xref: /linux/net/xfrm/espintcp.c (revision 007800408002d871f5699bdb944f985896730b8f)
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 ret;
216 
217 	do {
218 		struct bio_vec bvec;
219 
220 		sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
221 		if (sg_is_last(sg) && !more)
222 			msghdr.msg_flags &= ~MSG_MORE;
223 
224 		bvec_set_page(&bvec, sg_page(sg), sg->length, sg->offset);
225 		iov_iter_bvec(&msghdr.msg_iter, ITER_SOURCE, &bvec, 1, sg->length);
226 		ret = tcp_sendmsg_locked(sk, &msghdr, sg->length);
227 		if (ret < 0)
228 			return ret;
229 
230 		sk_msg_free_partial(sk, skmsg, ret);
231 	} while (skmsg->sg.size);
232 
233 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
234 
235 	return 0;
236 }
237 
238 static int espintcp_push_msgs(struct sock *sk, int flags)
239 {
240 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
241 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
242 	int err;
243 
244 	if (!emsg->len)
245 		return 0;
246 
247 	if (ctx->tx_running)
248 		return -EAGAIN;
249 	ctx->tx_running = 1;
250 
251 	if (emsg->skb)
252 		err = espintcp_sendskb_locked(sk, emsg, flags);
253 	else
254 		err = espintcp_sendskmsg_locked(sk, emsg, flags);
255 	if (err == -EAGAIN) {
256 		ctx->tx_running = 0;
257 		return flags & MSG_DONTWAIT ? -EAGAIN : 0;
258 	}
259 	if (!err)
260 		memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
261 
262 	ctx->tx_running = 0;
263 
264 	return err;
265 }
266 
267 int espintcp_push_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
268 {
269 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
270 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
271 	unsigned int len;
272 	int offset;
273 
274 	if (sk->sk_state != TCP_ESTABLISHED) {
275 		kfree_skb(skb);
276 		return -ECONNRESET;
277 	}
278 
279 	offset = skb_transport_offset(skb);
280 	len = skb->len - offset;
281 
282 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
283 
284 	if (emsg->len) {
285 		kfree_skb(skb);
286 		return -ENOBUFS;
287 	}
288 
289 	skb_set_owner_w(skb, sk);
290 
291 	emsg->offset = offset;
292 	emsg->len = len;
293 	emsg->skb = skb;
294 
295 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
296 
297 	return 0;
298 }
299 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_push_skb);
300 
301 static int espintcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
302 {
303 	long timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
304 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
305 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
306 	struct iov_iter pfx_iter;
307 	struct kvec pfx_iov = {};
308 	size_t msglen = size + 2;
309 	char buf[2] = {0};
310 	int err, end;
311 
312 	if (msg->msg_flags & ~MSG_DONTWAIT)
313 		return -EOPNOTSUPP;
314 
315 	if (size > MAX_ESPINTCP_MSG)
316 		return -EMSGSIZE;
317 
318 	if (msg->msg_controllen)
319 		return -EOPNOTSUPP;
320 
321 	lock_sock(sk);
322 
323 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
324 	if (err < 0) {
325 		if (err != -EAGAIN || !(msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT))
326 			err = -ENOBUFS;
327 		goto unlock;
328 	}
329 	if (emsg->len) {
330 		err = -ENOBUFS;
331 		goto unlock;
332 	}
333 
334 	sk_msg_init(&emsg->skmsg);
335 	while (1) {
336 		/* only -ENOMEM is possible since we don't coalesce */
337 		err = sk_msg_alloc(sk, &emsg->skmsg, msglen, 0);
338 		if (!err)
339 			break;
340 
341 		err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
342 		if (err)
343 			goto fail;
344 	}
345 
346 	*((__be16 *)buf) = cpu_to_be16(msglen);
347 	pfx_iov.iov_base = buf;
348 	pfx_iov.iov_len = sizeof(buf);
349 	iov_iter_kvec(&pfx_iter, ITER_SOURCE, &pfx_iov, 1, pfx_iov.iov_len);
350 
351 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &pfx_iter, &emsg->skmsg,
352 				       pfx_iov.iov_len);
353 	if (err < 0)
354 		goto fail;
355 
356 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, &emsg->skmsg, size);
357 	if (err < 0)
358 		goto fail;
359 
360 	end = emsg->skmsg.sg.end;
361 	emsg->len = size;
362 	sk_msg_iter_var_prev(end);
363 	sg_mark_end(sk_msg_elem(&emsg->skmsg, end));
364 
365 	tcp_rate_check_app_limited(sk);
366 
367 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
368 	/* this message could be partially sent, keep it */
369 
370 	release_sock(sk);
371 
372 	return size;
373 
374 fail:
375 	sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
376 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
377 unlock:
378 	release_sock(sk);
379 	return err;
380 }
381 
382 static struct proto espintcp_prot __ro_after_init;
383 static struct proto_ops espintcp_ops __ro_after_init;
384 static struct proto espintcp6_prot;
385 static struct proto_ops espintcp6_ops;
386 static DEFINE_MUTEX(tcpv6_prot_mutex);
387 
388 static void espintcp_data_ready(struct sock *sk)
389 {
390 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
391 
392 	trace_sk_data_ready(sk);
393 
394 	strp_data_ready(&ctx->strp);
395 }
396 
397 static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
398 {
399 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
400 						struct espintcp_ctx, work);
401 	struct sock *sk = ctx->strp.sk;
