Quelle  espintcp.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include <net/tcp.h>
#include <net/strparser.h>
#include <net/xfrm.h>
#include <net/esp.h>
#include <net/espintcp.h>
#include <linux/skmsg.h>
#include <net/inet_common.h>
#include <trace/events/sock.h>
#if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
#include <net/ipv6_stubs.h>
#endif
#include <net/hotdata.h>

static void handle_nonesp(struct espintcp_ctx *ctx, struct sk_buff *skb,
     struct sock *sk)
{
 if (atomic_read(&sk->sk_rmem_alloc) >= sk->sk_rcvbuf ||
     !sk_rmem_schedule(sk, skb, skb->truesize)) {
  XFRM_INC_STATS(sock_net(sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
  kfree_skb(skb);
  return;
 }

 skb_set_owner_r(skb, sk);

 memset(skb->cb, 0, sizeof(skb->cb));
 skb_queue_tail(&ctx->ike_queue, skb);
 ctx->saved_data_ready(sk);
}

static void handle_esp(struct sk_buff *skb, struct sock *sk)
{
 struct tcp_skb_cb *tcp_cb = (struct tcp_skb_cb *)skb->cb;

 skb_reset_transport_header(skb);

 /* restore IP CB, we need at least IP6CB->nhoff */
 memmove(skb->cb, &tcp_cb->header, sizeof(tcp_cb->header));

 rcu_read_lock();
 skb->dev = dev_get_by_index_rcu(sock_net(sk), skb->skb_iif);
 local_bh_disable();
#if IS_ENABLED(CONFIG_IPV6)
 if (sk->sk_family == AF_INET6)
  ipv6_stub->xfrm6_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
 else
#endif
  xfrm4_rcv_encap(skb, IPPROTO_ESP, 0, TCP_ENCAP_ESPINTCP);
 local_bh_enable();
 rcu_read_unlock();
}

static void espintcp_rcv(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = container_of(strp, struct espintcp_ctx,
      strp);
 struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
 int len = rxm->full_len - 2;
 u32 nonesp_marker;
 int err;

 /* keepalive packet? */
 if (unlikely(len == 1)) {
  u8 data;

  err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &data, 1);
  if (err < 0) {
   XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
   kfree_skb(skb);
   return;
  }

  if (data == 0xff) {
   kfree_skb(skb);
   return;
  }
 }

 /* drop other short messages */
 if (unlikely(len <= sizeof(nonesp_marker))) {
  XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
  kfree_skb(skb);
  return;
 }

 err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset + 2, &nonesp_marker,
       sizeof(nonesp_marker));
 if (err < 0) {
  XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINHDRERROR);
  kfree_skb(skb);
  return;
 }

 /* remove header, leave non-ESP marker/SPI */
 if (!pskb_pull(skb, rxm->offset + 2)) {
  XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
  kfree_skb(skb);
  return;
 }

 if (pskb_trim(skb, rxm->full_len - 2) != 0) {
  XFRM_INC_STATS(sock_net(strp->sk), LINUX_MIB_XFRMINERROR);
  kfree_skb(skb);
  return;
 }

 if (nonesp_marker == 0)
  handle_nonesp(ctx, skb, strp->sk);
 else
  handle_esp(skb, strp->sk);
}

static int espintcp_parse(struct strparser *strp, struct sk_buff *skb)
{
 struct strp_msg *rxm = strp_msg(skb);
 __be16 blen;
 u16 len;
 int err;

 if (skb->len < rxm->offset + 2)
  return 0;

 err = skb_copy_bits(skb, rxm->offset, &blen, sizeof(blen));
 if (err < 0)
  return err;

 len = be16_to_cpu(blen);
 if (len < 2)
  return -EINVAL;

 return len;
}

static int espintcp_recvmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t len,
       int flags, int *addr_len)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 struct sk_buff *skb;
 int err = 0;
 int copied;
 int off = 0;

 skb = __skb_recv_datagram(sk, &ctx->ike_queue, flags, &off, &err);
 if (!skb) {
  if (err == -EAGAIN && sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
   return 0;
  return err;
 }

