src/plugins/wireguard/wireguard_input.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2020 Doc.ai and/or its affiliates.
   3  * Copyright (c) 2020 Cisco and/or its affiliates.
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <vlib/vlib.h>
  18 #include <vnet/vnet.h>
  19 #include <vppinfra/error.h>
  20 #include <wireguard/wireguard.h>
  21
  22 #include <wireguard/wireguard_send.h>
  23 #include <wireguard/wireguard_if.h>
  24
  25 #define foreach_wg_input_error                                                \
  26   _ (NONE, "No error")                                                        \
  27   _ (HANDSHAKE_MAC, "Invalid MAC handshake")                                  \
  28   _ (HANDSHAKE_RATELIMITED, "Handshake ratelimited")                          \
  29   _ (PEER, "Peer error")                                                      \
  30   _ (INTERFACE, "Interface error")                                            \
  31   _ (DECRYPTION, "Failed during decryption")                                  \
  32   _ (KEEPALIVE_SEND, "Failed while sending Keepalive")                        \
  33   _ (HANDSHAKE_SEND, "Failed while sending Handshake")                        \
  34   _ (HANDSHAKE_RECEIVE, "Failed while receiving Handshake")                   \
  35   _ (COOKIE_DECRYPTION, "Failed during Cookie decryption")                    \
  36   _ (COOKIE_SEND, "Failed during sending Cookie")                             \
  37   _ (TOO_BIG, "Packet too big")                                               \
  38   _ (UNDEFINED, "Undefined error")                                            \
  39   _ (CRYPTO_ENGINE_ERROR, "crypto engine error (packet dropped)")
  40
  41 typedef enum
  42 {
  43 #define _(sym,str) WG_INPUT_ERROR_##sym,
  44   foreach_wg_input_error
  45 #undef _
  46     WG_INPUT_N_ERROR,
  47 } wg_input_error_t;
  48
  49 static char *wg_input_error_strings[] = {
  50 #define _(sym,string) string,
  51   foreach_wg_input_error
  52 #undef _
  53 };
  54
  55 typedef struct
  56 {
  57   message_type_t type;
  58   u16 current_length;
  59   bool is_keepalive;
  60   index_t peer;
  61 } wg_input_trace_t;
  62
  63 typedef struct
  64 {
  65   index_t peer;
  66   u16 next;
  67 } wg_input_post_trace_t;
  68
  69 u8 *
  70 format_wg_message_type (u8 * s, va_list * args)
  71 {
  72   message_type_t type = va_arg (*args, message_type_t);
  73
  74   switch (type)
  75     {
  76 #define _(v,a) case MESSAGE_##v: return (format (s, "%s", a));
  77       foreach_wg_message_type
  78 #undef _
  79     }
  80   return (format (s, "unknown"));
  81 }
  82
  83 /* packet trace format function */
  84 static u8 *
  85 format_wg_input_trace (u8 * s, va_list * args)
  86 {
  87   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  88   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  89
  90   wg_input_trace_t *t = va_arg (*args, wg_input_trace_t *);
  91
  92   s = format (s, "Wireguard input: \n");
  93   s = format (s, "    Type: %U\n", format_wg_message_type, t->type);
  94   s = format (s, "    Peer: %d\n", t->peer);
  95   s = format (s, "    Length: %d\n", t->current_length);
  96   s = format (s, "    Keepalive: %s", t->is_keepalive ? "true" : "false");
  97
  98   return s;
  99 }
 100
 101 /* post-node packet trace format function */
 102 static u8 *
 103 format_wg_input_post_trace (u8 *s, va_list *args)
 104 {
 105   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
 106   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
 107
 108   wg_input_post_trace_t *t = va_arg (*args, wg_input_post_trace_t *);
 109
 110   s = format (s, "WG input post: \n");
 111   s = format (s, "  peer: %u\n", t->peer);
 112   s = format (s, "  next: %u\n", t->next);
 113
 114   return s;
 115 }
 116
 117 typedef enum
 118 {
 119   WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE,
 120   WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA,
 121   WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT,
 122   WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT,
 123   WG_INPUT_NEXT_PUNT,
 124   WG_INPUT_NEXT_ERROR,
 125   WG_INPUT_N_NEXT,
 126 } wg_input_next_t;
 127
 128 static u8
 129 is_ip4_header (u8 *data)
 130 {
 131   return (data[0] >> 4) == 0x4;
 132 }
 133
 134 static wg_input_error_t
 135 wg_handshake_process (vlib_main_t *vm, wg_main_t *wmp, vlib_buffer_t *b,
 136                       u32 node_idx, u8 is_ip4)
 137 {
 138   ASSERT (vm->thread_index == 0);
 139
 140   enum cookie_mac_state mac_state;
 141   bool packet_needs_cookie;
 142   bool under_load;
 143   index_t *wg_ifs;
 144   wg_if_t *wg_if;
 145   wg_peer_t *peer = NULL;
 146
 147   void *current_b_data = vlib_buffer_get_current (b);
 148
 149   ip46_address_t src_ip;
 150   if (is_ip4)
 151     {
 152       ip4_header_t *iph4 =
 153         current_b_data - sizeof (udp_header_t) - sizeof (ip4_header_t);
 154       ip46_address_set_ip4 (&src_ip, &iph4->src_address);
 155     }
 156   else
 157     {
 158       ip6_header_t *iph6 =
 159         current_b_data - sizeof (udp_header_t) - sizeof (ip6_header_t);
 160       ip46_address_set_ip6 (&src_ip, &iph6->src_address);
 161     }
 162
 163   udp_header_t *uhd = current_b_data - sizeof (udp_header_t);
 164   u16 udp_src_port = clib_host_to_net_u16 (uhd->src_port);
 165   u16 udp_dst_port = clib_host_to_net_u16 (uhd->dst_port);
 166
 167   message_header_t *header = current_b_data;
 168
 169   if (PREDICT_FALSE (header->type == MESSAGE_HANDSHAKE_COOKIE))
 170     {
 171       message_handshake_cookie_t *packet =
 172         (message_handshake_cookie_t *) current_b_data;
 173       u32 *entry =
 174         wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, packet->receiver_index);
 175       if (entry)
 176         peer = wg_peer_get (*entry);
 177       else
 178         return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 179
 180       if (!cookie_maker_consume_payload (
 181             vm, &peer->cookie_maker, packet->nonce, packet->encrypted_cookie))
 182         return WG_INPUT_ERROR_COOKIE_DECRYPTION;
 183
 184       return WG_INPUT_ERROR_NONE;
 185     }
 186
 187   u32 len = (header->type == MESSAGE_HANDSHAKE_INITIATION ?
