src/vnet/ipsec/esp_decrypt.c

   1 /*
   2  * esp_decrypt.c : IPSec ESP decrypt node
   3  *
   4  * Copyright (c) 2015 Cisco and/or its affiliates.
   5  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   6  * you may not use this file except in compliance with the License.
   7  * You may obtain a copy of the License at:
   8  *
   9  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  10  *
  11  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  12  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  13  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  14  * See the License for the specific language governing permissions and
  15  * limitations under the License.
  16  */
  17
  18 #include <vnet/vnet.h>
  19 #include <vnet/api_errno.h>
  20 #include <vnet/ip/ip.h>
  21 #include <vnet/l2/l2_input.h>
  22
  23 #include <vnet/ipsec/ipsec.h>
  24 #include <vnet/ipsec/esp.h>
  25 #include <vnet/ipsec/ipsec_io.h>
  26 #include <vnet/ipsec/ipsec_tun.h>
  27
  28 #include <vnet/gre/gre.h>
  29
  30 #define foreach_esp_decrypt_next                \
  31 _(DROP, "error-drop")                           \
  32 _(IP4_INPUT, "ip4-input-no-checksum")           \
  33 _(IP6_INPUT, "ip6-input")                       \
  34 _(L2_INPUT, "l2-input")                         \
  35 _(HANDOFF, "handoff")
  36
  37 #define _(v, s) ESP_DECRYPT_NEXT_##v,
  38 typedef enum
  39 {
  40   foreach_esp_decrypt_next
  41 #undef _
  42     ESP_DECRYPT_N_NEXT,
  43 } esp_decrypt_next_t;
  44
  45
  46 #define foreach_esp_decrypt_error                               \
  47  _(RX_PKTS, "ESP pkts received")                                \
  48  _(DECRYPTION_FAILED, "ESP decryption failed")                  \
  49  _(INTEG_ERROR, "Integrity check failed")                       \
  50  _(CRYPTO_ENGINE_ERROR, "crypto engine error (packet dropped)") \
  51  _(REPLAY, "SA replayed packet")                                \
  52  _(RUNT, "undersized packet")                                   \
  53  _(NO_BUFFERS, "no buffers (packet dropped)")                   \
  54  _(OVERSIZED_HEADER, "buffer with oversized header (dropped)")  \
  55  _(NO_TAIL_SPACE, "no enough buffer tail space (dropped)")      \
  56  _(TUN_NO_PROTO, "no tunnel protocol")                          \
  57  _(UNSUP_PAYLOAD, "unsupported payload")                        \
  58
  59
  60 typedef enum
  61 {
  62 #define _(sym,str) ESP_DECRYPT_ERROR_##sym,
  63   foreach_esp_decrypt_error
  64 #undef _
  65     ESP_DECRYPT_N_ERROR,
  66 } esp_decrypt_error_t;
  67
  68 static char *esp_decrypt_error_strings[] = {
  69 #define _(sym,string) string,
  70   foreach_esp_decrypt_error
  71 #undef _
  72 };
  73
  74 typedef struct
  75 {
  76   u32 seq;
  77   u32 sa_seq;
  78   u32 sa_seq_hi;
  79   ipsec_crypto_alg_t crypto_alg;
  80   ipsec_integ_alg_t integ_alg;
  81 } esp_decrypt_trace_t;
  82
  83 /* packet trace format function */
  84 static u8 *
  85 format_esp_decrypt_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   esp_decrypt_trace_t *t = va_arg (*args, esp_decrypt_trace_t *);
  90
  91   s =
  92     format (s,
  93             "esp: crypto %U integrity %U pkt-seq %d sa-seq %u sa-seq-hi %u",
  94             format_ipsec_crypto_alg, t->crypto_alg, format_ipsec_integ_alg,
  95             t->integ_alg, t->seq, t->sa_seq, t->sa_seq_hi);
  96   return s;
  97 }
  98
  99 typedef struct
 100 {
 101   vlib_buffer_t *lb;
 102   union
 103   {
 104     struct
 105     {
 106       u8 icv_sz;
 107       u8 iv_sz;
 108       ipsec_sa_flags_t flags;
 109       u32 sa_index;
 110     };
 111     u64 sa_data;
 112   };
 113
 114   u32 seq;
 115   u32 free_buffer_index;
 116   i16 current_data;
 117   i16 current_length;
 118   u16 hdr_sz;
 119   u8 icv_removed;
 120   u8 __unused;
 121 } esp_decrypt_packet_data_t;
 122
 123 STATIC_ASSERT_SIZEOF (esp_decrypt_packet_data_t, 4 * sizeof (u64));
 124
 125 #define ESP_ENCRYPT_PD_F_FD_TRANSPORT (1 << 2)
 126
 127 static_always_inline void
 128 esp_process_ops (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 129                  vnet_crypto_op_t * ops, vlib_buffer_t * b[], u16 * nexts,
 130                  int e)
 131 {
 132   vnet_crypto_op_t *op = ops;
 133   u32 n_fail, n_ops = vec_len (ops);
 134
 135   if (n_ops == 0)
 136     return;
 137
 138   n_fail = n_ops - vnet_crypto_process_ops (vm, op, n_ops);
 139
 140   while (n_fail)
 141     {
 142       ASSERT (op - ops < n_ops);
 143       if (op->status != VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED)
 144         {
 145           u32 err, bi = op->user_data;
 146           if (op->status == VNET_CRYPTO_OP_STATUS_FAIL_BAD_HMAC)
 147             err = e;
 148           else
 149             err = ESP_DECRYPT_ERROR_CRYPTO_ENGINE_ERROR;
 150           b[bi]->error = node->errors[err];
 151           nexts[bi] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 152           n_fail--;
 153         }
 154       op++;
 155     }
 156 }
 157
 158 static_always_inline void
 159 esp_process_chained_ops (vlib_main_t * vm, vlib_node_runtime_t * node,
 160                          vnet_crypto_op_t * ops, vlib_buffer_t * b[],
 161                          u16 * nexts, vnet_crypto_op_chunk_t * chunks, int e)
 162 {
 163
 164   vnet_crypto_op_t *op = ops;
 165   u32 n_fail, n_ops = vec_len (ops);
 166
 167   if (n_ops == 0)
 168     return;
 169
 170   n_fail = n_ops - vnet_crypto_process_chained_ops (vm, op, chunks, n_ops);
 171
 172   while (n_fail)
 173     {
 174       ASSERT (op - ops < n_ops);
 175       if (op->status != VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED)
 176         {
 177           u32 err, bi = op->user_data;
 178           if (op->status == VNET_CRYPTO_OP_STATUS_FAIL_BAD_HMAC)
 179             err = e;
 180           else
 181             err = ESP_DECRYPT_ERROR_CRYPTO_ENGINE_ERROR;
