crypto: pcrypt - Rename pcrypt_instance
[linux-2.6.git] / crypto / pcrypt.c
1 /*
2  * pcrypt - Parallel crypto wrapper.
3  *
4  * Copyright (C) 2009 secunet Security Networks AG
5  * Copyright (C) 2009 Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
8  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
9  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
10  *
11  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
12  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
14  * more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
17  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
18  * 51 Franklin St - Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
19  */
20
21 #include <crypto/algapi.h>
22 #include <crypto/internal/aead.h>
23 #include <linux/err.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/notifier.h>
28 #include <linux/kobject.h>
29 #include <crypto/pcrypt.h>
30
31 struct padata_pcrypt {
32         struct padata_instance *pinst;
33         struct workqueue_struct *wq;
34
35         /*
36          * Cpumask for callback CPUs. It should be
37          * equal to serial cpumask of corresponding padata instance,
38          * so it is updated when padata notifies us about serial
39          * cpumask change.
40          *
41          * cb_cpumask is protected by RCU. This fact prevents us from
42          * using cpumask_var_t directly because the actual type of
43          * cpumsak_var_t depends on kernel configuration(particularly on
44          * CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK macro). Depending on the configuration
45          * cpumask_var_t may be either a pointer to the struct cpumask
46          * or a variable allocated on the stack. Thus we can not safely use
47          * cpumask_var_t with RCU operations such as rcu_assign_pointer or
48          * rcu_dereference. So cpumask_var_t is wrapped with struct
49          * pcrypt_cpumask which makes possible to use it with RCU.
50          */
51         struct pcrypt_cpumask {
52                 cpumask_var_t mask;
53         } *cb_cpumask;
54         struct notifier_block nblock;
55 };
56
57 static struct padata_pcrypt pencrypt;
58 static struct padata_pcrypt pdecrypt;
59 static struct kset           *pcrypt_kset;
60
61 struct pcrypt_instance_ctx {
62         struct crypto_spawn spawn;
63         unsigned int tfm_count;
64 };
65
66 struct pcrypt_aead_ctx {
67         struct crypto_aead *child;
68         unsigned int cb_cpu;
69 };
70
71 static int pcrypt_do_parallel(struct padata_priv *padata, unsigned int *cb_cpu,
72                               struct padata_pcrypt *pcrypt)
73 {
74         unsigned int cpu_index, cpu, i;
75         struct pcrypt_cpumask *cpumask;
76
77         cpu = *cb_cpu;
78
79         rcu_read_lock_bh();
80         cpumask = rcu_dereference(pcrypt->cb_cpumask);
81         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpumask->mask))
82                         goto out;
83
84         if (!cpumask_weight(cpumask->mask))
85                         goto out;
86
87         cpu_index = cpu % cpumask_weight(cpumask->mask);
88
89         cpu = cpumask_first(cpumask->mask);
90         for (i = 0; i < cpu_index; i++)
91                 cpu = cpumask_next(cpu, cpumask->mask);
92
93         *cb_cpu = cpu;
94
95 out:
96         rcu_read_unlock_bh();
97         return padata_do_parallel(pcrypt->pinst, padata, cpu);
98 }
99
100 static int pcrypt_aead_setkey(struct crypto_aead *parent,
101                               const u8 *key, unsigned int keylen)
102 {
103         struct pcrypt_aead_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
104
105         return crypto_aead_setkey(ctx->child, key, keylen);
106 }
107
108 static int pcrypt_aead_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
109                                    unsigned int authsize)
110 {
111         struct pcrypt_aead_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
112
113         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