 188              sizeof (message_handshake_initiation_t) :
 189              sizeof (message_handshake_response_t));
 190
 191   message_macs_t *macs = (message_macs_t *)
 192     ((u8 *) current_b_data + len - sizeof (*macs));
 193
 194   index_t *ii;
 195   wg_ifs = wg_if_indexes_get_by_port (udp_dst_port);
 196   if (NULL == wg_ifs)
 197     return WG_INPUT_ERROR_INTERFACE;
 198
 199   vec_foreach (ii, wg_ifs)
 200     {
 201       wg_if = wg_if_get (*ii);
 202       if (NULL == wg_if)
 203         continue;
 204
 205       under_load = wg_if_is_under_load (vm, wg_if);
 206       mac_state = cookie_checker_validate_macs (
 207         vm, &wg_if->cookie_checker, macs, current_b_data, len, under_load,
 208         &src_ip, udp_src_port);
 209       if (mac_state == INVALID_MAC)
 210         {
 211           wg_if_dec_handshake_num (wg_if);
 212           wg_if = NULL;
 213           continue;
 214         }
 215       break;
 216     }
 217
 218   if (NULL == wg_if)
 219     return WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_MAC;
 220
 221   if ((under_load && mac_state == VALID_MAC_WITH_COOKIE)
 222       || (!under_load && mac_state == VALID_MAC_BUT_NO_COOKIE))
 223     packet_needs_cookie = false;
 224   else if (under_load && mac_state == VALID_MAC_BUT_NO_COOKIE)
 225     packet_needs_cookie = true;
 226   else if (mac_state == VALID_MAC_WITH_COOKIE_BUT_RATELIMITED)
 227     return WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_RATELIMITED;
 228   else
 229     return WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_MAC;
 230
 231   switch (header->type)
 232     {
 233     case MESSAGE_HANDSHAKE_INITIATION:
 234       {
 235         message_handshake_initiation_t *message = current_b_data;
 236
 237         if (packet_needs_cookie)
 238           {
 239
 240             if (!wg_send_handshake_cookie (vm, message->sender_index,
 241                                            &wg_if->cookie_checker, macs,
 242                                            &ip_addr_46 (&wg_if->src_ip),
 243                                            wg_if->port, &src_ip, udp_src_port))
 244               return WG_INPUT_ERROR_COOKIE_SEND;
 245
 246             return WG_INPUT_ERROR_NONE;
 247           }
 248
 249         noise_remote_t *rp;
 250         if (noise_consume_initiation
 251             (vm, noise_local_get (wg_if->local_idx), &rp,
 252              message->sender_index, message->unencrypted_ephemeral,
 253              message->encrypted_static, message->encrypted_timestamp))
 254           {
 255             peer = wg_peer_get (rp->r_peer_idx);
 256           }
 257         else
 258           {
 259             return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 260           }
 261
 262         wg_peer_update_endpoint (rp->r_peer_idx, &src_ip, udp_src_port);
 263
 264         if (PREDICT_FALSE (!wg_send_handshake_response (vm, peer)))
 265           {
 266             vlib_node_increment_counter (vm, node_idx,
 267                                          WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_SEND, 1);
 268           }
 269         else
 270           {
 271             wg_peer_update_flags (rp->r_peer_idx, WG_PEER_ESTABLISHED, true);
 272           }
 273         break;
 274       }
 275     case MESSAGE_HANDSHAKE_RESPONSE:
 276       {
 277         message_handshake_response_t *resp = current_b_data;
 278
 279         if (packet_needs_cookie)
 280           {
 281             if (!wg_send_handshake_cookie (vm, resp->sender_index,
 282                                            &wg_if->cookie_checker, macs,
 283                                            &ip_addr_46 (&wg_if->src_ip),
 284                                            wg_if->port, &src_ip, udp_src_port))
 285               return WG_INPUT_ERROR_COOKIE_SEND;
 286
 287             return WG_INPUT_ERROR_NONE;
 288           }
 289
 290         index_t peeri = INDEX_INVALID;
 291         u32 *entry =
 292           wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, resp->receiver_index);
 293
 294         if (PREDICT_TRUE (entry != NULL))
 295           {
 296             peeri = *entry;
 297             peer = wg_peer_get (peeri);
 298             if (wg_peer_is_dead (peer))
 299               return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 300           }
 301         else
 302           return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 303
 304         if (!noise_consume_response
 305             (vm, &peer->remote, resp->sender_index,
 306              resp->receiver_index, resp->unencrypted_ephemeral,
 307              resp->encrypted_nothing))
 308           {
 309             return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 310           }
 311
 312         wg_peer_update_endpoint (peeri, &src_ip, udp_src_port);
