sys/dev/netif/awi/awi_wep.c

   1 /*      $NetBSD: awi_wep.c,v 1.4 2000/08/14 11:28:03 onoe Exp $ */
   2 /* $FreeBSD: src/sys/dev/awi/awi_wep.c,v 1.3.2.2 2003/01/23 21:06:42 sam Exp $ */
   3 /* $DragonFly: src/sys/dev/netif/awi/Attic/awi_wep.c,v 1.3 2003/06/23 17:55:29 dillon Exp $ */
   4
   5 /*
   6  * Copyright (c) 2000 The NetBSD Foundation, Inc.
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
  10  * by Atsushi Onoe.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  21  *    must display the following acknowledgement:
  22  *      This product includes software developed by the NetBSD
  23  *      Foundation, Inc. and its contributors.
  24  * 4. Neither the name of The NetBSD Foundation nor the names of its
  25  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  26  *    from this software without specific prior written permission.
  27  *
  28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
  29  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  30  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  31  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
  32  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
  33  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
  34  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  35  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
  36  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  37  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  38  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  39  */
  40
  41 /*
  42  * WEP support framework for the awi driver.
  43  *
  44  * No actual encryption capability is provided here, but any can be added
  45  * to awi_wep_algo table below.
  46  *
  47  * Note that IEEE802.11 specification states WEP uses RC4 with 40bit key,
  48  * which is a proprietary encryption algorithm available under license
  49  * from RSA Data Security Inc.  Using another algorithm, includes null
  50  * encryption provided here, the awi driver cannot be able to communicate
  51  * with other stations.
  52  */
  53
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/kernel.h>
  57 #include <sys/mbuf.h>
  58 #include <sys/malloc.h>
  59 #include <sys/proc.h>
  60 #include <sys/socket.h>
  61 #include <sys/errno.h>
  62 #include <sys/sockio.h>
  63 #if defined(__FreeBSD__) && __FreeBSD__ >= 4
  64 #include <sys/bus.h>
  65 #else
  66 #include <sys/device.h>
  67 #endif
  68
  69 #include <net/if.h>
  70 #include <net/if_dl.h>
  71 #ifdef __FreeBSD__
  72 #include <net/ethernet.h>
  73 #include <net/if_arp.h>
  74 #else
  75 #include <net/if_ether.h>
  76 #endif
  77 #include <net/if_media.h>
  78 #include <net/if_ieee80211.h>
  79
  80 #include <machine/cpu.h>
  81 #include <machine/bus.h>
  82 #ifdef __FreeBSD__
  83 #include <machine/clock.h>
  84 #endif
  85
  86 #ifdef __NetBSD__
  87 #include <dev/ic/am79c930reg.h>
  88 #include <dev/ic/am79c930var.h>
  89 #include <dev/ic/awireg.h>
  90 #include <dev/ic/awivar.h>
  91
  92 #include <crypto/arc4/arc4.h>
  93 #endif
  94
  95 #ifdef __FreeBSD__
  96 #include <dev/awi/am79c930reg.h>
  97 #include <dev/awi/am79c930var.h>
  98 #include <dev/awi/awireg.h>
  99 #include <dev/awi/awivar.h>
 100
 101 #include <crypto/rc4/rc4.h>
 102 static __inline int
 103 arc4_ctxlen(void)
 104 {
 105         return sizeof(struct rc4_state);
 106 }
 107
 108 static __inline void
 109 arc4_setkey(void *ctx, u_int8_t *key, int keylen)
 110 {
 111         rc4_init(ctx, key, keylen);
 112 }
 113
 114 static __inline void
 115 arc4_encrypt(void *ctx, u_int8_t *dst, u_int8_t *src, int len)
 116 {
 117         rc4_crypt(ctx, src, dst, len);
