/*      $NetBSD: ipsec_mbuf.c,v 1.30 2018/12/22 13:11:38 maxv Exp $     */

/*
* Copyright (c) 2002, 2003 Sam Leffler, Errno Consulting
* All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
* ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
* IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
* ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
* FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
* OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
* HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
* LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
* OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
* SUCH DAMAGE.
*
* $FreeBSD: sys/netipsec/ipsec_mbuf.c,v 1.5.2.2 2003/03/28 20:32:53 sam Exp $
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: ipsec_mbuf.c,v 1.30 2018/12/22 13:11:38 maxv Exp $");

/*
* IPsec-specific mbuf routines.
*/

#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/mbuf.h>

#include <netipsec/ipsec.h>
#include <netipsec/ipsec_var.h>
#include <netipsec/ipsec_private.h>

/*
* Create a writable copy of the mbuf chain.  While doing this
* we compact the chain with a goal of producing a chain with
* at most two mbufs.  The second mbuf in this chain is likely
* to be a cluster.  The primary purpose of this work is to create
* a writable packet for encryption, compression, etc.  The
* secondary goal is to linearize the data so the data can be
* passed to crypto hardware in the most efficient manner possible.
*/
struct mbuf *
m_clone(struct mbuf *m0)
{
       struct mbuf *m, *mprev;
       struct mbuf *n, *mfirst, *mlast;
       int len, off;

       KASSERT(m0 != NULL);

       mprev = NULL;
       for (m = m0; m != NULL; m = mprev->m_next) {
               /*
                * Regular mbufs are ignored unless there's a cluster
                * in front of it that we can use to coalesce.
                */
               if ((m->m_flags & M_EXT) == 0) {
                       if (mprev && (mprev->m_flags & M_EXT) &&
                           m->m_len <= M_TRAILINGSPACE(mprev)) {
                               memcpy(mtod(mprev, char *) + mprev->m_len,
                                   mtod(m, char *), m->m_len);
                               mprev->m_len += m->m_len;
                               mprev->m_next = m_free(m);
                               IPSEC_STATINC(IPSEC_STAT_MBCOALESCED);
                       } else {
                               mprev = m;
                       }
                       continue;
               }

               /*
                * Writable mbufs are left alone.
                */
               if (!M_READONLY(m)) {
                       mprev = m;
                       continue;
               }

               /*
                * Not writable, replace with a copy or coalesce with
                * the previous mbuf if possible (since we have to copy
                * it anyway, we try to reduce the number of mbufs and
                * clusters so that future work is easier).
                */

               /* We only coalesce into a cluster. */
               if (mprev != NULL && (mprev->m_flags & M_EXT) &&
                   m->m_len <= M_TRAILINGSPACE(mprev)) {
                       memcpy(mtod(mprev, char *) + mprev->m_len,
                           mtod(m, char *), m->m_len);
                       mprev->m_len += m->m_len;
                       mprev->m_next = m_free(m);
                       IPSEC_STATINC(IPSEC_STAT_CLCOALESCED);
                       continue;
               }

               /*
                * Allocate new space to hold the copy...
                */
               if (mprev == NULL && (m->m_flags & M_PKTHDR)) {
                       MGETHDR(n, M_DONTWAIT, m->m_type);
                       if (n == NULL) {
                               m_freem(m0);
                               return NULL;
                       }
                       m_move_pkthdr(n, m);
                       MCLGET(n, M_DONTWAIT);
                       if ((n->m_flags & M_EXT) == 0) {
                               m_free(n);
                               m_freem(m0);
                               return NULL;
                       }
               } else {
                       n = m_getcl(M_DONTWAIT, m->m_type, m->m_flags);
                       if (n == NULL) {
                               m_freem(m0);
                               return NULL;
                       }
               }