 313
 314         if (noise_remote_begin_session (vm, &peer->remote))
 315           {
 316
 317             wg_timers_session_derived (peer);
 318             wg_timers_handshake_complete (peer);
 319             if (PREDICT_FALSE (!wg_send_keepalive (vm, peer)))
 320               {
 321                 vlib_node_increment_counter (vm, node_idx,
 322                                              WG_INPUT_ERROR_KEEPALIVE_SEND, 1);
 323               }
 324             else
 325               {
 326                 wg_peer_update_flags (peeri, WG_PEER_ESTABLISHED, true);
 327               }
 328           }
 329         break;
 330       }
 331     default:
 332       return WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_RECEIVE;
 333     }
 334
 335   wg_timers_any_authenticated_packet_received (peer);
 336   wg_timers_any_authenticated_packet_traversal (peer);
 337   return WG_INPUT_ERROR_NONE;
 338 }
 339
 340 static_always_inline int
 341 wg_input_post_process (vlib_main_t *vm, vlib_buffer_t *b, u16 *next,
 342                        wg_peer_t *peer, message_data_t *data,
 343                        bool *is_keepalive)
 344 {
 345   next[0] = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 346   noise_keypair_t *kp;
 347
 348   if ((kp = wg_get_active_keypair (&peer->remote, data->receiver_index)) ==
 349       NULL)
 350     return -1;
 351
 352   if (!noise_counter_recv (&kp->kp_ctr, data->counter))
 353     {
 354       return -1;
 355     }
 356
 357   u16 encr_len = b->current_length - sizeof (message_data_t);
 358   u16 decr_len = encr_len - NOISE_AUTHTAG_LEN;
 359
 360   vlib_buffer_advance (b, sizeof (message_data_t));
 361   b->current_length = decr_len;
 362   vnet_buffer_offload_flags_clear (b, VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_UDP_CKSUM);
 363
 364   /* Keepalive packet has zero length */
 365   if (decr_len == 0)
 366     {
 367       *is_keepalive = true;
 368       return -1;
 369     }
 370
 371   wg_timers_data_received (peer);
 372
 373   ip46_address_t src_ip;
 374   u8 is_ip4_inner = is_ip4_header (vlib_buffer_get_current (b));
 375   if (is_ip4_inner)
 376     {
 377       ip46_address_set_ip4 (
 378         &src_ip, &((ip4_header_t *) vlib_buffer_get_current (b))->src_address);
 379     }
 380   else
 381     {
 382       ip46_address_set_ip6 (
 383         &src_ip, &((ip6_header_t *) vlib_buffer_get_current (b))->src_address);
 384     }
 385
 386   const fib_prefix_t *allowed_ip;
 387   bool allowed = false;
 388
 389   /*
 390    * we could make this into an ACL, but the expectation
 391    * is that there aren't many allowed IPs and thus a linear
 392    * walk is faster than an ACL
 393    */
 394   vec_foreach (allowed_ip, peer->allowed_ips)
 395     {
 396       if (fib_prefix_is_cover_addr_46 (allowed_ip, &src_ip))
 397         {
 398           allowed = true;
 399           break;
 400         }
 401     }
 402   if (allowed)
 403     {
 404       vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX] = peer->wg_sw_if_index;
 405       next[0] =
 406         is_ip4_inner ? WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT : WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT;
 407     }
 408
 409   return 0;
 410 }
 411
 412 static_always_inline void
 413 wg_input_process_ops (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node,
 414                       vnet_crypto_op_t *ops, vlib_buffer_t *b[], u16 *nexts,
 415                       u16 drop_next)
 416 {
 417   u32 n_fail, n_ops = vec_len (ops);
 418   vnet_crypto_op_t *op = ops;
 419
 420   if (n_ops == 0)
 421     return;
 422
 423   n_fail = n_ops - vnet_crypto_process_ops (vm, op, n_ops);
 424
 425   while (n_fail)
 426     {
 427       ASSERT (op - ops < n_ops);
 428
 429       if (op->status != VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED)
 430         {
 431           u32 bi = op->user_data;
 432           b[bi]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_DECRYPTION];
 433           nexts[bi] = drop_next;
 434           n_fail--;
 435         }
 436       op++;
 437     }
 438 }
 439
 440 always_inline void
 441 wg_prepare_sync_dec_op (vlib_main_t *vm, vnet_crypto_op_t **crypto_ops,
 442                         u8 *src, u32 src_len, u8 *dst, u8 *aad, u32 aad_len,
 443                         vnet_crypto_key_index_t key_index, u32 bi, u8 *iv)
 444 {
 445   vnet_crypto_op_t _op, *op = &_op;
 446   u8 src_[] = {};
 447
 448   vec_add2_aligned (crypto_ops[0], op, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 449   vnet_crypto_op_init (op, VNET_CRYPTO_OP_CHACHA20_POLY1305_DEC);
 450
 451   op->tag_len = NOISE_AUTHTAG_LEN;
 452   op->tag = src + src_len;
 453   op->src = !src ? src_ : src;
 454   op->len = src_len;
 455   op->dst = dst;