 copied = len;
 if (copied > skb->len)
  copied = skb->len;
 else if (copied < skb->len)
  msg->msg_flags |= MSG_TRUNC;

 err = skb_copy_datagram_msg(skb, 0, msg, copied);
 if (unlikely(err)) {
  kfree_skb(skb);
  return err;
 }

 if (flags & MSG_TRUNC)
  copied = skb->len;
 kfree_skb(skb);
 return copied;
}

int espintcp_queue_out(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);

 if (skb_queue_len(&ctx->out_queue) >=
     READ_ONCE(net_hotdata.max_backlog)) {
  kfree_skb(skb);
  return -ENOBUFS;
 }

 __skb_queue_tail(&ctx->out_queue, skb);

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_queue_out);

/* espintcp length field is 2B and length includes the length field's size */
#define MAX_ESPINTCP_MSG (((1 << 16) - 1) - 2)

static int espintcp_sendskb_locked(struct sock *sk, struct espintcp_msg *emsg,
       int flags)
{
 do {
  int ret;

  ret = skb_send_sock_locked(sk, emsg->skb,
        emsg->offset, emsg->len);
  if (ret < 0)
   return ret;

  emsg->len -= ret;
  emsg->offset += ret;
 } while (emsg->len > 0);

 kfree_skb(emsg->skb);
 memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));

 return 0;
}

static int espintcp_sendskmsg_locked(struct sock *sk,
         struct espintcp_msg *emsg, int flags)
{
 struct msghdr msghdr = {
  .msg_flags = flags | MSG_SPLICE_PAGES | MSG_MORE,
 };
 struct sk_msg *skmsg = &emsg->skmsg;
 bool more = flags & MSG_MORE;
 struct scatterlist *sg;
 int done = 0;
 int ret;

 sg = &skmsg->sg.data[skmsg->sg.start];
 do {
  struct bio_vec bvec;
  size_t size = sg->length - emsg->offset;
  int offset = sg->offset + emsg->offset;
  struct page *p;

  emsg->offset = 0;

  if (sg_is_last(sg) && !more)
   msghdr.msg_flags &= ~MSG_MORE;

  p = sg_page(sg);
retry:
  bvec_set_page(&bvec, p, size, offset);
  iov_iter_bvec(&msghdr.msg_iter, ITER_SOURCE, &bvec, 1, size);
  ret = tcp_sendmsg_locked(sk, &msghdr, size);
  if (ret < 0) {
   emsg->offset = offset - sg->offset;
   skmsg->sg.start += done;
   return ret;
  }

  if (ret != size) {
   offset += ret;
   size -= ret;
   goto retry;
  }

  done++;
  put_page(p);
  sk_mem_uncharge(sk, sg->length);
  sg = sg_next(sg);
 } while (sg);

 memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));

 return 0;
}

static int espintcp_push_msgs(struct sock *sk, int flags)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
 int err;

 if (!emsg->len)
  return 0;

 if (ctx->tx_running)
  return -EAGAIN;
 ctx->tx_running = 1;

 if (emsg->skb)
  err = espintcp_sendskb_locked(sk, emsg, flags);
 else
  err = espintcp_sendskmsg_locked(sk, emsg, flags);
 if (err == -EAGAIN) {
  ctx->tx_running = 0;
  return flags & MSG_DONTWAIT ? -EAGAIN : 0;
 }
 if (!err)
  memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));

 ctx->tx_running = 0;

 return err;
}

int espintcp_push_skb(struct sock *sk, struct sk_buff *skb)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
 unsigned int len;
 int offset;

 if (sk->sk_state != TCP_ESTABLISHED) {
  kfree_skb(skb);
  return -ECONNRESET;
 }

 offset = skb_transport_offset(skb);
 len = skb->len - offset;

 espintcp_push_msgs(sk, 0);

 if (emsg->len) {
  kfree_skb(skb);
  return -ENOBUFS;
 }

 skb_set_owner_w(skb, sk);

 emsg->offset = offset;
 emsg->len = len;
 emsg->skb = skb;

 espintcp_push_msgs(sk, 0);

