xref: /linux/net/xfrm/espintcp.c (revision 67f8bc848ee31831336bd478e57d2f993551902e)
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 	if (!skb->dev) {
41 		XFRM_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
42 		kfree_skb(skb);
43 		goto out;
44 	}
45 	local_bh_disable();
46 #if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
47 	if (sk->sk_family == AF_INET6)
48 		xfrm6_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
49 	else
50 #endif
51 		xfrm4_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
52 	local_bh_enable();
53 out:
54 	rcu_read_unlock();
55 }
56 
57 static void espintcp_rcv(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
58 {
59 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(strp, struct espintcp_ctx,
60 						strp);
61 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
62 	int len = rxm->full_len - 2;
63 	u32 nonesp_marker;
64 	int err;
65 
66 	/* keepalive packet? */
67 	if (unlikely(len == 1)) {
68 		u8 data;
69 
70 		err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &data, 1);
71 		if (err < 0) {
72 			XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
73 			kfree_skb(skb);
74 			return;
75 		}
76 
77 		if (data == 0xff) {
78 			kfree_skb(skb);
79 			return;
80 		}
81 	}
82 
83 	/* drop other short messages */
84 	if (unlikely(len <= sizeof(nonesp_marker))) {
85 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
86 		kfree_skb(skb);
87 		return;
88 	}
89 
90 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &nonesp_marker,
91 			    sizeof(nonesp_marker));
92 	if (err < 0) {
93 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
94 		kfree_skb(skb);
95 		return;
96 	}
97 
98 	/* remove header, leave non-ESP marker/SPI */
99 	if (!pskb_pull(skb, rxm->offset + 2)) {
100 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
101 		kfree_skb(skb);
102 		return;
103 	}
104 
105 	if (pskb_trim(skb, rxm->full_len - 2) != 0) {
106 		XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
107 		kfree_skb(skb);
108 		return;
109 	}
110 
111 	if (nonesp_marker == 0)
112 		handle_nonesp(ctx, skb, strp->sk);
113 	else
114 		handle_esp(skb, strp->sk);
115 }
116 
117 static int espintcp_parse(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
118 {
119 	struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
120 	__be16 blen;
121 	u16 len;
122 	int err;
123 
124 	if (skb->len < rxm->offset + 2)
125 		return 0;
126 
127 	err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset, &blen, sizeof(blen));
128 	if (err < 0)
129 		return err;
130 
131 	len = be16_to_cpu(blen);
132 	if (len < 2)
133 		return -EINVAL;
134 
135 	return len;
136 }
137 
138 static int espintcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
139 			    int flags)
140 {
141 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
142 	struct sk_buff *skb;
143 	int err = 0;
144 	int copied;
145 	int off = 0;
146 
147 	skb = __skb_recv_datagram(sk, &ctx->ike_queue, flags, &off, &err);
148 	if (!skb) {
149 		if (err == -EAGAIN && sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
150 			return 0;
151 		return err;
152 	}
153 
154 	copied = len;
155 	if (copied > skb->len)
156 		copied = skb->len;
157 	else if (copied < skb->len)
158 		msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;
159 
160 	err = skb_copy_datagram_msg(skb, 0, msg, copied);
161 	if (unlikely(err)) {
162 		kfree_skb(skb);
163 		return err;
164 	}
165 
166 	if (flags & MSG_TRUNC)
167 		copied = skb->len;
168 	kfree_skb(skb);
169 	return copied;
170 }
171 
172 int espintcp_queue_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
173 {
174 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
175 
176 	if (skb_queue_len(&ctx->out_queue) >=
177 	    READ_ONCE(net_hotdata.max_backlog)) {
178 		kfree_skb(skb);
179 		return -ENOBUFS;
180 	}
181 
182 	__skb_queue_tail(&ctx->out_queue, skb);
183 
184 	return 0;
185 }
186 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_queue_out);
187 
188 /* espintcp length field is 2B and length includes the length field's size */
189 #define MAX_ESPINTCP_MSG (((1 << 16) - 1) - 2)
190 
191 static int espintcp_sendskb_locked(struct sock *sk, struct espintcp_msg *emsg,