 456   op->key_index = key_index;
 457   op->aad = aad;
 458   op->aad_len = aad_len;
 459   op->iv = iv;
 460   op->user_data = bi;
 461   op->flags |= VNET_CRYPTO_OP_FLAG_HMAC_CHECK;
 462 }
 463
 464 static_always_inline void
 465 wg_input_add_to_frame (vlib_main_t *vm, vnet_crypto_async_frame_t *f,
 466                        u32 key_index, u32 crypto_len, i16 crypto_start_offset,
 467                        u32 buffer_index, u16 next_node, u8 *iv, u8 *tag,
 468                        u8 flags)
 469 {
 470   vnet_crypto_async_frame_elt_t *fe;
 471   u16 index;
 472
 473   ASSERT (f->n_elts < VNET_CRYPTO_FRAME_SIZE);
 474
 475   index = f->n_elts;
 476   fe = &f->elts[index];
 477   f->n_elts++;
 478   fe->key_index = key_index;
 479   fe->crypto_total_length = crypto_len;
 480   fe->crypto_start_offset = crypto_start_offset;
 481   fe->iv = iv;
 482   fe->tag = tag;
 483   fe->flags = flags;
 484   f->buffer_indices[index] = buffer_index;
 485   f->next_node_index[index] = next_node;
 486 }
 487
 488 static_always_inline enum noise_state_crypt
 489 wg_input_process (vlib_main_t *vm, wg_per_thread_data_t *ptd,
 490                   vnet_crypto_op_t **crypto_ops,
 491                   vnet_crypto_async_frame_t **async_frame, vlib_buffer_t *b,
 492                   u32 buf_idx, noise_remote_t *r, uint32_t r_idx,
 493                   uint64_t nonce, uint8_t *src, size_t srclen, uint8_t *dst,
 494                   u32 from_idx, u8 *iv, f64 time, u8 is_async,
 495                   u16 async_next_node)
 496 {
 497   noise_keypair_t *kp;
 498   enum noise_state_crypt ret = SC_FAILED;
 499
 500   if ((kp = wg_get_active_keypair (r, r_idx)) == NULL)
 501     {
 502       goto error;
 503     }
 504
 505   /* We confirm that our values are within our tolerances. These values
 506    * are the same as the encrypt routine.
 507    *
 508    * kp_ctr isn't locked here, we're happy to accept a racy read. */
 509   if (wg_birthdate_has_expired_opt (kp->kp_birthdate, REJECT_AFTER_TIME,
 510                                     time) ||
 511       kp->kp_ctr.c_recv >= REJECT_AFTER_MESSAGES)
 512     goto error;
 513
 514   /* Decrypt, then validate the counter. We don't want to validate the
 515    * counter before decrypting as we do not know the message is authentic
 516    * prior to decryption. */
 517
 518   clib_memset (iv, 0, 4);
 519   clib_memcpy (iv + 4, &nonce, sizeof (nonce));
 520
 521   if (is_async)
 522     {
 523       if (NULL == *async_frame ||
 524           vnet_crypto_async_frame_is_full (*async_frame))
 525         {
 526           *async_frame = vnet_crypto_async_get_frame (
 527             vm, VNET_CRYPTO_OP_CHACHA20_POLY1305_TAG16_AAD0_DEC);
 528           /* Save the frame to the list we'll submit at the end */
 529           vec_add1 (ptd->async_frames, *async_frame);
 530         }
 531
 532       wg_input_add_to_frame (vm, *async_frame, kp->kp_recv_index, srclen,
 533                              src - b->data, buf_idx, async_next_node, iv,
 534                              src + srclen, VNET_CRYPTO_OP_FLAG_HMAC_CHECK);
 535     }
 536   else
 537     {
 538       wg_prepare_sync_dec_op (vm, crypto_ops, src, srclen, dst, NULL, 0,
 539                               kp->kp_recv_index, from_idx, iv);
 540     }
 541
 542   /* If we've received the handshake confirming data packet then move the
 543    * next keypair into current. If we do slide the next keypair in, then
 544    * we skip the REKEY_AFTER_TIME_RECV check. This is safe to do as a
 545    * data packet can't confirm a session that we are an INITIATOR of. */
 546   if (kp == r->r_next)
 547     {
 548       clib_rwlock_writer_lock (&r->r_keypair_lock);
 549       if (kp == r->r_next && kp->kp_local_index == r_idx)
 550         {
 551           noise_remote_keypair_free (vm, r, &r->r_previous);
 552           r->r_previous = r->r_current;
 553           r->r_current = r->r_next;
 554           r->r_next = NULL;
 555
 556           ret = SC_CONN_RESET;
 557           clib_rwlock_writer_unlock (&r->r_keypair_lock);
 558           goto error;
 559         }
 560       clib_rwlock_writer_unlock (&r->r_keypair_lock);
 561     }
 562
 563   /* Similar to when we encrypt, we want to notify the caller when we
 564    * are approaching our tolerances. We notify if:
 565    *  - we're the initiator and the current keypair is older than
 566    *    REKEY_AFTER_TIME_RECV seconds. */
 567   ret = SC_KEEP_KEY_FRESH;
 568   kp = r->r_current;
 569   if (kp != NULL && kp->kp_valid && kp->kp_is_initiator &&
 570       wg_birthdate_has_expired_opt (kp->kp_birthdate, REKEY_AFTER_TIME_RECV,
 571                                     time))
 572     goto error;
 573
 574   ret = SC_OK;
 575 error:
 576   return ret;
 577 }
 578
 579 static_always_inline void
