mac80211: Let drivers have access to TKIP key offets for TX and RX MIC
[safe/jmp/linux-2.6] / net / mac80211 / wpa.c
1 /*
2  * Copyright 2002-2004, Instant802 Networks, Inc.
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
6  * published by the Free Software Foundation.
7  */
8
9 #include <linux/netdevice.h>
10 #include <linux/types.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/skbuff.h>
13 #include <linux/compiler.h>
14 #include <net/mac80211.h>
15
16 #include "ieee80211_i.h"
17 #include "michael.h"
18 #include "tkip.h"
19 #include "aes_ccm.h"
20 #include "wpa.h"
21
22 static int ieee80211_get_hdr_info(const struct sk_buff *skb, u8 **sa, u8 **da,
23                                   u8 *qos_tid, u8 **data, size_t *data_len)
24 {
25         struct ieee80211_hdr *hdr;
26         size_t hdrlen;
27         __le16 fc;
28
29         hdr = (struct ieee80211_hdr *)skb->data;
30         fc = hdr->frame_control;
31
32         hdrlen = ieee80211_hdrlen(fc);
33
34         *sa = ieee80211_get_SA(hdr);
35         *da = ieee80211_get_DA(hdr);
36
37         *data = skb->data + hdrlen;
38         *data_len = skb->len - hdrlen;
39
40         if (ieee80211_is_data_qos(fc))
41                 *qos_tid = (*ieee80211_get_qos_ctl(hdr) & 0x0f) | 0x80;
42         else
43                 *qos_tid = 0;
44
45         return skb->len < hdrlen ? -1 : 0;
46 }
47
48
49 ieee80211_tx_result
50 ieee80211_tx_h_michael_mic_add(struct ieee80211_tx_data *tx)
51 {
52         u8 *data, *sa, *da, *key, *mic, qos_tid, key_offset;
53         size_t data_len;
54         u16 fc;
55         struct sk_buff *skb = tx->skb;
56         int authenticator;
57         int wpa_test = 0;
58         int tail;
59
60         fc = tx->fc;
61
62         if (!tx->key || tx->key->conf.alg != ALG_TKIP || skb->len < 24 ||
63             !WLAN_FC_DATA_PRESENT(fc))
64                 return TX_CONTINUE;
65
66         if (ieee80211_get_hdr_info(skb, &sa, &da, &qos_tid, &data, &data_len))
67                 return TX_DROP;
68
69         if ((tx->key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE) &&
70             !(tx->flags & IEEE80211_TX_FRAGMENTED) &&
71             !(tx->key->conf.flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_MMIC) &&
72             !wpa_test) {
73                 /* hwaccel - with no need for preallocated room for Michael MIC
74                  */
75                 return TX_CONTINUE;
76         }
77
78         tail = MICHAEL_MIC_LEN;
79         if (!(tx->key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE))
80                 tail += TKIP_ICV_LEN;
81
82         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
83                     skb_headroom(skb) < TKIP_IV_LEN))
84                 return TX_DROP;
85
86 #if 0
87         authenticator = fc & IEEE80211_FCTL_FROMDS; /* FIX */
88 #else
89         authenticator = 1;
90 #endif
91         /* At this point we know we're using ALG_TKIP. To get the MIC key
92          * we now will rely on the offset from the ieee80211_key_conf::key */
93         key_offset = authenticator ?
94                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_TX_MIC_KEY :
95                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_RX_MIC_KEY;
96         key = &tx->key->conf.key[key_offset];
97         mic = skb_put(skb, MICHAEL_MIC_LEN);
98         michael_mic(key, da, sa, qos_tid & 0x0f, data, data_len, mic);
99
100         return TX_CONTINUE;
101 }
102
103
104 ieee80211_rx_result
105 ieee80211_rx_h_michael_mic_verify(struct ieee80211_rx_data *rx)
106 {
107         u8 *data, *sa, *da, *key = NULL, qos_tid, key_offset;
108         size_t data_len;
109         u16 fc;
110         u8 mic[MICHAEL_MIC_LEN];
111         struct sk_buff *skb = rx->skb;
112         int authenticator = 1, wpa_test = 0;
113         DECLARE_MAC_BUF(mac);
114
115         fc = rx->fc;
116
117         /*
118          * No way to verify the MIC if the hardware stripped it
119          */
120         if (rx->status->flag & RX_FLAG_MMIC_STRIPPED)
121                 return RX_CONTINUE;
122
123         if (!rx->key || rx->key->conf.alg != ALG_TKIP ||
124             !(rx->fc & IEEE80211_FCTL_PROTECTED) || !WLAN_FC_DATA_PRESENT(fc))
125                 return RX_CONTINUE;
126
127         if (ieee80211_get_hdr_info(skb, &sa, &da, &qos_tid, &data, &data_len)
128             || data_len < MICHAEL_MIC_LEN)
129                 return RX_DROP_UNUSABLE;
130
131         data_len -= MICHAEL_MIC_LEN;
132
133 #if 0
134         authenticator = fc & IEEE80211_FCTL_TODS; /* FIX */
135 #else
136         authenticator = 1;
137 #endif
138         /* At this point we know we're using ALG_TKIP. To get the MIC key
139          * we now will rely on the offset from the ieee80211_key_conf::key */
140         key_offset = authenticator ?