 118 }
 119 #endif
 120
 121 static void awi_crc_init __P((void));
 122 static u_int32_t awi_crc_update __P((u_int32_t crc, u_int8_t *buf, int len));
 123
 124 static int awi_null_ctxlen __P((void));
 125 static void awi_null_setkey __P((void *ctx, u_int8_t *key, int keylen));
 126 static void awi_null_copy __P((void *ctx, u_int8_t *dst, u_int8_t *src, int len));
 127
 128 /* XXX: the order should be known to wiconfig/user */
 129
 130 static struct awi_wep_algo awi_wep_algo[] = {
 131 /* 0: no wep */
 132         { "no" },       /* dummy for no wep */
 133
 134 /* 1: normal wep (arc4) */
 135         { "arc4", arc4_ctxlen, arc4_setkey,
 136             arc4_encrypt, arc4_encrypt },
 137
 138 /* 2: debug wep (null) */
 139         { "null", awi_null_ctxlen, awi_null_setkey,
 140             awi_null_copy, awi_null_copy },
 141                         /* dummy for wep without encryption */
 142 };
 143
 144 int
 145 awi_wep_setnwkey(sc, nwkey)
 146         struct awi_softc *sc;
 147         struct ieee80211_nwkey *nwkey;
 148 {
 149         int i, len, error;
 150         u_int8_t keybuf[AWI_MAX_KEYLEN];
 151
 152         if (nwkey->i_defkid <= 0 ||
 153             nwkey->i_defkid > IEEE80211_WEP_NKID)
 154                 return EINVAL;
 155         error = 0;
 156         for (i = 0; i < IEEE80211_WEP_NKID; i++) {
 157                 if (nwkey->i_key[i].i_keydat == NULL)
 158                         continue;
 159                 len = nwkey->i_key[i].i_keylen;
 160                 if (len > sizeof(keybuf)) {
 161                         error = EINVAL;
 162                         break;
 163                 }
 164                 error = copyin(nwkey->i_key[i].i_keydat, keybuf, len);
 165                 if (error)
 166                         break;
 167                 error = awi_wep_setkey(sc, i, keybuf, len);
 168                 if (error)
 169                         break;
 170         }
 171         if (error == 0) {
 172                 sc->sc_wep_defkid = nwkey->i_defkid - 1;
 173                 error = awi_wep_setalgo(sc, nwkey->i_wepon);
 174                 if (error == 0 && sc->sc_enabled) {
 175                         awi_stop(sc);
 176                         error = awi_init(sc);
 177                 }
 178         }
 179         return error;
 180 }
 181
 182 int
 183 awi_wep_getnwkey(sc, nwkey)
 184         struct awi_softc *sc;
 185         struct ieee80211_nwkey *nwkey;
 186 {
 187         struct proc *cur = curproc;
 188         int i, len, error, suerr;
 189         u_int8_t keybuf[AWI_MAX_KEYLEN];
 190
 191         nwkey->i_wepon = awi_wep_getalgo(sc);
 192         nwkey->i_defkid = sc->sc_wep_defkid + 1;
 193         /* do not show any keys to non-root user */
 194 #ifdef __FreeBSD__
 195         suerr = suser_xxx(cur->p_ucred, 0);
 196 #else
 197         suerr = suser(curproc->p_ucred, &curproc->p_acflag);
 198 #endif
 199         error = 0;
 200         for (i = 0; i < IEEE80211_WEP_NKID; i++) {
 201                 if (nwkey->i_key[i].i_keydat == NULL)
 202                         continue;
 203                 if (suerr) {
 204                         error = suerr;
 205                         break;
 206                 }
 207                 len = sizeof(keybuf);
 208                 error = awi_wep_getkey(sc, i, keybuf, &len);
 209                 if (error)
 210                         break;
 211                 if (nwkey->i_key[i].i_keylen < len) {
 212                         error = ENOSPC;
 213                         break;
 214                 }
 215                 nwkey->i_key[i].i_keylen = len;
 216                 error = copyout(keybuf, nwkey->i_key[i].i_keydat, len);
