278659975d729a95d0ccc529eb6da02d61236f79
[linux-2.6.git] / drivers / md / dm-crypt.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003 Christophe Saout <christophe@saout.de>
3  * Copyright (C) 2004 Clemens Fruhwirth <clemens@endorphin.org>
4  * Copyright (C) 2006 Red Hat, Inc. All rights reserved.
5  *
6  * This file is released under the GPL.
7  */
8
9 #include <linux/err.h>
10 #include <linux/module.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/kernel.h>
13 #include <linux/bio.h>
14 #include <linux/blkdev.h>
15 #include <linux/mempool.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/crypto.h>
18 #include <linux/workqueue.h>
19 #include <linux/backing-dev.h>
20 #include <asm/atomic.h>
21 #include <linux/scatterlist.h>
22 #include <asm/page.h>
23 #include <asm/unaligned.h>
24
25 #include "dm.h"
26
27 #define DM_MSG_PREFIX "crypt"
28 #define MESG_STR(x) x, sizeof(x)
29
30 /*
31  * context holding the current state of a multi-part conversion
32  */
33 struct convert_context {
34         struct bio *bio_in;
35         struct bio *bio_out;
36         unsigned int offset_in;
37         unsigned int offset_out;
38         unsigned int idx_in;
39         unsigned int idx_out;
40         sector_t sector;
41 };
42
43 /*
44  * per bio private data
45  */
46 struct dm_crypt_io {
47         struct dm_target *target;
48         struct bio *base_bio;
49         struct work_struct work;
50
51         struct convert_context ctx;
52
53         atomic_t pending;
54         int error;
55 };
56
57 struct crypt_config;
58
59 struct crypt_iv_operations {
60         int (*ctr)(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
61                    const char *opts);
62         void (*dtr)(struct crypt_config *cc);
63         const char *(*status)(struct crypt_config *cc);
64         int (*generator)(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector);
65 };
66
67 /*
68  * Crypt: maps a linear range of a block device
69  * and encrypts / decrypts at the same time.
70  */
71 enum flags { DM_CRYPT_SUSPENDED, DM_CRYPT_KEY_VALID };
72 struct crypt_config {
73         struct dm_dev *dev;
74         sector_t start;
75
76         /*
77          * pool for per bio private data and
78          * for encryption buffer pages
79          */
80         mempool_t *io_pool;
81         mempool_t *page_pool;
82         struct bio_set *bs;
83
84         struct workqueue_struct *io_queue;
85         struct workqueue_struct *crypt_queue;
86         /*
87          * crypto related data
88          */
89         struct crypt_iv_operations *iv_gen_ops;
90         char *iv_mode;
91         union {
92                 struct crypto_cipher *essiv_tfm;
93                 int benbi_shift;
94         } iv_gen_private;
95         sector_t iv_offset;
96         unsigned int iv_size;
97
98         char cipher[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
99         char chainmode[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
100         struct crypto_blkcipher *tfm;
101         unsigned long flags;
102         unsigned int key_size;
103         u8 key[0];
104 };
105
106 #define MIN_IOS        16
107 #define MIN_POOL_PAGES 32
108 #define MIN_BIO_PAGES  8
109
110 static struct kmem_cache *_crypt_io_pool;
111
112 static void clone_init(struct dm_crypt_io *, struct bio *);
113
114 /*
115  * Different IV generation algorithms:
116  *
117  * plain: the initial vector is the 32-bit little-endian version of the sector
118  *        number, padded with zeros if necessary.
119  *
120  * essiv: "encrypted sector|salt initial vector", the sector number is
121  *        encrypted with the bulk cipher using a salt as key. The salt
122  *        should be derived from the bulk cipher's key via hashing.
123  *
124  * benbi: the 64-bit "big-endian 'narrow block'-count", starting at 1
125  *        (needed for LRW-32-AES and possible other narrow block modes)
126  *
127  * null: the initial vector is always zero.  Provides compatibility with
128  *       obsolete loop_fish2 devices.  Do not use for new devices.