192 				   int flags)
193 {
194 	do {
195 		int ret;
196 
197 		ret = skb_send_sock_locked(sk, emsg->skb,
198 					   emsg->offset, emsg->len);
199 		if (ret < 0)
200 			return ret;
201 
202 		emsg->len -= ret;
203 		emsg->offset += ret;
204 	} while (emsg->len > 0);
205 
206 	kfree_skb(emsg->skb);
207 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
208 
209 	return 0;
210 }
211 
212 static int espintcp_sendskmsg_locked(struct sock *sk,
213 				     struct espintcp_msg *emsg, int flags)
214 {
215 	struct msghdr msghdr = {
216 		.msg_flags = flags | MSG_SPLICE_PAGES | MSG_MORE,
217 	};
218 	struct sk_msg *skmsg = &emsg->skmsg;
219 	bool more = flags & MSG_MORE;
220 	struct scatterlist *sg;
221 	int ret;
222 
223 	do {
224 		struct bio_vec bvec;
225 
226 		sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
227 		if (sg_is_last(sg) && !more)
228 			msghdr.msg_flags &= ~MSG_MORE;
229 
230 		bvec_set_page(&bvec, sg_page(sg), sg->length, sg->offset);
231 		iov_iter_bvec(&msghdr.msg_iter, ITER_SOURCE, &bvec, 1, sg->length);
232 		ret = tcp_sendmsg_locked(sk, &msghdr, sg->length);
233 		if (ret < 0)
234 			return ret;
235 
236 		sk_msg_free_partial(sk, skmsg, ret);
237 	} while (skmsg->sg.size);
238 
239 	memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
240 
241 	return 0;
242 }
243 
244 static int espintcp_push_msgs(struct sock *sk, int flags)
245 {
246 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
247 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
248 	int err;
249 
250 	if (!emsg->len)
251 		return 0;
252 
253 	if (ctx->tx_running)
254 		return -EAGAIN;
255 	ctx->tx_running = 1;
256 
257 	if (emsg->skb)
258 		err = espintcp_sendskb_locked(sk, emsg, flags);
259 	else
260 		err = espintcp_sendskmsg_locked(sk, emsg, flags);
261 	if (err == -EAGAIN) {
262 		ctx->tx_running = 0;
263 		return flags & MSG_DONTWAIT ? -EAGAIN : 0;
264 	}
265 	if (!err)
266 		memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
267 
268 	ctx->tx_running = 0;
269 
270 	return err;
271 }
272 
273 int espintcp_push_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
274 {
275 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
276 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
277 	unsigned int len;
278 	int offset;
279 
280 	if (sk->sk_state != TCP_ESTABLISHED) {
281 		kfree_skb(skb);
282 		return -ECONNRESET;
283 	}
284 
285 	offset = skb_transport_offset(skb);
286 	len = skb->len - offset;
287 
288 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
289 
290 	if (emsg->len) {
291 		kfree_skb(skb);
292 		return -ENOBUFS;
293 	}
294 
295 	skb_set_owner_w(skb, sk);
296 
297 	emsg->offset = offset;
298 	emsg->len = len;
299 	emsg->skb = skb;
300 
301 	espintcp_push_msgs(sk, 0);
302 
303 	return 0;
304 }
305 EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_push_skb);
306 
307 static int espintcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
308 {
309 	long timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
310 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
311 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
312 	struct iov_iter pfx_iter;
313 	struct kvec pfx_iov = {};
314 	size_t msglen = size + 2;
315 	char buf[2] = {0};
316 	int err, end;
317 
318 	if (msg->msg_flags & ~MSG_DONTWAIT)
319 		return -EOPNOTSUPP;
320 
321 	if (size > MAX_ESPINTCP_MSG)
322 		return -EMSGSIZE;
323 
324 	if (msg->msg_controllen)
325 		return -EOPNOTSUPP;
326 
327 	lock_sock(sk);
328 
329 	err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
330 	if (err < 0) {
331 		if (err != -EAGAIN || !(msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT))
332 			err = -ENOBUFS;
333 		goto unlock;
334 	}
335 	if (emsg->len) {
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, ITER_SOURCE, &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 	trace_sk_data_ready(sk);
399 
400 	strp_data_ready(&ctx->strp);
401 }
402 
403 static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
404 {
405 	struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
406 						struct espintcp_ctx, work);
407 	struct sock *sk = ctx->strp.sk;
408 
409 	lock_sock(sk);
410 	if (!ctx->tx_running)
411 		espintcp_push_msgs(sk, 0);
