211c956952ca4664f619251a7d63d80c7ae617b0
[linux-2.6.git] / crypto / algif_skcipher.c
1 /*
2  * algif_skcipher: User-space interface for skcipher algorithms
3  *
4  * This file provides the user-space API for symmetric key ciphers.
5  *
6  * Copyright (c) 2010 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
9  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
11  * any later version.
12  *
13  */
14
15 #include <crypto/scatterwalk.h>
16 #include <crypto/skcipher.h>
17 #include <crypto/if_alg.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/list.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/net.h>
24 #include <net/sock.h>
25
26 struct skcipher_sg_list {
27         struct list_head list;
28
29         int cur;
30
31         struct scatterlist sg[0];
32 };
33
34 struct skcipher_ctx {
35         struct list_head tsgl;
36         struct af_alg_sgl rsgl;
37
38         void *iv;
39
40         struct af_alg_completion completion;
41
42         unsigned used;
43
44         unsigned int len;
45         bool more;
46         bool merge;
47         bool enc;
48
49         struct ablkcipher_request req;
50 };
51
52 #define MAX_SGL_ENTS ((PAGE_SIZE - sizeof(struct skcipher_sg_list)) / \
53                       sizeof(struct scatterlist) - 1)
54
55 static inline bool skcipher_writable(struct sock *sk)
56 {
57         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
58         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
59
60         return ctx->used + PAGE_SIZE <= max_t(int, sk->sk_sndbuf, PAGE_SIZE);
61 }
62
63 static int skcipher_alloc_sgl(struct sock *sk)
64 {
65         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
66         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
67         struct skcipher_sg_list *sgl;
68         struct scatterlist *sg = NULL;
69
70         sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
71         if (!list_empty(&ctx->tsgl))
72                 sg = sgl->sg;
73
74         if (!sg || sgl->cur >= MAX_SGL_ENTS) {
75                 sgl = sock_kmalloc(sk, sizeof(*sgl) +
76                                        sizeof(sgl->sg[0]) * (MAX_SGL_ENTS + 1),
77                                    GFP_KERNEL);
78                 if (!sgl)
79                         return -ENOMEM;
80
81                 sg_init_table(sgl->sg, MAX_SGL_ENTS + 1);
82                 sgl->cur = 0;
83
84                 if (sg)
85                         scatterwalk_sg_chain(sg, MAX_SGL_ENTS + 1, sgl->sg);
86
87                 list_add_tail(&sgl->list, &ctx->tsgl);
88         }
89
90         return 0;
91 }
92
93 static void skcipher_pull_sgl(struct sock *sk, int used)
94 {
95         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
96         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
97         struct skcipher_sg_list *sgl;
98         struct scatterlist *sg;
99         int i;
100
101         while (!list_empty(&ctx->tsgl)) {
102                 sgl = list_first_entry(&ctx->tsgl, struct skcipher_sg_list,
103                                        list);
104                 sg = sgl->sg;
105
106                 for (i = 0; i < sgl->cur; i++) {
107                         int plen = min_t(int, used, sg[i].length);
108
109                         if (!sg_page(sg + i))
110                                 continue;
111
112                         sg[i].length -= plen;
113                         sg[i].offset += plen;
114
115                         used -= plen;
116                         ctx->used -= plen;
117
118                         if (sg[i].length)
119                                 return;
120
121                         put_page(sg_page(sg + i));
122                         sg_assign_page(sg + i, NULL);
123                 }
124
125                 list_del(&sgl->list);
126                 sock_kfree_s(sk, sgl,
127                              sizeof(*sgl) + sizeof(sgl->sg[0]) *
128                                             (MAX_SGL_ENTS + 1));
129         }
130
131         if (!ctx->used)
132                 ctx->merge = 0;
133 }
134
135 static void skcipher_free_sgl(struct sock *sk)
136 {
137         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
138         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
139
140         skcipher_pull_sgl(sk, ctx->used);
141 }
142
143 static int skcipher_wait_for_wmem(struct sock *sk, unsigned flags)
144 {
145         long timeout;
146         DEFINE_WAIT(wait);
147         int err = -ERESTARTSYS;