402 
403 	lock_sock(sk);
404 	if (!ctx->tx_running)
405 		espintcp_push_msgs(sk, 0);
406 	release_sock(sk);
407 }
408 
409 static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
410 {
411 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
412 
413 	schedule_work(&ctx->work);
414 	ctx->saved_write_space(sk);
415 }
416 
417 static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
418 {
419 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
420 
421 	ctx->saved_destruct(sk);
422 	kfree(ctx);
423 }
424 
425 bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
426 {
427 	return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
428 }
429 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);
430 
431 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
432 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
433 			 const struct proto *orig_prot,
434 			 const struct proto_ops *orig_ops);
435 static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
436 {
437 	struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
438 	struct strp_callbacks cb = {
439 		.rcv_msg = espintcp_rcv,
440 		.parse_msg = espintcp_parse,
441 	};
442 	struct espintcp_ctx *ctx;
443 	int err;
444 
445 	/* sockmap is not compatible with espintcp */
446 	if (sk->sk_user_data)
447 		return -EBUSY;
448 
449 	ctx = kzalloc_obj(*ctx);
450 	if (!ctx)
451 		return -ENOMEM;
452 
453 	err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
454 	if (err)
455 		goto free;
456 
457 	__sk_dst_reset(sk);
458 
459 	strp_check_rcv(&ctx->strp);
460 	skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
461 	skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);
462 
463 	if (sk->sk_family == AF_INET) {
464 		sk->sk_prot = &espintcp_prot;
465 		sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
466 	} else {
467 		mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
468 		if (!espintcp6_prot.recvmsg)
469 			build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
470 		mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);
471 
472 		sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
473 		sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
474 	}
475 	ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
476 	ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
477 	ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
478 	sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
479 	sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
480 	sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
481 	rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
482 	INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);
483 
484 	/* avoid using task_frag */
485 	sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
486 	sk->sk_use_task_frag = false;
487 
488 	return 0;
489 
490 free:
491 	kfree(ctx);
492 	return err;
493 }
494 
495 static void espintcp_release(struct sock *sk)
496 {
497 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
498 	struct sk_buff_head queue;
499 	struct sk_buff *skb;
500 
501 	__skb_queue_head_init(&queue);
502 	skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);
503 
504 	while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
505 		espintcp_push_skb(sk, skb);
506 
507 	tcp_release_cb(sk);
508 }
509 
510 static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
511 {
512 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
513 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
514 
515 	strp_stop(&ctx->strp);
516 
517 	sk->sk_prot = &tcp_prot;
518 	barrier();
519 
520 	disable_work_sync(&ctx->work);
521 	strp_done(&ctx->strp);
522 
523 	skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
524 	skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);
525 
526 	if (emsg->len) {
527 		if (emsg->skb)
528 			kfree_skb(emsg->skb);
529 		else
530 			sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
531 	}
532 
533 	tcp_close(sk, timeout);
534 }
535 
536 static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
537 			      poll_table *wait)
538 {
539 	struct sock *sk = sock->sk;
540 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
541 
542 	return datagram_poll_queue(file, sock, wait, &ctx->ike_queue);
543 }
544 
545 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
546 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
547 			 const struct proto *orig_prot,
548 			 const struct proto_ops *orig_ops)
549 {
550 	memcpy(espintcp_prot, orig_prot, sizeof(struct proto));
551 	memcpy(espintcp_ops, orig_ops, sizeof(struct proto_ops));
552 	espintcp_prot->sendmsg = espintcp_sendmsg;
553 	espintcp_prot->recvmsg = espintcp_recvmsg;
554 	espintcp_prot->close = espintcp_close;
555 	espintcp_prot->release_cb = espintcp_release;
556 	espintcp_ops->poll = espintcp_poll;
557 }
558 
559 static struct tcp_ulp_ops espintcp_ulp __read_mostly = {
560 	.name = "espintcp",
561 	.owner = THIS_MODULE,
562 	.init = espintcp_init_sk,
563 };
564 
565 void __init espintcp_init(void)
566 {
567 	build_protos(&espintcp_prot, &espintcp_ops, &tcp_prot, &inet_stream_ops);
568 
569 	tcp_register_ulp(&espintcp_ulp);
570 }
571