[CRYPTO] cryptd: Add asynchronous hash support
[linux-2.6.git] / crypto / cryptd.c
1 /*
2  * Software async crypto daemon.
3  *
4  * Copyright (c) 2006 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
9  * any later version.
10  *
11  */
12
13 #include <crypto/algapi.h>
14 #include <linux/err.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/kthread.h>
18 #include <linux/list.h>
19 #include <linux/module.h>
20 #include <linux/mutex.h>
21 #include <linux/scatterlist.h>
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/spinlock.h>
25
26 #define CRYPTD_MAX_QLEN 100
27
28 struct cryptd_state {
29         spinlock_t lock;
30         struct mutex mutex;
31         struct crypto_queue queue;
32         struct task_struct *task;
33 };
34
35 struct cryptd_instance_ctx {
36         struct crypto_spawn spawn;
37         struct cryptd_state *state;
38 };
39
40 struct cryptd_blkcipher_ctx {
41         struct crypto_blkcipher *child;
42 };
43
44 struct cryptd_blkcipher_request_ctx {
45         crypto_completion_t complete;
46 };
47
48 struct cryptd_hash_ctx {
49         struct crypto_hash *child;
50 };
51
52 struct cryptd_hash_request_ctx {
53         crypto_completion_t complete;
54 };
55
56 static inline struct cryptd_state *cryptd_get_state(struct crypto_tfm *tfm)
57 {
58         struct crypto_instance *inst = crypto_tfm_alg_instance(tfm);
59         struct cryptd_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
60         return ictx->state;
61 }
62
63 static int cryptd_blkcipher_setkey(struct crypto_ablkcipher *parent,
64                                    const u8 *key, unsigned int keylen)
65 {
66         struct cryptd_blkcipher_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(parent);
67         struct crypto_blkcipher *child = ctx->child;
68         int err;
69
70         crypto_blkcipher_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
71         crypto_blkcipher_set_flags(child, crypto_ablkcipher_get_flags(parent) &
72                                           CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
73         err = crypto_blkcipher_setkey(child, key, keylen);
74         crypto_ablkcipher_set_flags(parent, crypto_blkcipher_get_flags(child) &
75                                             CRYPTO_TFM_RES_MASK);
76         return err;
77 }
78
79 static void cryptd_blkcipher_crypt(struct ablkcipher_request *req,
80                                    struct crypto_blkcipher *child,
81                                    int err,
82                                    int (*crypt)(struct blkcipher_desc *desc,
83                                                 struct scatterlist *dst,
84                                                 struct scatterlist *src,
85                                                 unsigned int len))
86 {
87         struct cryptd_blkcipher_request_ctx *rctx;
88         struct blkcipher_desc desc;
89
90         rctx = ablkcipher_request_ctx(req);
91
92         if (unlikely(err == -EINPROGRESS))
93                 goto out;
94
95         desc.tfm = child;
96         desc.info = req->info;
97         desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
98
99         err = crypt(&desc, req->dst, req->src, req->nbytes);
100
101         req->base.complete = rctx->complete;
102
103 out:
104         local_bh_disable();
105         rctx->complete(&req->base, err);
106         local_bh_enable();
107 }
108
109 static void cryptd_blkcipher_encrypt(struct crypto_async_request *req, int err)
110 {
111         struct cryptd_blkcipher_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
112         struct crypto_blkcipher *child = ctx->child;
113
114         cryptd_blkcipher_crypt(ablkcipher_request_cast(req), child, err,
115                                crypto_blkcipher_crt(child)->encrypt);
116 }
117
118 static void cryptd_blkcipher_decrypt(struct crypto_async_request *req, int err)
119 {
120         struct cryptd_blkcipher_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
121         struct crypto_blkcipher *child = ctx->child;
122
123         cryptd_blkcipher_crypt(ablkcipher_request_cast(req), child, err,
124                                crypto_blkcipher_crt(child)->decrypt);
125 }
126
127 static int cryptd_blkcipher_enqueue(struct ablkcipher_request *req,
128                                     crypto_completion_t complete)
129 {