 217                 if (error)
 218                         break;
 219         }
 220         return error;
 221 }
 222
 223 int
 224 awi_wep_getalgo(sc)
 225         struct awi_softc *sc;
 226 {
 227
 228         if (sc->sc_wep_algo == NULL)
 229                 return 0;
 230         return sc->sc_wep_algo - awi_wep_algo;
 231 }
 232
 233 int
 234 awi_wep_setalgo(sc, algo)
 235         struct awi_softc *sc;
 236         int algo;
 237 {
 238         struct awi_wep_algo *awa;
 239         int ctxlen;
 240
 241         awi_crc_init(); /* XXX: not belongs here */
 242         if (algo < 0 || algo > sizeof(awi_wep_algo)/sizeof(awi_wep_algo[0]))
 243                 return EINVAL;
 244         awa = &awi_wep_algo[algo];
 245         if (awa->awa_name == NULL)
 246                 return EINVAL;
 247         if (awa->awa_ctxlen == NULL) {
 248                 awa = NULL;
 249                 ctxlen = 0;
 250         } else
 251                 ctxlen = awa->awa_ctxlen();
 252         if (sc->sc_wep_ctx != NULL) {
 253                 free(sc->sc_wep_ctx, M_DEVBUF);
 254                 sc->sc_wep_ctx = NULL;
 255         }
 256         if (ctxlen) {
 257                 sc->sc_wep_ctx = malloc(ctxlen, M_DEVBUF, M_NOWAIT);
 258                 if (sc->sc_wep_ctx == NULL)
 259                         return ENOMEM;
 260         }
 261         sc->sc_wep_algo = awa;
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 int
 266 awi_wep_setkey(sc, kid, key, keylen)
 267         struct awi_softc *sc;
 268         int kid;
 269         unsigned char *key;
 270         int keylen;
 271 {
 272
 273         if (kid < 0 || kid >= IEEE80211_WEP_NKID)
 274                 return EINVAL;
 275         if (keylen < 0 || keylen + IEEE80211_WEP_IVLEN > AWI_MAX_KEYLEN)
 276                 return EINVAL;
 277         sc->sc_wep_keylen[kid] = keylen;
 278         if (keylen > 0)
 279                 memcpy(sc->sc_wep_key[kid] + IEEE80211_WEP_IVLEN, key, keylen);
 280         return 0;
 281 }
 282
 283 int
 284 awi_wep_getkey(sc, kid, key, keylen)
 285         struct awi_softc *sc;
 286         int kid;
 287         unsigned char *key;
 288         int *keylen;
 289 {
 290
 291         if (kid < 0 || kid >= IEEE80211_WEP_NKID)
 292                 return EINVAL;
 293         if (*keylen < sc->sc_wep_keylen[kid])
 294                 return ENOSPC;
 295         *keylen = sc->sc_wep_keylen[kid];
 296         if (*keylen > 0)
 297                 memcpy(key, sc->sc_wep_key[kid] + IEEE80211_WEP_IVLEN, *keylen);
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 struct mbuf *
 302 awi_wep_encrypt(sc, m0, txflag)
 303         struct awi_softc *sc;
 304         struct mbuf *m0;
 305         int txflag;
 306 {
 307         struct mbuf *m, *n, *n0;
 308         struct ieee80211_frame *wh;
 309         struct awi_wep_algo *awa;
 310         int left, len, moff, noff, keylen, kid;
 311         u_int32_t iv, crc;
 312         u_int8_t *key, *ivp;
 313         void *ctx;
 314         u_int8_t crcbuf[IEEE80211_WEP_CRCLEN];
 315
 316         n0 = NULL;
 317         awa = sc->sc_wep_algo;
 318         if (awa == NULL)
 319                 goto fail;
 320         ctx = sc->sc_wep_ctx;
 321         m = m0;
 322         left = m->m_pkthdr.len;
 323         MGET(n, M_DONTWAIT, m->m_type);
 324         n0 = n;
 325         if (n == NULL)
 326                 goto fail;
 327         M_MOVE_PKTHDR(n, m);
 328         len = IEEE80211_WEP_IVLEN + IEEE80211_WEP_KIDLEN + IEEE80211_WEP_CRCLEN;
 329         if (txflag) {
 330                 n->m_pkthdr.len += len;
 331         } else {