 182           b[bi]->error = node->errors[err];
 183           nexts[bi] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 184           n_fail--;
 185         }
 186       op++;
 187     }
 188 }
 189
 190 always_inline void
 191 esp_remove_tail (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, vlib_buffer_t * last,
 192                  u16 tail)
 193 {
 194   vlib_buffer_t *before_last = b;
 195
 196   if (last->current_length > tail)
 197     {
 198       last->current_length -= tail;
 199       return;
 200     }
 201   ASSERT (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT);
 202
 203   while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 204     {
 205       before_last = b;
 206       b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
 207     }
 208   before_last->current_length -= tail - last->current_length;
 209   vlib_buffer_free_one (vm, before_last->next_buffer);
 210   before_last->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
 211 }
 212
 213 /* ICV is splitted in last two buffers so move it to the last buffer and
 214    return pointer to it */
 215 static_always_inline u8 *
 216 esp_move_icv (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * first,
 217               esp_decrypt_packet_data_t * pd, u16 icv_sz, u16 * dif)
 218 {
 219   vlib_buffer_t *before_last, *bp;
 220   u16 last_sz = pd->lb->current_length;
 221   u16 first_sz = icv_sz - last_sz;
 222
 223   bp = before_last = first;
 224   while (bp->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 225     {
 226       before_last = bp;
 227       bp = vlib_get_buffer (vm, bp->next_buffer);
 228     }
 229
 230   u8 *lb_curr = vlib_buffer_get_current (pd->lb);
 231   memmove (lb_curr + first_sz, lb_curr, last_sz);
 232   clib_memcpy_fast (lb_curr, vlib_buffer_get_tail (before_last) - first_sz,
 233                     first_sz);
 234   before_last->current_length -= first_sz;
 235   if (dif)
 236     dif[0] = first_sz;
 237   pd->lb = before_last;
 238   pd->icv_removed = 1;
 239   pd->free_buffer_index = before_last->next_buffer;
 240   before_last->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
 241   return lb_curr;
 242 }
 243
 244 static_always_inline int
 245 esp_insert_esn (vlib_main_t * vm, ipsec_sa_t * sa,
 246                 esp_decrypt_packet_data_t * pd, vnet_crypto_op_t * op,
 247                 u16 * len, vlib_buffer_t * b, u8 * payload)
 248 {
 249   if (!ipsec_sa_is_set_USE_ESN (sa))
 250     return 1;
 251
 252   /* shift ICV by 4 bytes to insert ESN */
 253   u32 seq_hi = clib_host_to_net_u32 (sa->seq_hi);
 254   u8 tmp[ESP_MAX_ICV_SIZE], sz = sizeof (sa->seq_hi);
 255
 256   if (pd->icv_removed)
 257     {
 258       u16 space_left = vlib_buffer_space_left_at_end (vm, pd->lb);
 259       if (space_left >= sz)
 260         {
 261           clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_tail (pd->lb), &seq_hi, sz);
 262           op->len += sz;
 263         }
 264       else
 265         return 0;
 266
 267       len[0] = b->current_length;
 268     }
 269   else
 270     {
 271       clib_memcpy_fast (tmp, payload + len[0], ESP_MAX_ICV_SIZE);
 272       clib_memcpy_fast (payload + len[0], &seq_hi, sz);
 273       clib_memcpy_fast (payload + len[0] + sz, tmp, ESP_MAX_ICV_SIZE);
 274       op->len += sz;
 275       op->digest += sz;
 276     }
 277   return 1;
 278 }
 279
 280 static_always_inline u8 *
 281 esp_move_icv_esn (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * first,
 282                   esp_decrypt_packet_data_t * pd, u16 icv_sz, ipsec_sa_t * sa,
 283                   u8 * extra_esn, vnet_crypto_op_t * op)
 284 {
 285   u16 dif = 0;
 286   u8 *digest = esp_move_icv (vm, first, pd, icv_sz, &dif);
 287   if (dif)
 288     op->len -= dif;
 289
 290   if (ipsec_sa_is_set_USE_ESN (sa))
 291     {
 292       u8 sz = sizeof (sa->seq_hi);
 293       u32 seq_hi = clib_host_to_net_u32 (sa->seq_hi);
 294       u16 space_left = vlib_buffer_space_left_at_end (vm, pd->lb);
 295
 296       if (space_left >= sz)
 297         {
 298           clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_tail (pd->lb), &seq_hi, sz);
 299           op->len += sz;
 300         }
 301       else
 302         {
 303           /* no space for ESN at the tail, use the next buffer
 304            * (with ICV data) */
 305           ASSERT (pd->icv_removed);
 306           vlib_buffer_t *tmp = vlib_get_buffer (vm, pd->free_buffer_index);
 307           clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (tmp) - sz, &seq_hi, sz);
 308           extra_esn[0] = 1;
 309         }
 310     }
 311   return digest;
 312 }
 313
 314 always_inline uword
 315 esp_decrypt_inline (vlib_main_t * vm,
 316                     vlib_node_runtime_t * node, vlib_frame_t * from_frame,
 317                     int is_ip6, int is_tun)
 318 {
 319   ipsec_main_t *im = &ipsec_main;
 320   u32 thread_index = vm->thread_index;
 321   u16 len;
 322   ipsec_per_thread_data_t *ptd = vec_elt_at_index (im->ptd, thread_index);
 323   u32 *from = vlib_frame_vector_args (from_frame);
 324   u32 n_left = from_frame->n_vectors;
 325   vlib_buffer_t *bufs[VLIB_FRAME_SIZE], **b = bufs;
 326   u16 nexts[VLIB_FRAME_SIZE], *next = nexts;
 327   esp_decrypt_packet_data_t pkt_data[VLIB_FRAME_SIZE], *pd = pkt_data;
 328   esp_decrypt_packet_data_t cpd = { };
 329   u32 current_sa_index = ~0, current_sa_bytes = 0, current_sa_pkts = 0;
 330   const u8 esp_sz = sizeof (esp_header_t);
 331   ipsec_sa_t *sa0 = 0;
 332   vnet_crypto_op_t _op, *op = &_op;
 333   vnet_crypto_op_chunk_t *ch;
 334   vnet_crypto_op_t **crypto_ops = &ptd->crypto_ops;
 335   vnet_crypto_op_t **integ_ops = &ptd->integ_ops;
 336
 337   vlib_get_buffers (vm, from, b, n_left);
 338   vec_reset_length (ptd->crypto_ops);
 339   vec_reset_length (ptd->integ_ops);
 340   vec_reset_length (ptd->chained_crypto_ops);