141                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_RX_MIC_KEY :
142                 NL80211_TKIP_DATA_OFFSET_TX_MIC_KEY;
143         key = &rx->key->conf.key[key_offset];
144         michael_mic(key, da, sa, qos_tid & 0x0f, data, data_len, mic);
145         if (memcmp(mic, data + data_len, MICHAEL_MIC_LEN) != 0 || wpa_test) {
146                 if (!(rx->flags & IEEE80211_RX_RA_MATCH))
147                         return RX_DROP_UNUSABLE;
148
149                 printk(KERN_DEBUG "%s: invalid Michael MIC in data frame from "
150                        "%s\n", rx->dev->name, print_mac(mac, sa));
151
152                 mac80211_ev_michael_mic_failure(rx->dev, rx->key->conf.keyidx,
153                                                 (void *) skb->data);
154                 return RX_DROP_UNUSABLE;
155         }
156
157         /* remove Michael MIC from payload */
158         skb_trim(skb, skb->len - MICHAEL_MIC_LEN);
159
160         /* update IV in key information to be able to detect replays */
161         rx->key->u.tkip.rx[rx->queue].iv32 = rx->tkip_iv32;
162         rx->key->u.tkip.rx[rx->queue].iv16 = rx->tkip_iv16;
163
164         return RX_CONTINUE;
165 }
166
167
168 static int tkip_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
169 {
170         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
171         struct ieee80211_key *key = tx->key;
172         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
173         unsigned int hdrlen;
174         int len, tail;
175         u8 *pos;
176
177         info->control.icv_len = TKIP_ICV_LEN;
178         info->control.iv_len = TKIP_IV_LEN;
179
180         if ((tx->key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE) &&
181             !(tx->key->conf.flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV)) {
182                 /* hwaccel - with no need for preallocated room for IV/ICV */
183                 info->control.hw_key = &tx->key->conf;
184                 return 0;
185         }
186
187         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
188         len = skb->len - hdrlen;
189
190         if (tx->key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE)
191                 tail = 0;
192         else
193                 tail = TKIP_ICV_LEN;
194
195         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
196                     skb_headroom(skb) < TKIP_IV_LEN))
197                 return -1;
198
199         pos = skb_push(skb, TKIP_IV_LEN);
200         memmove(pos, pos + TKIP_IV_LEN, hdrlen);
201         pos += hdrlen;
202
203         /* Increase IV for the frame */
204         key->u.tkip.tx.iv16++;
205         if (key->u.tkip.tx.iv16 == 0)
206                 key->u.tkip.tx.iv32++;
207
208         if (tx->key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE) {
209                 /* hwaccel - with preallocated room for IV */
210                 ieee80211_tkip_add_iv(pos, key, key->u.tkip.tx.iv16);
211
212                 info->control.hw_key = &tx->key->conf;
213                 return 0;
214         }
215
216         /* Add room for ICV */
217         skb_put(skb, TKIP_ICV_LEN);
218
219         hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
220         ieee80211_tkip_encrypt_data(tx->local->wep_tx_tfm,
221                                     key, pos, len, hdr->addr2);
222         return 0;
223 }
224
225
226 ieee80211_tx_result
227 ieee80211_crypto_tkip_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
228 {
229         struct sk_buff *skb = tx->skb;
230
231         ieee80211_tx_set_protected(tx);
232
233         if (tkip_encrypt_skb(tx, skb) < 0)
234                 return TX_DROP;
235
236         if (tx->extra_frag) {
237                 int i;
238                 for (i = 0; i < tx->num_extra_frag; i++) {
239                         if (tkip_encrypt_skb(tx, tx->extra_frag[i]) < 0)
240                                 return TX_DROP;
241                 }
242         }
243
244         return TX_CONTINUE;
245 }
246
247
248 ieee80211_rx_result
249 ieee80211_crypto_tkip_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
250 {
251         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) rx->skb->data;
252         int hdrlen, res, hwaccel = 0, wpa_test = 0;
253         struct ieee80211_key *key = rx->key;
254         struct sk_buff *skb = rx->skb;
255         DECLARE_MAC_BUF(mac);
256
257         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
258
259         if ((rx->fc & IEEE80211_FCTL_FTYPE) != IEEE80211_FTYPE_DATA)
260                 return RX_CONTINUE;
261
262         if (!rx->sta || skb->len - hdrlen < 12)
263                 return RX_DROP_UNUSABLE;
264
265         if (rx->status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED) {
266                 if (rx->status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED) {
267                         /*
268                          * Hardware took care of all processing, including
269                          * replay protection, and stripped the ICV/IV so
270                          * we cannot do any checks here.