129  *
130  * plumb: unimplemented, see:
131  * http://article.gmane.org/gmane.linux.kernel.device-mapper.dm-crypt/454
132  */
133
134 static int crypt_iv_plain_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
135 {
136         memset(iv, 0, cc->iv_size);
137         *(u32 *)iv = cpu_to_le32(sector & 0xffffffff);
138
139         return 0;
140 }
141
142 static int crypt_iv_essiv_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
143                               const char *opts)
144 {
145         struct crypto_cipher *essiv_tfm;
146         struct crypto_hash *hash_tfm;
147         struct hash_desc desc;
148         struct scatterlist sg;
149         unsigned int saltsize;
150         u8 *salt;
151         int err;
152
153         if (opts == NULL) {
154                 ti->error = "Digest algorithm missing for ESSIV mode";
155                 return -EINVAL;
156         }
157
158         /* Hash the cipher key with the given hash algorithm */
159         hash_tfm = crypto_alloc_hash(opts, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
160         if (IS_ERR(hash_tfm)) {
161                 ti->error = "Error initializing ESSIV hash";
162                 return PTR_ERR(hash_tfm);
163         }
164
165         saltsize = crypto_hash_digestsize(hash_tfm);
166         salt = kmalloc(saltsize, GFP_KERNEL);
167         if (salt == NULL) {
168                 ti->error = "Error kmallocing salt storage in ESSIV";
169                 crypto_free_hash(hash_tfm);
170                 return -ENOMEM;
171         }
172
173         sg_init_one(&sg, cc->key, cc->key_size);
174         desc.tfm = hash_tfm;
175         desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
176         err = crypto_hash_digest(&desc, &sg, cc->key_size, salt);
177         crypto_free_hash(hash_tfm);
178
179         if (err) {
180                 ti->error = "Error calculating hash in ESSIV";
181                 kfree(salt);
182                 return err;
183         }
184
185         /* Setup the essiv_tfm with the given salt */
186         essiv_tfm = crypto_alloc_cipher(cc->cipher, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
187         if (IS_ERR(essiv_tfm)) {
188                 ti->error = "Error allocating crypto tfm for ESSIV";
189                 kfree(salt);
190                 return PTR_ERR(essiv_tfm);
191         }
192         if (crypto_cipher_blocksize(essiv_tfm) !=
193             crypto_blkcipher_ivsize(cc->tfm)) {
194                 ti->error = "Block size of ESSIV cipher does "
195                             "not match IV size of block cipher";
196                 crypto_free_cipher(essiv_tfm);
197                 kfree(salt);
198                 return -EINVAL;
199         }
200         err = crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, salt, saltsize);
201         if (err) {
202                 ti->error = "Failed to set key for ESSIV cipher";
203                 crypto_free_cipher(essiv_tfm);
204                 kfree(salt);
205                 return err;
206         }
207         kfree(salt);
208
209         cc->iv_gen_private.essiv_tfm = essiv_tfm;
210         return 0;
211 }
212
213 static void crypt_iv_essiv_dtr(struct crypt_config *cc)
214 {
215         crypto_free_cipher(cc->iv_gen_private.essiv_tfm);
216         cc->iv_gen_private.essiv_tfm = NULL;
217 }
218
219 static int crypt_iv_essiv_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
220 {
221         memset(iv, 0, cc->iv_size);
222         *(u64 *)iv = cpu_to_le64(sector);
223         crypto_cipher_encrypt_one(cc->iv_gen_private.essiv_tfm, iv, iv);
224         return 0;
225 }
226
227 static int crypt_iv_benbi_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
228                               const char *opts)
229 {
230         unsigned int bs = crypto_blkcipher_blocksize(cc->tfm);
231         int log = ilog2(bs);
232
233         /* we need to calculate how far we must shift the sector count
234          * to get the cipher block count, we use this shift in _gen */
235
236         if (1 << log != bs) {
237                 ti->error = "cypher blocksize is not a power of 2";
238                 return -EINVAL;
239         }
240
241         if (log > 9) {
242                 ti->error = "cypher blocksize is > 512";
243                 return -EINVAL;
244         }
245
246         cc->iv_gen_private.benbi_shift = 9 - log;
247
248         return 0;
249 }
250
251 static void crypt_iv_benbi_dtr(struct crypt_config *cc)
252 {
253 }
254
255 static int crypt_iv_benbi_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
256 {
257         __be64 val;
258
259         memset(iv, 0, cc->iv_size - sizeof(u64)); /* rest is cleared below */
260
261         val = cpu_to_be64(((u64)sector << cc->iv_gen_private.benbi_shift) + 1);
262         put_unaligned(val, (__be64 *)(iv + cc->iv_size - sizeof(u64)));
263
264         return 0;
265 }
266
267 static int crypt_iv_null_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
268 {
269         memset(iv, 0, cc->iv_size);