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(espintcp_push_skb);

static int espintcp_sendmsg(struct sock *sk, struct msghdr *msg, size_t size)
{
 long timeo = sock_sndtimeo(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;
 struct iov_iter pfx_iter;
 struct kvec pfx_iov = {};
 size_t msglen = size + 2;
 char buf[2] = {0};
 int err, end;

 if (msg->msg_flags & ~MSG_DONTWAIT)
  return -EOPNOTSUPP;

 if (size > MAX_ESPINTCP_MSG)
  return -EMSGSIZE;

 if (msg->msg_controllen)
  return -EOPNOTSUPP;

 lock_sock(sk);

 err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 if (err < 0) {
  if (err != -EAGAIN || !(msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT))
   err = -ENOBUFS;
  goto unlock;
 }

 sk_msg_init(&emsg->skmsg);
 while (1) {
  /* only -ENOMEM is possible since we don't coalesce */
  err = sk_msg_alloc(sk, &emsg->skmsg, msglen, 0);
  if (!err)
   break;

  err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo);
  if (err)
   goto fail;
 }

 *((__be16 *)buf) = cpu_to_be16(msglen);
 pfx_iov.iov_base = buf;
 pfx_iov.iov_len = sizeof(buf);
 iov_iter_kvec(&pfx_iter, ITER_SOURCE, &pfx_iov, 1, pfx_iov.iov_len);

 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &pfx_iter, &emsg->skmsg,
           pfx_iov.iov_len);
 if (err < 0)
  goto fail;

 err = sk_msg_memcopy_from_iter(sk, &msg->msg_iter, &emsg->skmsg, size);
 if (err < 0)
  goto fail;

 end = emsg->skmsg.sg.end;
 emsg->len = size;
 sk_msg_iter_var_prev(end);
 sg_mark_end(sk_msg_elem(&emsg->skmsg, end));

 tcp_rate_check_app_limited(sk);

 err = espintcp_push_msgs(sk, msg->msg_flags & MSG_DONTWAIT);
 /* this message could be partially sent, keep it */

 release_sock(sk);

 return size;

fail:
 sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
 memset(emsg, 0, sizeof(*emsg));
unlock:
 release_sock(sk);
 return err;
}

static struct proto espintcp_prot __ro_after_init;
static struct proto_ops espintcp_ops __ro_after_init;
static struct proto espintcp6_prot;
static struct proto_ops espintcp6_ops;
static DEFINE_MUTEX(tcpv6_prot_mutex);

static void espintcp_data_ready(struct sock *sk)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);

 trace_sk_data_ready(sk);

 strp_data_ready(&ctx->strp);
}

static void espintcp_tx_work(struct work_struct *work)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = container_of(work,
      struct espintcp_ctx, work);
 struct sock *sk = ctx->strp.sk;

 lock_sock(sk);
 if (!ctx->tx_running)
  espintcp_push_msgs(sk, 0);
 release_sock(sk);
}

static void espintcp_write_space(struct sock *sk)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);

 schedule_work(&ctx->work);
 ctx->saved_write_space(sk);
}

static void espintcp_destruct(struct sock *sk)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);

 ctx->saved_destruct(sk);
 kfree(ctx);
}

bool tcp_is_ulp_esp(struct sock *sk)
{
 return sk->sk_prot == &espintcp_prot || sk->sk_prot == &espintcp6_prot;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tcp_is_ulp_esp);

static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
    struct proto_ops *espintcp_ops,
    const struct proto *orig_prot,
    const struct proto_ops *orig_ops);
static int espintcp_init_sk(struct sock *sk)
{
 struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
 struct strp_callbacks cb = {
  .rcv_msg = espintcp_rcv,
  .parse_msg = espintcp_parse,
 };
 struct espintcp_ctx *ctx;
 int err;

