[PATCH] mempool: use common mempool page allocator
[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  *
5  * This file is released under the GPL.
6  */
7
8 #include <linux/module.h>
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/bio.h>
12 #include <linux/blkdev.h>
13 #include <linux/mempool.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/crypto.h>
16 #include <linux/workqueue.h>
17 #include <asm/atomic.h>
18 #include <linux/scatterlist.h>
19 #include <asm/page.h>
20
21 #include "dm.h"
22
23 #define PFX     "crypt: "
24
25 /*
26  * per bio private data
27  */
28 struct crypt_io {
29         struct dm_target *target;
30         struct bio *bio;
31         struct bio *first_clone;
32         struct work_struct work;
33         atomic_t pending;
34         int error;
35 };
36
37 /*
38  * context holding the current state of a multi-part conversion
39  */
40 struct convert_context {
41         struct bio *bio_in;
42         struct bio *bio_out;
43         unsigned int offset_in;
44         unsigned int offset_out;
45         unsigned int idx_in;
46         unsigned int idx_out;
47         sector_t sector;
48         int write;
49 };
50
51 struct crypt_config;
52
53 struct crypt_iv_operations {
54         int (*ctr)(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
55                    const char *opts);
56         void (*dtr)(struct crypt_config *cc);
57         const char *(*status)(struct crypt_config *cc);
58         int (*generator)(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector);
59 };
60
61 /*
62  * Crypt: maps a linear range of a block device
63  * and encrypts / decrypts at the same time.
64  */
65 struct crypt_config {
66         struct dm_dev *dev;
67         sector_t start;
68
69         /*
70          * pool for per bio private data and
71          * for encryption buffer pages
72          */
73         mempool_t *io_pool;
74         mempool_t *page_pool;
75
76         /*
77          * crypto related data
78          */
79         struct crypt_iv_operations *iv_gen_ops;
80         char *iv_mode;
81         void *iv_gen_private;
82         sector_t iv_offset;
83         unsigned int iv_size;
84
85         struct crypto_tfm *tfm;
86         unsigned int key_size;
87         u8 key[0];
88 };
89
90 #define MIN_IOS        256
91 #define MIN_POOL_PAGES 32
92 #define MIN_BIO_PAGES  8
93
94 static kmem_cache_t *_crypt_io_pool;
95
96 /*
97  * Different IV generation algorithms:
98  *
99  * plain: the initial vector is the 32-bit low-endian version of the sector
100  *        number, padded with zeros if neccessary.
101  *
102  * ess_iv: "encrypted sector|salt initial vector", the sector number is
103  *         encrypted with the bulk cipher using a salt as key. The salt
104  *         should be derived from the bulk cipher's key via hashing.
105  *
106  * plumb: unimplemented, see:
107  * http://article.gmane.org/gmane.linux.kernel.device-mapper.dm-crypt/454
108  */
109
110 static int crypt_iv_plain_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
111 {
112         memset(iv, 0, cc->iv_size);
113         *(u32 *)iv = cpu_to_le32(sector & 0xffffffff);
114
115         return 0;
116 }
117
118 static int crypt_iv_essiv_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
119                               const char *opts)
120 {
121         struct crypto_tfm *essiv_tfm;
122         struct crypto_tfm *hash_tfm;
123         struct scatterlist sg;
124         unsigned int saltsize;
125         u8 *salt;
126
127         if (opts == NULL) {
128                 ti->error = PFX "Digest algorithm missing for ESSIV mode";
129                 return -EINVAL;
130         }
131
132         /* Hash the cipher key with the given hash algorithm */
133         hash_tfm = crypto_alloc_tfm(opts, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
134         if (hash_tfm == NULL) {
135                 ti->error = PFX "Error initializing ESSIV hash";
136                 return -EINVAL;
137         }
138
139         if (crypto_tfm_alg_type(hash_tfm) != CRYPTO_ALG_TYPE_DIGEST) {
140                 ti->error = PFX "Expected digest algorithm for ESSIV hash";
141                 crypto_free_tfm(hash_tfm);
142                 return -EINVAL;
143         }
144
145         saltsize = crypto_tfm_alg_digestsize(hash_tfm);
146         salt = kmalloc(saltsize, GFP_KERNEL);