130         struct cryptd_blkcipher_request_ctx *rctx = ablkcipher_request_ctx(req);
131         struct crypto_ablkcipher *tfm = crypto_ablkcipher_reqtfm(req);
132         struct cryptd_state *state =
133                 cryptd_get_state(crypto_ablkcipher_tfm(tfm));
134         int err;
135
136         rctx->complete = req->base.complete;
137         req->base.complete = complete;
138
139         spin_lock_bh(&state->lock);
140         err = ablkcipher_enqueue_request(&state->queue, req);
141         spin_unlock_bh(&state->lock);
142
143         wake_up_process(state->task);
144         return err;
145 }
146
147 static int cryptd_blkcipher_encrypt_enqueue(struct ablkcipher_request *req)
148 {
149         return cryptd_blkcipher_enqueue(req, cryptd_blkcipher_encrypt);
150 }
151
152 static int cryptd_blkcipher_decrypt_enqueue(struct ablkcipher_request *req)
153 {
154         return cryptd_blkcipher_enqueue(req, cryptd_blkcipher_decrypt);
155 }
156
157 static int cryptd_blkcipher_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
158 {
159         struct crypto_instance *inst = crypto_tfm_alg_instance(tfm);
160         struct cryptd_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
161         struct crypto_spawn *spawn = &ictx->spawn;
162         struct cryptd_blkcipher_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
163         struct crypto_blkcipher *cipher;
164
165         cipher = crypto_spawn_blkcipher(spawn);
166         if (IS_ERR(cipher))
167                 return PTR_ERR(cipher);
168
169         ctx->child = cipher;
170         tfm->crt_ablkcipher.reqsize =
171                 sizeof(struct cryptd_blkcipher_request_ctx);
172         return 0;
173 }
174
175 static void cryptd_blkcipher_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
176 {
177         struct cryptd_blkcipher_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
178         struct cryptd_state *state = cryptd_get_state(tfm);
179         int active;
180
181         mutex_lock(&state->mutex);
182         active = ablkcipher_tfm_in_queue(&state->queue,
183                                          __crypto_ablkcipher_cast(tfm));
184         mutex_unlock(&state->mutex);
185
186         BUG_ON(active);
187
188         crypto_free_blkcipher(ctx->child);
189 }
190
191 static struct crypto_instance *cryptd_alloc_instance(struct crypto_alg *alg,
192                                                      struct cryptd_state *state)
193 {
194         struct crypto_instance *inst;
195         struct cryptd_instance_ctx *ctx;
196         int err;
197
198         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
199         if (!inst) {
200                 inst = ERR_PTR(-ENOMEM);
201                 goto out;
202         }
203
204         err = -ENAMETOOLONG;
205         if (snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
206                      "cryptd(%s)", alg->cra_driver_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
207                 goto out_free_inst;
208
209         ctx = crypto_instance_ctx(inst);
210         err = crypto_init_spawn(&ctx->spawn, alg, inst,
211                                 CRYPTO_ALG_TYPE_MASK | CRYPTO_ALG_ASYNC);
212         if (err)
213                 goto out_free_inst;
214
215         ctx->state = state;
216
217         memcpy(inst->alg.cra_name, alg->cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME);
218
219         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority + 50;
220         inst->alg.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
221         inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
222
223 out:
224         return inst;
225
226 out_free_inst:
227         kfree(inst);
228         inst = ERR_PTR(err);
229         goto out;
230 }
231
232 static struct crypto_instance *cryptd_alloc_blkcipher(
233         struct rtattr **tb, struct cryptd_state *state)
234 {
235         struct crypto_instance *inst;
236         struct crypto_alg *alg;
237
238         alg = crypto_get_attr_alg(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER,
239                                   CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
240         if (IS_ERR(alg))
241                 return ERR_CAST(alg);
242
243         inst = cryptd_alloc_instance(alg, state);
244         if (IS_ERR(inst))
245                 goto out_put_alg;
246