 580 wg_find_outer_addr_port (vlib_buffer_t *b, ip46_address_t *addr, u16 *port,
 581                          u8 is_ip4)
 582 {
 583   if (is_ip4)
 584     {
 585       ip4_udp_header_t *ip4_udp_hdr =
 586         vlib_buffer_get_current (b) - sizeof (ip4_udp_header_t);
 587       ip46_address_set_ip4 (addr, &ip4_udp_hdr->ip4.src_address);
 588       *port = clib_net_to_host_u16 (ip4_udp_hdr->udp.src_port);
 589     }
 590   else
 591     {
 592       ip6_udp_header_t *ip6_udp_hdr =
 593         vlib_buffer_get_current (b) - sizeof (ip6_udp_header_t);
 594       ip46_address_set_ip6 (addr, &ip6_udp_hdr->ip6.src_address);
 595       *port = clib_net_to_host_u16 (ip6_udp_hdr->udp.src_port);
 596     }
 597 }
 598
 599 always_inline uword
 600 wg_input_inline (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node,
 601                  vlib_frame_t *frame, u8 is_ip4, u16 async_next_node)
 602 {
 603   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 604   vnet_interface_main_t *im = &vnm->interface_main;
 605   wg_main_t *wmp = &wg_main;
 606   wg_per_thread_data_t *ptd =
 607     vec_elt_at_index (wmp->per_thread_data, vm->thread_index);
 608   u32 *from = vlib_frame_vector_args (frame);
 609   u32 n_left_from = frame->n_vectors;
 610
 611   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 612   u32 thread_index = vm->thread_index;
 613   vnet_crypto_op_t **crypto_ops = &ptd->crypto_ops;
 614   const u16 drop_next = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 615   message_type_t header_type;
 616   vlib_buffer_t *data_bufs[VLIB_FRAME_SIZE];
 617   u32 data_bi[VLIB_FRAME_SIZE];  /* buffer index for data */
 618   u32 other_bi[VLIB_FRAME_SIZE]; /* buffer index for drop or handoff */
 619   u16 other_nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *other_next = other_nexts, n_other = 0;
 620   u16 data_nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *data_next = data_nexts, n_data = 0;
 621   u16 n_async = 0;
 622   const u8 is_async = wg_op_mode_is_set_ASYNC ();
 623   vnet_crypto_async_frame_t *async_frame = NULL;
 624
 625   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
 626   vec_reset_length (ptd->crypto_ops);
 627   vec_reset_length (ptd->async_frames);
 628
 629   f64 time = clib_time_now (&vm->clib_time) + vm->time_offset;
 630
 631   wg_peer_t *peer = NULL;
 632   u32 *last_peer_time_idx = NULL;
 633   u32 last_rec_idx = ~0;
 634
 635   bool is_keepalive = false;
 636   u32 *peer_idx = NULL;
 637   index_t peeri = INDEX_INVALID;
 638
 639   while (n_left_from > 0)
 640     {
 641       if (n_left_from > 2)
 642         {
 643           u8 *p;
 644           vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 645           p = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 646           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 647           CLIB_PREFETCH (vlib_buffer_get_tail (b[1]), CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 648                          LOAD);
 649         }
 650
 651       other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 652       data_nexts[n_data] = WG_INPUT_N_NEXT;
 653
 654       header_type =
 655         ((message_header_t *) vlib_buffer_get_current (b[0]))->type;
 656
 657       if (PREDICT_TRUE (header_type == MESSAGE_DATA))
 658         {
 659           message_data_t *data = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 660           u8 *iv_data = b[0]->pre_data;
 661           u32 buf_idx = from[b - bufs];
 662           peer_idx = wg_index_table_lookup (&wmp->index_table,
 663                                             data->receiver_index);
 664
 665           if (data->receiver_index != last_rec_idx)
 666             {
 667               peer_idx = wg_index_table_lookup (&wmp->index_table,
 668                                                 data->receiver_index);
 669               if (PREDICT_TRUE (peer_idx != NULL))
 670                 {
 671                   peeri = *peer_idx;
 672                   peer = wg_peer_get (peeri);
 673                   last_rec_idx = data->receiver_index;
 674                 }
 675               else
 676                 {
 677                   peer = NULL;
 678                   last_rec_idx = ~0;
 679                 }
 680             }
 681
 682           if (PREDICT_FALSE (!peer_idx))
 683             {
 684               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_ERROR;
 685               b[0]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_PEER];
 686               other_bi[n_other] = buf_idx;
 687               n_other += 1;
 688               goto out;
 689             }
 690
 691           if (PREDICT_FALSE (~0 == peer->input_thread_index))
 692             {
 693               /* this is the first packet to use this peer, claim the peer
 694                * for this thread.