 341   vec_reset_length (ptd->chained_integ_ops);
 342   vec_reset_length (ptd->chunks);
 343   clib_memset_u16 (nexts, -1, n_left);
 344
 345   while (n_left > 0)
 346     {
 347       u8 *payload;
 348
 349       if (n_left > 2)
 350         {
 351           u8 *p;
 352           vlib_prefetch_buffer_header (b[2], LOAD);
 353           p = vlib_buffer_get_current (b[1]);
 354           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 355           p -= CLIB_CACHE_LINE_BYTES;
 356           CLIB_PREFETCH (p, CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 357         }
 358
 359       u32 n_bufs = vlib_buffer_chain_linearize (vm, b[0]);
 360       if (n_bufs == 0)
 361         {
 362           b[0]->error = node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_NO_BUFFERS];
 363           next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 364           goto next;
 365         }
 366
 367       if (vnet_buffer (b[0])->ipsec.sad_index != current_sa_index)
 368         {
 369           if (current_sa_pkts)
 370             vlib_increment_combined_counter (&ipsec_sa_counters, thread_index,
 371                                              current_sa_index,
 372                                              current_sa_pkts,
 373                                              current_sa_bytes);
 374           current_sa_bytes = current_sa_pkts = 0;
 375
 376           current_sa_index = vnet_buffer (b[0])->ipsec.sad_index;
 377           sa0 = pool_elt_at_index (im->sad, current_sa_index);
 378           cpd.icv_sz = sa0->integ_icv_size;
 379           cpd.iv_sz = sa0->crypto_iv_size;
 380           cpd.flags = sa0->flags;
 381           cpd.sa_index = current_sa_index;
 382         }
 383
 384       if (PREDICT_FALSE (~0 == sa0->decrypt_thread_index))
 385         {
 386           /* this is the first packet to use this SA, claim the SA
 387            * for this thread. this could happen simultaneously on
 388            * another thread */
 389           clib_atomic_cmp_and_swap (&sa0->decrypt_thread_index, ~0,
 390                                     ipsec_sa_assign_thread (thread_index));
 391         }
 392
 393       if (PREDICT_TRUE (thread_index != sa0->decrypt_thread_index))
 394         {
 395           next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_HANDOFF;
 396           goto next;
 397         }
 398
 399       /* store packet data for next round for easier prefetch */
 400       pd->sa_data = cpd.sa_data;
 401       pd->current_data = b[0]->current_data;
 402       pd->hdr_sz = pd->current_data - vnet_buffer (b[0])->l3_hdr_offset;
 403       payload = b[0]->data + pd->current_data;
 404       pd->seq = clib_host_to_net_u32 (((esp_header_t *) payload)->seq);
 405       pd->free_buffer_index = 0;
 406       pd->icv_removed = 0;
 407
 408       pd->lb = b[0];
 409       if (n_bufs > 1)
 410         {
 411           /* find last buffer in the chain */
 412           while (pd->lb->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 413             pd->lb = vlib_get_buffer (vm, pd->lb->next_buffer);
 414
 415           crypto_ops = &ptd->chained_crypto_ops;
 416           integ_ops = &ptd->chained_integ_ops;
 417         }
 418       pd->current_length = b[0]->current_length;
 419
 420       /* anti-reply check */
 421       if (ipsec_sa_anti_replay_check (sa0, pd->seq))
 422         {
 423           b[0]->error = node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_REPLAY];
 424           next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 425           goto next;
 426         }
 427
 428       if (pd->current_length < cpd.icv_sz + esp_sz + cpd.iv_sz)
 429         {
 430           b[0]->error = node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_RUNT];
 431           next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 432           goto next;
 433         }
 434
 435       len = pd->current_length - cpd.icv_sz;
 436       current_sa_pkts += 1;
 437       current_sa_bytes += vlib_buffer_length_in_chain (vm, b[0]);
 438
 439       if (PREDICT_TRUE (sa0->integ_op_id != VNET_CRYPTO_OP_NONE))
 440         {
 441           vnet_crypto_op_init (op, sa0->integ_op_id);
 442           op->key_index = sa0->integ_key_index;
 443           op->src = payload;
 444           op->flags = VNET_CRYPTO_OP_FLAG_HMAC_CHECK;
 445           op->user_data = b - bufs;
 446           op->digest = payload + len;
 447           op->digest_len = cpd.icv_sz;
 448           op->len = len;
 449
 450           if (pd->lb != b[0])
 451             {
 452               /* buffer is chained */
 453               vlib_buffer_t *cb = b[0];
 454               op->len = pd->current_length;
 455
 456               /* special case when ICV is splitted and needs to be reassembled
 457                * first -> move it to the last buffer. Also take into account
 458                * that ESN needs to be added after encrypted data and may or
 459                * may not fit in the tail.*/
 460               if (pd->lb->current_length < cpd.icv_sz)
 461                 {
 462                   u8 extra_esn = 0;
 463                   op->digest =
 464                     esp_move_icv_esn (vm, b[0], pd, cpd.icv_sz, sa0,
 465                                       &extra_esn, op);
 466
 467                   if (extra_esn)
 468                     {
 469                       /* esn is in the last buffer, that was unlinked from
 470                        * the chain */
 471                       op->len = b[0]->current_length;
 472                     }
 473                   else
 474                     {
 475                       if (pd->lb == b[0])
 476                         {
 477                           /* we now have a single buffer of crypto data, adjust
 478                            * the length (second buffer contains only ICV) */
 479                           integ_ops = &ptd->integ_ops;