147         if (salt == NULL) {
148                 ti->error = PFX "Error kmallocing salt storage in ESSIV";
149                 crypto_free_tfm(hash_tfm);
150                 return -ENOMEM;
151         }
152
153         sg_set_buf(&sg, cc->key, cc->key_size);
154         crypto_digest_digest(hash_tfm, &sg, 1, salt);
155         crypto_free_tfm(hash_tfm);
156
157         /* Setup the essiv_tfm with the given salt */
158         essiv_tfm = crypto_alloc_tfm(crypto_tfm_alg_name(cc->tfm),
159                                      CRYPTO_TFM_MODE_ECB |
160                                      CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
161         if (essiv_tfm == NULL) {
162                 ti->error = PFX "Error allocating crypto tfm for ESSIV";
163                 kfree(salt);
164                 return -EINVAL;
165         }
166         if (crypto_tfm_alg_blocksize(essiv_tfm)
167             != crypto_tfm_alg_ivsize(cc->tfm)) {
168                 ti->error = PFX "Block size of ESSIV cipher does "
169                                 "not match IV size of block cipher";
170                 crypto_free_tfm(essiv_tfm);
171                 kfree(salt);
172                 return -EINVAL;
173         }
174         if (crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, salt, saltsize) < 0) {
175                 ti->error = PFX "Failed to set key for ESSIV cipher";
176                 crypto_free_tfm(essiv_tfm);
177                 kfree(salt);
178                 return -EINVAL;
179         }
180         kfree(salt);
181
182         cc->iv_gen_private = (void *)essiv_tfm;
183         return 0;
184 }
185
186 static void crypt_iv_essiv_dtr(struct crypt_config *cc)
187 {
188         crypto_free_tfm((struct crypto_tfm *)cc->iv_gen_private);
189         cc->iv_gen_private = NULL;
190 }
191
192 static int crypt_iv_essiv_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
193 {
194         struct scatterlist sg;
195
196         memset(iv, 0, cc->iv_size);
197         *(u64 *)iv = cpu_to_le64(sector);
198
199         sg_set_buf(&sg, iv, cc->iv_size);
200         crypto_cipher_encrypt((struct crypto_tfm *)cc->iv_gen_private,
201                               &sg, &sg, cc->iv_size);
202
203         return 0;
204 }
205
206 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain_ops = {
207         .generator = crypt_iv_plain_gen
208 };
209
210 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_essiv_ops = {
211         .ctr       = crypt_iv_essiv_ctr,
212         .dtr       = crypt_iv_essiv_dtr,
213         .generator = crypt_iv_essiv_gen
214 };
215
216
217 static int
218 crypt_convert_scatterlist(struct crypt_config *cc, struct scatterlist *out,
219                           struct scatterlist *in, unsigned int length,
220                           int write, sector_t sector)
221 {
222         u8 iv[cc->iv_size];
223         int r;
224
225         if (cc->iv_gen_ops) {
226                 r = cc->iv_gen_ops->generator(cc, iv, sector);
227                 if (r < 0)
228                         return r;
229
230                 if (write)
231                         r = crypto_cipher_encrypt_iv(cc->tfm, out, in, length, iv);
232                 else
233                         r = crypto_cipher_decrypt_iv(cc->tfm, out, in, length, iv);
234         } else {
235                 if (write)
236                         r = crypto_cipher_encrypt(cc->tfm, out, in, length);
237                 else
238                         r = crypto_cipher_decrypt(cc->tfm, out, in, length);
239         }
240
241         return r;
242 }
243
244 static void
245 crypt_convert_init(struct crypt_config *cc, struct convert_context *ctx,
246                    struct bio *bio_out, struct bio *bio_in,
247                    sector_t sector, int write)
248 {
249         ctx->bio_in = bio_in;
250         ctx->bio_out = bio_out;
251         ctx->offset_in = 0;
252         ctx->offset_out = 0;
253         ctx->idx_in = bio_in ? bio_in->bi_idx : 0;
254         ctx->idx_out = bio_out ? bio_out->bi_idx : 0;
255         ctx->sector = sector + cc->iv_offset;
256         ctx->write = write;
257 }
258
259 /*
260  * Encrypt / decrypt data from one bio to another one (can be the same one)
261  */
262 static int crypt_convert(struct crypt_config *cc,
263                          struct convert_context *ctx)
264 {
265         int r = 0;
266