114 }
115
116 static void pcrypt_aead_serial(struct padata_priv *padata)
117 {
118         struct pcrypt_request *preq = pcrypt_padata_request(padata);
119         struct aead_request *req = pcrypt_request_ctx(preq);
120
121         aead_request_complete(req->base.data, padata->info);
122 }
123
124 static void pcrypt_aead_giv_serial(struct padata_priv *padata)
125 {
126         struct pcrypt_request *preq = pcrypt_padata_request(padata);
127         struct aead_givcrypt_request *req = pcrypt_request_ctx(preq);
128
129         aead_request_complete(req->areq.base.data, padata->info);
130 }
131
132 static void pcrypt_aead_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
133 {
134         struct aead_request *req = areq->data;
135         struct pcrypt_request *preq = aead_request_ctx(req);
136         struct padata_priv *padata = pcrypt_request_padata(preq);
137
138         padata->info = err;
139         req->base.flags &= ~CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
140
141         padata_do_serial(padata);
142 }
143
144 static void pcrypt_aead_enc(struct padata_priv *padata)
145 {
146         struct pcrypt_request *preq = pcrypt_padata_request(padata);
147         struct aead_request *req = pcrypt_request_ctx(preq);
148
149         padata->info = crypto_aead_encrypt(req);
150
151         if (padata->info == -EINPROGRESS)
152                 return;
153
154         padata_do_serial(padata);
155 }
156
157 static int pcrypt_aead_encrypt(struct aead_request *req)
158 {
159         int err;
160         struct pcrypt_request *preq = aead_request_ctx(req);
161         struct aead_request *creq = pcrypt_request_ctx(preq);
162         struct padata_priv *padata = pcrypt_request_padata(preq);
163         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
164         struct pcrypt_aead_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
165         u32 flags = aead_request_flags(req);
166
167         memset(padata, 0, sizeof(struct padata_priv));
168
169         padata->parallel = pcrypt_aead_enc;
170         padata->serial = pcrypt_aead_serial;
171
172         aead_request_set_tfm(creq, ctx->child);
173         aead_request_set_callback(creq, flags & ~CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
174                                   pcrypt_aead_done, req);
175         aead_request_set_crypt(creq, req->src, req->dst,
176                                req->cryptlen, req->iv);
177         aead_request_set_assoc(creq, req->assoc, req->assoclen);
178
179         err = pcrypt_do_parallel(padata, &ctx->cb_cpu, &pencrypt);
180         if (!err)
181                 return -EINPROGRESS;
182
183         return err;
184 }
185
186 static void pcrypt_aead_dec(struct padata_priv *padata)
187 {
188         struct pcrypt_request *preq = pcrypt_padata_request(padata);
189         struct aead_request *req = pcrypt_request_ctx(preq);
190
191         padata->info = crypto_aead_decrypt(req);
192
193         if (padata->info == -EINPROGRESS)
194                 return;
195
196         padata_do_serial(padata);
197 }
198
199 static int pcrypt_aead_decrypt(struct aead_request *req)
200 {
201         int err;
202         struct pcrypt_request *preq = aead_request_ctx(req);
203         struct aead_request *creq = pcrypt_request_ctx(preq);
204         struct padata_priv *padata = pcrypt_request_padata(preq);
205         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
206         struct pcrypt_aead_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
207         u32 flags = aead_request_flags(req);
208
209         memset(padata, 0, sizeof(struct padata_priv));
210
211         padata->parallel = pcrypt_aead_dec;
212         padata->serial = pcrypt_aead_serial;
213
214         aead_request_set_tfm(creq, ctx->child);
215         aead_request_set_callback(creq, flags & ~CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
216                                   pcrypt_aead_done, req);
