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) 2006-2009 Red Hat, Inc. All rights reserved.
   5  *
   6  * This file is released under the GPL.
   7  */
   8
   9 #include <linux/completion.h>
  10 #include <linux/err.h>
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/bio.h>
  15 #include <linux/blkdev.h>
  16 #include <linux/mempool.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/crypto.h>
  19 #include <linux/workqueue.h>
  20 #include <linux/backing-dev.h>
  21 #include <linux/percpu.h>
  22 #include <asm/atomic.h>
  23 #include <linux/scatterlist.h>
  24 #include <asm/page.h>
  25 #include <asm/unaligned.h>
  26
  27 #include <linux/device-mapper.h>
  28
  29 #define DM_MSG_PREFIX "crypt"
  30 #define MESG_STR(x) x, sizeof(x)
  31
  32 /*
  33  * context holding the current state of a multi-part conversion
  34  */
  35 struct convert_context {
  36         struct completion restart;
  37         struct bio *bio_in;
  38         struct bio *bio_out;
  39         unsigned int offset_in;
  40         unsigned int offset_out;
  41         unsigned int idx_in;
  42         unsigned int idx_out;
  43         sector_t sector;
  44         atomic_t pending;
  45 };
  46
  47 /*
  48  * per bio private data
  49  */
  50 struct dm_crypt_io {
  51         struct dm_target *target;
  52         struct bio *base_bio;
  53         struct work_struct work;
  54
  55         struct convert_context ctx;
  56
  57         atomic_t pending;
  58         int error;
  59         sector_t sector;
  60         struct dm_crypt_io *base_io;
  61 };
  62
  63 struct dm_crypt_request {
  64         struct convert_context *ctx;
  65         struct scatterlist sg_in;
  66         struct scatterlist sg_out;
  67         sector_t iv_sector;
  68 };
  69
  70 struct crypt_config;
  71
  72 struct crypt_iv_operations {
  73         int (*ctr)(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
  74                    const char *opts);
  75         void (*dtr)(struct crypt_config *cc);
  76         int (*init)(struct crypt_config *cc);
  77         int (*wipe)(struct crypt_config *cc);
  78         int (*generator)(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
  79                          struct dm_crypt_request *dmreq);
  80         int (*post)(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
  81                     struct dm_crypt_request *dmreq);
  82 };
  83
  84 struct iv_essiv_private {
  85         struct crypto_hash *hash_tfm;
  86         u8 *salt;
  87 };
  88
  89 struct iv_benbi_private {
  90         int shift;
  91 };
  92
  93 /*
  94  * Crypt: maps a linear range of a block device
  95  * and encrypts / decrypts at the same time.
  96  */
  97 enum flags { DM_CRYPT_SUSPENDED, DM_CRYPT_KEY_VALID };
  98
  99 /*
 100  * Duplicated per-CPU state for cipher.
 101  */
 102 struct crypt_cpu {
 103         struct ablkcipher_request *req;
 104         /* ESSIV: struct crypto_cipher *essiv_tfm */
 105         void *iv_private;
 106         struct crypto_ablkcipher *tfms[0];
 107 };
 108
 109 /*
 110  * The fields in here must be read only after initialization,
 111  * changing state should be in crypt_cpu.
 112  */
 113 struct crypt_config {
 114         struct dm_dev *dev;
 115         sector_t start;
 116
 117         /*
 118          * pool for per bio private data, crypto requests and
 119          * encryption requeusts/buffer pages
 120          */
 121         mempool_t *io_pool;
 122         mempool_t *req_pool;
 123         mempool_t *page_pool;
 124         struct bio_set *bs;
 125
 126         struct workqueue_struct *io_queue;
 127         struct workqueue_struct *crypt_queue;
 128
 129         char *cipher;
 130         char *cipher_string;
 131
 132         struct crypt_iv_operations *iv_gen_ops;
 133         union {
 134                 struct iv_essiv_private essiv;
 135                 struct iv_benbi_private benbi;
 136         } iv_gen_private;
 137         sector_t iv_offset;
 138         unsigned int iv_size;
 139
 140         /*
 141          * Duplicated per cpu state. Access through
 142          * per_cpu_ptr() only.
 143          */
 144         struct crypt_cpu __percpu *cpu;
 145         unsigned tfms_count;
 146
 147         /*
 148          * Layout of each crypto request:
 149          *
 150          *   struct ablkcipher_request
 151          *      context
 152          *      padding
 153          *   struct dm_crypt_request
 154          *      padding
 155          *   IV
 156          *
 157          * The padding is added so that dm_crypt_request and the IV are
 158          * correctly aligned.