               /*
                * ... and copy the data.  We deal with jumbo mbufs
                * (i.e. m_len > MCLBYTES) by splitting them into
                * clusters.  We could just malloc a buffer and make
                * it external but too many device drivers don't know
                * how to break up the non-contiguous memory when
                * doing DMA.
                */
               len = m->m_len;
               off = 0;
               mfirst = n;
               mlast = NULL;
               for (;;) {
                       const int cc = uimin(len, MCLBYTES);
                       memcpy(mtod(n, char *), mtod(m, char *) + off, cc);
                       n->m_len = cc;
                       if (mlast != NULL)
                               mlast->m_next = n;
                       mlast = n;
                       IPSEC_STATINC(IPSEC_STAT_CLCOPIED);

                       len -= cc;
                       if (len <= 0)
                               break;
                       off += cc;

                       n = m_getcl(M_DONTWAIT, m->m_type, m->m_flags);
                       if (n == NULL) {
                               m_freem(mfirst);
                               m_freem(m0);
                               return NULL;
                       }
               }
               n->m_next = m->m_next;
               if (mprev == NULL)
                       m0 = mfirst;            /* new head of chain */
               else
                       mprev->m_next = mfirst; /* replace old mbuf */
               m_free(m);                      /* release old mbuf */
               mprev = mfirst;
       }

       return m0;
}

/*
* Make space for a new header of length hlen at skip bytes
* into the packet.  When doing this we allocate new mbufs only
* when absolutely necessary.  The mbuf where the new header
* is to go is returned together with an offset into the mbuf.
* If NULL is returned then the mbuf chain may have been modified;
* the caller is assumed to always free the chain.
*/
struct mbuf *
m_makespace(struct mbuf *m0, int skip, int hlen, int *off)
{
       struct mbuf *m;
       unsigned remain;

       KASSERT(m0 != NULL);
       KASSERT(m0->m_flags & M_PKTHDR);
       KASSERTMSG(hlen < MHLEN, "hlen too big: %u", hlen);

       for (m = m0; m && skip > m->m_len; m = m->m_next)
               skip -= m->m_len;
       if (m == NULL)
               return NULL;

       /*
        * At this point skip is the offset into the mbuf m
        * where the new header should be placed.  Figure out
        * if there's space to insert the new header.  If so,
        * and copying the remainder makes sense then do so.
        * Otherwise insert a new mbuf in the chain, splitting
        * the contents of m as needed.
        */
       remain = m->m_len - skip;               /* data to move */
       if (hlen > M_TRAILINGSPACE(m)) {
               struct mbuf *n0, *n, **np;
               int todo, len, done, alloc;

               n0 = NULL;
               np = &n0;
               alloc = 0;
               done = 0;
               todo = remain;
               while (todo > 0) {
                       if (todo > MHLEN) {
                               n = m_getcl(M_DONTWAIT, m->m_type, 0);
                               len = MCLBYTES;
                       } else {
                               n = m_get(M_DONTWAIT, m->m_type);
                               len = MHLEN;
                       }
                       if (n == NULL) {
                               m_freem(n0);
                               return NULL;
                       }
                       *np = n;
                       np = &n->m_next;
                       alloc++;
                       len = uimin(todo, len);
                       memcpy(n->m_data, mtod(m, char *) + skip + done, len);
                       n->m_len = len;
                       done += len;
                       todo -= len;
               }

               if (hlen <= M_TRAILINGSPACE(m) + remain) {
                       m->m_len = skip + hlen;
                       *off = skip;
                       if (n0 != NULL) {
                               *np = m->m_next;
                               m->m_next = n0;
                       }
               } else {
                       n = m_get(M_DONTWAIT, m->m_type);
                       if (n == NULL) {
                               m_freem(n0);
                               return NULL;
                       }
                       alloc++;

                       if ((n->m_next = n0) == NULL)
                               np = &n->m_next;
                       n0 = n;

                       *np = m->m_next;
                       m->m_next = n0;

                       n->m_len = hlen;
                       m->m_len = skip;

                       m = n;                  /* header is at front ... */
                       *off = 0;               /* ... of new mbuf */
               }

               IPSEC_STATADD(IPSEC_STAT_MBINSERTED, alloc);
       } else {
               /*
                * Copy the remainder to the back of the mbuf
                * so there's space to write the new header.
                */
               /* XXX can this be memcpy? does it handle overlap? */
               memmove(mtod(m, char *) + skip + hlen,
                       mtod(m, char *) + skip, remain);
               m->m_len += hlen;
               *off = skip;
       }

       m0->m_pkthdr.len += hlen;               /* adjust packet length */
       return m;
}