270
271         return 0;
272 }
273
274 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain_ops = {
275         .generator = crypt_iv_plain_gen
276 };
277
278 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_essiv_ops = {
279         .ctr       = crypt_iv_essiv_ctr,
280         .dtr       = crypt_iv_essiv_dtr,
281         .generator = crypt_iv_essiv_gen
282 };
283
284 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_benbi_ops = {
285         .ctr       = crypt_iv_benbi_ctr,
286         .dtr       = crypt_iv_benbi_dtr,
287         .generator = crypt_iv_benbi_gen
288 };
289
290 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_null_ops = {
291         .generator = crypt_iv_null_gen
292 };
293
294 static int
295 crypt_convert_scatterlist(struct crypt_config *cc, struct scatterlist *out,
296                           struct scatterlist *in, unsigned int length,
297                           int write, sector_t sector)
298 {
299         u8 iv[cc->iv_size] __attribute__ ((aligned(__alignof__(u64))));
300         struct blkcipher_desc desc = {
301                 .tfm = cc->tfm,
302                 .info = iv,
303                 .flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
304         };
305         int r;
306
307         if (cc->iv_gen_ops) {
308                 r = cc->iv_gen_ops->generator(cc, iv, sector);
309                 if (r < 0)
310                         return r;
311
312                 if (write)
313                         r = crypto_blkcipher_encrypt_iv(&desc, out, in, length);
314                 else
315                         r = crypto_blkcipher_decrypt_iv(&desc, out, in, length);
316         } else {
317                 if (write)
318                         r = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, out, in, length);
319                 else
320                         r = crypto_blkcipher_decrypt(&desc, out, in, length);
321         }
322
323         return r;
324 }
325
326 static void crypt_convert_init(struct crypt_config *cc,
327                                struct convert_context *ctx,
328                                struct bio *bio_out, struct bio *bio_in,
329                                sector_t sector)
330 {
331         ctx->bio_in = bio_in;
332         ctx->bio_out = bio_out;
333         ctx->offset_in = 0;
334         ctx->offset_out = 0;
335         ctx->idx_in = bio_in ? bio_in->bi_idx : 0;
336         ctx->idx_out = bio_out ? bio_out->bi_idx : 0;
337         ctx->sector = sector + cc->iv_offset;
338 }
339
340 /*
341  * Encrypt / decrypt data from one bio to another one (can be the same one)
342  */
343 static int crypt_convert(struct crypt_config *cc,
344                          struct convert_context *ctx)
345 {
346         int r = 0;
347
348         while(ctx->idx_in < ctx->bio_in->bi_vcnt &&
349               ctx->idx_out < ctx->bio_out->bi_vcnt) {
350                 struct bio_vec *bv_in = bio_iovec_idx(ctx->bio_in, ctx->idx_in);
351                 struct bio_vec *bv_out = bio_iovec_idx(ctx->bio_out, ctx->idx_out);
352                 struct scatterlist sg_in, sg_out;
353
354                 sg_init_table(&sg_in, 1);
355                 sg_set_page(&sg_in, bv_in->bv_page, 1 << SECTOR_SHIFT, bv_in->bv_offset + ctx->offset_in);
356
357                 sg_init_table(&sg_out, 1);
358                 sg_set_page(&sg_out, bv_out->bv_page, 1 << SECTOR_SHIFT, bv_out->bv_offset + ctx->offset_out);
359
360                 ctx->offset_in += sg_in.length;
361                 if (ctx->offset_in >= bv_in->bv_len) {
362                         ctx->offset_in = 0;
363                         ctx->idx_in++;
364                 }
365
366                 ctx->offset_out += sg_out.length;
367                 if (ctx->offset_out >= bv_out->bv_len) {
368                         ctx->offset_out = 0;
369                         ctx->idx_out++;
370                 }
371
372                 r = crypt_convert_scatterlist(cc, &sg_out, &sg_in, sg_in.length,
373                         bio_data_dir(ctx->bio_in) == WRITE, ctx->sector);
374                 if (r < 0)
375                         break;
376
377                 ctx->sector++;
378         }
379
380         return r;
381 }
382
383 static void dm_crypt_bio_destructor(struct bio *bio)
384 {
385         struct dm_crypt_io *io = bio->bi_private;
386         struct crypt_config *cc = io->target->private;
387
388         bio_free(bio, cc->bs);
389 }
390
391 /*
392  * Generate a new unfragmented bio with the given size
393  * This should never violate the device limitations
394  * May return a smaller bio when running out of pages
395  */
396 static struct bio *crypt_alloc_buffer(struct dm_crypt_io *io, unsigned size)
397 {
398         struct crypt_config *cc = io->target->private;
399         struct bio *clone;
400         unsigned int nr_iovecs = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
401         gfp_t gfp_mask = GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM;
402         unsigned i, len;
403         struct page *page;
