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   _ (PEER, "Peer error")                                                      \
  29   _ (INTERFACE, "Interface error")                                            \
  30   _ (DECRYPTION, "Failed during decryption")                                  \
  31   _ (KEEPALIVE_SEND, "Failed while sending Keepalive")                        \
  32   _ (HANDSHAKE_SEND, "Failed while sending Handshake")                        \
  33   _ (HANDSHAKE_RECEIVE, "Failed while receiving Handshake")                   \
  34   _ (TOO_BIG, "Packet too big")                                               \
  35   _ (UNDEFINED, "Undefined error")                                            \
  36   _ (CRYPTO_ENGINE_ERROR, "crypto engine error (packet dropped)")
  37
  38 typedef enum
  39 {
  40 #define _(sym,str) WG_INPUT_ERROR_##sym,
  41   foreach_wg_input_error
  42 #undef _
  43     WG_INPUT_N_ERROR,
  44 } wg_input_error_t;
  45
  46 static char *wg_input_error_strings[] = {
  47 #define _(sym,string) string,
  48   foreach_wg_input_error
  49 #undef _
  50 };
  51
  52 typedef struct
  53 {
  54   message_type_t type;
  55   u16 current_length;
  56   bool is_keepalive;
  57   index_t peer;
  58 } wg_input_trace_t;
  59
  60 typedef struct
  61 {
  62   index_t peer;
  63   u16 next;
  64 } wg_input_post_trace_t;
  65
  66 u8 *
  67 format_wg_message_type (u8 * s, va_list * args)
  68 {
  69   message_type_t type = va_arg (*args, message_type_t);
  70
  71   switch (type)
  72     {
  73 #define _(v,a) case MESSAGE_##v: return (format (s, "%s", a));
  74       foreach_wg_message_type
  75 #undef _
  76     }
  77   return (format (s, "unknown"));
  78 }
  79
  80 /* packet trace format function */
  81 static u8 *
  82 format_wg_input_trace (u8 * s, va_list * args)
  83 {
  84   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
  85   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
  86
  87   wg_input_trace_t *t = va_arg (*args, wg_input_trace_t *);
  88
  89   s = format (s, "Wireguard input: \n");
  90   s = format (s, "    Type: %U\n", format_wg_message_type, t->type);
  91   s = format (s, "    Peer: %d\n", t->peer);
  92   s = format (s, "    Length: %d\n", t->current_length);
  93   s = format (s, "    Keepalive: %s", t->is_keepalive ? "true" : "false");
  94
  95   return s;
  96 }
  97
  98 /* post-node packet trace format function */
  99 static u8 *
 100 format_wg_input_post_trace (u8 *s, va_list *args)
 101 {
 102   CLIB_UNUSED (vlib_main_t * vm) = va_arg (*args, vlib_main_t *);
 103   CLIB_UNUSED (vlib_node_t * node) = va_arg (*args, vlib_node_t *);
 104
 105   wg_input_post_trace_t *t = va_arg (*args, wg_input_post_trace_t *);
 106
 107   s = format (s, "WG input post: \n");
 108   s = format (s, "  peer: %u\n", t->peer);
 109   s = format (s, "  next: %u\n", t->next);
 110
 111   return s;
 112 }
 113
 114 typedef enum
 115 {
 116   WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE,
 117   WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA,
 118   WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT,
 119   WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT,
 120   WG_INPUT_NEXT_PUNT,
 121   WG_INPUT_NEXT_ERROR,
 122   WG_INPUT_N_NEXT,
 123 } wg_input_next_t;
 124
 125 /* static void */
 126 /* set_peer_address (wg_peer_t * peer, ip4_address_t ip4, u16 udp_port) */
 127 /* { */
 128 /*   if (peer) */
 129 /*     { */
 130 /*       ip46_address_set_ip4 (&peer->dst.addr, &ip4); */
 131 /*       peer->dst.port = udp_port; */
 132 /*     } */
 133 /* } */
 134
 135 static u8
 136 is_ip4_header (u8 *data)
 137 {
 138   return (data[0] >> 4) == 0x4;
 139 }
 140
 141 static wg_input_error_t
 142 wg_handshake_process (vlib_main_t *vm, wg_main_t *wmp, vlib_buffer_t *b,
 143                       u32 node_idx, u8 is_ip4)
 144 {
 145   ASSERT (vm->thread_index == 0);
 146
 147   enum cookie_mac_state mac_state;
 148   bool packet_needs_cookie;
 149   bool under_load;
 150   index_t *wg_ifs;
 151   wg_if_t *wg_if;
 152   wg_peer_t *peer = NULL;
 153
 154   void *current_b_data = vlib_buffer_get_current (b);
 155
 156   ip46_address_t src_ip;
 157   if (is_ip4)
 158     {
 159       ip4_header_t *iph4 =
 160         current_b_data - sizeof (udp_header_t) - sizeof (ip4_header_t);
 161       ip46_address_set_ip4 (&src_ip, &iph4->src_address);
 162     }
 163   else
 164     {
 165       ip6_header_t *iph6 =
 166         current_b_data - sizeof (udp_header_t) - sizeof (ip6_header_t);