/*
* m_pad(m, n) pads <m> with <n> bytes at the end. The packet header
* length is updated, and a pointer to the first byte of the padding
* (which is guaranteed to be all in one mbuf) is returned.
*/
void *
m_pad(struct mbuf *m, int n)
{
       register struct mbuf *m0, *m1;
       register int len, pad;
       void *retval;

       if (__predict_false(n > MLEN)) {
               panic("%s: %d > MLEN", __func__, n);
       }
       KASSERT(m->m_flags & M_PKTHDR);

       len = m->m_pkthdr.len;
       pad = n;
       m0 = m;

       while (m0->m_len < len) {
               KASSERTMSG(m0->m_next != NULL,
                   "m0 null, len %u m_len %u", len, m0->m_len);
               len -= m0->m_len;
               m0 = m0->m_next;
       }

       if (m0->m_len != len) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                   "length mismatch (should be %d instead of %d)\n",
                   m->m_pkthdr.len, m->m_pkthdr.len + m0->m_len - len);
               m_freem(m);
               return NULL;
       }

       /* Check for zero-length trailing mbufs, and find the last one. */
       for (m1 = m0; m1->m_next; m1 = m1->m_next) {
               if (m1->m_next->m_len != 0) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "length mismatch (should be %d instead of %d)\n",
                           m->m_pkthdr.len,
                           m->m_pkthdr.len + m1->m_next->m_len);
                       m_freem(m);
                       return NULL;
               }

               m0 = m1->m_next;
       }

       if (pad > M_TRAILINGSPACE(m0)) {
               /* Add an mbuf to the chain. */
               MGET(m1, M_DONTWAIT, MT_DATA);
               if (m1 == NULL) {
                       m_freem(m);
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "unable to get extra mbuf\n");
                       return NULL;
               }

               m0->m_next = m1;
               m0 = m1;
               m0->m_len = 0;
       }

       retval = m0->m_data + m0->m_len;
       m0->m_len += pad;
       m->m_pkthdr.len += pad;

       return retval;
}

/*
* Remove hlen data at offset skip in the packet.  This is used by
* the protocols strip protocol headers and associated data (e.g. IV,
* authenticator) on input.
*/
int
m_striphdr(struct mbuf *m, int skip, int hlen)
{
       struct mbuf *m1;
       int roff;

       KASSERT(m->m_flags & M_PKTHDR);

       /* Find beginning of header */
       m1 = m_getptr(m, skip, &roff);
       if (m1 == NULL)
               return EINVAL;

       /* Remove the header and associated data from the mbuf. */
       if (roff == 0) {
               /* The header was at the beginning of the mbuf */
               IPSEC_STATINC(IPSEC_STAT_INPUT_FRONT);
               m_adj(m1, hlen);
               if (m1 != m)
                       m->m_pkthdr.len -= hlen;
       } else if (roff + hlen >= m1->m_len) {
               struct mbuf *mo;
               int adjlen;

               /*
                * Part or all of the header is at the end of this mbuf,
                * so first let's remove the remainder of the header from
                * the beginning of the remainder of the mbuf chain, if any.
                */
               IPSEC_STATINC(IPSEC_STAT_INPUT_END);
               if (roff + hlen > m1->m_len) {
                       adjlen = roff + hlen - m1->m_len;

                       /* Adjust the next mbuf by the remainder */
                       m_adj(m1->m_next, adjlen);

                       /* The second mbuf is guaranteed not to have a pkthdr... */
                       m->m_pkthdr.len -= adjlen;
               }

               /* Now, let's unlink the mbuf chain for a second...*/
               mo = m1->m_next;
               m1->m_next = NULL;

               /* ...and trim the end of the first part of the chain...sick */
               adjlen = m1->m_len - roff;
               m_adj(m1, -adjlen);
               if (m1 != m)
                       m->m_pkthdr.len -= adjlen;

               /* Finally, let's relink */
               m1->m_next = mo;
       } else {
               /*
                * The header lies in the "middle" of the mbuf; copy
                * the remainder of the mbuf down over the header.
                */
               IPSEC_STATINC(IPSEC_STAT_INPUT_MIDDLE);
               memmove(mtod(m1, u_char *) + roff,
                     mtod(m1, u_char *) + roff + hlen,
                     m1->m_len - (roff + hlen));
               m1->m_len -= hlen;
               m->m_pkthdr.len -= hlen;
       }

       return 0;
}