148
149         if (flags & MSG_DONTWAIT)
150                 return -EAGAIN;
151
152         set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
153
154         for (;;) {
155                 if (signal_pending(current))
156                         break;
157                 prepare_to_wait(sk_sleep(sk), &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
158                 timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
159                 if (sk_wait_event(sk, &timeout, skcipher_writable(sk))) {
160                         err = 0;
161                         break;
162                 }
163         }
164         finish_wait(sk_sleep(sk), &wait);
165
166         return err;
167 }
168
169 static void skcipher_wmem_wakeup(struct sock *sk)
170 {
171         struct socket_wq *wq;
172
173         if (!skcipher_writable(sk))
174                 return;
175
176         rcu_read_lock();
177         wq = rcu_dereference(sk->sk_wq);
178         if (wq_has_sleeper(wq))
179                 wake_up_interruptible_sync_poll(&wq->wait, POLLIN |
180                                                            POLLRDNORM |
181                                                            POLLRDBAND);
182         sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_WAITD, POLL_IN);
183         rcu_read_unlock();
184 }
185
186 static int skcipher_wait_for_data(struct sock *sk, unsigned flags)
187 {
188         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
189         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
190         long timeout;
191         DEFINE_WAIT(wait);
192         int err = -ERESTARTSYS;
193
194         if (flags & MSG_DONTWAIT) {
195                 return -EAGAIN;
196         }
197
198         set_bit(SOCK_ASYNC_WAITDATA, &sk->sk_socket->flags);
199
200         for (;;) {
201                 if (signal_pending(current))
202                         break;
203                 prepare_to_wait(sk_sleep(sk), &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
204                 timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
205                 if (sk_wait_event(sk, &timeout, ctx->used)) {
206                         err = 0;
207                         break;
208                 }
209         }
210         finish_wait(sk_sleep(sk), &wait);
211
212         clear_bit(SOCK_ASYNC_WAITDATA, &sk->sk_socket->flags);
213
214         return err;
215 }
216
217 static void skcipher_data_wakeup(struct sock *sk)
218 {
219         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
220         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
221         struct socket_wq *wq;
222
223         if (!ctx->used)
224                 return;
225
226         rcu_read_lock();
227         wq = rcu_dereference(sk->sk_wq);
228         if (wq_has_sleeper(wq))
229                 wake_up_interruptible_sync_poll(&wq->wait, POLLOUT |
230                                                            POLLRDNORM |
231                                                            POLLRDBAND);
232         sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_SPACE, POLL_OUT);
233         rcu_read_unlock();
234 }
235
236 static int skcipher_sendmsg(struct kiocb *unused, struct socket *sock,
237                             struct msghdr *msg, size_t size)
238 {
239         struct sock *sk = sock->sk;
240         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
241         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
242         struct crypto_ablkcipher *tfm = crypto_ablkcipher_reqtfm(&ctx->req);
243         unsigned ivsize = crypto_ablkcipher_ivsize(tfm);
244         struct skcipher_sg_list *sgl;
245         struct af_alg_control con = {};
246         long copied = 0;
247         bool enc = 0;
248         int limit;
249         int err;
250         int i;
251
252         if (msg->msg_controllen) {
253                 err = af_alg_cmsg_send(msg, &con);
254                 if (err)
255                         return err;
256
257                 switch (con.op) {
258                 case ALG_OP_ENCRYPT:
259                         enc = 1;
260                         break;
261                 case ALG_OP_DECRYPT:
262                         enc = 0;
263                         break;
264                 default:
265                         return -EINVAL;
266                 }
267
268                 if (con.iv && con.iv->ivlen != ivsize)
269                         return -EINVAL;
