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