xref: /linux/net/xfrm/espintcp.c (revision 96f01b53c2d05e003b040892256de54a586e8529)
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 	if (!skb_reset_transport_header_careful(skb)) {
34 		XFRM_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
35 		kfree_skb(skb);
36 		return;
37 	}
38 
39 	/* restore IP CB, we need at least IP6CB->nhoff */
40 	memmove(skb->cb, &tcp_cb->header, sizeof(tcp_cb->header));
41 
42 	rcu_read_lock();
43 	skb->dev = dev_get_by_index_rcu(sock_net(sk), skb->skb_iif);
44 	if (!skb->dev) {
45 		XFRM_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
46 		kfree_skb(skb);
47 		goto out;
48 	}
49 	local_bh_disable();
50 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
51 	if (sk->sk_family == AF_INET6)
52 		xfrm6_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
53 	else
54 #endif
55 		xfrm4_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
56 	local_bh_enable();
57 out:
58 	rcu_read_unlock();
59 }
60 
61 static void espintcp_rcv(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
62 {
63 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(strp, struct espintcp_ctx,
64 						strp);
65 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
66 	int len = rxm->full_len - 2;
67 	u32 nonesp_marker;
68 	int err;
69 
70 	/* keepalive packet? */
71 	if (unlikely(len == 1)) {
72 		u8 data;
73 
74 		err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &data, 1);
75 		if (err < 0) {
76 			XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
77 			kfree_skb(skb);
78 			return;
79 		}
80 
81 		if (data == 0xff) {
82 			kfree_skb(skb);
83 			return;
84 		}
85 	}
86 
87 	/* drop other short messages */
88 	if (unlikely(len <= sizeof(nonesp_marker))) {
89 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
90 		kfree_skb(skb);
91 		return;
92 	}
93 
94 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &nonesp_marker,
95 			    sizeof(nonesp_marker));
96 	if (err < 0) {
97 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
98 		kfree_skb(skb);
99 		return;
100 	}
101 
102 	/* remove header, leave non-ESP marker/SPI */
103 	if (!pskb_pull(skb, rxm->offset + 2)) {
104 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
105 		kfree_skb(skb);
106 		return;
107 	}
108 
109 	if (pskb_trim(skb, rxm->full_len - 2) != 0) {
110 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
111 		kfree_skb(skb);
112 		return;
113 	}
114 
115 	if (nonesp_marker == 0)
116 		handle_nonesp(ctx, skb, strp->sk);
117 	else
118 		handle_esp(skb, strp->sk);
119 }
120 
121 static int espintcp_parse(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
122 {
123 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
124 	__be16 blen;
125 	u16 len;
126 	int err;
127 
128 	if (skb->len < rxm->offset + 2)
129 		return 0;
130 
131 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset, &blen, sizeof(blen));
132 	if (err < 0)
133 		return err;
134 
135 	len = be16_to_cpu(blen);
136 	if (len < 2)
137 		return -EINVAL;
138 
139 	return len;
140 }
141 
142 static int espintcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
143 			    int flags)
144 {
145 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
146 	struct sk_buff *skb;
147 	int err = 0;
148 	int copied;
149 	int off = 0;
150 
151 	skb = __skb_recv_datagram(sk, &ctx->ike_queue, flags, &off, &err);
152 	if (!skb) {
153 		if (err == -EAGAIN && sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
154 			return 0;
155 		return err;
156 	}
157 
158 	copied = len;
159 	if (copied > skb->len)
160 		copied = skb->len;
161 	else if (copied < skb->len)
162 		msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
163 
164 	err = skb_copy_datagram_msg(skb, 0, msg, copied);
165 	if (unlikely(err)) {
166 		kfree_skb(skb);
167 		return err;
168 	}
169 
170 	if (flags & MSG_TRUNC)
171 		copied = skb->len;
172 	kfree_skb(skb);
173 	return copied;
174 }
175 
176 int espintcp_queue_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
177 {
178 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
179 
180 	if (skb_queue_len(&ctx->out_queue) >=
181 	    READ_ONCE(net_hotdata.max_backlog)) {
182 		kfree_skb(skb);
183 		return -ENOBUFS;
184 	}
185 
186 	__skb_queue_tail(&ctx->out_queue, skb);
187 
188 	return 0;
189 }
190 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_queue_out);
191 