404
405         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, nr_iovecs, cc->bs);
406         if (!clone)
407                 return NULL;
408
409         clone_init(io, clone);
410
411         for (i = 0; i < nr_iovecs; i++) {
412                 page = mempool_alloc(cc->page_pool, gfp_mask);
413                 if (!page)
414                         break;
415
416                 /*
417                  * if additional pages cannot be allocated without waiting,
418                  * return a partially allocated bio, the caller will then try
419                  * to allocate additional bios while submitting this partial bio
420                  */
421                 if (i == (MIN_BIO_PAGES - 1))
422                         gfp_mask = (gfp_mask | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_WAIT;
423
424                 len = (size > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : size;
425
426                 if (!bio_add_page(clone, page, len, 0)) {
427                         mempool_free(page, cc->page_pool);
428                         break;
429                 }
430
431                 size -= len;
432         }
433
434         if (!clone->bi_size) {
435                 bio_put(clone);
436                 return NULL;
437         }
438
439         return clone;
440 }
441
442 static void crypt_free_buffer_pages(struct crypt_config *cc, struct bio *clone)
443 {
444         unsigned int i;
445         struct bio_vec *bv;
446
447         for (i = 0; i < clone->bi_vcnt; i++) {
448                 bv = bio_iovec_idx(clone, i);
449                 BUG_ON(!bv->bv_page);
450                 mempool_free(bv->bv_page, cc->page_pool);
451                 bv->bv_page = NULL;
452         }
453 }
454
455 /*
456  * One of the bios was finished. Check for completion of
457  * the whole request and correctly clean up the buffer.
458  */
459 static void crypt_dec_pending(struct dm_crypt_io *io)
460 {
461         struct crypt_config *cc = io->target->private;
462
463         if (!atomic_dec_and_test(&io->pending))
464                 return;
465
466         bio_endio(io->base_bio, io->error);
467         mempool_free(io, cc->io_pool);
468 }
469
470 /*
471  * kcryptd/kcryptd_io:
472  *
473  * Needed because it would be very unwise to do decryption in an
474  * interrupt context.
475  *
476  * kcryptd performs the actual encryption or decryption.
477  *
478  * kcryptd_io performs the IO submission.
479  *
480  * They must be separated as otherwise the final stages could be
481  * starved by new requests which can block in the first stages due
482  * to memory allocation.
483  */
484 static void kcryptd_do_work(struct work_struct *work);
485 static void kcryptd_do_crypt(struct work_struct *work);
486
487 static void kcryptd_queue_io(struct dm_crypt_io *io)
488 {
489         struct crypt_config *cc = io->target->private;
490
491         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_do_work);
492         queue_work(cc->io_queue, &io->work);
493 }
494
495 static void kcryptd_queue_crypt(struct dm_crypt_io *io)
496 {
497         struct crypt_config *cc = io->target->private;
498
499         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_do_crypt);
500         queue_work(cc->crypt_queue, &io->work);
501 }
502
503 static void crypt_endio(struct bio *clone, int error)
504 {
505         struct dm_crypt_io *io = clone->bi_private;
506         struct crypt_config *cc = io->target->private;
507         unsigned rw = bio_data_dir(clone);
508
509         if (unlikely(!bio_flagged(clone, BIO_UPTODATE) && !error))
510                 error = -EIO;
511
512         /*
513          * free the processed pages
514          */
515         if (rw == WRITE)
516                 crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
517
518         bio_put(clone);
519
520         if (rw == READ && !error) {
521                 kcryptd_queue_crypt(io);
522                 return;
523         }
524
525         if (unlikely(error))
526                 io->error = error;
527
528         crypt_dec_pending(io);
529 }
530
531 static void clone_init(struct dm_crypt_io *io, struct bio *clone)
532 {
533         struct crypt_config *cc = io->target->private;
534
535         clone->bi_private = io;
536         clone->bi_end_io  = crypt_endio;
537         clone->bi_bdev    = cc->dev->bdev;
538         clone->bi_rw      = io->base_bio->bi_rw;
539         clone->bi_destructor = dm_crypt_bio_destructor;
540 }
541
542 static void process_read(struct dm_crypt_io *io)
543 {
544         struct crypt_config *cc = io->target->private;
545         struct bio *base_bio = io->base_bio;
546         struct bio *clone;
547         sector_t sector = base_bio->bi_sector - io->target->begin;
548
549         atomic_inc(&io->pending);
550
551         /*
552          * The block layer might modify the bvec array, so always
553          * copy the required bvecs because we need the original
554          * one in order to decrypt the whole bio data *afterwards*.