217         aead_request_set_crypt(creq, req->src, req->dst,
218                                req->cryptlen, req->iv);
219         aead_request_set_assoc(creq, req->assoc, req->assoclen);
220
221         err = pcrypt_do_parallel(padata, &ctx->cb_cpu, &pdecrypt);
222         if (!err)
223                 return -EINPROGRESS;
224
225         return err;
226 }
227
228 static void pcrypt_aead_givenc(struct padata_priv *padata)
229 {
230         struct pcrypt_request *preq = pcrypt_padata_request(padata);
231         struct aead_givcrypt_request *req = pcrypt_request_ctx(preq);
232
233         padata->info = crypto_aead_givencrypt(req);
234
235         if (padata->info == -EINPROGRESS)
236                 return;
237
238         padata_do_serial(padata);
239 }
240
241 static int pcrypt_aead_givencrypt(struct aead_givcrypt_request *req)
242 {
243         int err;
244         struct aead_request *areq = &req->areq;
245         struct pcrypt_request *preq = aead_request_ctx(areq);
246         struct aead_givcrypt_request *creq = pcrypt_request_ctx(preq);
247         struct padata_priv *padata = pcrypt_request_padata(preq);
248         struct crypto_aead *aead = aead_givcrypt_reqtfm(req);
249         struct pcrypt_aead_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
250         u32 flags = aead_request_flags(areq);
251
252         memset(padata, 0, sizeof(struct padata_priv));
253
254         padata->parallel = pcrypt_aead_givenc;
255         padata->serial = pcrypt_aead_giv_serial;
256
257         aead_givcrypt_set_tfm(creq, ctx->child);
258         aead_givcrypt_set_callback(creq, flags & ~CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
259                                    pcrypt_aead_done, areq);
260         aead_givcrypt_set_crypt(creq, areq->src, areq->dst,
261                                 areq->cryptlen, areq->iv);
262         aead_givcrypt_set_assoc(creq, areq->assoc, areq->assoclen);
263         aead_givcrypt_set_giv(creq, req->giv, req->seq);
264
265         err = pcrypt_do_parallel(padata, &ctx->cb_cpu, &pencrypt);
266         if (!err)
267                 return -EINPROGRESS;
268
269         return err;
270 }
271
272 static int pcrypt_aead_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
273 {
274         int cpu, cpu_index;
275         struct crypto_instance *inst = crypto_tfm_alg_instance(tfm);
276         struct pcrypt_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
277         struct pcrypt_aead_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
278         struct crypto_aead *cipher;
279
280         ictx->tfm_count++;
281
282         cpu_index = ictx->tfm_count % cpumask_weight(cpu_active_mask);
283
284         ctx->cb_cpu = cpumask_first(cpu_active_mask);
285         for (cpu = 0; cpu < cpu_index; cpu++)
286                 ctx->cb_cpu = cpumask_next(ctx->cb_cpu, cpu_active_mask);
287
288         cipher = crypto_spawn_aead(crypto_instance_ctx(inst));
289
290         if (IS_ERR(cipher))
291                 return PTR_ERR(cipher);
292
293         ctx->child = cipher;
294         tfm->crt_aead.reqsize = sizeof(struct pcrypt_request)
295                 + sizeof(struct aead_givcrypt_request)
296                 + crypto_aead_reqsize(cipher);
297
298         return 0;
299 }
300
301 static void pcrypt_aead_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
302 {
303         struct pcrypt_aead_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
304
305         crypto_free_aead(ctx->child);
306 }
307
308 static struct crypto_instance *pcrypt_alloc_instance(struct crypto_alg *alg)
309 {
310         struct crypto_instance *inst;
311         struct pcrypt_instance_ctx *ctx;
312         int err;
313
314         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
315         if (!inst) {
316                 inst = ERR_PTR(-ENOMEM);
317                 goto out;
318         }
319
320         err = -ENAMETOOLONG;
321         if (snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