 /* sockmap is not compatible with espintcp */
 if (sk->sk_user_data)
  return -EBUSY;

 ctx = kzalloc(sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
 if (!ctx)
  return -ENOMEM;

 err = strp_init(&ctx->strp, sk, &cb);
 if (err)
  goto free;

 __sk_dst_reset(sk);

 strp_check_rcv(&ctx->strp);
 skb_queue_head_init(&ctx->ike_queue);
 skb_queue_head_init(&ctx->out_queue);

 if (sk->sk_family == AF_INET) {
  sk->sk_prot = &espintcp_prot;
  sk->sk_socket->ops = &espintcp_ops;
 } else {
  mutex_lock(&tcpv6_prot_mutex);
  if (!espintcp6_prot.recvmsg)
   build_protos(&espintcp6_prot, &espintcp6_ops, sk->sk_prot, sk->sk_socket->ops);
  mutex_unlock(&tcpv6_prot_mutex);

  sk->sk_prot = &espintcp6_prot;
  sk->sk_socket->ops = &espintcp6_ops;
 }
 ctx->saved_data_ready = sk->sk_data_ready;
 ctx->saved_write_space = sk->sk_write_space;
 ctx->saved_destruct = sk->sk_destruct;
 sk->sk_data_ready = espintcp_data_ready;
 sk->sk_write_space = espintcp_write_space;
 sk->sk_destruct = espintcp_destruct;
 rcu_assign_pointer(icsk->icsk_ulp_data, ctx);
 INIT_WORK(&ctx->work, espintcp_tx_work);

 /* avoid using task_frag */
 sk->sk_allocation = GFP_ATOMIC;
 sk->sk_use_task_frag = false;

 return 0;

free:
 kfree(ctx);
 return err;
}

static void espintcp_release(struct sock *sk)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 struct sk_buff_head queue;
 struct sk_buff *skb;

 __skb_queue_head_init(&queue);
 skb_queue_splice_init(&ctx->out_queue, &queue);

 while ((skb = __skb_dequeue(&queue)))
  espintcp_push_skb(sk, skb);

 tcp_release_cb(sk);
}

static void espintcp_close(struct sock *sk, long timeout)
{
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);
 struct espintcp_msg *emsg = &ctx->partial;

 strp_stop(&ctx->strp);

 sk->sk_prot = &tcp_prot;
 barrier();

 cancel_work_sync(&ctx->work);
 strp_done(&ctx->strp);

 skb_queue_purge(&ctx->out_queue);
 skb_queue_purge(&ctx->ike_queue);

 if (emsg->len) {
  if (emsg->skb)
   kfree_skb(emsg->skb);
  else
   sk_msg_free(sk, &emsg->skmsg);
 }

 tcp_close(sk, timeout);
}

static __poll_t espintcp_poll(struct file *file, struct socket *sock,
         poll_table *wait)
{
 struct sock *sk = sock->sk;
 struct espintcp_ctx *ctx = espintcp_getctx(sk);

 return datagram_poll_queue(file, sock, wait, &ctx->ike_queue);
}

static void build_protos(struct proto *espintcp_prot,
    struct proto_ops *espintcp_ops,
    const struct proto *orig_prot,
    const struct proto_ops *orig_ops)
{
 memcpy(espintcp_prot, orig_prot, sizeof(struct proto));
 memcpy(espintcp_ops, orig_ops, sizeof(struct proto_ops));
 espintcp_prot->sendmsg = espintcp_sendmsg;
 espintcp_prot->recvmsg = espintcp_recvmsg;
 espintcp_prot->close = espintcp_close;
 espintcp_prot->release_cb = espintcp_release;
 espintcp_ops->poll = espintcp_poll;
}

static struct tcp_ulp_ops espintcp_ulp __read_mostly = {
 .name = "espintcp",
 .owner = THIS_MODULE,
 .init = espintcp_init_sk,
};

void __init espintcp_init(void)
{
 build_protos(&espintcp_prot, &espintcp_ops, &tcp_prot, &inet_stream_ops);

 tcp_register_ulp(&espintcp_ulp);
}