267         while(ctx->idx_in < ctx->bio_in->bi_vcnt &&
268               ctx->idx_out < ctx->bio_out->bi_vcnt) {
269                 struct bio_vec *bv_in = bio_iovec_idx(ctx->bio_in, ctx->idx_in);
270                 struct bio_vec *bv_out = bio_iovec_idx(ctx->bio_out, ctx->idx_out);
271                 struct scatterlist sg_in = {
272                         .page = bv_in->bv_page,
273                         .offset = bv_in->bv_offset + ctx->offset_in,
274                         .length = 1 << SECTOR_SHIFT
275                 };
276                 struct scatterlist sg_out = {
277                         .page = bv_out->bv_page,
278                         .offset = bv_out->bv_offset + ctx->offset_out,
279                         .length = 1 << SECTOR_SHIFT
280                 };
281
282                 ctx->offset_in += sg_in.length;
283                 if (ctx->offset_in >= bv_in->bv_len) {
284                         ctx->offset_in = 0;
285                         ctx->idx_in++;
286                 }
287
288                 ctx->offset_out += sg_out.length;
289                 if (ctx->offset_out >= bv_out->bv_len) {
290                         ctx->offset_out = 0;
291                         ctx->idx_out++;
292                 }
293
294                 r = crypt_convert_scatterlist(cc, &sg_out, &sg_in, sg_in.length,
295                                               ctx->write, ctx->sector);
296                 if (r < 0)
297                         break;
298
299                 ctx->sector++;
300         }
301
302         return r;
303 }
304
305 /*
306  * Generate a new unfragmented bio with the given size
307  * This should never violate the device limitations
308  * May return a smaller bio when running out of pages
309  */
310 static struct bio *
311 crypt_alloc_buffer(struct crypt_config *cc, unsigned int size,
312                    struct bio *base_bio, unsigned int *bio_vec_idx)
313 {
314         struct bio *bio;
315         unsigned int nr_iovecs = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
316         gfp_t gfp_mask = GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM;
317         unsigned int i;
318
319         /*
320          * Use __GFP_NOMEMALLOC to tell the VM to act less aggressively and
321          * to fail earlier.  This is not necessary but increases throughput.
322          * FIXME: Is this really intelligent?
323          */
324         if (base_bio)
325                 bio = bio_clone(base_bio, GFP_NOIO|__GFP_NOMEMALLOC);
326         else
327                 bio = bio_alloc(GFP_NOIO|__GFP_NOMEMALLOC, nr_iovecs);
328         if (!bio)
329                 return NULL;
330
331         /* if the last bio was not complete, continue where that one ended */
332         bio->bi_idx = *bio_vec_idx;
333         bio->bi_vcnt = *bio_vec_idx;
334         bio->bi_size = 0;
335         bio->bi_flags &= ~(1 << BIO_SEG_VALID);
336
337         /* bio->bi_idx pages have already been allocated */
338         size -= bio->bi_idx * PAGE_SIZE;
339
340         for(i = bio->bi_idx; i < nr_iovecs; i++) {
341                 struct bio_vec *bv = bio_iovec_idx(bio, i);
342
343                 bv->bv_page = mempool_alloc(cc->page_pool, gfp_mask);
344                 if (!bv->bv_page)
345                         break;
346
347                 /*
348                  * if additional pages cannot be allocated without waiting,
349                  * return a partially allocated bio, the caller will then try
350                  * to allocate additional bios while submitting this partial bio
351                  */
352                 if ((i - bio->bi_idx) == (MIN_BIO_PAGES - 1))
353                         gfp_mask = (gfp_mask | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_WAIT;
354
355                 bv->bv_offset = 0;
356                 if (size > PAGE_SIZE)
357                         bv->bv_len = PAGE_SIZE;
358                 else
359                         bv->bv_len = size;
360
361                 bio->bi_size += bv->bv_len;
362                 bio->bi_vcnt++;
363                 size -= bv->bv_len;
364         }
365
366         if (!bio->bi_size) {
367                 bio_put(bio);
368                 return NULL;
369         }
370
371         /*
372          * Remember the last bio_vec allocated to be able
373          * to correctly continue after the splitting.