 480                           crypto_ops = &ptd->crypto_ops;
 481                           len = b[0]->current_length;
 482                           goto out;
 483                         }
 484                     }
 485                 }
 486               else
 487                 op->digest = vlib_buffer_get_tail (pd->lb) - cpd.icv_sz;
 488
 489               op->flags |= VNET_CRYPTO_OP_FLAG_CHAINED_BUFFERS;
 490               op->chunk_index = vec_len (ptd->chunks);
 491               vec_add2 (ptd->chunks, ch, 1);
 492               ch->len = pd->current_length;
 493               ch->src = payload;
 494               cb = vlib_get_buffer (vm, cb->next_buffer);
 495               op->n_chunks = 1;
 496               while (1)
 497                 {
 498                   vec_add2 (ptd->chunks, ch, 1);
 499                   op->n_chunks += 1;
 500                   ch->src = vlib_buffer_get_current (cb);
 501                   if (pd->lb == cb)
 502                     {
 503                       if (pd->icv_removed)
 504                         ch->len = cb->current_length;
 505                       else
 506                         ch->len = cb->current_length - cpd.icv_sz;
 507                       if (ipsec_sa_is_set_USE_ESN (sa0))
 508                         {
 509                           u32 seq_hi = clib_host_to_net_u32 (sa0->seq_hi);
 510                           u8 tmp[ESP_MAX_ICV_SIZE], sz = sizeof (sa0->seq_hi);
 511                           u8 *esn;
 512                           vlib_buffer_t *tmp_b;
 513                           u16 space_left = vlib_buffer_space_left_at_end
 514                             (vm, pd->lb);
 515                           if (space_left < sz)
 516                             {
 517                               if (pd->icv_removed)
 518                                 {
 519                                   /* use pre-data area from the last bufer
 520                                      that was removed from the chain */
 521                                   tmp_b =
 522                                     vlib_get_buffer (vm,
 523                                                      pd->free_buffer_index);
 524                                   esn = tmp_b->data - sz;
 525                                 }
 526                               else
 527                                 {
 528                                   /* no space, need to allocate new buffer */
 529                                   u32 tmp_bi = 0;
 530                                   if (1 != vlib_buffer_alloc (vm, &tmp_bi, 1))
 531                                     {
 532                                       b[0]->error = node->errors
 533                                         [ESP_DECRYPT_ERROR_NO_BUFFERS];
 534                                       next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 535                                       goto next;
 536                                     }
 537                                   tmp_b = vlib_get_buffer (vm, tmp_bi);
 538                                   esn = tmp_b->data;
 539                                   pd->free_buffer_index = tmp_bi;
 540                                 }
 541                               clib_memcpy_fast (esn, &seq_hi, sz);
 542
 543                               vec_add2 (ptd->chunks, ch, 1);
 544                               op->n_chunks += 1;
 545                               ch->src = esn;
 546                               ch->len = sz;
 547                             }
 548                           else
 549                             {
 550                               if (pd->icv_removed)
 551                                 {
 552                                   clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_tail
 553                                                     (pd->lb), &seq_hi, sz);
 554                                 }
 555                               else
 556                                 {
 557                                   clib_memcpy_fast (tmp, op->digest,
 558                                                     ESP_MAX_ICV_SIZE);
 559                                   clib_memcpy_fast (op->digest, &seq_hi, sz);
 560                                   clib_memcpy_fast (op->digest + sz, tmp,
 561                                                     ESP_MAX_ICV_SIZE);
 562                                   op->digest += sz;
 563                                 }
 564                               ch->len += sz;
 565                             }
 566                         }
 567                       break;
 568                     }
 569                   else
 570                     ch->len = cb->current_length;
 571
 572                   if (!(cb->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
 573                     break;
 574
 575                   cb = vlib_get_buffer (vm, cb->next_buffer);
 576                 }
 577             }
 578           else
 579             esp_insert_esn (vm, sa0, pd, op, &len, b[0], payload);
 580         out:
 581           vec_add_aligned (integ_ops[0], op, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 582         }
 583
 584       payload += esp_sz;
 585       len -= esp_sz;
 586
 587       if (sa0->crypto_dec_op_id != VNET_CRYPTO_OP_NONE)
 588         {
 589           vnet_crypto_op_init (op, sa0->crypto_dec_op_id);
 590           op->key_index = sa0->crypto_key_index;
 591           op->iv = payload;
 592
 593           if (ipsec_sa_is_set_IS_AEAD (sa0))
 594             {
 595               esp_header_t *esp0;
 596               esp_aead_t *aad;
 597               u8 *scratch;
 598
 599               /*
 600                * construct the AAD and the nonce (Salt || IV) in a scratch
 601                * space in front of the IP header.