 167       ip46_address_set_ip6 (&src_ip, &iph6->src_address);
 168     }
 169
 170   udp_header_t *uhd = current_b_data - sizeof (udp_header_t);
 171   u16 udp_src_port = clib_host_to_net_u16 (uhd->src_port);;
 172   u16 udp_dst_port = clib_host_to_net_u16 (uhd->dst_port);;
 173
 174   message_header_t *header = current_b_data;
 175   under_load = false;
 176
 177   if (PREDICT_FALSE (header->type == MESSAGE_HANDSHAKE_COOKIE))
 178     {
 179       message_handshake_cookie_t *packet =
 180         (message_handshake_cookie_t *) current_b_data;
 181       u32 *entry =
 182         wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, packet->receiver_index);
 183       if (entry)
 184         peer = wg_peer_get (*entry);
 185       else
 186         return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 187
 188       // TODO: Implement cookie_maker_consume_payload
 189
 190       return WG_INPUT_ERROR_NONE;
 191     }
 192
 193   u32 len = (header->type == MESSAGE_HANDSHAKE_INITIATION ?
 194              sizeof (message_handshake_initiation_t) :
 195              sizeof (message_handshake_response_t));
 196
 197   message_macs_t *macs = (message_macs_t *)
 198     ((u8 *) current_b_data + len - sizeof (*macs));
 199
 200   index_t *ii;
 201   wg_ifs = wg_if_indexes_get_by_port (udp_dst_port);
 202   if (NULL == wg_ifs)
 203     return WG_INPUT_ERROR_INTERFACE;
 204
 205   vec_foreach (ii, wg_ifs)
 206     {
 207       wg_if = wg_if_get (*ii);
 208       if (NULL == wg_if)
 209         continue;
 210
 211       mac_state = cookie_checker_validate_macs (
 212         vm, &wg_if->cookie_checker, macs, current_b_data, len, under_load,
 213         &src_ip, udp_src_port);
 214       if (mac_state == INVALID_MAC)
 215         {
 216           wg_if = NULL;
 217           continue;
 218         }
 219       break;
 220     }
 221
 222   if (NULL == wg_if)
 223     return WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_MAC;
 224
 225   if ((under_load && mac_state == VALID_MAC_WITH_COOKIE)
 226       || (!under_load && mac_state == VALID_MAC_BUT_NO_COOKIE))
 227     packet_needs_cookie = false;
 228   else if (under_load && mac_state == VALID_MAC_BUT_NO_COOKIE)
 229     packet_needs_cookie = true;
 230   else
 231     return WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_MAC;
 232
 233   switch (header->type)
 234     {
 235     case MESSAGE_HANDSHAKE_INITIATION:
 236       {
 237         message_handshake_initiation_t *message = current_b_data;
 238
 239         if (packet_needs_cookie)
 240           {
 241             // TODO: Add processing
 242           }
 243         noise_remote_t *rp;
 244         if (noise_consume_initiation
 245             (vm, noise_local_get (wg_if->local_idx), &rp,
 246              message->sender_index, message->unencrypted_ephemeral,
 247              message->encrypted_static, message->encrypted_timestamp))
 248           {
 249             peer = wg_peer_get (rp->r_peer_idx);
 250           }
 251         else
 252           {
 253             return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 254           }
 255
 256         // set_peer_address (peer, ip4_src, udp_src_port);
 257         if (PREDICT_FALSE (!wg_send_handshake_response (vm, peer)))
 258           {
 259             vlib_node_increment_counter (vm, node_idx,
 260                                          WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_SEND, 1);
 261           }
 262         else
 263           {
 264             wg_peer_update_flags (rp->r_peer_idx, WG_PEER_ESTABLISHED, true);
 265           }
 266         break;
 267       }
 268     case MESSAGE_HANDSHAKE_RESPONSE:
 269       {
 270         message_handshake_response_t *resp = current_b_data;
 271         index_t peeri = INDEX_INVALID;
 272         u32 *entry =
 273           wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, resp->receiver_index);
 274
 275         if (PREDICT_TRUE (entry != NULL))
 276           {
 277             peeri = *entry;
 278             peer = wg_peer_get (peeri);
 279             if (wg_peer_is_dead (peer))
 280               return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 281           }
 282         else
 283           return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 284
 285         if (!noise_consume_response
 286             (vm, &peer->remote, resp->sender_index,
 287              resp->receiver_index, resp->unencrypted_ephemeral,
 288              resp->encrypted_nothing))
 289           {