374          */
375         *bio_vec_idx = bio->bi_vcnt;
376
377         return bio;
378 }
379
380 static void crypt_free_buffer_pages(struct crypt_config *cc,
381                                     struct bio *bio, unsigned int bytes)
382 {
383         unsigned int i, start, end;
384         struct bio_vec *bv;
385
386         /*
387          * This is ugly, but Jens Axboe thinks that using bi_idx in the
388          * endio function is too dangerous at the moment, so I calculate the
389          * correct position using bi_vcnt and bi_size.
390          * The bv_offset and bv_len fields might already be modified but we
391          * know that we always allocated whole pages.
392          * A fix to the bi_idx issue in the kernel is in the works, so
393          * we will hopefully be able to revert to the cleaner solution soon.
394          */
395         i = bio->bi_vcnt - 1;
396         bv = bio_iovec_idx(bio, i);
397         end = (i << PAGE_SHIFT) + (bv->bv_offset + bv->bv_len) - bio->bi_size;
398         start = end - bytes;
399
400         start >>= PAGE_SHIFT;
401         if (!bio->bi_size)
402                 end = bio->bi_vcnt;
403         else
404                 end >>= PAGE_SHIFT;
405
406         for(i = start; i < end; i++) {
407                 bv = bio_iovec_idx(bio, i);
408                 BUG_ON(!bv->bv_page);
409                 mempool_free(bv->bv_page, cc->page_pool);
410                 bv->bv_page = NULL;
411         }
412 }
413
414 /*
415  * One of the bios was finished. Check for completion of
416  * the whole request and correctly clean up the buffer.
417  */
418 static void dec_pending(struct crypt_io *io, int error)
419 {
420         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) io->target->private;
421
422         if (error < 0)
423                 io->error = error;
424
425         if (!atomic_dec_and_test(&io->pending))
426                 return;
427
428         if (io->first_clone)
429                 bio_put(io->first_clone);
430
431         bio_endio(io->bio, io->bio->bi_size, io->error);
432
433         mempool_free(io, cc->io_pool);
434 }
435
436 /*
437  * kcryptd:
438  *
439  * Needed because it would be very unwise to do decryption in an
440  * interrupt context, so bios returning from read requests get
441  * queued here.