412 	release_sock(sk);
413 }
414 
415 static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
416 {
417 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
418 
419 	schedule_work(&ctx->work);
420 	ctx->saved_write_space(sk);
421 }
422 
423 static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
424 {
425 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
426 
427 	ctx->saved_destruct(sk);
428 	kfree(ctx);
429 }
430 
431 bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
432 {
433 	return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
434 }
435 EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);
436 
437 static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
438 			 struct proto_ops *espintcp_ops,
439 			 const struct proto *orig_prot,
440 			 const struct proto_ops *orig_ops);
441 static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
442 {
443 	struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
444 	struct strp_callbacks cb = {
445 		.rcv_msg = espintcp_rcv,
446 		.parse_msg = espintcp_parse,
447 	};
448 	struct espintcp_ctx *ctx;
449 	int err;
450 
451 	/* sockmap is not compatible with espintcp */
452 	if (sk->sk_user_data)
453 		return -EBUSY;
454 
455 	ctx = kzalloc_obj(*ctx);
456 	if (!ctx)
457 		return -ENOMEM;
458 
459 	err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
460 	if (err)
461 		goto free;
462 
463 	__sk_dst_reset(sk);
464 
465 	strp_check_rcv(&ctx->strp);
466 	skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
467 	skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);
468 
469 	if (sk->sk_family == AF_INET) {
470 		sk->sk_prot = &espintcp_prot;
471 		sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
472 	} else {
473 		mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
474 		if (!espintcp6_prot.recvmsg)
475 			build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
476 		mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);
477 
478 		sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
479 		sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
480 	}
481 	ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
482 	ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
483 	ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
484 	sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
485 	sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
486 	sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
487 	rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
488 	INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);
489 
490 	/* avoid using task_frag */
491 	sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
492 	sk->sk_use_task_frag = false;
493 
494 	return 0;
495 
496 free:
497 	kfree(ctx);
498 	return err;
499 }
500 
501 static void espintcp_release(struct sock *sk)
502 {
503 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
504 	struct sk_buff_head queue;
505 	struct sk_buff *skb;
506 
507 	__skb_queue_head_init(&queue);
508 	skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);
509 
510 	while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
511 		espintcp_push_skb(sk, skb);
512 
513 	tcp_release_cb(sk);
514 }
515 
516 static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
517 {
518 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
519 	struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
520 
521 	strp_stop(&ctx->strp);
522 
523 	sk->sk_prot = &tcp_prot;
524 
525 	synchronize_rcu();
526 
527 	disable_work_sync(&ctx->work);
528 	strp_done(&ctx->strp);
529 
530 	skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
531 	skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);
532 
533 	if (emsg->len) {
534 		if (emsg->skb)
535 			kfree_skb(emsg->skb);
536 		else
537 			sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
538 	}
539 
540 	tcp_close(sk, timeout);
541 }
542 
543 static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
544 			      poll_table *wait)
545 {
546 	struct sock *sk = sock->sk;
547 	struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
548 
549 	return datagram_poll_queue(file, sock, wait, &ctx->ike_queue);
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