192 /* espintcp length field is 2B and length includes the length field's size */
193 #define MAX_ESPINTCP_MSG (((1 << 16) - 1) - 2)
194 
195 static int espintcp_sendskb_locked(struct sock *sk, struct espintcp_msg *emsg,
196 				   int flags)
197 {
198 	do {
199 		int ret;
200 
201 		ret = skb_send_sock_locked(sk, emsg->skb,
202 					   emsg->offset, emsg->len);
203 		if (ret < 0)
204 			return ret;
205 
206 		emsg->len -= ret;
207 		emsg->offset += ret;
208 	} while (emsg->len > 0);
209 
210 	kfree_skb(emsg->skb);
211 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
212 
213 	return 0;
214 }
215 
216 static int espintcp_sendskmsg_locked(struct sock *sk,
217 				     struct espintcp_msg *emsg, int flags)
218 {
219 	struct msghdr msghdr = {
220 		.msg_flags = flags | MSG_SPLICE_PAGES | MSG_MORE,
221 	};
222 	struct sk_msg *skmsg = &emsg->skmsg;
223 	bool more = flags & MSG_MORE;
224 	struct scatterlist *sg;
225 	int ret;
226 
227 	do {
228 		struct bio_vec bvec;
229 
230 		sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
231 		if (sg_is_last(sg) && !more)
232 			msghdr.msg_flags &= ~MSG_MORE;
233 
234 		bvec_set_page(&bvec, sg_page(sg), sg->length, sg->offset);
235 		iov_iter_bvec(&msghdr.msg_iter, ITER_SOURCE, &bvec, 1, sg->length);
236 		ret = tcp_sendmsg_locked(sk, &msghdr, sg->length);
237 		if (ret < 0)
238 			return ret;
239 
240 		sk_msg_free_partial(sk, skmsg, ret);
241 	} while (skmsg->sg.size);
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 	if (emsg->len) {
340 		err = -ENOBUFS;
341 		goto unlock;
342 	}
343 
344 	sk_msg_init(&emsg->skmsg);
345 	while (1) {
346 		/* only -ENOMEM is possible since we don't coalesce */
347 		err = sk_msg_alloc(sk, &emsg->skmsg, msglen, 0);
348 		if (!err)
349 			break;
350 
351 		err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
352 		if (err)
353 			goto fail;
354 	}
355 
356 	*((__be16 *)buf) = cpu_to_be16(msglen);
357 	pfx_iov.iov_base = buf;
358 	pfx_iov.iov_len = sizeof(buf);
359 	iov_iter_kvec(&pfx_iter, ITER_SOURCE, &pfx_iov, 1, pfx_iov.iov_len);
360 
361 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &pfx_iter, &emsg->skmsg,
362 				       pfx_iov.iov_len);
363 	if (err < 0)
364 		goto fail;
365 
366 	err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, &emsg->skmsg, size);
367 	if (err < 0)
368 		goto fail;
369 
370 	end = emsg->skmsg.sg.end;
371 	emsg->len = size;
372 	sk_msg_iter_var_prev(end);
373 	sg_mark_end(sk_msg_elem(&emsg->skmsg, end));
374 
375 	tcp_rate_check_app_limited(sk);
376 
377 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
378 	/* this message could be partially sent, keep it */
379 
380 	release_sock(sk);
381 
382 	return size;
383 
384 fail:
385 	sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
386 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
387 unlock:
388 	release_sock(sk);
389 	return err;
390 }
391 
392 static struct proto espintcp_prot __ro_after_init;
393 static struct proto_ops espintcp_ops __ro_after_init;
394 static struct proto espintcp6_prot;
395 static struct proto_ops espintcp6_ops;
396 static DEFINE_MUTEX(tcpv6_prot_mutex);
397 
398 static void espintcp_data_ready(struct sock *sk)
399 {
400 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
401 
402 	trace_sk_data_ready(sk);
403 
404 	strp_data_ready(&ctx->strp);
405 }
406 
407 static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
408 {
409 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
410 						struct espintcp_ctx, work);
411 	struct sock *sk = ctx->strp.sk;
412 
413 	lock_sock(sk);
414 	if (!ctx->tx_running)
415 		espintcp_push_msgs(sk, 0);
416 	release_sock(sk);
417 }
418 
419 static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
420 {
421 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
422 
423 	schedule_work(&ctx->work);
424 	ctx->saved_write_space(sk);
425 }
426 
427 static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
428 {
429 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
430 
431 	ctx->saved_destruct(sk);
432 	kfree(ctx);
433 }
434 
435 bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
436 {
437 	return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
438 }
439 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);
440 
441 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
442 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