442  */
443 static struct workqueue_struct *_kcryptd_workqueue;
444
445 static void kcryptd_do_work(void *data)
446 {
447         struct crypt_io *io = (struct crypt_io *) data;
448         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) io->target->private;
449         struct convert_context ctx;
450         int r;
451
452         crypt_convert_init(cc, &ctx, io->bio, io->bio,
453                            io->bio->bi_sector - io->target->begin, 0);
454         r = crypt_convert(cc, &ctx);
455
456         dec_pending(io, r);
457 }
458
459 static void kcryptd_queue_io(struct crypt_io *io)
460 {
461         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_do_work, io);
462         queue_work(_kcryptd_workqueue, &io->work);
463 }
464
465 /*
466  * Decode key from its hex representation
467  */
468 static int crypt_decode_key(u8 *key, char *hex, unsigned int size)
469 {
470         char buffer[3];
471         char *endp;
472         unsigned int i;
473
474         buffer[2] = '\0';
475
476         for(i = 0; i < size; i++) {
477                 buffer[0] = *hex++;
478                 buffer[1] = *hex++;
479
480                 key[i] = (u8)simple_strtoul(buffer, &endp, 16);
481
482                 if (endp != &buffer[2])
483                         return -EINVAL;
484         }
485
486         if (*hex != '\0')
487                 return -EINVAL;
488
489         return 0;
490 }
491
492 /*
493  * Encode key into its hex representation
494  */
495 static void crypt_encode_key(char *hex, u8 *key, unsigned int size)
496 {
497         unsigned int i;
498
499         for(i = 0; i < size; i++) {
500                 sprintf(hex, "%02x", *key);
501                 hex += 2;
502                 key++;
503         }
504 }
505
506 /*
507  * Construct an encryption mapping:
508  * <cipher> <key> <iv_offset> <dev_path> <start>
509  */
510 static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
511 {
512         struct crypt_config *cc;
513         struct crypto_tfm *tfm;
514         char *tmp;
515         char *cipher;
516         char *chainmode;
517         char *ivmode;
518         char *ivopts;
519         unsigned int crypto_flags;
520         unsigned int key_size;
521
522         if (argc != 5) {
523                 ti->error = PFX "Not enough arguments";
524                 return -EINVAL;
525         }
526
527         tmp = argv[0];
528         cipher = strsep(&tmp, "-");
529         chainmode = strsep(&tmp, "-");
530         ivopts = strsep(&tmp, "-");
531         ivmode = strsep(&ivopts, ":");
532
533         if (tmp)
534                 DMWARN(PFX "Unexpected additional cipher options");
535
536         key_size = strlen(argv[1]) >> 1;
537
538         cc = kmalloc(sizeof(*cc) + key_size * sizeof(u8), GFP_KERNEL);
539         if (cc == NULL) {
540                 ti->error =
541                         PFX "Cannot allocate transparent encryption context";
542                 return -ENOMEM;
543         }
544
545         cc->key_size = key_size;
546         if ((!key_size && strcmp(argv[1], "-") != 0) ||
547             (key_size && crypt_decode_key(cc->key, argv[1], key_size) < 0)) {
548                 ti->error = PFX "Error decoding key";
549                 goto bad1;
550         }
551
552         /* Compatiblity mode for old dm-crypt cipher strings */
553         if (!chainmode || (strcmp(chainmode, "plain") == 0 && !ivmode)) {
554                 chainmode = "cbc";
555                 ivmode = "plain";
556         }
557
558         /* Choose crypto_flags according to chainmode */
559         if (strcmp(chainmode, "cbc") == 0)
560                 crypto_flags = CRYPTO_TFM_MODE_CBC;
561         else if (strcmp(chainmode, "ecb") == 0)
562                 crypto_flags = CRYPTO_TFM_MODE_ECB;
563         else {
564                 ti->error = PFX "Unknown chaining mode";
565                 goto bad1;
566         }
567
568         if (crypto_flags != CRYPTO_TFM_MODE_ECB && !ivmode) {
569                 ti->error = PFX "This chaining mode requires an IV mechanism";
570                 goto bad1;
571         }
572
573         tfm = crypto_alloc_tfm(cipher, crypto_flags | CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
574         if (!tfm) {
575                 ti->error = PFX "Error allocating crypto tfm";
576                 goto bad1;
577         }
578         if (crypto_tfm_alg_type(tfm) != CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER) {
579                 ti->error = PFX "Expected cipher algorithm";
580                 goto bad2;
581         }
582
583         cc->tfm = tfm;
584
585         /*
586          * Choose ivmode. Valid modes: "plain", "essiv:<esshash>".