 332                 n->m_pkthdr.len -= len;
 333                 left -= len;
 334         }
 335         n->m_len = MHLEN;
 336         if (n->m_pkthdr.len >= MINCLSIZE) {
 337                 MCLGET(n, M_DONTWAIT);
 338                 if (n->m_flags & M_EXT)
 339                         n->m_len = n->m_ext.ext_size;
 340         }
 341         len = sizeof(struct ieee80211_frame);
 342         memcpy(mtod(n, caddr_t), mtod(m, caddr_t), len);
 343         left -= len;
 344         moff = len;
 345         noff = len;
 346         if (txflag) {
 347                 kid = sc->sc_wep_defkid;
 348                 wh = mtod(n, struct ieee80211_frame *);
 349                 wh->i_fc[1] |= IEEE80211_FC1_WEP;
 350                 iv = random();
 351                 /*
 352                  * store IV, byte order is not the matter since it's random.
 353                  * assuming IEEE80211_WEP_IVLEN is 3
 354                  */
 355                 ivp = mtod(n, u_int8_t *) + noff;
 356                 ivp[0] = (iv >> 16) & 0xff;
 357                 ivp[1] = (iv >> 8) & 0xff;
 358                 ivp[2] = iv & 0xff;
 359                 ivp[3] = kid & 0x03;    /* clear pad and keyid */
 360                 noff += IEEE80211_WEP_IVLEN + IEEE80211_WEP_KIDLEN;
 361         } else {
 362                 ivp = mtod(m, u_int8_t *) + moff;
 363                 moff += IEEE80211_WEP_IVLEN + IEEE80211_WEP_KIDLEN;
 364                 kid = ivp[IEEE80211_WEP_IVLEN] & 0x03;
 365         }
 366         key = sc->sc_wep_key[kid];
 367         keylen = sc->sc_wep_keylen[kid];
 368         /* assuming IEEE80211_WEP_IVLEN is 3 */
 369         key[0] = ivp[0];
 370         key[1] = ivp[1];
 371         key[2] = ivp[2];
 372         awa->awa_setkey(ctx, key, IEEE80211_WEP_IVLEN + keylen);
 373
 374         /* encrypt with calculating CRC */
 375         crc = ~0;
 376         while (left > 0) {
 377                 len = m->m_len - moff;
 378                 if (len == 0) {
 379                         m = m->m_next;
 380                         moff = 0;
 381                         continue;
 382                 }
 383                 if (len > n->m_len - noff) {
 384                         len = n->m_len - noff;
 385                         if (len == 0) {
 386                                 MGET(n->m_next, M_DONTWAIT, n->m_type);
 387                                 if (n->m_next == NULL)
 388                                         goto fail;
 389                                 n = n->m_next;
 390                                 n->m_len = MLEN;
 391                                 if (left >= MINCLSIZE) {
 392                                         MCLGET(n, M_DONTWAIT);
 393                                         if (n->m_flags & M_EXT)
 394                                                 n->m_len = n->m_ext.ext_size;
 395                                 }
 396                                 noff = 0;
 397                                 continue;
 398                         }
 399                 }
 400                 if (len > left)
 401                         len = left;
 402                 if (txflag) {
 403                         awa->awa_encrypt(ctx, mtod(n, caddr_t) + noff,
 404                             mtod(m, caddr_t) + moff, len);
 405                         crc = awi_crc_update(crc, mtod(m, caddr_t) + moff, len);
 406                 } else {
 407                         awa->awa_decrypt(ctx, mtod(n, caddr_t) + noff,
 408                             mtod(m, caddr_t) + moff, len);
 409                         crc = awi_crc_update(crc, mtod(n, caddr_t) + noff, len);
 410                 }
