265 	}
266 
267 	skb_set_owner_w(skb, sk);
268 
269 	emsg->offset = offset;
270 	emsg->len = len;
271 	emsg->skb = skb;
272 
273 	espintcp_push_msgs(sk);
274 
275 	return 0;
276 }
277 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_push_skb);
278 
279 static int espintcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
280 {
281 	long timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
282 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
283 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
284 	struct iov_iter pfx_iter;
285 	struct kvec pfx_iov = {};
286 	size_t msglen = size + 2;
287 	char buf[2] = {0};
288 	int err, end;
289 
290 	if (msg->msg_flags)
291 		return -EOPNOTSUPP;
292 
293 	if (size > MAX_ESPINTCP_MSG)
294 		return -EMSGSIZE;
295 
296 	if (msg->msg_controllen)
297 		return -EOPNOTSUPP;
298 
299 	lock_sock(sk);
300 
301 	err = espintcp_push_msgs(sk);
302 	if (err < 0) {
303 		err = -ENOBUFS;
304 		goto unlock;
305 	}
306 
307 	sk_msg_init(&emsg->skmsg);
308 	while (1) {
309 		/* only -ENOMEM is possible since we don't coalesce */
310 		err = sk_msg_alloc(sk, &emsg->skmsg, msglen, 0);
311 		if (!err)
312 			break;
313 
314 		err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
315 		if (err)
316 			goto fail;
317 	}
318 
319 	*((__be16 *)buf) = cpu_to_be16(msglen);
320 	pfx_iov.iov_base = buf;
321 	pfx_iov.iov_len = sizeof(buf);
322 	iov_iter_kvec(&pfx_iter, WRITE, &pfx_iov, 1, pfx_iov.iov_len);
323 
324 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &pfx_iter, &emsg->skmsg,
325 				       pfx_iov.iov_len);
326 	if (err < 0)
327 		goto fail;
328 
329 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, &emsg->skmsg, size);
330 	if (err < 0)
331 		goto fail;
332 
333 	end = emsg->skmsg.sg.end;
334 	emsg->len = size;
335 	sk_msg_iter_var_prev(end);
336 	sg_mark_end(sk_msg_elem(&emsg->skmsg, end));
337 
338 	tcp_rate_check_app_limited(sk);
339 
340 	err = espintcp_push_msgs(sk);
341 	/* this message could be partially sent, keep it */
342 	if (err < 0)
343 		goto unlock;
344 	release_sock(sk);
345 
346 	return size;
347 
348 fail:
349 	sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
350 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
351 unlock:
352 	release_sock(sk);
353 	return err;
354 }
355 
356 static struct proto espintcp_prot __ro_after_init;
357 static struct proto_ops espintcp_ops __ro_after_init;
358 static struct proto espintcp6_prot;
359 static struct proto_ops espintcp6_ops;
360 static DEFINE_MUTEX(tcpv6_prot_mutex);
361 
362 static void espintcp_data_ready(struct sock *sk)
363 {
364 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
365 
366 	strp_data_ready(&ctx->strp);
367 }
368 
369 static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
370 {
371 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
372 						struct espintcp_ctx, work);
373 	struct sock *sk = ctx->strp.sk;
374 
375 	lock_sock(sk);
376 	if (!ctx->tx_running)
377 		espintcp_push_msgs(sk);
378 	release_sock(sk);
379 }
380 
381 static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
382 {
383 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
384 
385 	schedule_work(&ctx->work);
386 	ctx->saved_write_space(sk);
387 }
388 
389 static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
390 {
391 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
392 
393 	ctx->saved_destruct(sk);
394 	kfree(ctx);
395 }
396 
397 bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
398 {
399 	return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
400 }
401 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);
402 
403 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
404 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
405 			 const struct proto *orig_prot,
406 			 const struct proto_ops *orig_ops);
407 static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
408 {
409 	struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
410 	struct strp_callbacks cb = {
411 		.rcv_msg = espintcp_rcv,
412 		.parse_msg = espintcp_parse,
413 	};
414 	struct espintcp_ctx *ctx;
415 	int err;
416 
417 	/* sockmap is not compatible with espintcp */
418 	if (sk->sk_user_data)
419 		return -EBUSY;
420 
421 	ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
422 	if (!ctx)
423 		return -ENOMEM;
424 
425 	err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
426 	if (err)
427 		goto free;
428 
429 	__sk_dst_reset(sk);
430 
431 	strp_check_rcv(&ctx->strp);
432 	skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
433 	skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);
434 
435 	if (sk->sk_family == AF_INET) {
436 		sk->sk_prot = &espintcp_prot;
437 		sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
438 	} else {
439 		mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
440 		if (!espintcp6_prot.recvmsg)
441 			build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
442 		mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);
443 
444 		sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
445 		sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
446 	}
447 	ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
448 	ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
449 	ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
450 	sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
451 	sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
452 	sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
453 	rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
454 	INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);
455 
456 	/* avoid using task_frag */
457 	sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
458 
459 	return 0;
460 
461 free:
462 	kfree(ctx);
463 	return err;
464 }
465 
466 static void espintcp_release(struct sock *sk)
467 {
468 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
469 	struct sk_buff_head queue;
470 	struct sk_buff *skb;
471 
472 	__skb_queue_head_init(&queue);
473 	skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);
474 
475 	while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
476 		espintcp_push_skb(sk, skb);
477 
478 	tcp_release_cb(sk);
479 }
480 
481 static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
482 {
483 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
484 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
485 
486 	strp_stop(&ctx->strp);
487 
488 	sk->sk_prot = &tcp_prot;
489 	barrier();
490 
491 	cancel_work_sync(&ctx->work);
492 	strp_done(&ctx->strp);
493 
494 	skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
495 	skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);
496 
497 	if (emsg->len) {
498 		if (emsg->skb)
499 			kfree_skb(emsg->skb);
500 		else
501 			sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
502 	}
503 
504 	tcp_close(sk, timeout);
505 }
506 
507 static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
508 			      poll_table *wait)
509 {
510 	__poll_t mask = datagram_poll(file, sock, wait);
511 	struct sock *sk = sock->sk;
512 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
513 
514 	if (!skb_queue_empty(&ctx->ike_queue))
515 		mask |= EPOLLIN | EPOLLRDNORM;
516 
517 	return mask;
518 }
519 
520 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
521 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
522 			 const struct proto *orig_prot,
523 			 const struct proto_ops *orig_ops)
524 {
525 	memcpy(espintcp_prot, orig_prot, sizeof(struct proto));
526 	memcpy(espintcp_ops, orig_ops, sizeof(struct proto_ops));
527 	espintcp_prot->sendmsg = espintcp_sendmsg;
528 	espintcp_prot->recvmsg = espintcp_recvmsg;
529 	espintcp_prot->close = espintcp_close;
530 	espintcp_prot->release_cb = espintcp_release;
531 	espintcp_ops->poll = espintcp_poll;
532 }
533 
534 static struct tcp_ulp_ops espintcp_ulp __read_mostly = {
535 	.name = "espintcp",
536 	.owner = THIS_MODULE,
537 	.init = espintcp_init_sk,
538 };
539 
540 void __init espintcp_init(void)
541 {
542 	build_protos(&espintcp_prot, &espintcp_ops, &tcp_prot, &inet_stream_ops);
543 
544 	tcp_register_ulp(&espintcp_ulp);
545 }
546