 695                */
 696               clib_atomic_cmp_and_swap (&peer->input_thread_index, ~0,
 697                                         wg_peer_assign_thread (thread_index));
 698             }
 699
 700           if (PREDICT_TRUE (thread_index != peer->input_thread_index))
 701             {
 702               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA;
 703               other_bi[n_other] = buf_idx;
 704               n_other += 1;
 705               goto next;
 706             }
 707
 708           u16 encr_len = b[0]->current_length - sizeof (message_data_t);
 709           u16 decr_len = encr_len - NOISE_AUTHTAG_LEN;
 710           if (PREDICT_FALSE (decr_len >= WG_DEFAULT_DATA_SIZE))
 711             {
 712               b[0]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_TOO_BIG];
 713               other_bi[n_other] = buf_idx;
 714               n_other += 1;
 715               goto out;
 716             }
 717
 718           enum noise_state_crypt state_cr = wg_input_process (
 719             vm, ptd, crypto_ops, &async_frame, b[0], buf_idx, &peer->remote,
 720             data->receiver_index, data->counter, data->encrypted_data,
 721             decr_len, data->encrypted_data, n_data, iv_data, time, is_async,
 722             async_next_node);
 723
 724           if (PREDICT_FALSE (state_cr == SC_FAILED))
 725             {
 726               wg_peer_update_flags (*peer_idx, WG_PEER_ESTABLISHED, false);
 727               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_ERROR;
 728               b[0]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_DECRYPTION];
 729               other_bi[n_other] = buf_idx;
 730               n_other += 1;
 731               goto out;
 732             }
 733           if (!is_async)
 734             {
 735               data_bufs[n_data] = b[0];
 736               data_bi[n_data] = buf_idx;
 737               n_data += 1;
 738             }
 739           else
 740             {
 741               n_async += 1;
 742             }
 743
 744           if (PREDICT_FALSE (state_cr == SC_CONN_RESET))
 745             {
 746               wg_timers_handshake_complete (peer);
 747               goto next;
 748             }
 749           else if (PREDICT_FALSE (state_cr == SC_KEEP_KEY_FRESH))
 750             {
 751               wg_send_handshake_from_mt (peeri, false);
 752               goto next;
 753             }
 754           else if (PREDICT_TRUE (state_cr == SC_OK))
 755             goto next;
 756         }
 757       else
 758         {
 759           /* Handshake packets should be processed in main thread */
 760           if (thread_index != 0)
 761             {
 762               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE;
 763               other_bi[n_other] = from[b - bufs];
 764               n_other += 1;
 765               goto next;
 766             }
 767
 768           wg_input_error_t ret =
 769             wg_handshake_process (vm, wmp, b[0], node->node_index, is_ip4);
 770           if (ret != WG_INPUT_ERROR_NONE)
 771             {
 772               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_ERROR;
 773               b[0]->error = node->errors[ret];
 774               other_bi[n_other] = from[b - bufs];
 775               n_other += 1;
 776             }
 777           else
 778             {
 779               other_bi[n_other] = from[b - bufs];
 780               n_other += 1;
 781             }
 782         }
 783
 784     out:
 785       if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 786                          (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 787         {
 788           wg_input_trace_t *t = vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 789           t->type = header_type;
 790           t->current_length = b[0]->current_length;
 791           t->is_keepalive = is_keepalive;
 792           t->peer = peer_idx ? peeri : INDEX_INVALID;
 793         }
 794
 795     next:
 796       n_left_from -= 1;
 797       b += 1;
 798     }
 799
 800   /* decrypt packets */
 801   wg_input_process_ops (vm, node, ptd->crypto_ops, data_bufs, data_nexts,
 802                         drop_next);
 803
 804   /* process after decryption */
 805   b = data_bufs;
 806   n_left_from = n_data;
 807   last_rec_idx = ~0;
 808   last_peer_time_idx = NULL;
 809
 810   while (n_left_from > 0)
 811     {
 812       bool is_keepalive = false;
 813       u32 *peer_idx = NULL;
 814
 815       if (PREDICT_FALSE (data_next[0] == WG_INPUT_NEXT_PUNT))
 816         {
 817           goto trace;
 818         }
 819       if (n_left_from > 2)
 820         {
 821           u8 *p;
 822           vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 823           p = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 824           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 825           CLIB_PREFETCH (vlib_buffer_get_tail (b[1]), CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 826                          LOAD);
 827         }
 828
 829       message_data_t *data = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 830       ip46_address_t out_src_ip;
 831       u16 out_udp_src_port;
 832
 833       wg_find_outer_addr_port (b[0], &out_src_ip, &out_udp_src_port, is_ip4);
 834
 835       if (data->receiver_index != last_rec_idx)
 836         {
 837           peer_idx =
 838             wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, data->receiver_index);
 839           if (PREDICT_TRUE (peer_idx != NULL))
 840             {
 841               peeri = *peer_idx;
 842               peer = wg_peer_get (peeri);
 843               last_rec_idx = data->receiver_index;