587          * See comments at iv code
588          */
589
590         if (ivmode == NULL)
591                 cc->iv_gen_ops = NULL;
592         else if (strcmp(ivmode, "plain") == 0)
593                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_plain_ops;
594         else if (strcmp(ivmode, "essiv") == 0)
595                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_essiv_ops;
596         else {
597                 ti->error = PFX "Invalid IV mode";
598                 goto bad2;
599         }
600
601         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->ctr &&
602             cc->iv_gen_ops->ctr(cc, ti, ivopts) < 0)
603                 goto bad2;
604
605         if (tfm->crt_cipher.cit_decrypt_iv && tfm->crt_cipher.cit_encrypt_iv)
606                 /* at least a 64 bit sector number should fit in our buffer */
607                 cc->iv_size = max(crypto_tfm_alg_ivsize(tfm),
608                                   (unsigned int)(sizeof(u64) / sizeof(u8)));
609         else {
610                 cc->iv_size = 0;
611                 if (cc->iv_gen_ops) {
612                         DMWARN(PFX "Selected cipher does not support IVs");
613                         if (cc->iv_gen_ops->dtr)
614                                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
615                         cc->iv_gen_ops = NULL;
616                 }
617         }
618
619         cc->io_pool = mempool_create(MIN_IOS, mempool_alloc_slab,
620                                      mempool_free_slab, _crypt_io_pool);
621         if (!cc->io_pool) {
622                 ti->error = PFX "Cannot allocate crypt io mempool";
623                 goto bad3;
624         }
625
626         cc->page_pool = mempool_create_page_pool(MIN_POOL_PAGES, 0);
627         if (!cc->page_pool) {
628                 ti->error = PFX "Cannot allocate page mempool";
629                 goto bad4;
630         }
631
632         if (tfm->crt_cipher.cit_setkey(tfm, cc->key, key_size) < 0) {
633                 ti->error = PFX "Error setting key";
634                 goto bad5;
635         }
636
637         if (sscanf(argv[2], SECTOR_FORMAT, &cc->iv_offset) != 1) {
638                 ti->error = PFX "Invalid iv_offset sector";
639                 goto bad5;
640         }
641
642         if (sscanf(argv[4], SECTOR_FORMAT, &cc->start) != 1) {
643                 ti->error = PFX "Invalid device sector";
644                 goto bad5;
645         }
646
647         if (dm_get_device(ti, argv[3], cc->start, ti->len,
648                           dm_table_get_mode(ti->table), &cc->dev)) {
649                 ti->error = PFX "Device lookup failed";
650                 goto bad5;
651         }
652
653         if (ivmode && cc->iv_gen_ops) {
654                 if (ivopts)
655                         *(ivopts - 1) = ':';
656                 cc->iv_mode = kmalloc(strlen(ivmode) + 1, GFP_KERNEL);
657                 if (!cc->iv_mode) {
658                         ti->error = PFX "Error kmallocing iv_mode string";
659                         goto bad5;
660                 }
661                 strcpy(cc->iv_mode, ivmode);
662         } else
663                 cc->iv_mode = NULL;
664
665         ti->private = cc;
666         return 0;
667
668 bad5:
669         mempool_destroy(cc->page_pool);
670 bad4:
671         mempool_destroy(cc->io_pool);
672 bad3:
673         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->dtr)
674                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
675 bad2:
676         crypto_free_tfm(tfm);
677 bad1:
678         /* Must zero key material before freeing */
679         memset(cc, 0, sizeof(*cc) + cc->key_size * sizeof(u8));
680         kfree(cc);
681         return -EINVAL;
682 }
683
684 static void crypt_dtr(struct dm_target *ti)
685 {
686         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) ti->private;
687
688         mempool_destroy(cc->page_pool);
689         mempool_destroy(cc->io_pool);
690
691         kfree(cc->iv_mode);
692         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->dtr)
693                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