 411                 left -= len;
 412                 moff += len;
 413                 noff += len;
 414         }
 415         crc = ~crc;
 416         if (txflag) {
 417                 LE_WRITE_4(crcbuf, crc);
 418                 if (n->m_len >= noff + sizeof(crcbuf))
 419                         n->m_len = noff + sizeof(crcbuf);
 420                 else {
 421                         n->m_len = noff;
 422                         MGET(n->m_next, M_DONTWAIT, n->m_type);
 423                         if (n->m_next == NULL)
 424                                 goto fail;
 425                         n = n->m_next;
 426                         n->m_len = sizeof(crcbuf);
 427                         noff = 0;
 428                 }
 429                 awa->awa_encrypt(ctx, mtod(n, caddr_t) + noff, crcbuf,
 430                     sizeof(crcbuf));
 431         } else {
 432                 n->m_len = noff;
 433                 for (noff = 0; noff < sizeof(crcbuf); noff += len) {
 434                         len = sizeof(crcbuf) - noff;
 435                         if (len > m->m_len - moff)
 436                                 len = m->m_len - moff;
 437                         if (len > 0)
 438                                 awa->awa_decrypt(ctx, crcbuf + noff,
 439                                     mtod(m, caddr_t) + moff, len);
 440                         m = m->m_next;
 441                         moff = 0;
 442                 }
 443                 if (crc != LE_READ_4(crcbuf))
 444                         goto fail;
 445         }
 446         m_freem(m0);
 447         return n0;
 448
 449   fail:
 450         m_freem(m0);
 451         m_freem(n0);
 452         return NULL;
 453 }
 454
 455 /*
 456  * CRC 32 -- routine from RFC 2083
 457  */
 458
 459 /* Table of CRCs of all 8-bit messages */
 460 static u_int32_t awi_crc_table[256];
 461 static int awi_crc_table_computed = 0;
 462
 463 /* Make the table for a fast CRC. */
 464 static void
 465 awi_crc_init()
 466 {
 467         u_int32_t c;
 468         int n, k;
 469
 470         if (awi_crc_table_computed)
 471                 return;
 472         for (n = 0; n < 256; n++) {
 473                 c = (u_int32_t)n;
 474                 for (k = 0; k < 8; k++) {
 475                         if (c & 1)
 476                                 c = 0xedb88320UL ^ (c >> 1);
 477                         else
 478                                 c = c >> 1;
 479                 }
 480                 awi_crc_table[n] = c;
 481         }
 482         awi_crc_table_computed = 1;
 483 }
 484
 485 /*
 486  * Update a running CRC with the bytes buf[0..len-1]--the CRC
 487  * should be initialized to all 1's, and the transmitted value
 488  * is the 1's complement of the final running CRC
 489  */
 490
 491 static u_int32_t
 492 awi_crc_update(crc, buf, len)
 493         u_int32_t crc;
 494         u_int8_t *buf;
 495         int len;
 496 {
 497         u_int8_t *endbuf;
 498
 499         for (endbuf = buf + len; buf < endbuf; buf++)
 500                 crc = awi_crc_table[(crc ^ *buf) & 0xff] ^ (crc >> 8);
 501         return crc;
 502 }
 503
 504 /*
 505  * Null -- do nothing but copy.
 506  */
 507
 508 static int
 509 awi_null_ctxlen()
 510 {
 511
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 static void
 516 awi_null_setkey(ctx, key, keylen)
 517         void *ctx;
 518         u_char *key;
 519         int keylen;
 520 {
 521 }
 522
 523 static void
 524 awi_null_copy(ctx, dst, src, len)
 525         void *ctx;
 526         u_char *dst;
 527         u_char *src;
 528         int len;
 529 {
 530
 531         memcpy(dst, src, len);
 532 }