 290             return WG_INPUT_ERROR_PEER;
 291           }
 292         if (packet_needs_cookie)
 293           {
 294             // TODO: Add processing
 295           }
 296
 297         // set_peer_address (peer, ip4_src, udp_src_port);
 298         if (noise_remote_begin_session (vm, &peer->remote))
 299           {
 300
 301             wg_timers_session_derived (peer);
 302             wg_timers_handshake_complete (peer);
 303             if (PREDICT_FALSE (!wg_send_keepalive (vm, peer)))
 304               {
 305                 vlib_node_increment_counter (vm, node_idx,
 306                                              WG_INPUT_ERROR_KEEPALIVE_SEND, 1);
 307               }
 308             else
 309               {
 310                 wg_peer_update_flags (peeri, WG_PEER_ESTABLISHED, true);
 311               }
 312           }
 313         break;
 314       }
 315     default:
 316       return WG_INPUT_ERROR_HANDSHAKE_RECEIVE;
 317     }
 318
 319   wg_timers_any_authenticated_packet_received (peer);
 320   wg_timers_any_authenticated_packet_traversal (peer);
 321   return WG_INPUT_ERROR_NONE;
 322 }
 323
 324 static_always_inline int
 325 wg_input_post_process (vlib_main_t *vm, vlib_buffer_t *b, u16 *next,
 326                        wg_peer_t *peer, message_data_t *data,
 327                        bool *is_keepalive)
 328 {
 329   next[0] = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 330
 331   noise_keypair_t *kp =
 332     wg_get_active_keypair (&peer->remote, data->receiver_index);
 333
 334   if (!noise_counter_recv (&kp->kp_ctr, data->counter))
 335     {
 336       return -1;
 337     }
 338
 339   u16 encr_len = b->current_length - sizeof (message_data_t);
 340   u16 decr_len = encr_len - NOISE_AUTHTAG_LEN;
 341
 342   vlib_buffer_advance (b, sizeof (message_data_t));
 343   b->current_length = decr_len;
 344   vnet_buffer_offload_flags_clear (b, VNET_BUFFER_OFFLOAD_F_UDP_CKSUM);
 345
 346   /* Keepalive packet has zero length */
 347   if (decr_len == 0)
 348     {
 349       *is_keepalive = true;
 350       return -1;
 351     }
 352
 353   wg_timers_data_received (peer);
 354
 355   ip46_address_t src_ip;
 356   u8 is_ip4_inner = is_ip4_header (vlib_buffer_get_current (b));
 357   if (is_ip4_inner)
 358     {
 359       ip46_address_set_ip4 (
 360         &src_ip, &((ip4_header_t *) vlib_buffer_get_current (b))->src_address);
 361     }
 362   else
 363     {
 364       ip46_address_set_ip6 (
 365         &src_ip, &((ip6_header_t *) vlib_buffer_get_current (b))->src_address);
 366     }
 367
 368   const fib_prefix_t *allowed_ip;
 369   bool allowed = false;
 370
 371   /*
 372    * we could make this into an ACL, but the expectation
 373    * is that there aren't many allowed IPs and thus a linear
 374    * walk is faster than an ACL
 375    */
 376   vec_foreach (allowed_ip, peer->allowed_ips)
 377     {
 378       if (fib_prefix_is_cover_addr_46 (allowed_ip, &src_ip))
 379         {
 380           allowed = true;
 381           break;
 382         }
 383     }
 384   if (allowed)
 385     {
 386       vnet_buffer (b)->sw_if_index[VLIB_RX] = peer->wg_sw_if_index;
 387       next[0] =
 388         is_ip4_inner ? WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT : WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT;
 389     }
 390
 391   return 0;
 392 }
 393
 394 static_always_inline void
 395 wg_input_process_ops (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node,
 396                       vnet_crypto_op_t *ops, vlib_buffer_t *b[], u16 *nexts,
 397                       u16 drop_next)
 398 {
 399   u32 n_fail, n_ops = vec_len (ops);
 400   vnet_crypto_op_t *op = ops;
 401
 402   if (n_ops == 0)
 403     return;
 404
 405   n_fail = n_ops - vnet_crypto_process_ops (vm, op, n_ops);
 406
 407   while (n_fail)
 408     {
 409       ASSERT (op - ops < n_ops);
 410
 411       if (op->status != VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED)
 412         {
 413           u32 bi = op->user_data;
 414           b[bi]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_DECRYPTION];
 415           nexts[bi] = drop_next;
 416           n_fail--;
 417         }
 418       op++;
 419     }
 420 }
 421
 422 always_inline void
 423 wg_prepare_sync_dec_op (vlib_main_t *vm, vnet_crypto_op_t **crypto_ops,
 424                         u8 *src, u32 src_len, u8 *dst, u8 *aad, u32 aad_len,
 425                         vnet_crypto_key_index_t key_index, u32 bi, u8 *iv)
 426 {