 602                */
 603               scratch = payload - esp_sz;
 604               esp0 = (esp_header_t *) (scratch);
 605
 606               scratch -= (sizeof (*aad) + pd->hdr_sz);
 607               op->aad = scratch;
 608
 609               esp_aad_fill (op, esp0, sa0);
 610
 611               /*
 612                * we don't need to refer to the ESP header anymore so we
 613                * can overwrite it with the salt and use the IV where it is
 614                * to form the nonce = (Salt + IV)
 615                */
 616               op->iv -= sizeof (sa0->salt);
 617               clib_memcpy_fast (op->iv, &sa0->salt, sizeof (sa0->salt));
 618
 619               op->tag = payload + len;
 620               op->tag_len = 16;
 621             }
 622           op->src = op->dst = payload += cpd.iv_sz;
 623           op->len = len - cpd.iv_sz;
 624           op->user_data = b - bufs;
 625
 626           if (pd->lb != b[0])
 627             {
 628               /* buffer is chained */
 629               vlib_buffer_t *cb = b[0];
 630               op->flags |= VNET_CRYPTO_OP_FLAG_CHAINED_BUFFERS;
 631               op->chunk_index = vec_len (ptd->chunks);
 632               vec_add2 (ptd->chunks, ch, 1);
 633               ch->len = len - cpd.iv_sz + cpd.icv_sz;
 634               ch->src = ch->dst = payload;
 635               cb = vlib_get_buffer (vm, cb->next_buffer);
 636               op->n_chunks = 1;
 637
 638               while (1)
 639                 {
 640                   vec_add2 (ptd->chunks, ch, 1);
 641                   op->n_chunks += 1;
 642                   ch->src = ch->dst = vlib_buffer_get_current (cb);
 643                   if (pd->lb == cb)
 644                     {
 645                       if (ipsec_sa_is_set_IS_AEAD (sa0))
 646                         {
 647                           if (pd->lb->current_length < cpd.icv_sz)
 648                             {
 649                               u16 dif = 0;
 650                               op->tag =
 651                                 esp_move_icv (vm, b[0], pd, cpd.icv_sz, &dif);
 652
 653                               /* this chunk does not contain crypto data */
 654                               op->n_chunks -= 1;
 655
 656                               /* and fix previous chunk's length as it might have
 657                                  been changed */
 658                               ASSERT (op->n_chunks > 0);
 659                               if (pd->lb == b[0])
 660                                 ch[-1].len -= dif;
 661                               else
 662                                 ch[-1].len = pd->lb->current_length;
 663                               break;
 664                             }
 665                           else
 666                             op->tag =
 667                               vlib_buffer_get_tail (pd->lb) - cpd.icv_sz;
 668                         }
 669
 670                       if (pd->icv_removed)
 671                         ch->len = cb->current_length;
 672                       else
 673                         ch->len = cb->current_length - cpd.icv_sz;
 674                     }
 675                   else
 676                     ch->len = cb->current_length;
 677
 678                   if (!(cb->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
 679                     break;
 680
 681                   cb = vlib_get_buffer (vm, cb->next_buffer);
 682                 }
 683             }
 684
 685           vec_add_aligned (crypto_ops[0], op, 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 686         }
 687
 688       /* next */
 689     next:
 690       n_left -= 1;
 691       next += 1;
 692       pd += 1;
 693       b += 1;
 694     }
 695
 696   if (PREDICT_TRUE (~0 != current_sa_index))
 697     vlib_increment_combined_counter (&ipsec_sa_counters, thread_index,
 698                                      current_sa_index, current_sa_pkts,
 699                                      current_sa_bytes);
 700
 701   esp_process_ops (vm, node, ptd->integ_ops, bufs, nexts,
 702                    ESP_DECRYPT_ERROR_INTEG_ERROR);
 703   esp_process_chained_ops (vm, node, ptd->chained_integ_ops, bufs, nexts,
 704                            ptd->chunks, ESP_DECRYPT_ERROR_INTEG_ERROR);
 705
 706   esp_process_ops (vm, node, ptd->crypto_ops, bufs, nexts,
 707                    ESP_DECRYPT_ERROR_DECRYPTION_FAILED);
 708   esp_process_chained_ops (vm, node, ptd->chained_crypto_ops, bufs, nexts,
 709                            ptd->chunks, ESP_DECRYPT_ERROR_DECRYPTION_FAILED);
 710
 711   /* Post decryption ronud - adjust packet data start and length and next
 712      node */
 713
 714   n_left = from_frame->n_vectors;
 715   next = nexts;
 716   pd = pkt_data;
 717   b = bufs;
 718
 719   while (n_left)
 720     {
 721       const u8 tun_flags = IPSEC_SA_FLAG_IS_TUNNEL |
 722         IPSEC_SA_FLAG_IS_TUNNEL_V6;
 723
 724       if (n_left >= 2)
 725         {
 726           void *data = b[1]->data + pd[1].current_data;
 727
 728           /* buffer metadata */
 729           vlib_prefetch_buffer_header (b[1], LOAD);
 730
 731           /* esp_footer_t */
 732           CLIB_PREFETCH (data + pd[1].current_length - pd[1].icv_sz - 2,
 733                          CLIB_CACHE_LINE_BYTES, LOAD);
 734
 735           /* packet headers */
 736           CLIB_PREFETCH (data - CLIB_CACHE_LINE_BYTES,
 737                          CLIB_CACHE_LINE_BYTES * 2, LOAD);
 738         }
 739
 740       if (next[0] < ESP_DECRYPT_N_NEXT)
 741         goto trace;
 742
 743       sa0 = vec_elt_at_index (im->sad, pd->sa_index);
 744
 745       /*
 746        * redo the anti-reply check
 747        * in this frame say we have sequence numbers, s, s+1, s+1, s+1
 748        * and s and s+1 are in the window. When we did the anti-replay
 749        * check above we did so against the state of the window (W),
 750        * after packet s-1. So each of the packets in the sequence will be
 751        * accepted.