271                          */
272                         return RX_CONTINUE;
273                 }
274
275                 /* let TKIP code verify IV, but skip decryption */
276                 hwaccel = 1;
277         }
278
279         res = ieee80211_tkip_decrypt_data(rx->local->wep_rx_tfm,
280                                           key, skb->data + hdrlen,
281                                           skb->len - hdrlen, rx->sta->addr,
282                                           hdr->addr1, hwaccel, rx->queue,
283                                           &rx->tkip_iv32,
284                                           &rx->tkip_iv16);
285         if (res != TKIP_DECRYPT_OK || wpa_test) {
286 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUG
287                 if (net_ratelimit())
288                         printk(KERN_DEBUG "%s: TKIP decrypt failed for RX "
289                                "frame from %s (res=%d)\n", rx->dev->name,
290                                print_mac(mac, rx->sta->addr), res);
291 #endif /* CONFIG_MAC80211_DEBUG */
292                 return RX_DROP_UNUSABLE;
293         }
294
295         /* Trim ICV */
296         skb_trim(skb, skb->len - TKIP_ICV_LEN);
297
298         /* Remove IV */
299         memmove(skb->data + TKIP_IV_LEN, skb->data, hdrlen);
300         skb_pull(skb, TKIP_IV_LEN);
301
302         return RX_CONTINUE;
303 }
304
305
306 static void ccmp_special_blocks(struct sk_buff *skb, u8 *pn, u8 *b_0, u8 *aad,
307                                 int encrypted)
308 {
309         u16 fc;
310         int a4_included, qos_included;
311         u8 qos_tid, *fc_pos, *data, *sa, *da;
312         int len_a;
313         size_t data_len;
314         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
315
316         fc_pos = (u8 *) &hdr->frame_control;
317         fc = fc_pos[0] ^ (fc_pos[1] << 8);
318         a4_included = (fc & (IEEE80211_FCTL_TODS | IEEE80211_FCTL_FROMDS)) ==
319                 (IEEE80211_FCTL_TODS | IEEE80211_FCTL_FROMDS);
320
321         ieee80211_get_hdr_info(skb, &sa, &da, &qos_tid, &data, &data_len);
322         data_len -= CCMP_HDR_LEN + (encrypted ? CCMP_MIC_LEN : 0);
323         if (qos_tid & 0x80) {
324                 qos_included = 1;
325                 qos_tid &= 0x0f;
326         } else
327                 qos_included = 0;
328         /* First block, b_0 */
329
330         b_0[0] = 0x59; /* flags: Adata: 1, M: 011, L: 001 */
331         /* Nonce: QoS Priority | A2 | PN */
332         b_0[1] = qos_tid;
333         memcpy(&b_0[2], hdr->addr2, 6);
334         memcpy(&b_0[8], pn, CCMP_PN_LEN);
335         /* l(m) */
336         b_0[14] = (data_len >> 8) & 0xff;
337         b_0[15] = data_len & 0xff;
338
339
340         /* AAD (extra authenticate-only data) / masked 802.11 header
341          * FC | A1 | A2 | A3 | SC | [A4] | [QC] */
342
343         len_a = a4_included ? 28 : 22;
344         if (qos_included)
345                 len_a += 2;
346
347         aad[0] = 0; /* (len_a >> 8) & 0xff; */
348         aad[1] = len_a & 0xff;
349         /* Mask FC: zero subtype b4 b5 b6 */
350         aad[2] = fc_pos[0] & ~(BIT(4) | BIT(5) | BIT(6));
351         /* Retry, PwrMgt, MoreData; set Protected */
352         aad[3] = (fc_pos[1] & ~(BIT(3) | BIT(4) | BIT(5))) | BIT(6);
353         memcpy(&aad[4], &hdr->addr1, 18);
354
355         /* Mask Seq#, leave Frag# */
356         aad[22] = *((u8 *) &hdr->seq_ctrl) & 0x0f;
357         aad[23] = 0;
358         if (a4_included) {
359                 memcpy(&aad[24], hdr->addr4, 6);
360                 aad[30] = 0;
361                 aad[31] = 0;
362         } else