 427   vnet_crypto_op_t _op, *op = &_op;
 428   u8 src_[] = {};
 429
 430   vec_add2_aligned (crypto_ops[0], op, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 431   vnet_crypto_op_init (op, VNET_CRYPTO_OP_CHACHA20_POLY1305_DEC);
 432
 433   op->tag_len = NOISE_AUTHTAG_LEN;
 434   op->tag = src + src_len;
 435   op->src = !src ? src_ : src;
 436   op->len = src_len;
 437   op->dst = dst;
 438   op->key_index = key_index;
 439   op->aad = aad;
 440   op->aad_len = aad_len;
 441   op->iv = iv;
 442   op->user_data = bi;
 443   op->flags |= VNET_CRYPTO_OP_FLAG_HMAC_CHECK;
 444 }
 445
 446 static_always_inline void
 447 wg_input_add_to_frame (vlib_main_t *vm, vnet_crypto_async_frame_t *f,
 448                        u32 key_index, u32 crypto_len, i16 crypto_start_offset,
 449                        u32 buffer_index, u16 next_node, u8 *iv, u8 *tag,
 450                        u8 flags)
 451 {
 452   vnet_crypto_async_frame_elt_t *fe;
 453   u16 index;
 454
 455   ASSERT (f->n_elts < VNET_CRYPTO_FRAME_SIZE);
 456
 457   index = f->n_elts;
 458   fe = &f->elts[index];
 459   f->n_elts++;
 460   fe->key_index = key_index;
 461   fe->crypto_total_length = crypto_len;
 462   fe->crypto_start_offset = crypto_start_offset;
 463   fe->iv = iv;
 464   fe->tag = tag;
 465   fe->flags = flags;
 466   f->buffer_indices[index] = buffer_index;
 467   f->next_node_index[index] = next_node;
 468 }
 469
 470 static_always_inline enum noise_state_crypt
 471 wg_input_process (vlib_main_t *vm, wg_per_thread_data_t *ptd,
 472                   vnet_crypto_op_t **crypto_ops,
 473                   vnet_crypto_async_frame_t **async_frame, vlib_buffer_t *b,
 474                   u32 buf_idx, noise_remote_t *r, uint32_t r_idx,
 475                   uint64_t nonce, uint8_t *src, size_t srclen, uint8_t *dst,
 476                   u32 from_idx, u8 *iv, f64 time, u8 is_async,
 477                   u16 async_next_node)
 478 {
 479   noise_keypair_t *kp;
 480   enum noise_state_crypt ret = SC_FAILED;
 481
 482   if ((kp = wg_get_active_keypair (r, r_idx)) == NULL)
 483     {
 484       goto error;
 485     }
 486
 487   /* We confirm that our values are within our tolerances. These values
 488    * are the same as the encrypt routine.
 489    *
 490    * kp_ctr isn't locked here, we're happy to accept a racy read. */
 491   if (wg_birthdate_has_expired_opt (kp->kp_birthdate, REJECT_AFTER_TIME,
 492                                     time) ||
 493       kp->kp_ctr.c_recv >= REJECT_AFTER_MESSAGES)
 494     goto error;
 495
 496   /* Decrypt, then validate the counter. We don't want to validate the
 497    * counter before decrypting as we do not know the message is authentic
 498    * prior to decryption. */
 499
 500   clib_memset (iv, 0, 4);
 501   clib_memcpy (iv + 4, &nonce, sizeof (nonce));
 502
 503   if (is_async)
 504     {
 505       if (NULL == *async_frame ||
 506           vnet_crypto_async_frame_is_full (*async_frame))
 507         {
 508           *async_frame = vnet_crypto_async_get_frame (
 509             vm, VNET_CRYPTO_OP_CHACHA20_POLY1305_TAG16_AAD0_DEC);
 510           /* Save the frame to the list we'll submit at the end */
 511           vec_add1 (ptd->async_frames, *async_frame);
 512         }
 513
 514       wg_input_add_to_frame (vm, *async_frame, kp->kp_recv_index, srclen,
 515                              src - b->data, buf_idx, async_next_node, iv,
 516                              src + srclen, VNET_CRYPTO_OP_FLAG_HMAC_CHECK);
 517     }
 518   else
 519     {
 520       wg_prepare_sync_dec_op (vm, crypto_ops, src, srclen, dst, NULL, 0,
 521                               kp->kp_recv_index, from_idx, iv);
 522     }
 523
 524   /* If we've received the handshake confirming data packet then move the
 525    * next keypair into current. If we do slide the next keypair in, then
 526    * we skip the REKEY_AFTER_TIME_RECV check. This is safe to do as a
 527    * data packet can't confirm a session that we are an INITIATOR of. */
 528   if (kp == r->r_next)
 529     {
 530       clib_rwlock_writer_lock (&r->r_keypair_lock);
 531       if (kp == r->r_next && kp->kp_local_index == r_idx)
 532         {
 533           noise_remote_keypair_free (vm, r, &r->r_previous);
 534           r->r_previous = r->r_current;
 535           r->r_current = r->r_next;
 536           r->r_next = NULL;
 537
 538           ret = SC_CONN_RESET;
 539           clib_rwlock_writer_unlock (&r->r_keypair_lock);
 540           goto error;
 541         }
 542       clib_rwlock_writer_unlock (&r->r_keypair_lock);