443 			 const struct proto *orig_prot,
444 			 const struct proto_ops *orig_ops);
445 static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
446 {
447 	struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
448 	struct strp_callbacks cb = {
449 		.rcv_msg = espintcp_rcv,
450 		.parse_msg = espintcp_parse,
451 	};
452 	struct espintcp_ctx *ctx;
453 	int err;
454 
455 	/* sockmap is not compatible with espintcp */
456 	if (sk->sk_user_data)
457 		return -EBUSY;
458 
459 	ctx = kzalloc_obj(*ctx);
460 	if (!ctx)
461 		return -ENOMEM;
462 
463 	err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
464 	if (err)
465 		goto free;
466 
467 	__sk_dst_reset(sk);
468 
469 	strp_check_rcv(&ctx->strp);
470 	skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
471 	skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);
472 
473 	if (sk->sk_family == AF_INET) {
474 		sk->sk_prot = &espintcp_prot;
475 		sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
476 	} else {
477 		mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
478 		if (!espintcp6_prot.recvmsg)
479 			build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
480 		mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);
481 
482 		sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
483 		sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
484 	}
485 	ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
486 	ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
487 	ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
488 	sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
489 	sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
490 	sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
491 	rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
492 	INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);
493 
494 	/* avoid using task_frag */
495 	sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
496 	sk->sk_use_task_frag = false;
497 
498 	return 0;
499 
500 free:
501 	kfree(ctx);
502 	return err;
503 }
504 
505 static void espintcp_release(struct sock *sk)
506 {
507 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
508 	struct sk_buff_head queue;
509 	struct sk_buff *skb;
510 
511 	__skb_queue_head_init(&queue);
512 	skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);
513 
514 	while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
515 		espintcp_push_skb(sk, skb);
516 
517 	tcp_release_cb(sk);
518 }
519 
520 static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
521 {
522 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
523 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
524 
525 	strp_stop(&ctx->strp);
526 
527 	sk->sk_prot = &tcp_prot;
528 
529 	synchronize_rcu();
530 
531 	disable_work_sync(&ctx->work);
532 	strp_done(&ctx->strp);
533 
534 	skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
535 	skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);
536 
537 	if (emsg->len) {
538 		if (emsg->skb)
539 			kfree_skb(emsg->skb);
540 		else
541 			sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
542 	}
543 
544 	tcp_close(sk, timeout);
545 }
546 
547 static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
548 			      poll_table *wait)
549 {
550 	struct sock *sk = sock->sk;
551 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
552 
553 	return datagram_poll_queue(file, sock, wait, &ctx->ike_queue);
554 }
555 
556 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
557 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
558 			 const struct proto *orig_prot,
559 			 const struct proto_ops *orig_ops)
560 {
561 	memcpy(espintcp_prot, orig_prot, sizeof(struct proto));
562 	memcpy(espintcp_ops, orig_ops, sizeof(struct proto_ops));
563 	espintcp_prot->sendmsg = espintcp_sendmsg;
564 	espintcp_prot->recvmsg = espintcp_recvmsg;
565 	espintcp_prot->close = espintcp_close;
566 	espintcp_prot->release_cb = espintcp_release;
567 	espintcp_ops->poll = espintcp_poll;
568 }
569 
570 static struct tcp_ulp_ops espintcp_ulp __read_mostly = {
571 	.name = "espintcp",
572 	.owner = THIS_MODULE,
573 	.init = espintcp_init_sk,
574 };
575 
576 void __init espintcp_init(void)
577 {
578 	build_protos(&espintcp_prot, &espintcp_ops, &tcp_prot, &inet_stream_ops);
579 
580 	tcp_register_ulp(&espintcp_ulp);
581 }
582