322                      "pcrypt(%s)", alg->cra_driver_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
323                 goto out_free_inst;
324
325         memcpy(inst->alg.cra_name, alg->cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME);
326
327         ctx = crypto_instance_ctx(inst);
328         err = crypto_init_spawn(&ctx->spawn, alg, inst,
329                                 CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
330         if (err)
331                 goto out_free_inst;
332
333         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority + 100;
334         inst->alg.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
335         inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
336
337 out:
338         return inst;
339
340 out_free_inst:
341         kfree(inst);
342         inst = ERR_PTR(err);
343         goto out;
344 }
345
346 static struct crypto_instance *pcrypt_alloc_aead(struct rtattr **tb,
347                                                  u32 type, u32 mask)
348 {
349         struct crypto_instance *inst;
350         struct crypto_alg *alg;
351
352         alg = crypto_get_attr_alg(tb, type, (mask & CRYPTO_ALG_TYPE_MASK));
353         if (IS_ERR(alg))
354                 return ERR_CAST(alg);
355
356         inst = pcrypt_alloc_instance(alg);
357         if (IS_ERR(inst))
358                 goto out_put_alg;
359
360         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD | CRYPTO_ALG_ASYNC;
361         inst->alg.cra_type = &crypto_aead_type;
362
363         inst->alg.cra_aead.ivsize = alg->cra_aead.ivsize;
364         inst->alg.cra_aead.geniv = alg->cra_aead.geniv;
365         inst->alg.cra_aead.maxauthsize = alg->cra_aead.maxauthsize;
366
367         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct pcrypt_aead_ctx);
368
369         inst->alg.cra_init = pcrypt_aead_init_tfm;
370         inst->alg.cra_exit = pcrypt_aead_exit_tfm;
371
372         inst->alg.cra_aead.setkey = pcrypt_aead_setkey;
373         inst->alg.cra_aead.setauthsize = pcrypt_aead_setauthsize;
374         inst->alg.cra_aead.encrypt = pcrypt_aead_encrypt;
375         inst->alg.cra_aead.decrypt = pcrypt_aead_decrypt;
376         inst->alg.cra_aead.givencrypt = pcrypt_aead_givencrypt;
377
378 out_put_alg:
379         crypto_mod_put(alg);
380         return inst;
381 }
382
383 static struct crypto_instance *pcrypt_alloc(struct rtattr **tb)
384 {
385         struct crypto_attr_type *algt;
386
387         algt = crypto_get_attr_type(tb);
388         if (IS_ERR(algt))
389                 return ERR_CAST(algt);
390
391         switch (algt->type & algt->mask & CRYPTO_ALG_TYPE_MASK) {
392         case CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD:
393                 return pcrypt_alloc_aead(tb, algt->type, algt->mask);
394         }
395
396         return ERR_PTR(-EINVAL);
397 }
398
399 static void pcrypt_free(struct crypto_instance *inst)
400 {
401         struct pcrypt_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
402
403         crypto_drop_spawn(&ctx->spawn);
404         kfree(inst);
405 }
406
407 static int pcrypt_cpumask_change_notify(struct notifier_block *self,
408                                         unsigned long val, void *data)
409 {
410         struct padata_pcrypt *pcrypt;
411         struct pcrypt_cpumask *new_mask, *old_mask;
412
413         if (!(val & PADATA_CPU_SERIAL))
414                 return 0;
415
416         pcrypt = container_of(self, struct padata_pcrypt, nblock);
417         new_mask = kmalloc(sizeof(*new_mask), GFP_KERNEL);
418         if (!new_mask)
419                 return -ENOMEM;
420         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask->mask, GFP_KERNEL)) {
421                 kfree(new_mask);
422                 return -ENOMEM;
423         }
424
425         old_mask = pcrypt->cb_cpumask;
426
427         padata_get_cpumask(pcrypt->pinst, PADATA_CPU_SERIAL, new_mask->mask);
428         rcu_assign_pointer(pcrypt->cb_cpumask, new_mask);