 543     }
 544
 545   /* Similar to when we encrypt, we want to notify the caller when we
 546    * are approaching our tolerances. We notify if:
 547    *  - we're the initiator and the current keypair is older than
 548    *    REKEY_AFTER_TIME_RECV seconds. */
 549   ret = SC_KEEP_KEY_FRESH;
 550   kp = r->r_current;
 551   if (kp != NULL && kp->kp_valid && kp->kp_is_initiator &&
 552       wg_birthdate_has_expired_opt (kp->kp_birthdate, REKEY_AFTER_TIME_RECV,
 553                                     time))
 554     goto error;
 555
 556   ret = SC_OK;
 557 error:
 558   return ret;
 559 }
 560
 561 always_inline uword
 562 wg_input_inline (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node,
 563                  vlib_frame_t *frame, u8 is_ip4, u16 async_next_node)
 564 {
 565   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 566   vnet_interface_main_t *im = &vnm->interface_main;
 567   wg_main_t *wmp = &wg_main;
 568   wg_per_thread_data_t *ptd =
 569     vec_elt_at_index (wmp->per_thread_data, vm->thread_index);
 570   u32 *from = vlib_frame_vector_args (frame);
 571   u32 n_left_from = frame->n_vectors;
 572
 573   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 574   u32 thread_index = vm->thread_index;
 575   vnet_crypto_op_t **crypto_ops = &ptd->crypto_ops;
 576   const u16 drop_next = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 577   message_type_t header_type;
 578   vlib_buffer_t *data_bufs[VLIB_FRAME_SIZE];
 579   u32 data_bi[VLIB_FRAME_SIZE];  /* buffer index for data */
 580   u32 other_bi[VLIB_FRAME_SIZE]; /* buffer index for drop or handoff */
 581   u16 other_nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *other_next = other_nexts, n_other = 0;
 582   u16 data_nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *data_next = data_nexts, n_data = 0;
 583   u16 n_async = 0;
 584   const u8 is_async = wg_op_mode_is_set_ASYNC ();
 585   vnet_crypto_async_frame_t *async_frame = NULL;
 586
 587   vlib_get_buffers (vm, from, bufs, n_left_from);
 588   vec_reset_length (ptd->crypto_ops);
 589   vec_reset_length (ptd->async_frames);
 590
 591   f64 time = clib_time_now (&vm->clib_time) + vm->time_offset;
 592
 593   wg_peer_t *peer = NULL;
 594   u32 *last_peer_time_idx = NULL;
 595   u32 last_rec_idx = ~0;
 596
 597   bool is_keepalive = false;
 598   u32 *peer_idx = NULL;
 599
 600   while (n_left_from > 0)
 601     {
 602       if (n_left_from > 2)
 603         {
 604           u8 *p;
 605           vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 606           p = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 607           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 608           CLIB_PREFETCH (vlib_buffer_get_tail (b[1]), CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 609                          LOAD);
 610         }
 611
 612       other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 613       data_nexts[n_data] = WG_INPUT_N_NEXT;
 614
 615       header_type =
 616         ((message_header_t *) vlib_buffer_get_current (b[0]))->type;
 617
 618       if (PREDICT_TRUE (header_type == MESSAGE_DATA))
 619         {
 620           message_data_t *data = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 621           u8 *iv_data = b[0]->pre_data;
 622           u32 buf_idx = from[b - bufs];
 623           peer_idx = wg_index_table_lookup (&wmp->index_table,
 624                                             data->receiver_index);
 625
 626           if (data->receiver_index != last_rec_idx)
 627             {
 628               peer_idx = wg_index_table_lookup (&wmp->index_table,
 629                                                 data->receiver_index);
 630               if (PREDICT_TRUE (peer_idx != NULL))
 631                 {
 632                   peer = wg_peer_get (*peer_idx);
 633                 }
 634               last_rec_idx = data->receiver_index;
 635             }
 636
 637           if (PREDICT_FALSE (!peer_idx))
 638             {
 639               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_ERROR;
 640               b[0]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_PEER];
 641               other_bi[n_other] = buf_idx;
 642               n_other += 1;
 643               goto out;
 644             }
 645
 646           if (PREDICT_FALSE (~0 == peer->input_thread_index))
 647             {
 648               /* this is the first packet to use this peer, claim the peer
 649                * for this thread.