247         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_ABLKCIPHER | CRYPTO_ALG_ASYNC;
248         inst->alg.cra_type = &crypto_ablkcipher_type;
249
250         inst->alg.cra_ablkcipher.ivsize = alg->cra_blkcipher.ivsize;
251         inst->alg.cra_ablkcipher.min_keysize = alg->cra_blkcipher.min_keysize;
252         inst->alg.cra_ablkcipher.max_keysize = alg->cra_blkcipher.max_keysize;
253
254         inst->alg.cra_ablkcipher.geniv = alg->cra_blkcipher.geniv;
255
256         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct cryptd_blkcipher_ctx);
257
258         inst->alg.cra_init = cryptd_blkcipher_init_tfm;
259         inst->alg.cra_exit = cryptd_blkcipher_exit_tfm;
260
261         inst->alg.cra_ablkcipher.setkey = cryptd_blkcipher_setkey;
262         inst->alg.cra_ablkcipher.encrypt = cryptd_blkcipher_encrypt_enqueue;
263         inst->alg.cra_ablkcipher.decrypt = cryptd_blkcipher_decrypt_enqueue;
264
265 out_put_alg:
266         crypto_mod_put(alg);
267         return inst;
268 }
269
270 static int cryptd_hash_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
271 {
272         struct crypto_instance *inst = crypto_tfm_alg_instance(tfm);
273         struct cryptd_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
274         struct crypto_spawn *spawn = &ictx->spawn;
275         struct cryptd_hash_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
276         struct crypto_hash *cipher;
277
278         cipher = crypto_spawn_hash(spawn);
279         if (IS_ERR(cipher))
280                 return PTR_ERR(cipher);
281
282         ctx->child = cipher;
283         tfm->crt_ahash.reqsize =
284                 sizeof(struct cryptd_hash_request_ctx);
285         return 0;
286 }
287
288 static void cryptd_hash_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
289 {
290         struct cryptd_hash_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
291         struct cryptd_state *state = cryptd_get_state(tfm);
292         int active;
293
294         mutex_lock(&state->mutex);
295         active = ahash_tfm_in_queue(&state->queue,
296                                 __crypto_ahash_cast(tfm));
297         mutex_unlock(&state->mutex);
298
299         BUG_ON(active);
300
301         crypto_free_hash(ctx->child);
302 }
303
304 static int cryptd_hash_setkey(struct crypto_ahash *parent,
305                                    const u8 *key, unsigned int keylen)
306 {
307         struct cryptd_hash_ctx *ctx   = crypto_ahash_ctx(parent);
308         struct crypto_hash     *child = ctx->child;
309         int err;
310
311         crypto_hash_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
312         crypto_hash_set_flags(child, crypto_ahash_get_flags(parent) &
313                                           CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
314         err = crypto_hash_setkey(child, key, keylen);
315         crypto_ahash_set_flags(parent, crypto_hash_get_flags(child) &
316                                             CRYPTO_TFM_RES_MASK);
317         return err;
318 }
319
320 static int cryptd_hash_enqueue(struct ahash_request *req,
321                                 crypto_completion_t complete)
322 {
323         struct cryptd_hash_request_ctx *rctx = ahash_request_ctx(req);
324         struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
325         struct cryptd_state *state =
326                 cryptd_get_state(crypto_ahash_tfm(tfm));
327         int err;
328
329         rctx->complete = req->base.complete;
330         req->base.complete = complete;
331
332         spin_lock_bh(&state->lock);
333         err = ahash_enqueue_request(&state->queue, req);
334         spin_unlock_bh(&state->lock);
335
336         wake_up_process(state->task);
337         return err;
338 }
339
340 static void cryptd_hash_init(struct crypto_async_request *req_async, int err)
341 {
342         struct cryptd_hash_ctx *ctx   = crypto_tfm_ctx(req_async->tfm);
343         struct crypto_hash     *child = ctx->child;
344         struct ahash_request    *req = ahash_request_cast(req_async);
345         struct cryptd_hash_request_ctx *rctx;
346         struct hash_desc desc;
347
348         rctx = ahash_request_ctx(req);
349
350         if (unlikely(err == -EINPROGRESS))
351                 goto out;
352
353         desc.tfm = child;
354         desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
355