270         }
271
272         err = -EINVAL;
273
274         lock_sock(sk);
275         if (!ctx->more && ctx->used)
276                 goto unlock;
277
278         if (!ctx->used) {
279                 ctx->enc = enc;
280                 if (con.iv)
281                         memcpy(ctx->iv, con.iv->iv, ivsize);
282         }
283
284         limit = max_t(int, sk->sk_sndbuf, PAGE_SIZE);
285         limit -= ctx->used;
286
287         while (size) {
288                 struct scatterlist *sg;
289                 unsigned long len = size;
290                 int plen;
291
292                 if (ctx->merge) {
293                         sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev,
294                                          struct skcipher_sg_list, list);
295                         sg = sgl->sg + sgl->cur - 1;
296                         len = min_t(unsigned long, len,
297                                     PAGE_SIZE - sg->offset - sg->length);
298
299                         err = memcpy_fromiovec(page_address(sg_page(sg)) +
300                                                sg->offset + sg->length,
301                                                msg->msg_iov, len);
302                         if (err)
303                                 goto unlock;
304
305                         sg->length += len;
306                         ctx->merge = (sg->offset + sg->length) &
307                                      (PAGE_SIZE - 1);
308
309                         ctx->used += len;
310                         copied += len;
311                         size -= len;
312                         limit -= len;
313                         continue;
314                 }
315
316                 if (limit < PAGE_SIZE) {
317                         err = skcipher_wait_for_wmem(sk, msg->msg_flags);
318                         if (err)
319                                 goto unlock;
320
321                         limit = max_t(int, sk->sk_sndbuf, PAGE_SIZE);
322                         limit -= ctx->used;
323                 }
324
325                 len = min_t(unsigned long, len, limit);
326
327                 err = skcipher_alloc_sgl(sk);
328                 if (err)
329                         goto unlock;
330
331                 sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
332                 sg = sgl->sg;
333                 do {
334                         i = sgl->cur;
335                         plen = min_t(int, len, PAGE_SIZE);
336
337                         sg_assign_page(sg + i, alloc_page(GFP_KERNEL));
338                         err = -ENOMEM;
339                         if (!sg_page(sg + i))
340                                 goto unlock;
341
342                         err = memcpy_fromiovec(page_address(sg_page(sg + i)),
343                                                msg->msg_iov, plen);
344                         if (err) {
345                                 __free_page(sg_page(sg + i));
346                                 sg_assign_page(sg + i, NULL);
347                                 goto unlock;
348                         }
349
350                         sg[i].length = plen;
351                         len -= plen;
352                         ctx->used += plen;
353                         copied += plen;
354                         size -= plen;
355                         limit -= plen;
356                         sgl->cur++;
357                 } while (len && sgl->cur < MAX_SGL_ENTS);
358
359                 ctx->merge = plen & (PAGE_SIZE - 1);
360         }
361
362         err = 0;
363
364         ctx->more = msg->msg_flags & MSG_MORE;
365         if (!ctx->more && !list_empty(&ctx->tsgl))
366                 sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
367
368 unlock:
369         skcipher_data_wakeup(sk);
370         release_sock(sk);
371
372         return copied ?: err;
373 }
374
375 static ssize_t skcipher_sendpage(struct socket *sock, struct page *page,
376                                  int offset, size_t size, int flags)
377 {
378         struct sock *sk = sock->sk;
379         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
380         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
381         struct skcipher_sg_list *sgl;
382         int err = -EINVAL;
383         int limit;
384
385         lock_sock(sk);
386         if (!ctx->more && ctx->used)
387                 goto unlock;
388