 650                */
 651               clib_atomic_cmp_and_swap (&peer->input_thread_index, ~0,
 652                                         wg_peer_assign_thread (thread_index));
 653             }
 654
 655           if (PREDICT_TRUE (thread_index != peer->input_thread_index))
 656             {
 657               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA;
 658               other_bi[n_other] = buf_idx;
 659               n_other += 1;
 660               goto next;
 661             }
 662
 663           u16 encr_len = b[0]->current_length - sizeof (message_data_t);
 664           u16 decr_len = encr_len - NOISE_AUTHTAG_LEN;
 665           if (PREDICT_FALSE (decr_len >= WG_DEFAULT_DATA_SIZE))
 666             {
 667               b[0]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_TOO_BIG];
 668               other_bi[n_other] = buf_idx;
 669               n_other += 1;
 670               goto out;
 671             }
 672
 673           enum noise_state_crypt state_cr = wg_input_process (
 674             vm, ptd, crypto_ops, &async_frame, b[0], buf_idx, &peer->remote,
 675             data->receiver_index, data->counter, data->encrypted_data,
 676             decr_len, data->encrypted_data, n_data, iv_data, time, is_async,
 677             async_next_node);
 678
 679           if (PREDICT_FALSE (state_cr == SC_FAILED))
 680             {
 681               wg_peer_update_flags (*peer_idx, WG_PEER_ESTABLISHED, false);
 682               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_ERROR;
 683               b[0]->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_DECRYPTION];
 684               other_bi[n_other] = buf_idx;
 685               n_other += 1;
 686               goto out;
 687             }
 688           if (!is_async)
 689             {
 690               data_bufs[n_data] = b[0];
 691               data_bi[n_data] = buf_idx;
 692               n_data += 1;
 693             }
 694           else
 695             {
 696               n_async += 1;
 697             }
 698
 699           if (PREDICT_FALSE (state_cr == SC_CONN_RESET))
 700             {
 701               wg_timers_handshake_complete (peer);
 702               goto next;
 703             }
 704           else if (PREDICT_FALSE (state_cr == SC_KEEP_KEY_FRESH))
 705             {
 706               wg_send_handshake_from_mt (*peer_idx, false);
 707               goto next;
 708             }
 709           else if (PREDICT_TRUE (state_cr == SC_OK))
 710             goto next;
 711         }
 712       else
 713         {
 714           peer_idx = NULL;
 715
 716           /* Handshake packets should be processed in main thread */
 717           if (thread_index != 0)
 718             {
 719               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE;
 720               other_bi[n_other] = from[b - bufs];
 721               n_other += 1;
 722               goto next;
 723             }
 724
 725           wg_input_error_t ret =
 726             wg_handshake_process (vm, wmp, b[0], node->node_index, is_ip4);
 727           if (ret != WG_INPUT_ERROR_NONE)
 728             {
 729               other_next[n_other] = WG_INPUT_NEXT_ERROR;
 730               b[0]->error = node->errors[ret];
 731               other_bi[n_other] = from[b - bufs];
 732               n_other += 1;
 733             }
 734           else
 735             {
 736               other_bi[n_other] = from[b - bufs];
 737               n_other += 1;
 738             }
 739         }
 740
 741     out:
 742       if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 743                          (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 744         {
 745           wg_input_trace_t *t = vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 746           t->type = header_type;
 747           t->current_length = b[0]->current_length;
 748           t->is_keepalive = is_keepalive;
 749           t->peer = peer_idx ? *peer_idx : INDEX_INVALID;
 750         }
 751
 752     next:
 753       n_left_from -= 1;
 754       b += 1;
 755     }
 756
 757   /* decrypt packets */
 758   wg_input_process_ops (vm, node, ptd->crypto_ops, data_bufs, data_nexts,
 759                         drop_next);
 760
 761   /* process after decryption */
 762   b = data_bufs;
 763   n_left_from = n_data;
 764   last_rec_idx = ~0;
 765   last_peer_time_idx = NULL;
 766
 767   while (n_left_from > 0)
 768     {
 769       bool is_keepalive = false;
 770       u32 *peer_idx = NULL;
 771
 772       if (PREDICT_FALSE (data_next[0] == WG_INPUT_NEXT_PUNT))
 773         {
 774           goto trace;
 775         }
 776       if (n_left_from > 2)
 777         {
 778           u8 *p;
 779           vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 780           p = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 781           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 782           CLIB_PREFETCH (vlib_buffer_get_tail (b[1]), CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 783                          LOAD);
 784         }
 785