555          */
556         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, bio_segments(base_bio), cc->bs);
557         if (unlikely(!clone)) {
558                 io->error = -ENOMEM;
559                 crypt_dec_pending(io);
560                 return;
561         }
562
563         clone_init(io, clone);
564         clone->bi_idx = 0;
565         clone->bi_vcnt = bio_segments(base_bio);
566         clone->bi_size = base_bio->bi_size;
567         clone->bi_sector = cc->start + sector;
568         memcpy(clone->bi_io_vec, bio_iovec(base_bio),
569                sizeof(struct bio_vec) * clone->bi_vcnt);
570
571         generic_make_request(clone);
572 }
573
574 static void process_write(struct dm_crypt_io *io)
575 {
576         struct crypt_config *cc = io->target->private;
577         struct bio *base_bio = io->base_bio;
578         struct bio *clone;
579         unsigned remaining = base_bio->bi_size;
580         sector_t sector = base_bio->bi_sector - io->target->begin;
581
582         atomic_inc(&io->pending);
583
584         crypt_convert_init(cc, &io->ctx, NULL, base_bio, sector);
585
586         /*
587          * The allocated buffers can be smaller than the whole bio,
588          * so repeat the whole process until all the data can be handled.
589          */
590         while (remaining) {
591                 clone = crypt_alloc_buffer(io, remaining);
592                 if (unlikely(!clone)) {
593                         io->error = -ENOMEM;
594                         crypt_dec_pending(io);
595                         return;
596                 }
597
598                 io->ctx.bio_out = clone;
599                 io->ctx.idx_out = 0;
600
601                 if (unlikely(crypt_convert(cc, &io->ctx) < 0)) {
602                         crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
603                         bio_put(clone);
604                         io->error = -EIO;
605                         crypt_dec_pending(io);
606                         return;
607                 }
608
609                 /* crypt_convert should have filled the clone bio */
610                 BUG_ON(io->ctx.idx_out < clone->bi_vcnt);
611
612                 clone->bi_sector = cc->start + sector;
613                 remaining -= clone->bi_size;
614                 sector += bio_sectors(clone);
615
616                 /* Grab another reference to the io struct
617                  * before we kick off the request */
618                 if (remaining)
619                         atomic_inc(&io->pending);
620
621                 generic_make_request(clone);
622
623                 /* Do not reference clone after this - it
624                  * may be gone already. */
625
626                 /* out of memory -> run queues */
627                 if (remaining)
628                         congestion_wait(WRITE, HZ/100);
629         }
630 }
631
632 static void crypt_read_done(struct dm_crypt_io *io, int error)
633 {
634         if (unlikely(error < 0))
635                 io->error = -EIO;
636
637         crypt_dec_pending(io);
638 }
639
640 static void process_read_endio(struct dm_crypt_io *io)
641 {
642         struct crypt_config *cc = io->target->private;
643         int r = 0;
644
645         crypt_convert_init(cc, &io->ctx, io->base_bio, io->base_bio,
646                            io->base_bio->bi_sector - io->target->begin);
647
648         r = crypt_convert(cc, &io->ctx);
649
650         crypt_read_done(io, r);
651 }
652
653 static void kcryptd_do_work(struct work_struct *work)
654 {
655         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
656
657         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
658                 process_read(io);
659 }
660
661 static void kcryptd_do_crypt(struct work_struct *work)
662 {
663         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
664
665         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
666                 process_read_endio(io);
667         else
668                 process_write(io);
669 }
670
671 /*
672  * Decode key from its hex representation
673  */
674 static int crypt_decode_key(u8 *key, char *hex, unsigned int size)
675 {
676         char buffer[3];