389         if (!size)
390                 goto done;
391
392         limit = max_t(int, sk->sk_sndbuf, PAGE_SIZE);
393         limit -= ctx->used;
394
395         if (limit < PAGE_SIZE) {
396                 err = skcipher_wait_for_wmem(sk, flags);
397                 if (err)
398                         goto unlock;
399
400                 limit = max_t(int, sk->sk_sndbuf, PAGE_SIZE);
401                 limit -= ctx->used;
402         }
403
404         err = skcipher_alloc_sgl(sk);
405         if (err)
406                 goto unlock;
407
408         ctx->merge = 0;
409         sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
410
411         get_page(page);
412         sg_set_page(sgl->sg + sgl->cur, page, size, offset);
413         sgl->cur++;
414         ctx->used += size;
415
416 done:
417         ctx->more = flags & MSG_MORE;
418         if (!ctx->more && !list_empty(&ctx->tsgl))
419                 sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
420
421 unlock:
422         skcipher_data_wakeup(sk);
423         release_sock(sk);
424
425         return err ?: size;
426 }
427
428 static int skcipher_recvmsg(struct kiocb *unused, struct socket *sock,
429                             struct msghdr *msg, size_t ignored, int flags)
430 {
431         struct sock *sk = sock->sk;
432         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
433         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
434         unsigned bs = crypto_ablkcipher_blocksize(crypto_ablkcipher_reqtfm(
435                 &ctx->req));
436         struct skcipher_sg_list *sgl;
437         struct scatterlist *sg;
438         unsigned long iovlen;
439         struct iovec *iov;
440         int err = -EAGAIN;
441         int used;
442         long copied = 0;
443
444         lock_sock(sk);
445         for (iov = msg->msg_iov, iovlen = msg->msg_iovlen; iovlen > 0;
446              iovlen--, iov++) {
447                 unsigned long seglen = iov->iov_len;
448                 char __user *from = iov->iov_base;
449
450                 while (seglen) {
451                         sgl = list_first_entry(&ctx->tsgl,
452                                                struct skcipher_sg_list, list);
453                         sg = sgl->sg;
454
455                         while (!sg->length)
456                                 sg++;
457
458                         used = ctx->used;
459                         if (!used) {
460                                 err = skcipher_wait_for_data(sk, flags);
461                                 if (err)
462                                         goto unlock;
463                         }
464
465                         used = min_t(unsigned long, used, seglen);
466
467                         if (ctx->more || used < ctx->used)
468                                 used -= used % bs;
469
470                         err = -EINVAL;
471                         if (!used)
472                                 goto unlock;
473
474                         used = af_alg_make_sg(&ctx->rsgl, from, used, 1);
475                         if (used < 0)
476                                 goto unlock;
477
478                         ablkcipher_request_set_crypt(&ctx->req, sg,
479                                                      ctx->rsgl.sg, used,
480                                                      ctx->iv);
481
482                         err = af_alg_wait_for_completion(
483                                 ctx->enc ?
484                                         crypto_ablkcipher_encrypt(&ctx->req) :
485                                         crypto_ablkcipher_decrypt(&ctx->req),
486                                 &ctx->completion);
487
488                         af_alg_free_sg(&ctx->rsgl);
489
490                         if (err)
491                                 goto unlock;
492
493                         copied += used;
494                         from += used;
495                         seglen -= used;
496                         skcipher_pull_sgl(sk, used);
497                 }
498         }
499
500         err = 0;
501
502 unlock:
503         skcipher_wmem_wakeup(sk);
504         release_sock(sk);
505
506         return copied ?: err;
507 }
508
509
510 static unsigned int skcipher_poll(struct file *file, struct socket *sock,
511                                   poll_table *wait)
512 {
513         struct sock *sk = sock->sk;
514         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