 786       message_data_t *data = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 787
 788       if (data->receiver_index != last_rec_idx)
 789         {
 790           peer_idx =
 791             wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, data->receiver_index);
 792           peer = wg_peer_get (*peer_idx);
 793           last_rec_idx = data->receiver_index;
 794         }
 795
 796       if (PREDICT_FALSE (wg_input_post_process (vm, b[0], data_next, peer,
 797                                                 data, &is_keepalive) < 0))
 798         goto trace;
 799
 800       if (PREDICT_FALSE (peer_idx && (last_peer_time_idx != peer_idx)))
 801         {
 802           wg_timers_any_authenticated_packet_received_opt (peer, time);
 803           wg_timers_any_authenticated_packet_traversal (peer);
 804           last_peer_time_idx = peer_idx;
 805         }
 806
 807       vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters +
 808                                          VNET_INTERFACE_COUNTER_RX,
 809                                        vm->thread_index, peer->wg_sw_if_index,
 810                                        1 /* packets */, b[0]->current_length);
 811
 812     trace:
 813       if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 814                          (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 815         {
 816           wg_input_trace_t *t = vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 817           t->type = header_type;
 818           t->current_length = b[0]->current_length;
 819           t->is_keepalive = is_keepalive;
 820           t->peer = peer_idx ? *peer_idx : INDEX_INVALID;
 821         }
 822
 823       b += 1;
 824       n_left_from -= 1;
 825       data_next += 1;
 826     }
 827
 828   if (n_async)
 829     {
 830       /* submit all of the open frames */
 831       vnet_crypto_async_frame_t **async_frame;
 832       vec_foreach (async_frame, ptd->async_frames)
 833         {
 834           if (PREDICT_FALSE (
 835                 vnet_crypto_async_submit_open_frame (vm, *async_frame) < 0))
 836             {
 837               u32 n_drop = (*async_frame)->n_elts;
 838               u32 *bi = (*async_frame)->buffer_indices;
 839               u16 index = n_other;
 840               while (n_drop--)
 841                 {
 842                   other_bi[index] = bi[0];
 843                   vlib_buffer_t *b = vlib_get_buffer (vm, bi[0]);
 844                   other_nexts[index] = drop_next;
 845                   b->error = node->errors[WG_INPUT_ERROR_CRYPTO_ENGINE_ERROR];
 846                   bi++;
 847                   index++;
 848                 }
 849               n_other += (*async_frame)->n_elts;
 850
 851               vnet_crypto_async_reset_frame (*async_frame);
 852               vnet_crypto_async_free_frame (vm, *async_frame);
 853             }
 854         }
 855     }
 856
 857   /* enqueue other bufs */
 858   if (n_other)
 859     vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, other_bi, other_next, n_other);
 860
 861   /* enqueue data bufs */
 862   if (n_data)
 863     vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, data_bi, data_nexts, n_data);
 864
 865   return frame->n_vectors;
 866 }
 867
 868 always_inline uword
 869 wg_input_post (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *frame)
 870 {
 871   vnet_main_t *vnm = vnet_get_main ();
 872   vnet_interface_main_t *im = &vnm->interface_main;
 873   wg_main_t *wmp = &wg_main;
 874   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 875   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next = nexts;
 876   u32 *from = vlib_frame_vector_args (frame);
 877   u32 n_left = frame->n_vectors;
 878   wg_peer_t *peer = NULL;
 879   u32 *peer_idx = NULL;
 880   u32 *last_peer_time_idx = NULL;
 881   u32 last_rec_idx = ~0;
 882   f64 time = clib_time_now (&vm->clib_time) + vm->time_offset;
 883
 884   vlib_get_buffers (vm, from, b, n_left);
 885
 886   if (n_left >= 2)
 887     {
 888       vlib_prefetch_buffer_header (b[0], LOAD);
 889       vlib_prefetch_buffer_header (b[1], LOAD);
 890     }
 891
 892   while (n_left > 0)
 893     {
 894       if (n_left > 2)
 895         {
 896           u8 *p;
 897           vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 898           p = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 899           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 900         }
 901
 902       bool is_keepalive = false;
 903       message_data_t *data = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 904
 905       if (data->receiver_index != last_rec_idx)
 906         {
 907           peer_idx =
 908             wg_index_table_lookup (&wmp->index_table, data->receiver_index);
 909
 910           peer = wg_peer_get (*peer_idx);
 911           last_rec_idx = data->receiver_index;
 912         }
 913
 914       if (PREDICT_TRUE (peer != NULL))
 915         {
 916           if (PREDICT_FALSE (wg_input_post_process (vm, b[0], next, peer, data,