677         char *endp;
678         unsigned int i;
679
680         buffer[2] = '\0';
681
682         for (i = 0; i < size; i++) {
683                 buffer[0] = *hex++;
684                 buffer[1] = *hex++;
685
686                 key[i] = (u8)simple_strtoul(buffer, &endp, 16);
687
688                 if (endp != &buffer[2])
689                         return -EINVAL;
690         }
691
692         if (*hex != '\0')
693                 return -EINVAL;
694
695         return 0;
696 }
697
698 /*
699  * Encode key into its hex representation
700  */
701 static void crypt_encode_key(char *hex, u8 *key, unsigned int size)
702 {
703         unsigned int i;
704
705         for (i = 0; i < size; i++) {
706                 sprintf(hex, "%02x", *key);
707                 hex += 2;
708                 key++;
709         }
710 }
711
712 static int crypt_set_key(struct crypt_config *cc, char *key)
713 {
714         unsigned key_size = strlen(key) >> 1;
715
716         if (cc->key_size && cc->key_size != key_size)
717                 return -EINVAL;
718
719         cc->key_size = key_size; /* initial settings */
720
721         if ((!key_size && strcmp(key, "-")) ||
722            (key_size && crypt_decode_key(cc->key, key, key_size) < 0))
723                 return -EINVAL;
724
725         set_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
726
727         return 0;
728 }
729
730 static int crypt_wipe_key(struct crypt_config *cc)
731 {
732         clear_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
733         memset(&cc->key, 0, cc->key_size * sizeof(u8));
734         return 0;
735 }
736
737 /*
738  * Construct an encryption mapping:
739  * <cipher> <key> <iv_offset> <dev_path> <start>
740  */
741 static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
742 {
743         struct crypt_config *cc;
744         struct crypto_blkcipher *tfm;
745         char *tmp;
746         char *cipher;
747         char *chainmode;
748         char *ivmode;
749         char *ivopts;
750         unsigned int key_size;
751         unsigned long long tmpll;
752
753         if (argc != 5) {
754                 ti->error = "Not enough arguments";
755                 return -EINVAL;
756         }
757
758         tmp = argv[0];
759         cipher = strsep(&tmp, "-");
760         chainmode = strsep(&tmp, "-");
761         ivopts = strsep(&tmp, "-");
762         ivmode = strsep(&ivopts, ":");
763
764         if (tmp)
765                 DMWARN("Unexpected additional cipher options");
766
767         key_size = strlen(argv[1]) >> 1;
768
769         cc = kzalloc(sizeof(*cc) + key_size * sizeof(u8), GFP_KERNEL);
770         if (cc == NULL) {
771                 ti->error =
772                         "Cannot allocate transparent encryption context";
773                 return -ENOMEM;
774         }
775
776         if (crypt_set_key(cc, argv[1])) {
777                 ti->error = "Error decoding key";
778                 goto bad_cipher;
779         }
780
781         /* Compatiblity mode for old dm-crypt cipher strings */
782         if (!chainmode || (strcmp(chainmode, "plain") == 0 && !ivmode)) {
783                 chainmode = "cbc";
784                 ivmode = "plain";
785         }
786
787         if (strcmp(chainmode, "ecb") && !ivmode) {
788                 ti->error = "This chaining mode requires an IV mechanism";
789                 goto bad_cipher;
790         }
791
792         if (snprintf(cc->cipher, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s(%s)",
793                      chainmode, cipher) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
794                 ti->error = "Chain mode + cipher name is too long";
795                 goto bad_cipher;
796         }
797
798         tfm = crypto_alloc_blkcipher(cc->cipher, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
799         if (IS_ERR(tfm)) {
800                 ti->error = "Error allocating crypto tfm";
801                 goto bad_cipher;
802         }
803
804         strcpy(cc->cipher, cipher);
805         strcpy(cc->chainmode, chainmode);
806         cc->tfm = tfm;
807
808         /*
809          * Choose ivmode. Valid modes: "plain", "essiv:<esshash>", "benbi".