356         err = crypto_hash_crt(child)->init(&desc);
357
358         req->base.complete = rctx->complete;
359
360 out:
361         local_bh_disable();
362         rctx->complete(&req->base, err);
363         local_bh_enable();
364 }
365
366 static int cryptd_hash_init_enqueue(struct ahash_request *req)
367 {
368         return cryptd_hash_enqueue(req, cryptd_hash_init);
369 }
370
371 static void cryptd_hash_update(struct crypto_async_request *req_async, int err)
372 {
373         struct cryptd_hash_ctx *ctx   = crypto_tfm_ctx(req_async->tfm);
374         struct crypto_hash     *child = ctx->child;
375         struct ahash_request    *req = ahash_request_cast(req_async);
376         struct cryptd_hash_request_ctx *rctx;
377         struct hash_desc desc;
378
379         rctx = ahash_request_ctx(req);
380
381         if (unlikely(err == -EINPROGRESS))
382                 goto out;
383
384         desc.tfm = child;
385         desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
386
387         err = crypto_hash_crt(child)->update(&desc,
388                                                 req->src,
389                                                 req->nbytes);
390
391         req->base.complete = rctx->complete;
392
393 out:
394         local_bh_disable();
395         rctx->complete(&req->base, err);
396         local_bh_enable();
397 }
398
399 static int cryptd_hash_update_enqueue(struct ahash_request *req)
400 {
401         return cryptd_hash_enqueue(req, cryptd_hash_update);
402 }
403
404 static void cryptd_hash_final(struct crypto_async_request *req_async, int err)
405 {
406         struct cryptd_hash_ctx *ctx   = crypto_tfm_ctx(req_async->tfm);
407         struct crypto_hash     *child = ctx->child;
408         struct ahash_request    *req = ahash_request_cast(req_async);
409         struct cryptd_hash_request_ctx *rctx;
410         struct hash_desc desc;
411
412         rctx = ahash_request_ctx(req);
413
414         if (unlikely(err == -EINPROGRESS))
415                 goto out;
416
417         desc.tfm = child;
418         desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
419
420         err = crypto_hash_crt(child)->final(&desc, req->result);
421
422         req->base.complete = rctx->complete;
423
424 out:
425         local_bh_disable();
426         rctx->complete(&req->base, err);
427         local_bh_enable();
428 }
429
430 static int cryptd_hash_final_enqueue(struct ahash_request *req)
431 {
432         return cryptd_hash_enqueue(req, cryptd_hash_final);
433 }
434
435 static void cryptd_hash_digest(struct crypto_async_request *req_async, int err)
436 {
437         struct cryptd_hash_ctx *ctx   = crypto_tfm_ctx(req_async->tfm);
438         struct crypto_hash     *child = ctx->child;
439         struct ahash_request    *req = ahash_request_cast(req_async);
440         struct cryptd_hash_request_ctx *rctx;
441         struct hash_desc desc;
442
443         rctx = ahash_request_ctx(req);
444
445         if (unlikely(err == -EINPROGRESS))
446                 goto out;
447
448         desc.tfm = child;
449         desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
450
451         err = crypto_hash_crt(child)->digest(&desc,
452                                                 req->src,
453                                                 req->nbytes,
454                                                 req->result);
455
456         req->base.complete = rctx->complete;
457
458 out:
459         local_bh_disable();
460         rctx->complete(&req->base, err);
461         local_bh_enable();
462 }
463
464 static int cryptd_hash_digest_enqueue(struct ahash_request *req)
465 {
466         return cryptd_hash_enqueue(req, cryptd_hash_digest);
467 }
468
469 static struct crypto_instance *cryptd_alloc_hash(
470         struct rtattr **tb, struct cryptd_state *state)
471 {
472         struct crypto_instance *inst;
473         struct crypto_alg *alg;
474
475         alg = crypto_get_attr_alg(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
476                                   CRYPTO_ALG_TYPE_HASH_MASK);
477         if (IS_ERR(alg))
478                 return ERR_PTR(PTR_ERR(alg));
479
480         inst = cryptd_alloc_instance(alg, state);
481         if (IS_ERR(inst))
482                 goto out_put_alg;
483
484         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AHASH | CRYPTO_ALG_ASYNC;