 917                                                     &is_keepalive) < 0))
 918             goto trace;
 919         }
 920       else
 921         {
 922           next[0] = WG_INPUT_NEXT_PUNT;
 923           goto trace;
 924         }
 925
 926       if (PREDICT_FALSE (peer_idx && (last_peer_time_idx != peer_idx)))
 927         {
 928           wg_timers_any_authenticated_packet_received_opt (peer, time);
 929           wg_timers_any_authenticated_packet_traversal (peer);
 930           last_peer_time_idx = peer_idx;
 931         }
 932
 933       vlib_increment_combined_counter (im->combined_sw_if_counters +
 934                                          VNET_INTERFACE_COUNTER_RX,
 935                                        vm->thread_index, peer->wg_sw_if_index,
 936                                        1 /* packets */, b[0]->current_length);
 937
 938     trace:
 939       if (PREDICT_FALSE ((node->flags & VLIB_NODE_FLAG_TRACE) &&
 940                          (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED)))
 941         {
 942           wg_input_post_trace_t *t =
 943             vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*t));
 944           t->next = next[0];
 945           t->peer = peer_idx ? *peer_idx : INDEX_INVALID;
 946         }
 947
 948       b += 1;
 949       next += 1;
 950       n_left -= 1;
 951     }
 952
 953   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, frame->n_vectors);
 954   return frame->n_vectors;
 955 }
 956
 957 VLIB_NODE_FN (wg4_input_node)
 958 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *frame)
 959 {
 960   return wg_input_inline (vm, node, frame, /* is_ip4 */ 1,
 961                           wg_decrypt_async_next.wg4_post_next);
 962 }
 963
 964 VLIB_NODE_FN (wg6_input_node)
 965 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *frame)
 966 {
 967   return wg_input_inline (vm, node, frame, /* is_ip4 */ 0,
 968                           wg_decrypt_async_next.wg6_post_next);
 969 }
 970
 971 VLIB_NODE_FN (wg4_input_post_node)
 972 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *from_frame)
 973 {
 974   return wg_input_post (vm, node, from_frame);
 975 }
 976
 977 VLIB_NODE_FN (wg6_input_post_node)
 978 (vlib_main_t *vm, vlib_node_runtime_t *node, vlib_frame_t *from_frame)
 979 {
 980   return wg_input_post (vm, node, from_frame);
 981 }
 982
 983 /* *INDENT-OFF* */
 984 VLIB_REGISTER_NODE (wg4_input_node) =
 985 {
 986   .name = "wg4-input",
 987   .vector_size = sizeof (u32),
 988   .format_trace = format_wg_input_trace,
 989   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
 990   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
 991   .error_strings = wg_input_error_strings,
 992   .n_next_nodes = WG_INPUT_N_NEXT,
 993   /* edit / add dispositions here */
 994   .next_nodes = {
 995         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE] = "wg4-handshake-handoff",
 996         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA] = "wg4-input-data-handoff",
 997         [WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
 998         [WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
 999         [WG_INPUT_NEXT_PUNT] = "error-punt",
1000         [WG_INPUT_NEXT_ERROR] = "error-drop",
1001   },
1002 };
1003
1004 VLIB_REGISTER_NODE (wg6_input_node) =
1005 {
1006   .name = "wg6-input",
1007   .vector_size = sizeof (u32),
1008   .format_trace = format_wg_input_trace,
1009   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1010   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
1011   .error_strings = wg_input_error_strings,
1012   .n_next_nodes = WG_INPUT_N_NEXT,
1013   /* edit / add dispositions here */
1014   .next_nodes = {
1015         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_HANDSHAKE] = "wg6-handshake-handoff",
1016         [WG_INPUT_NEXT_HANDOFF_DATA] = "wg6-input-data-handoff",
1017         [WG_INPUT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
1018         [WG_INPUT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
1019         [WG_INPUT_NEXT_PUNT] = "error-punt",
1020         [WG_INPUT_NEXT_ERROR] = "error-drop",
1021   },
1022 };
1023
1024 VLIB_REGISTER_NODE (wg4_input_post_node) = {
1025   .name = "wg4-input-post-node",
1026   .vector_size = sizeof (u32),
1027   .format_trace = format_wg_input_post_trace,
1028   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1029   .sibling_of = "wg4-input",
1030
1031   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
1032   .error_strings = wg_input_error_strings,
1033 };
1034
1035 VLIB_REGISTER_NODE (wg6_input_post_node) = {
1036   .name = "wg6-input-post-node",
1037   .vector_size = sizeof (u32),
1038   .format_trace = format_wg_input_post_trace,
1039   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1040   .sibling_of = "wg6-input",
1041
1042   .n_errors = ARRAY_LEN (wg_input_error_strings),
1043   .error_strings = wg_input_error_strings,
1044 };
1045
1046 /* *INDENT-ON* */
1047
1048 /*
1049  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1050  *
1051  * Local Variables:
1052  * eval: (c-set-style "gnu")
1053  * End:
1054  */