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