515         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
516         unsigned int mask;
517
518         sock_poll_wait(file, sk_sleep(sk), wait);
519         mask = 0;
520
521         if (ctx->used)
522                 mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
523
524         if (skcipher_writable(sk))
525                 mask |= POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND;
526
527         return mask;
528 }
529
530 static struct proto_ops algif_skcipher_ops = {
531         .family         =       PF_ALG,
532
533         .connect        =       sock_no_connect,
534         .socketpair     =       sock_no_socketpair,
535         .getname        =       sock_no_getname,
536         .ioctl          =       sock_no_ioctl,
537         .listen         =       sock_no_listen,
538         .shutdown       =       sock_no_shutdown,
539         .getsockopt     =       sock_no_getsockopt,
540         .mmap           =       sock_no_mmap,
541         .bind           =       sock_no_bind,
542         .accept         =       sock_no_accept,
543         .setsockopt     =       sock_no_setsockopt,
544
545         .release        =       af_alg_release,
546         .sendmsg        =       skcipher_sendmsg,
547         .sendpage       =       skcipher_sendpage,
548         .recvmsg        =       skcipher_recvmsg,
549         .poll           =       skcipher_poll,
550 };
551
552 static void *skcipher_bind(const char *name, u32 type, u32 mask)
553 {
554         return crypto_alloc_ablkcipher(name, type, mask);
555 }
556
557 static void skcipher_release(void *private)
558 {
559         crypto_free_ablkcipher(private);
560 }
561
562 static int skcipher_setkey(void *private, const u8 *key, unsigned int keylen)
563 {
564         return crypto_ablkcipher_setkey(private, key, keylen);
565 }
566
567 static void skcipher_sock_destruct(struct sock *sk)
568 {
569         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
570         struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
571         struct crypto_ablkcipher *tfm = crypto_ablkcipher_reqtfm(&ctx->req);
572
573         skcipher_free_sgl(sk);
574         sock_kfree_s(sk, ctx->iv, crypto_ablkcipher_ivsize(tfm));
575         sock_kfree_s(sk, ctx, ctx->len);
576         af_alg_release_parent(sk);
577 }
578
579 static int skcipher_accept_parent(void *private, struct sock *sk)
580 {
581         struct skcipher_ctx *ctx;
582         struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
583         unsigned int len = sizeof(*ctx) + crypto_ablkcipher_reqsize(private);
584
585         ctx = sock_kmalloc(sk, len, GFP_KERNEL);
586         if (!ctx)
587                 return -ENOMEM;
588
589         ctx->iv = sock_kmalloc(sk, crypto_ablkcipher_ivsize(private),
590                                GFP_KERNEL);
591         if (!ctx->iv) {
592                 sock_kfree_s(sk, ctx, len);
593                 return -ENOMEM;
594         }
595
596         memset(ctx->iv, 0, crypto_ablkcipher_ivsize(private));
597
598         INIT_LIST_HEAD(&ctx->tsgl);
599         ctx->len = len;
600         ctx->used = 0;
601         ctx->more = 0;
602         ctx->merge = 0;
603         ctx->enc = 0;
604         af_alg_init_completion(&ctx->completion);
605
606         ask->private = ctx;
607
608         ablkcipher_request_set_tfm(&ctx->req, private);
609         ablkcipher_request_set_callback(&ctx->req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
610                                         af_alg_complete, &ctx->completion);
611
612         sk->sk_destruct = skcipher_sock_destruct;
613
614         return 0;
615 }
616
617 static const struct af_alg_type algif_type_skcipher = {
618         .bind           =       skcipher_bind,
619         .release        =       skcipher_release,
620         .setkey         =       skcipher_setkey,
621         .accept         =       skcipher_accept_parent,
622         .ops            =       &algif_skcipher_ops,
623         .name           =       "skcipher",
624         .owner          =       THIS_MODULE
625 };
626
627 static int __init algif_skcipher_init(void)
628 {
629         return af_alg_register_type(&algif_type_skcipher);
630 }
631
632 static void __exit algif_skcipher_exit(void)
633 {
634         int err = af_alg_unregister_type(&algif_type_skcipher);
635         BUG_ON(err);
636 }
637
638 module_init(algif_skcipher_init);
639 module_exit(algif_skcipher_exit);
640 MODULE_LICENSE("GPL");