810          * See comments at iv code
811          */
812
813         if (ivmode == NULL)
814                 cc->iv_gen_ops = NULL;
815         else if (strcmp(ivmode, "plain") == 0)
816                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_plain_ops;
817         else if (strcmp(ivmode, "essiv") == 0)
818                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_essiv_ops;
819         else if (strcmp(ivmode, "benbi") == 0)
820                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_benbi_ops;
821         else if (strcmp(ivmode, "null") == 0)
822                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_null_ops;
823         else {
824                 ti->error = "Invalid IV mode";
825                 goto bad_ivmode;
826         }
827
828         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->ctr &&
829             cc->iv_gen_ops->ctr(cc, ti, ivopts) < 0)
830                 goto bad_ivmode;
831
832         cc->iv_size = crypto_blkcipher_ivsize(tfm);
833         if (cc->iv_size)
834                 /* at least a 64 bit sector number should fit in our buffer */
835                 cc->iv_size = max(cc->iv_size,
836                                   (unsigned int)(sizeof(u64) / sizeof(u8)));
837         else {
838                 if (cc->iv_gen_ops) {
839                         DMWARN("Selected cipher does not support IVs");
840                         if (cc->iv_gen_ops->dtr)
841                                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
842                         cc->iv_gen_ops = NULL;
843                 }
844         }
845
846         cc->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _crypt_io_pool);
847         if (!cc->io_pool) {
848                 ti->error = "Cannot allocate crypt io mempool";
849                 goto bad_slab_pool;
850         }
851
852         cc->page_pool = mempool_create_page_pool(MIN_POOL_PAGES, 0);
853         if (!cc->page_pool) {
854                 ti->error = "Cannot allocate page mempool";
855                 goto bad_page_pool;
856         }
857
858         cc->bs = bioset_create(MIN_IOS, MIN_IOS);
859         if (!cc->bs) {
860                 ti->error = "Cannot allocate crypt bioset";
861                 goto bad_bs;
862         }
863
864         if (crypto_blkcipher_setkey(tfm, cc->key, key_size) < 0) {
865                 ti->error = "Error setting key";
866                 goto bad_device;
867         }
868
869         if (sscanf(argv[2], "%llu", &tmpll) != 1) {
870                 ti->error = "Invalid iv_offset sector";
871                 goto bad_device;
872         }
873         cc->iv_offset = tmpll;
874
875         if (sscanf(argv[4], "%llu", &tmpll) != 1) {
876                 ti->error = "Invalid device sector";
877                 goto bad_device;
878         }
879         cc->start = tmpll;
880
881         if (dm_get_device(ti, argv[3], cc->start, ti->len,
882                           dm_table_get_mode(ti->table), &cc->dev)) {
883                 ti->error = "Device lookup failed";
884                 goto bad_device;
885         }
886
887         if (ivmode && cc->iv_gen_ops) {
888                 if (ivopts)
889                         *(ivopts - 1) = ':';
890                 cc->iv_mode = kmalloc(strlen(ivmode) + 1, GFP_KERNEL);
891                 if (!cc->iv_mode) {
892                         ti->error = "Error kmallocing iv_mode string";
893                         goto bad_ivmode_string;
894                 }
895                 strcpy(cc->iv_mode, ivmode);
896         } else
897                 cc->iv_mode = NULL;
898
899         cc->io_queue = create_singlethread_workqueue("kcryptd_io");
900         if (!cc->io_queue) {
901                 ti->error = "Couldn't create kcryptd io queue";
902                 goto bad_io_queue;
903         }
904
905         cc->crypt_queue = create_singlethread_workqueue("kcryptd");
906         if (!cc->crypt_queue) {
907                 ti->error = "Couldn't create kcryptd queue";
908                 goto bad_crypt_queue;
909         }
910
911         ti->private = cc;
912         return 0;
913
914 bad_crypt_queue:
915         destroy_workqueue(cc->io_queue);
916 bad_io_queue:
917         kfree(cc->iv_mode);
918 bad_ivmode_string:
919         dm_put_device(ti, cc->dev);
920 bad_device:
921         bioset_free(cc->bs);
922 bad_bs:
923         mempool_destroy(cc->page_pool);
924 bad_page_pool:
925         mempool_destroy(cc->io_pool);
926 bad_slab_pool:
927         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->dtr)
928                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
929 bad_ivmode:
930         crypto_free_blkcipher(tfm);
931 bad_cipher:
932         /* Must zero key material before freeing */
933         memset(cc, 0, sizeof(*cc) + cc->key_size * sizeof(u8));
934         kfree(cc);
935         return -EINVAL;
936 }
937
938 static void crypt_dtr(struct dm_target *ti)
939 {
940         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) ti->private;
941
942         destroy_workqueue(cc->io_queue);
943         destroy_workqueue(cc->crypt_queue);
944
945         bioset_free(cc->bs);
946         mempool_destroy(cc->page_pool);
947         mempool_destroy(cc->io_pool);
948
949         kfree(cc->iv_mode);
950         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->dtr)
951                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
952         crypto_free_blkcipher(cc->tfm);