 844             }
 845           else
 846             {
 847               peer = NULL;
 848               last_rec_idx = ~0;
 849             }
 850         }
 851
 852       if (PREDICT_TRUE (peer != NULL))
 853         {
 854           if (PREDICT_FALSE (wg_input_post_process (vm, b[0], data_next, peer,
 855                                                     data, &is_keepalive) < 0))
 856             goto trace;
 857         }
 858       else
 859         {
 860           data_next[0] = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 861           goto trace;
 862         }
 863
 864       if (PREDICT_FALSE (peer_idx && (last_peer_time_idx != peer_idx)))
 865         {
 866           if (PREDICT_FALSE (
 867                 !ip46_address_is_equal (&peer->dst.addr, &out_src_ip) ||
 868                 peer->dst.port != out_udp_src_port))
 869             wg_peer_update_endpoint_from_mt (peeri, &out_src_ip,
 870                                              out_udp_src_port);
 871           wg_timers_any_authenticated_packet_received_opt (peer, time);
 872           wg_timers_any_authenticated_packet_traversal (peer);
 873           last_peer_time_idx = peer_idx;
 874         }
 875
 876       vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters +
 877                                          VNET_INTERFACE_COUNTER_RX,
 878                                        vm->thread_index, peer->wg_sw_if_index,
 879                                        1 /* packets */, b[0]->current_length);
 880
 881     trace:
 882       if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 883                          (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 884         {
 885           wg_input_trace_t *t = vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 886           t->type = header_type;
 887           t->current_length = b[0]->current_length;
 888           t->is_keepalive = is_keepalive;
 889           t->peer = peer_idx ? peeri : INDEX_INVALID;
 890         }
 891
 892       b += 1;
 893       n_left_from -= 1;
 894       data_next += 1;
 895     }
 896
 897   if (n_async)
 898     {
 899       /* submit all of the open frames */
 900       vnet_crypto_async_frame_t **async_frame;
 901       vec_foreach (async_frame, ptd->async_frames)
 902         {
 903           if (PREDICT_FALSE (
 904                 vnet_crypto_async_submit_open_frame (vm, *async_frame) < 0))
 905             {
 906               u32 n_drop = (*async_frame)->n_elts;
 907               u32 *bi = (*async_frame)->buffer_indices;
 908               u16 index = n_other;
 909               while (n_drop--)
 910                 {
 911                   other_bi[index] = bi[0];
 912                   vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi[0]);
 913                   other_nexts[index] = drop_next;
 914                   b->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_CRYPTO_ENGINE_ERROR];
 915                   bi++;
 916                   index++;
 917                 }
 918               n_other += (*async_frame)->n_elts;
 919
 920               vnet_crypto_async_reset_frame (*async_frame);
 921               vnet_crypto_async_free_frame (vm, *async_frame);
 922             }
 923         }
 924     }
 925
 926   /* enqueue other bufs */
 927   if (n_other)
 928     vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, other_bi, other_next, n_other);
 929
 930   /* enqueue data bufs */
 931   if (n_data)
 932     vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, data_bi, data_nexts, n_data);
 933
 934   return frame->n_vectors;
 935 }
 936
 937 always_inline uword
 938 wg_input_post (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *frame,
 939                u8 is_ip4)
 940 {
 941   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 942   vnet_interface_main_t *im = &vnm->interface_main;
 943   wg_main_t *wmp = &wg_main;
 944   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 945   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next = nexts;
 946   u32 *from = vlib_frame_vector_args (frame);
 947   u32 n_left = frame->n_vectors;
 948   wg_peer_t *peer = NULL;
 949   u32 *peer_idx = NULL;
 950   u32 *last_peer_time_idx = NULL;
 951   index_t peeri = INDEX_INVALID;
 952   u32 last_rec_idx = ~0;
 953   f64 time = clib_time_now (&vm->clib_time) + vm->time_offset;
 954
 955   vlib_get_buffers (vm, from, b, n_left);
 956
 957   if (n_left >= 2)
 958     {
 959       vlib_prefetch_buffer_header (b[0], LOAD);
 960       vlib_prefetch_buffer_header (b[1], LOAD);
 961     }
 962
 963   while (n_left > 0)
 964     {
 965       if (n_left > 2)
 966         {
 967           u8 *p;
 968           vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 969           p = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 970           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 971         }
 972
 973       bool is_keepalive = false;
 974       message_data_t *data = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 975       ip46_address_t out_src_ip;
 976       u16 out_udp_src_port;
 977
 978       wg_find_outer_addr_port (b[0], &out_src_ip, &out_udp_src_port, is_ip4);
 979
 980       if (data->receiver_index != last_rec_idx)
 981         {
 982           peer_idx =
 983             wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, data->receiver_index);
 984
 985           if (PREDICT_TRUE (peer_idx != NULL))
 986             {
 987               peeri = *peer_idx;
 988               peer = wg_peer_get (peeri);
 989               last_rec_idx = data->receiver_index;
 990             }
 991           else
 992             {
 993               peer = NULL;