429         synchronize_rcu_bh();
430
431         free_cpumask_var(old_mask->mask);
432         kfree(old_mask);
433         return 0;
434 }
435
436 static int pcrypt_sysfs_add(struct padata_instance *pinst, const char *name)
437 {
438         int ret;
439
440         pinst->kobj.kset = pcrypt_kset;
441         ret = kobject_add(&pinst->kobj, NULL, name);
442         if (!ret)
443                 kobject_uevent(&pinst->kobj, KOBJ_ADD);
444
445         return ret;
446 }
447
448 static int pcrypt_init_padata(struct padata_pcrypt *pcrypt,
449                               const char *name)
450 {
451         int ret = -ENOMEM;
452         struct pcrypt_cpumask *mask;
453
454         pcrypt->wq = create_workqueue(name);
455         if (!pcrypt->wq)
456                 goto err;
457
458         pcrypt->pinst = padata_alloc_possible(pcrypt->wq);
459         if (!pcrypt->pinst)
460                 goto err_destroy_workqueue;
461
462         mask = kmalloc(sizeof(*mask), GFP_KERNEL);
463         if (!mask)
464                 goto err_free_padata;
465         if (!alloc_cpumask_var(&mask->mask, GFP_KERNEL)) {
466                 kfree(mask);
467                 goto err_free_padata;
468         }
469
470         padata_get_cpumask(pcrypt->pinst, PADATA_CPU_SERIAL, mask->mask);
471         rcu_assign_pointer(pcrypt->cb_cpumask, mask);
472
473         pcrypt->nblock.notifier_call = pcrypt_cpumask_change_notify;
474         ret = padata_register_cpumask_notifier(pcrypt->pinst, &pcrypt->nblock);
475         if (ret)
476                 goto err_free_cpumask;
477
478         ret = pcrypt_sysfs_add(pcrypt->pinst, name);
479         if (ret)
480                 goto err_unregister_notifier;
481
482         return ret;
483 err_unregister_notifier:
484         padata_unregister_cpumask_notifier(pcrypt->pinst, &pcrypt->nblock);
485 err_free_cpumask:
486         free_cpumask_var(mask->mask);
487         kfree(mask);
488 err_free_padata:
489         padata_free(pcrypt->pinst);
490 err_destroy_workqueue:
491         destroy_workqueue(pcrypt->wq);
492 err:
493         return ret;
494 }
495
496 static void pcrypt_fini_padata(struct padata_pcrypt *pcrypt)
497 {
498         kobject_put(&pcrypt->pinst->kobj);
499         free_cpumask_var(pcrypt->cb_cpumask->mask);
500         kfree(pcrypt->cb_cpumask);
501
502         padata_stop(pcrypt->pinst);
503         padata_unregister_cpumask_notifier(pcrypt->pinst, &pcrypt->nblock);
504         destroy_workqueue(pcrypt->wq);
505         padata_free(pcrypt->pinst);
506 }
507
508 static struct crypto_template pcrypt_tmpl = {
509         .name = "pcrypt",
510         .alloc = pcrypt_alloc,
511         .free = pcrypt_free,
512         .module = THIS_MODULE,
513 };
514
515 static int __init pcrypt_init(void)
516 {
517         int err = -ENOMEM;
518
519         pcrypt_kset = kset_create_and_add("pcrypt", NULL, kernel_kobj);
520         if (!pcrypt_kset)
521                 goto err;
522
523         err = pcrypt_init_padata(&pencrypt, "pencrypt");
524         if (err)
525                 goto err_unreg_kset;
526
527         err = pcrypt_init_padata(&pdecrypt, "pdecrypt");
528         if (err)
529                 goto err_deinit_pencrypt;
530
531         padata_start(pencrypt.pinst);
532         padata_start(pdecrypt.pinst);
533
534         return crypto_register_template(&pcrypt_tmpl);
535
536 err_deinit_pencrypt:
537         pcrypt_fini_padata(&pencrypt);
538 err_unreg_kset:
539         kset_unregister(pcrypt_kset);
540 err:
541         return err;
542 }
543
544 static void __exit pcrypt_exit(void)
545 {
546         pcrypt_fini_padata(&pencrypt);
547         pcrypt_fini_padata(&pdecrypt);
548
549         kset_unregister(pcrypt_kset);
550         crypto_unregister_template(&pcrypt_tmpl);
551 }
552
553 module_init(pcrypt_init);
554 module_exit(pcrypt_exit);
555
556 MODULE_LICENSE("GPL");
557 MODULE_AUTHOR("Steffen Klassert <steffen.klassert@secunet.com>");
558 MODULE_DESCRIPTION("Parallel crypto wrapper");