694         crypto_free_tfm(cc->tfm);
695         dm_put_device(ti, cc->dev);
696
697         /* Must zero key material before freeing */
698         memset(cc, 0, sizeof(*cc) + cc->key_size * sizeof(u8));
699         kfree(cc);
700 }
701
702 static int crypt_endio(struct bio *bio, unsigned int done, int error)
703 {
704         struct crypt_io *io = (struct crypt_io *) bio->bi_private;
705         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) io->target->private;
706
707         if (bio_data_dir(bio) == WRITE) {
708                 /*
709                  * free the processed pages, even if
710                  * it's only a partially completed write
711                  */
712                 crypt_free_buffer_pages(cc, bio, done);
713         }
714
715         if (bio->bi_size)
716                 return 1;
717
718         bio_put(bio);
719
720         /*
721          * successful reads are decrypted by the worker thread
722          */
723         if ((bio_data_dir(bio) == READ)
724             && bio_flagged(bio, BIO_UPTODATE)) {
725                 kcryptd_queue_io(io);
726                 return 0;
727         }
728
729         dec_pending(io, error);
730         return error;
731 }
732
733 static inline struct bio *
734 crypt_clone(struct crypt_config *cc, struct crypt_io *io, struct bio *bio,
735             sector_t sector, unsigned int *bvec_idx,
736             struct convert_context *ctx)
737 {
738         struct bio *clone;
739
740         if (bio_data_dir(bio) == WRITE) {
741                 clone = crypt_alloc_buffer(cc, bio->bi_size,
742                                  io->first_clone, bvec_idx);
743                 if (clone) {
744                         ctx->bio_out = clone;
745                         if (crypt_convert(cc, ctx) < 0) {
746                                 crypt_free_buffer_pages(cc, clone,
747                                                         clone->bi_size);
748                                 bio_put(clone);
749                                 return NULL;
750                         }
751                 }
752         } else {
753                 /*
754                  * The block layer might modify the bvec array, so always
755                  * copy the required bvecs because we need the original
756                  * one in order to decrypt the whole bio data *afterwards*.
757                  */
758                 clone = bio_alloc(GFP_NOIO, bio_segments(bio));
759                 if (clone) {
760                         clone->bi_idx = 0;
761                         clone->bi_vcnt = bio_segments(bio);
762                         clone->bi_size = bio->bi_size;
763                         memcpy(clone->bi_io_vec, bio_iovec(bio),
764                                sizeof(struct bio_vec) * clone->bi_vcnt);
765                 }
766         }
767
768         if (!clone)
769                 return NULL;
770
771         clone->bi_private = io;
772         clone->bi_end_io = crypt_endio;
773         clone->bi_bdev = cc->dev->bdev;
774         clone->bi_sector = cc->start + sector;
775         clone->bi_rw = bio->bi_rw;
776
777         return clone;
778 }
779
780 static int crypt_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
781                      union map_info *map_context)
782 {
783         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) ti->private;
784         struct crypt_io *io = mempool_alloc(cc->io_pool, GFP_NOIO);
785         struct convert_context ctx;
786         struct bio *clone;
787         unsigned int remaining = bio->bi_size;
788         sector_t sector = bio->bi_sector - ti->begin;
789         unsigned int bvec_idx = 0;
790
791         io->target = ti;
792         io->bio = bio;
793         io->first_clone = NULL;
794         io->error = 0;
795         atomic_set(&io->pending, 1); /* hold a reference */
796
797         if (bio_data_dir(bio) == WRITE)
798                 crypt_convert_init(cc, &ctx, NULL, bio, sector, 1);
799
800         /*
801          * The allocated buffers can be smaller than the whole bio,
802          * so repeat the whole process until all the data can be handled.