 752        * This time s will be cheked against Ws-1, s+1 chceked against Ws
 753        * (i.e. the window state is updated/advnaced)
 754        * so this time the successive s+! packet will be dropped.
 755        * This is a consequence of batching the decrypts. If the
 756        * check-dcrypt-advance process was done for each packet it would
 757        * be fine. But we batch the decrypts because it's much more efficient
 758        * to do so in SW and if we offload to HW and the process is async.
 759        *
 760        * You're probably thinking, but this means an attacker can send the
 761        * above sequence and cause VPP to perform decrpyts that will fail,
 762        * and that's true. But if the attacker can determine s (a valid
 763        * sequence number in the window) which is non-trivial, it can generate
 764        * a sequence s, s+1, s+2, s+3, ... s+n and nothing will prevent any
 765        * implementation, sequential or batching, from decrypting these.
 766        */
 767       if (ipsec_sa_anti_replay_check (sa0, pd->seq))
 768         {
 769           b[0]->error = node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_REPLAY];
 770           next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 771           goto trace;
 772         }
 773
 774       ipsec_sa_anti_replay_advance (sa0, pd->seq);
 775
 776       u8 pad_length = 0, next_header = 0;
 777       u16 icv_sz = pd->icv_removed ? 0 : pd->icv_sz;
 778
 779       if (pd->free_buffer_index)
 780         vlib_buffer_free_one (vm, pd->free_buffer_index);
 781
 782       if (pd->lb->current_length < sizeof (esp_footer_t) + icv_sz)
 783         {
 784           /* esp footer is either splitted in two buffers or in the before
 785            * last buffer */
 786
 787           vlib_buffer_t *before_last = b[0], *bp = b[0];
 788           while (bp->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
 789             {
 790               before_last = bp;
 791               bp = vlib_get_buffer (vm, bp->next_buffer);
 792             }
 793           u8 *bt = vlib_buffer_get_tail (before_last);
 794
 795           if (pd->lb->current_length == icv_sz)
 796             {
 797               esp_footer_t *f = (esp_footer_t *) (bt - sizeof (*f));
 798               pad_length = f->pad_length;
 799               next_header = f->next_header;
 800             }
 801           else
 802             {
 803               pad_length = (bt - 1)[0];
 804               next_header = ((u8 *) vlib_buffer_get_current (pd->lb))[0];
 805             }
 806         }
 807       else
 808         {
 809           esp_footer_t *f =
 810             (esp_footer_t *) (pd->lb->data + pd->lb->current_data +
 811                               pd->lb->current_length - sizeof (esp_footer_t) -
 812                               icv_sz);
 813           pad_length = f->pad_length;
 814           next_header = f->next_header;
 815         }
 816
 817       u16 adv = pd->iv_sz + esp_sz;
 818       u16 tail = sizeof (esp_footer_t) + pad_length + icv_sz;
 819       u16 tail_orig = sizeof (esp_footer_t) + pad_length + pd->icv_sz;
 820       b[0]->flags &= ~VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
 821
 822       if ((pd->flags & tun_flags) == 0 && !is_tun)      /* transport mode */
 823         {
 824           u8 udp_sz = (is_ip6 == 0 && pd->flags & IPSEC_SA_FLAG_UDP_ENCAP) ?