363                 memset(&aad[24], 0, 8);
364         if (qos_included) {
365                 u8 *dpos = &aad[a4_included ? 30 : 24];
366
367                 /* Mask QoS Control field */
368                 dpos[0] = qos_tid;
369                 dpos[1] = 0;
370         }
371 }
372
373
374 static inline void ccmp_pn2hdr(u8 *hdr, u8 *pn, int key_id)
375 {
376         hdr[0] = pn[5];
377         hdr[1] = pn[4];
378         hdr[2] = 0;
379         hdr[3] = 0x20 | (key_id << 6);
380         hdr[4] = pn[3];
381         hdr[5] = pn[2];
382         hdr[6] = pn[1];
383         hdr[7] = pn[0];
384 }
385
386
387 static inline int ccmp_hdr2pn(u8 *pn, u8 *hdr)
388 {
389         pn[0] = hdr[7];
390         pn[1] = hdr[6];
391         pn[2] = hdr[5];
392         pn[3] = hdr[4];
393         pn[4] = hdr[1];
394         pn[5] = hdr[0];
395         return (hdr[3] >> 6) & 0x03;
396 }
397
398
399 static int ccmp_encrypt_skb(struct ieee80211_tx_data *tx, struct sk_buff *skb)
400 {
401         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) skb->data;
402         struct ieee80211_key *key = tx->key;
403         struct ieee80211_tx_info *info = IEEE80211_SKB_CB(skb);
404         int hdrlen, len, tail;
405         u8 *pos, *pn, *b_0, *aad, *scratch;
406         int i;
407
408         info->control.icv_len = CCMP_MIC_LEN;
409         info->control.iv_len = CCMP_HDR_LEN;
410
411         if ((tx->key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE) &&
412             !(tx->key->conf.flags & IEEE80211_KEY_FLAG_GENERATE_IV)) {
413                 /* hwaccel - with no need for preallocated room for CCMP "
414                  * header or MIC fields */
415                 info->control.hw_key = &tx->key->conf;
416                 return 0;
417         }
418
419         scratch = key->u.ccmp.tx_crypto_buf;
420         b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_LEN;
421         aad = scratch + 4 * AES_BLOCK_LEN;
422
423         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
424         len = skb->len - hdrlen;
425
426         if (key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE)
427                 tail = 0;
428         else
429                 tail = CCMP_MIC_LEN;
430
431         if (WARN_ON(skb_tailroom(skb) < tail ||
432                     skb_headroom(skb) < CCMP_HDR_LEN))
433                 return -1;
434
435         pos = skb_push(skb, CCMP_HDR_LEN);
436         memmove(pos, pos + CCMP_HDR_LEN, hdrlen);
437         hdr = (struct ieee80211_hdr *) pos;
438         pos += hdrlen;
439
440         /* PN = PN + 1 */
441         pn = key->u.ccmp.tx_pn;
442
443         for (i = CCMP_PN_LEN - 1; i >= 0; i--) {
444                 pn[i]++;
445                 if (pn[i])
446                         break;
447         }
448
449         ccmp_pn2hdr(pos, pn, key->conf.keyidx);
450
451         if (key->flags & KEY_FLAG_UPLOADED_TO_HARDWARE) {
452                 /* hwaccel - with preallocated room for CCMP header */
453                 info->control.hw_key = &tx->key->conf;
454                 return 0;
455         }
456
457         pos += CCMP_HDR_LEN;
458         ccmp_special_blocks(skb, pn, b_0, aad, 0);
459         ieee80211_aes_ccm_encrypt(key->u.ccmp.tfm, scratch, b_0, aad, pos, len,
460                                   pos, skb_put(skb, CCMP_MIC_LEN));
461
462         return 0;
463 }
464
465
466 ieee80211_tx_result
467 ieee80211_crypto_ccmp_encrypt(struct ieee80211_tx_data *tx)
468 {
469         struct sk_buff *skb = tx->skb;
470
471         ieee80211_tx_set_protected(tx);
472
473         if (ccmp_encrypt_skb(tx, skb) < 0)
474                 return TX_DROP;