 994               last_rec_idx = ~0;
 995             }
 996         }
 997
 998       if (PREDICT_TRUE (peer != NULL))
 999         {
1000           if (PREDICT_FALSE (wg_input_post_process (vm, b[0], next, peer, data,
1001                                                     &is_keepalive) < 0))
1002             goto trace;
1003         }
1004       else
1005         {
1006           next[0] = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
1007           goto trace;
1008         }
1009
1010       if (PREDICT_FALSE (peer_idx && (last_peer_time_idx != peer_idx)))
1011         {
1012           if (PREDICT_FALSE (
1013                 !ip46_address_is_equal (&peer->dst.addr, &out_src_ip) ||
1014                 peer->dst.port != out_udp_src_port))
1015             wg_peer_update_endpoint_from_mt (peeri, &out_src_ip,
1016                                              out_udp_src_port);
1017           wg_timers_any_authenticated_packet_received_opt (peer, time);
1018           wg_timers_any_authenticated_packet_traversal (peer);
1019           last_peer_time_idx = peer_idx;
1020         }
1021
1022       vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters +
1023                                          VNET_INTERFACE_COUNTER_RX,
1024                                        vm->thread_index, peer->wg_sw_if_index,
1025                                        1 /* packets */, b[0]->current_length);
1026
1027     trace:
1028       if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
1029                          (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
1030         {
1031           wg_input_post_trace_t *t =
1032             vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
1033           t->next = next[0];
1034           t->peer = peer_idx ? peeri : INDEX_INVALID;
1035         }
1036
1037       b += 1;
1038       next += 1;
1039       n_left -= 1;
1040     }
1041
1042   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
1043   return frame->n_vectors;
1044 }
1045
1046 VLIB_NODE_FN (wg4_input_node)
1047 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *frame)
1048 {
1049   return wg_input_inline (vm, node, frame, /* is_ip4 */ 1,
1050                           wg_decrypt_async_next.wg4_post_next);
1051 }
1052
1053 VLIB_NODE_FN (wg6_input_node)
1054 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *frame)
1055 {
1056   return wg_input_inline (vm, node, frame, /* is_ip4 */ 0,
1057                           wg_decrypt_async_next.wg6_post_next);
1058 }
1059
1060 VLIB_NODE_FN (wg4_input_post_node)
1061 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *from_frame)
1062 {
1063   return wg_input_post (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 1);
1064 }
1065
1066 VLIB_NODE_FN (wg6_input_post_node)
1067 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *from_frame)
1068 {
1069   return wg_input_post (vm, node, from_frame, /* is_ip4 */ 0);
1070 }
1071
1072 /* *INDENT-OFF* */
1073 VLIB_REGISTER_NODE (wg4_input_node) =
1074 {
1075   .name = "wg4-input",
1076   .vector_size = sizeof (u32),
1077   .format_trace = format_wg_input_trace,
1078   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1079   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
1080   .error_strings = wg_input_error_strings,
1081   .n_next_nodes = WG_INPUT_N_NEXT,
1082   /* edit / add dispositions here */
1083   .next_nodes = {
1084         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE] = "wg4-handshake-handoff",
1085         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA] = "wg4-input-data-handoff",
1086         [WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
1087         [WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
1088         [WG_INPUT_NEXT_PUNT] = "error-punt",
1089         [WG_INPUT_NEXT_ERROR] = "error-drop",
1090   },
1091 };
1092
1093 VLIB_REGISTER_NODE (wg6_input_node) =
1094 {
1095   .name = "wg6-input",
1096   .vector_size = sizeof (u32),
1097   .format_trace = format_wg_input_trace,
1098   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1099   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
1100   .error_strings = wg_input_error_strings,
1101   .n_next_nodes = WG_INPUT_N_NEXT,
1102   /* edit / add dispositions here */
1103   .next_nodes = {
1104         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE] = "wg6-handshake-handoff",
1105         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA] = "wg6-input-data-handoff",
1106         [WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
1107         [WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
1108         [WG_INPUT_NEXT_PUNT] = "error-punt",
1109         [WG_INPUT_NEXT_ERROR] = "error-drop",
1110   },
1111 };
1112
1113 VLIB_REGISTER_NODE (wg4_input_post_node) = {
1114   .name = "wg4-input-post-node",
1115   .vector_size = sizeof (u32),
1116   .format_trace = format_wg_input_post_trace,
1117   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1118   .sibling_of = "wg4-input",
1119
1120   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
1121   .error_strings = wg_input_error_strings,
1122 };
1123
1124 VLIB_REGISTER_NODE (wg6_input_post_node) = {
1125   .name = "wg6-input-post-node",
1126   .vector_size = sizeof (u32),
1127   .format_trace = format_wg_input_post_trace,
1128   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1129   .sibling_of = "wg6-input",
1130
1131   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
1132   .error_strings = wg_input_error_strings,
1133 };
1134
1135 /* *INDENT-ON* */
1136
1137 /*
1138  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1139  *
1140  * Local Variables:
1141  * eval: (c-set-style "gnu")
1142  * End:
1143  */