 825             sizeof (udp_header_t) : 0;
 826           u16 ip_hdr_sz = pd->hdr_sz - udp_sz;
 827           u8 *old_ip = b[0]->data + pd->current_data - ip_hdr_sz - udp_sz;
 828           u8 *ip = old_ip + adv + udp_sz;
 829
 830           if (is_ip6 && ip_hdr_sz > 64)
 831             memmove (ip, old_ip, ip_hdr_sz);
 832           else
 833             clib_memcpy_le64 (ip, old_ip, ip_hdr_sz);
 834
 835           b[0]->current_data = pd->current_data + adv - ip_hdr_sz;
 836           b[0]->current_length += ip_hdr_sz - adv;
 837           esp_remove_tail (vm, b[0], pd->lb, tail);
 838
 839           if (is_ip6)
 840             {
 841               ip6_header_t *ip6 = (ip6_header_t *) ip;
 842               u16 len = clib_net_to_host_u16 (ip6->payload_length);
 843               len -= adv + tail_orig;
 844               ip6->payload_length = clib_host_to_net_u16 (len);
 845               ip6->protocol = next_header;
 846               next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_IP6_INPUT;
 847             }
 848           else
 849             {
 850               ip4_header_t *ip4 = (ip4_header_t *) ip;
 851               ip_csum_t sum = ip4->checksum;
 852               u16 len = clib_net_to_host_u16 (ip4->length);
 853               len = clib_host_to_net_u16 (len - adv - tail_orig - udp_sz);
 854               sum = ip_csum_update (sum, ip4->protocol, next_header,
 855                                     ip4_header_t, protocol);
 856               sum = ip_csum_update (sum, ip4->length, len,
 857                                     ip4_header_t, length);
 858               ip4->checksum = ip_csum_fold (sum);
 859               ip4->protocol = next_header;
 860               ip4->length = len;
 861               next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_IP4_INPUT;
 862             }
 863         }
 864       else
 865         {
 866           if (PREDICT_TRUE (next_header == IP_PROTOCOL_IP_IN_IP))
 867             {
 868               next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_IP4_INPUT;
 869               b[0]->current_data = pd->current_data + adv;
 870               b[0]->current_length = pd->current_length - adv;
 871               esp_remove_tail (vm, b[0], pd->lb, tail);
 872             }
 873           else if (next_header == IP_PROTOCOL_IPV6)
 874             {
 875               next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_IP6_INPUT;
 876               b[0]->current_data = pd->current_data + adv;
 877               b[0]->current_length = pd->current_length - adv;
 878               esp_remove_tail (vm, b[0], pd->lb, tail);
 879             }
 880           else
 881             {
 882               if (is_tun && next_header == IP_PROTOCOL_GRE)
 883                 {
 884                   gre_header_t *gre;
 885
 886                   b[0]->current_data = pd->current_data + adv;
 887                   b[0]->current_length = pd->current_length - adv - tail;
 888
 889                   gre = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 890
 891                   vlib_buffer_advance (b[0], sizeof (*gre));
 892
 893                   switch (clib_net_to_host_u16 (gre->protocol))
 894                     {
 895                     case GRE_PROTOCOL_teb:
 896                       vnet_update_l2_len (b[0]);
 897                       next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_L2_INPUT;
 898                       break;
 899                     case GRE_PROTOCOL_ip4:
 900                       next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_IP4_INPUT;
 901                       break;
 902                     case GRE_PROTOCOL_ip6:
 903                       next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_IP6_INPUT;
 904                       break;
 905                     default:
 906                       b[0]->error =
 907                         node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_UNSUP_PAYLOAD];
 908                       next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 909                       break;
 910                     }
 911                 }
 912               else
 913                 {
 914                   next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 915                   b[0]->error = node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_UNSUP_PAYLOAD];
 916                   goto trace;
 917                 }
 918             }
 919           if (is_tun)
 920             {
 921               if (ipsec_sa_is_set_IS_PROTECT (sa0))
 922                 {
 923                   /*
 924                    * There are two encap possibilities
 925                    * 1) the tunnel and ths SA are prodiving encap, i.e. it's
 926                    *   MAC | SA-IP | TUN-IP | ESP | PAYLOAD
 927                    * implying the SA is in tunnel mode (on a tunnel interface)
 928                    * 2) only the tunnel provides encap
 929                    *   MAC | TUN-IP | ESP | PAYLOAD
 930                    * implying the SA is in transport mode.
 931                    *
 932                    * For 2) we need only strip the tunnel encap and we're good.
 933                    *  since the tunnel and crypto ecnap (int the tun=protect
 934                    * object) are the same and we verified above that these match
 935                    * for 1) we need to strip the SA-IP outer headers, to
 936                    * reveal the tunnel IP and then check that this matches
 937                    * the configured tunnel.
 938                    */
 939                   const ipsec_tun_protect_t *itp;
 940
 941                   itp = ipsec_tun_protect_get
 942                     (vnet_buffer (b[0])->ipsec.protect_index);
 943
 944                   if (PREDICT_TRUE (next_header == IP_PROTOCOL_IP_IN_IP))
 945                     {
 946                       const ip4_header_t *ip4;
 947
 948                       ip4 = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 949
 950                       if (!ip46_address_is_equal_v4 (&itp->itp_tun.src,
 951                                                      &ip4->dst_address) ||
 952                           !ip46_address_is_equal_v4 (&itp->itp_tun.dst,
 953                                                      &ip4->src_address))