485         inst->alg.cra_type = &crypto_ahash_type;
486
487         inst->alg.cra_ahash.digestsize = alg->cra_hash.digestsize;
488         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct cryptd_hash_ctx);
489
490         inst->alg.cra_init = cryptd_hash_init_tfm;
491         inst->alg.cra_exit = cryptd_hash_exit_tfm;
492
493         inst->alg.cra_ahash.init   = cryptd_hash_init_enqueue;
494         inst->alg.cra_ahash.update = cryptd_hash_update_enqueue;
495         inst->alg.cra_ahash.final  = cryptd_hash_final_enqueue;
496         inst->alg.cra_ahash.setkey = cryptd_hash_setkey;
497         inst->alg.cra_ahash.digest = cryptd_hash_digest_enqueue;
498
499 out_put_alg:
500         crypto_mod_put(alg);
501         return inst;
502 }
503
504 static struct cryptd_state state;
505
506 static struct crypto_instance *cryptd_alloc(struct rtattr **tb)
507 {
508         struct crypto_attr_type *algt;
509
510         algt = crypto_get_attr_type(tb);
511         if (IS_ERR(algt))
512                 return ERR_CAST(algt);
513
514         switch (algt->type & algt->mask & CRYPTO_ALG_TYPE_MASK) {
515         case CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER:
516                 return cryptd_alloc_blkcipher(tb, &state);
517         case CRYPTO_ALG_TYPE_DIGEST:
518                 return cryptd_alloc_hash(tb, &state);
519         }
520
521         return ERR_PTR(-EINVAL);
522 }
523
524 static void cryptd_free(struct crypto_instance *inst)
525 {
526         struct cryptd_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
527
528         crypto_drop_spawn(&ctx->spawn);
529         kfree(inst);
530 }
531
532 static struct crypto_template cryptd_tmpl = {
533         .name = "cryptd",
534         .alloc = cryptd_alloc,
535         .free = cryptd_free,
536         .module = THIS_MODULE,
537 };
538
539 static inline int cryptd_create_thread(struct cryptd_state *state,
540                                        int (*fn)(void *data), const char *name)
541 {
542         spin_lock_init(&state->lock);
543         mutex_init(&state->mutex);
544         crypto_init_queue(&state->queue, CRYPTD_MAX_QLEN);
545
546         state->task = kthread_run(fn, state, name);
547         if (IS_ERR(state->task))
548                 return PTR_ERR(state->task);
549
550         return 0;
551 }
552
553 static inline void cryptd_stop_thread(struct cryptd_state *state)
554 {
555         BUG_ON(state->queue.qlen);
556         kthread_stop(state->task);
557 }
558
559 static int cryptd_thread(void *data)
560 {
561         struct cryptd_state *state = data;
562         int stop;
563
564         current->flags |= PF_NOFREEZE;
565
566         do {
567                 struct crypto_async_request *req, *backlog;
568
569                 mutex_lock(&state->mutex);
570                 __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
571
572                 spin_lock_bh(&state->lock);
573                 backlog = crypto_get_backlog(&state->queue);
574                 req = crypto_dequeue_request(&state->queue);
575                 spin_unlock_bh(&state->lock);
576
577                 stop = kthread_should_stop();
578
579                 if (stop || req) {
580                         __set_current_state(TASK_RUNNING);
581                         if (req) {
582                                 if (backlog)
583                                         backlog->complete(backlog,
584                                                           -EINPROGRESS);
585                                 req->complete(req, 0);
586                         }
587                 }
588
589                 mutex_unlock(&state->mutex);
590
591                 schedule();
592         } while (!stop);
593
594         return 0;
595 }
596
597 static int __init cryptd_init(void)
598 {
599         int err;
600
601         err = cryptd_create_thread(&state, cryptd_thread, "cryptd");
602         if (err)
603                 return err;
604
605         err = crypto_register_template(&cryptd_tmpl);
606         if (err)
607                 kthread_stop(state.task);
608
609         return err;
610 }
611
612 static void __exit cryptd_exit(void)
613 {
614         cryptd_stop_thread(&state);
615         crypto_unregister_template(&cryptd_tmpl);
616 }
617
618 module_init(cryptd_init);
619 module_exit(cryptd_exit);
620
621 MODULE_LICENSE("GPL");
622 MODULE_DESCRIPTION("Software async crypto daemon");