803          */
804         while (remaining) {
805                 clone = crypt_clone(cc, io, bio, sector, &bvec_idx, &ctx);
806                 if (!clone)
807                         goto cleanup;
808
809                 if (!io->first_clone) {
810                         /*
811                          * hold a reference to the first clone, because it
812                          * holds the bio_vec array and that can't be freed
813                          * before all other clones are released
814                          */
815                         bio_get(clone);
816                         io->first_clone = clone;
817                 }
818                 atomic_inc(&io->pending);
819
820                 remaining -= clone->bi_size;
821                 sector += bio_sectors(clone);
822
823                 generic_make_request(clone);
824
825                 /* out of memory -> run queues */
826                 if (remaining)
827                         blk_congestion_wait(bio_data_dir(clone), HZ/100);
828         }
829
830         /* drop reference, clones could have returned before we reach this */
831         dec_pending(io, 0);
832         return 0;
833
834 cleanup:
835         if (io->first_clone) {
836                 dec_pending(io, -ENOMEM);
837                 return 0;
838         }
839
840         /* if no bio has been dispatched yet, we can directly return the error */
841         mempool_free(io, cc->io_pool);
842         return -ENOMEM;
843 }
844
845 static int crypt_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
846                         char *result, unsigned int maxlen)
847 {
848         struct crypt_config *cc = (struct crypt_config *) ti->private;
849         const char *cipher;
850         const char *chainmode = NULL;
851         unsigned int sz = 0;
852
853         switch (type) {
854         case STATUSTYPE_INFO:
855                 result[0] = '\0';
856                 break;
857
858         case STATUSTYPE_TABLE:
859                 cipher = crypto_tfm_alg_name(cc->tfm);
860
861                 switch(cc->tfm->crt_cipher.cit_mode) {
862                 case CRYPTO_TFM_MODE_CBC:
863                         chainmode = "cbc";
864                         break;
865                 case CRYPTO_TFM_MODE_ECB:
866                         chainmode = "ecb";
867                         break;
868                 default:
869                         BUG();
870                 }
871
872                 if (cc->iv_mode)
873                         DMEMIT("%s-%s-%s ", cipher, chainmode, cc->iv_mode);
874                 else
875                         DMEMIT("%s-%s ", cipher, chainmode);
876
877                 if (cc->key_size > 0) {
878                         if ((maxlen - sz) < ((cc->key_size << 1) + 1))
879                                 return -ENOMEM;
880
881                         crypt_encode_key(result + sz, cc->key, cc->key_size);
882                         sz += cc->key_size << 1;
883                 } else {
884                         if (sz >= maxlen)
885                                 return -ENOMEM;
886                         result[sz++] = '-';
887                 }
888
889                 DMEMIT(" " SECTOR_FORMAT " %s " SECTOR_FORMAT,
890                        cc->iv_offset, cc->dev->name, cc->start);
891                 break;
892         }
893         return 0;
894 }
895
896 static struct target_type crypt_target = {
897         .name   = "crypt",
898         .version= {1, 1, 0},
899         .module = THIS_MODULE,
900         .ctr    = crypt_ctr,
901         .dtr    = crypt_dtr,
902         .map    = crypt_map,
903         .status = crypt_status,
904 };
905
906 static int __init dm_crypt_init(void)
907 {
908         int r;
909
910         _crypt_io_pool = kmem_cache_create("dm-crypt_io",
911                                            sizeof(struct crypt_io),
912                                            0, 0, NULL, NULL);
913         if (!_crypt_io_pool)
914                 return -ENOMEM;
915
916         _kcryptd_workqueue = create_workqueue("kcryptd");
917         if (!_kcryptd_workqueue) {
918                 r = -ENOMEM;
919                 DMERR(PFX "couldn't create kcryptd");
920                 goto bad1;
921         }
922
923         r = dm_register_target(&crypt_target);
924         if (r < 0) {
925                 DMERR(PFX "register failed %d", r);
926                 goto bad2;
927         }
928
929         return 0;
930
931 bad2:
932         destroy_workqueue(_kcryptd_workqueue);
933 bad1:
934         kmem_cache_destroy(_crypt_io_pool);
935         return r;
936 }
937
938 static void __exit dm_crypt_exit(void)
939 {
940         int r = dm_unregister_target(&crypt_target);
941
942         if (r < 0)
943                 DMERR(PFX "unregister failed %d", r);
944
945         destroy_workqueue(_kcryptd_workqueue);
946         kmem_cache_destroy(_crypt_io_pool);
947 }
948
949 module_init(dm_crypt_init);
950 module_exit(dm_crypt_exit);
951
952 MODULE_AUTHOR("Christophe Saout <christophe@saout.de>");
953 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " target for transparent encryption / decryption");
954 MODULE_LICENSE("GPL");