 954                         {
 955                           next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 956                           b[0]->error =
 957                             node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_TUN_NO_PROTO];
 958                         }
 959                     }
 960                   else if (next_header == IP_PROTOCOL_IPV6)
 961                     {
 962                       const ip6_header_t *ip6;
 963
 964                       ip6 = vlib_buffer_get_current (b[0]);
 965
 966                       if (!ip46_address_is_equal_v6 (&itp->itp_tun.src,
 967                                                      &ip6->dst_address) ||
 968                           !ip46_address_is_equal_v6 (&itp->itp_tun.dst,
 969                                                      &ip6->src_address))
 970                         {
 971                           next[0] = ESP_DECRYPT_NEXT_DROP;
 972                           b[0]->error =
 973                             node->errors[ESP_DECRYPT_ERROR_TUN_NO_PROTO];
 974                         }
 975                     }
 976                 }
 977             }
 978         }
 979
 980     trace:
 981       if (PREDICT_FALSE (b[0]->flags & VLIB_BUFFER_IS_TRACED))
 982         {
 983           esp_decrypt_trace_t *tr;
 984           tr = vlib_add_trace (vm, node, b[0], sizeof (*tr));
 985           sa0 = pool_elt_at_index (im->sad,
 986                                    vnet_buffer (b[0])->ipsec.sad_index);
 987           tr->crypto_alg = sa0->crypto_alg;
 988           tr->integ_alg = sa0->integ_alg;
 989           tr->seq = pd->seq;
 990           tr->sa_seq = sa0->last_seq;
 991           tr->sa_seq_hi = sa0->seq_hi;
 992         }
 993
 994       /* next */
 995       n_left -= 1;
 996       next += 1;
 997       pd += 1;
 998       b += 1;
 999     }
1000
1001   n_left = from_frame->n_vectors;
1002   vlib_node_increment_counter (vm, node->node_index,
1003                                ESP_DECRYPT_ERROR_RX_PKTS, n_left);
1004
1005   vlib_buffer_enqueue_to_next (vm, node, from, nexts, n_left);
1006
1007   return n_left;
1008 }
1009
1010 VLIB_NODE_FN (esp4_decrypt_node) (vlib_main_t * vm,
1011                                   vlib_node_runtime_t * node,
1012                                   vlib_frame_t * from_frame)
1013 {
1014   return esp_decrypt_inline (vm, node, from_frame, 0, 0);
1015 }
1016
1017 VLIB_NODE_FN (esp4_decrypt_tun_node) (vlib_main_t * vm,
1018                                       vlib_node_runtime_t * node,
1019                                       vlib_frame_t * from_frame)
1020 {
1021   return esp_decrypt_inline (vm, node, from_frame, 0, 1);
1022 }
1023
1024 VLIB_NODE_FN (esp6_decrypt_node) (vlib_main_t * vm,
1025                                   vlib_node_runtime_t * node,
1026                                   vlib_frame_t * from_frame)
1027 {
1028   return esp_decrypt_inline (vm, node, from_frame, 1, 0);
1029 }
1030
1031 VLIB_NODE_FN (esp6_decrypt_tun_node) (vlib_main_t * vm,
1032                                       vlib_node_runtime_t * node,
1033                                       vlib_frame_t * from_frame)
1034 {
1035   return esp_decrypt_inline (vm, node, from_frame, 1, 1);
1036 }
1037
1038 /* *INDENT-OFF* */
1039 VLIB_REGISTER_NODE (esp4_decrypt_node) = {
1040   .name = "esp4-decrypt",
1041   .vector_size = sizeof (u32),
1042   .format_trace = format_esp_decrypt_trace,
1043   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1044
1045   .n_errors = ARRAY_LEN(esp_decrypt_error_strings),
1046   .error_strings = esp_decrypt_error_strings,
1047
1048   .n_next_nodes = ESP_DECRYPT_N_NEXT,
1049   .next_nodes = {
1050     [ESP_DECRYPT_NEXT_DROP] = "ip4-drop",
1051     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
1052     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
1053     [ESP_DECRYPT_NEXT_L2_INPUT] = "l2-input",
1054     [ESP_DECRYPT_NEXT_HANDOFF] = "esp4-decrypt-handoff",
1055   },
1056 };
1057
1058 VLIB_REGISTER_NODE (esp6_decrypt_node) = {
1059   .name = "esp6-decrypt",
1060   .vector_size = sizeof (u32),
1061   .format_trace = format_esp_decrypt_trace,
1062   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1063
1064   .n_errors = ARRAY_LEN(esp_decrypt_error_strings),
1065   .error_strings = esp_decrypt_error_strings,
1066
1067   .n_next_nodes = ESP_DECRYPT_N_NEXT,
1068   .next_nodes = {
1069     [ESP_DECRYPT_NEXT_DROP] = "ip6-drop",
1070     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
1071     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
1072     [ESP_DECRYPT_NEXT_L2_INPUT] = "l2-input",
1073     [ESP_DECRYPT_NEXT_HANDOFF]=  "esp6-decrypt-handoff",
1074   },
1075 };
1076
1077 VLIB_REGISTER_NODE (esp4_decrypt_tun_node) = {
1078   .name = "esp4-decrypt-tun",
1079   .vector_size = sizeof (u32),
1080   .format_trace = format_esp_decrypt_trace,
1081   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1082   .n_errors = ARRAY_LEN(esp_decrypt_error_strings),
1083   .error_strings = esp_decrypt_error_strings,
1084   .n_next_nodes = ESP_DECRYPT_N_NEXT,
1085   .next_nodes = {
1086     [ESP_DECRYPT_NEXT_DROP] = "ip4-drop",
1087     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
1088     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
1089     [ESP_DECRYPT_NEXT_L2_INPUT] = "l2-input",
1090     [ESP_DECRYPT_NEXT_HANDOFF] = "esp4-decrypt-tun-handoff",
1091   },
1092 };
1093
1094 VLIB_REGISTER_NODE (esp6_decrypt_tun_node) = {
1095   .name = "esp6-decrypt-tun",
1096   .vector_size = sizeof (u32),
1097   .format_trace = format_esp_decrypt_trace,
1098   .type = VLIB_NODE_TYPE_INTERNAL,
1099   .n_errors = ARRAY_LEN(esp_decrypt_error_strings),
1100   .error_strings = esp_decrypt_error_strings,
1101   .n_next_nodes = ESP_DECRYPT_N_NEXT,
1102   .next_nodes = {
1103     [ESP_DECRYPT_NEXT_DROP] = "ip6-drop",
1104     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP4_INPUT] = "ip4-input-no-checksum",
1105     [ESP_DECRYPT_NEXT_IP6_INPUT] = "ip6-input",
1106     [ESP_DECRYPT_NEXT_L2_INPUT] = "l2-input",
1107     [ESP_DECRYPT_NEXT_HANDOFF]=  "esp6-decrypt-tun-handoff",
1108   },
1109 };
1110 /* *INDENT-ON* */
1111
1112 /*
1113  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
1114  *
1115  * Local Variables:
1116  * eval: (c-set-style "gnu")
1117  * End:
1118  */