475
476         if (tx->extra_frag) {
477                 int i;
478                 for (i = 0; i < tx->num_extra_frag; i++) {
479                         if (ccmp_encrypt_skb(tx, tx->extra_frag[i]) < 0)
480                                 return TX_DROP;
481                 }
482         }
483
484         return TX_CONTINUE;
485 }
486
487
488 ieee80211_rx_result
489 ieee80211_crypto_ccmp_decrypt(struct ieee80211_rx_data *rx)
490 {
491         struct ieee80211_hdr *hdr = (struct ieee80211_hdr *) rx->skb->data;
492         int hdrlen;
493         struct ieee80211_key *key = rx->key;
494         struct sk_buff *skb = rx->skb;
495         u8 pn[CCMP_PN_LEN];
496         int data_len;
497         DECLARE_MAC_BUF(mac);
498
499         hdrlen = ieee80211_hdrlen(hdr->frame_control);
500
501         if ((rx->fc & IEEE80211_FCTL_FTYPE) != IEEE80211_FTYPE_DATA)
502                 return RX_CONTINUE;
503
504         data_len = skb->len - hdrlen - CCMP_HDR_LEN - CCMP_MIC_LEN;
505         if (!rx->sta || data_len < 0)
506                 return RX_DROP_UNUSABLE;
507
508         if ((rx->status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED) &&
509             (rx->status->flag & RX_FLAG_IV_STRIPPED))
510                 return RX_CONTINUE;
511
512         (void) ccmp_hdr2pn(pn, skb->data + hdrlen);
513
514         if (memcmp(pn, key->u.ccmp.rx_pn[rx->queue], CCMP_PN_LEN) <= 0) {
515 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUG
516                 u8 *ppn = key->u.ccmp.rx_pn[rx->queue];
517
518                 printk(KERN_DEBUG "%s: CCMP replay detected for RX frame from "
519                        "%s (RX PN %02x%02x%02x%02x%02x%02x <= prev. PN "
520                        "%02x%02x%02x%02x%02x%02x)\n", rx->dev->name,
521                        print_mac(mac, rx->sta->addr),
522                        pn[0], pn[1], pn[2], pn[3], pn[4], pn[5],
523                        ppn[0], ppn[1], ppn[2], ppn[3], ppn[4], ppn[5]);
524 #endif /* CONFIG_MAC80211_DEBUG */
525                 key->u.ccmp.replays++;
526                 return RX_DROP_UNUSABLE;
527         }
528
529         if (!(rx->status->flag & RX_FLAG_DECRYPTED)) {
530                 /* hardware didn't decrypt/verify MIC */
531                 u8 *scratch, *b_0, *aad;
532
533                 scratch = key->u.ccmp.rx_crypto_buf;
534                 b_0 = scratch + 3 * AES_BLOCK_LEN;
535                 aad = scratch + 4 * AES_BLOCK_LEN;
536
537                 ccmp_special_blocks(skb, pn, b_0, aad, 1);
538
539                 if (ieee80211_aes_ccm_decrypt(
540                             key->u.ccmp.tfm, scratch, b_0, aad,
541                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN, data_len,
542                             skb->data + skb->len - CCMP_MIC_LEN,
543                             skb->data + hdrlen + CCMP_HDR_LEN)) {
544 #ifdef CONFIG_MAC80211_DEBUG
545                         if (net_ratelimit())
546                                 printk(KERN_DEBUG "%s: CCMP decrypt failed "
547                                        "for RX frame from %s\n", rx->dev->name,
548                                        print_mac(mac, rx->sta->addr));
549 #endif /* CONFIG_MAC80211_DEBUG */
550                         return RX_DROP_UNUSABLE;
551                 }
552         }
553
554         memcpy(key->u.ccmp.rx_pn[rx->queue], pn, CCMP_PN_LEN);
555
556         /* Remove CCMP header and MIC */
557         skb_trim(skb, skb->len - CCMP_MIC_LEN);
558         memmove(skb->data + CCMP_HDR_LEN, skb->data, hdrlen);
559         skb_pull(skb, CCMP_HDR_LEN);
560
561         return RX_CONTINUE;
562 }