953         dm_put_device(ti, cc->dev);
954
955         /* Must zero key material before freeing */
956         memset(cc, 0, sizeof(*cc) + cc->key_size * sizeof(u8));
957         kfree(cc);
958 }
959
960 static int crypt_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
961                      union map_info *map_context)
962 {
963         struct crypt_config *cc = ti->private;
964         struct dm_crypt_io *io;
965
966         io = mempool_alloc(cc->io_pool, GFP_NOIO);
967         io->target = ti;
968         io->base_bio = bio;
969         io->error = 0;
970         atomic_set(&io->pending, 0);
971
972         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
973                 kcryptd_queue_io(io);
974         else
975                 kcryptd_queue_crypt(io);
976
977         return DM_MAPIO_SUBMITTED;
978 }
979
980 static int crypt_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
981                         char *result, unsigned int maxlen)
982 {
983         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) ti->private;
984         unsigned int sz = 0;
985
986         switch (type) {
987         case STATUSTYPE_INFO:
988                 result[0] = '\0';
989                 break;
990
991         case STATUSTYPE_TABLE:
992                 if (cc->iv_mode)
993                         DMEMIT("%s-%s-%s ", cc->cipher, cc->chainmode,
994                                cc->iv_mode);
995                 else
996                         DMEMIT("%s-%s ", cc->cipher, cc->chainmode);
997
998                 if (cc->key_size > 0) {
999                         if ((maxlen - sz) < ((cc->key_size << 1) + 1))
1000                                 return -ENOMEM;
1001
1002                         crypt_encode_key(result + sz, cc->key, cc->key_size);
1003                         sz += cc->key_size << 1;
1004                 } else {
1005                         if (sz >= maxlen)
1006                                 return -ENOMEM;
1007                         result[sz++] = '-';
1008                 }
1009
1010                 DMEMIT(" %llu %s %llu", (unsigned long long)cc->iv_offset,
1011                                 cc->dev->name, (unsigned long long)cc->start);
1012                 break;
1013         }
1014         return 0;
1015 }
1016
1017 static void crypt_postsuspend(struct dm_target *ti)
1018 {
1019         struct crypt_config *cc = ti->private;
1020
1021         set_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags);
1022 }
1023
1024 static int crypt_preresume(struct dm_target *ti)
1025 {
1026         struct crypt_config *cc = ti->private;
1027
1028         if (!test_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags)) {
1029                 DMERR("aborting resume - crypt key is not set.");
1030                 return -EAGAIN;
1031         }
1032
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 static void crypt_resume(struct dm_target *ti)
1037 {
1038         struct crypt_config *cc = ti->private;
1039
1040         clear_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags);
1041 }
1042
1043 /* Message interface
1044  *      key set <key>
1045  *      key wipe
1046  */
1047 static int crypt_message(struct dm_target *ti, unsigned argc, char **argv)
1048 {
1049         struct crypt_config *cc = ti->private;
1050
1051         if (argc < 2)
1052                 goto error;
1053
1054         if (!strnicmp(argv[0], MESG_STR("key"))) {
1055                 if (!test_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags)) {
1056                         DMWARN("not suspended during key manipulation.");
1057                         return -EINVAL;
1058                 }
1059                 if (argc == 3 && !strnicmp(argv[1], MESG_STR("set")))
1060                         return crypt_set_key(cc, argv[2]);
1061                 if (argc == 2 && !strnicmp(argv[1], MESG_STR("wipe")))
1062                         return crypt_wipe_key(cc);
1063         }
1064
1065 error:
1066         DMWARN("unrecognised message received.");
1067         return -EINVAL;
1068 }
1069
1070 static struct target_type crypt_target = {
1071         .name   = "crypt",
1072         .version= {1, 5, 0},
1073         .module = THIS_MODULE,
1074         .ctr    = crypt_ctr,
1075         .dtr    = crypt_dtr,
1076         .map    = crypt_map,
1077         .status = crypt_status,
1078         .postsuspend = crypt_postsuspend,
1079         .preresume = crypt_preresume,
1080         .resume = crypt_resume,
1081         .message = crypt_message,
1082 };
1083
1084 static int __init dm_crypt_init(void)
1085 {
1086         int r;
1087
1088         _crypt_io_pool = KMEM_CACHE(dm_crypt_io, 0);
1089         if (!_crypt_io_pool)
1090                 return -ENOMEM;
1091
1092         r = dm_register_target(&crypt_target);
1093         if (r < 0) {
1094                 DMERR("register failed %d", r);
1095                 kmem_cache_destroy(_crypt_io_pool);
1096         }
1097
1098         return r;
1099 }
1100
1101 static void __exit dm_crypt_exit(void)
1102 {
1103         int r = dm_unregister_target(&crypt_target);
1104
1105         if (r < 0)
1106                 DMERR("unregister failed %d", r);
1107
1108         kmem_cache_destroy(_crypt_io_pool);
1109 }
1110
1111 module_init(dm_crypt_init);
1112 module_exit(dm_crypt_exit);
1113
1114 MODULE_AUTHOR("Christophe Saout <christophe@saout.de>");
1115 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " target for transparent encryption / decryption");
1116 MODULE_LICENSE("GPL");