 159          */
 160         unsigned int dmreq_start;
 161
 162         unsigned long flags;
 163         unsigned int key_size;
 164         unsigned int key_parts;
 165         u8 key[0];
 166 };
 167
 168 #define MIN_IOS        16
 169 #define MIN_POOL_PAGES 32
 170 #define MIN_BIO_PAGES  8
 171
 172 static struct kmem_cache *_crypt_io_pool;
 173
 174 static void clone_init(struct dm_crypt_io *, struct bio *);
 175 static void kcryptd_queue_crypt(struct dm_crypt_io *io);
 176 static u8 *iv_of_dmreq(struct crypt_config *cc, struct dm_crypt_request *dmreq);
 177
 178 static struct crypt_cpu *this_crypt_config(struct crypt_config *cc)
 179 {
 180         return this_cpu_ptr(cc->cpu);
 181 }
 182
 183 /*
 184  * Use this to access cipher attributes that are the same for each CPU.
 185  */
 186 static struct crypto_ablkcipher *any_tfm(struct crypt_config *cc)
 187 {
 188         return __this_cpu_ptr(cc->cpu)->tfms[0];
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Different IV generation algorithms:
 193  *
 194  * plain: the initial vector is the 32-bit little-endian version of the sector
 195  *        number, padded with zeros if necessary.
 196  *
 197  * plain64: the initial vector is the 64-bit little-endian version of the sector
 198  *        number, padded with zeros if necessary.
 199  *
 200  * essiv: "encrypted sector|salt initial vector", the sector number is
 201  *        encrypted with the bulk cipher using a salt as key. The salt
 202  *        should be derived from the bulk cipher's key via hashing.
 203  *
 204  * benbi: the 64-bit "big-endian 'narrow block'-count", starting at 1
 205  *        (needed for LRW-32-AES and possible other narrow block modes)
 206  *
 207  * null: the initial vector is always zero.  Provides compatibility with
 208  *       obsolete loop_fish2 devices.  Do not use for new devices.
 209  *
 210  * plumb: unimplemented, see:
 211  * http://article.gmane.org/gmane.linux.kernel.device-mapper.dm-crypt/454
 212  */
 213
 214 static int crypt_iv_plain_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
 215                               struct dm_crypt_request *dmreq)
 216 {
 217         memset(iv, 0, cc->iv_size);
 218         *(u32 *)iv = cpu_to_le32(dmreq->iv_sector & 0xffffffff);
 219
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 static int crypt_iv_plain64_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
 224                                 struct dm_crypt_request *dmreq)
 225 {
 226         memset(iv, 0, cc->iv_size);
 227         *(u64 *)iv = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
 228
 229         return 0;
 230 }
 231
 232 /* Initialise ESSIV - compute salt but no local memory allocations */
 233 static int crypt_iv_essiv_init(struct crypt_config *cc)
 234 {
 235         struct iv_essiv_private *essiv = &cc->iv_gen_private.essiv;
 236         struct hash_desc desc;
 237         struct scatterlist sg;
 238         struct crypto_cipher *essiv_tfm;
 239         int err, cpu;
 240
 241         sg_init_one(&sg, cc->key, cc->key_size);
 242         desc.tfm = essiv->hash_tfm;
 243         desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
 244
 245         err = crypto_hash_digest(&desc, &sg, cc->key_size, essiv->salt);
 246         if (err)
 247                 return err;
 248
 249         for_each_possible_cpu(cpu) {
 250                 essiv_tfm = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->iv_private,
 251
 252                 err = crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, essiv->salt,
 253                                     crypto_hash_digestsize(essiv->hash_tfm));
 254                 if (err)
 255                         return err;
 256         }
 257
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 /* Wipe salt and reset key derived from volume key */
 262 static int crypt_iv_essiv_wipe(struct crypt_config *cc)
 263 {
 264         struct iv_essiv_private *essiv = &cc->iv_gen_private.essiv;
 265         unsigned salt_size = crypto_hash_digestsize(essiv->hash_tfm);
 266         struct crypto_cipher *essiv_tfm;
 267         int cpu, r, err = 0;
 268
 269         memset(essiv->salt, 0, salt_size);
 270
 271         for_each_possible_cpu(cpu) {
 272                 essiv_tfm = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->iv_private;
 273                 r = crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, essiv->salt, salt_size);
 274                 if (r)
 275                         err = r;
 276         }
 277
 278         return err;
 279 }
 280
 281 /* Set up per cpu cipher state */
 282 static struct crypto_cipher *setup_essiv_cpu(struct crypt_config *cc,
 283                                              struct dm_target *ti,
 284                                              u8 *salt, unsigned saltsize)
 285 {
 286         struct crypto_cipher *essiv_tfm;
 287         int err;
 288
 289         /* Setup the essiv_tfm with the given salt */
 290         essiv_tfm = crypto_alloc_cipher(cc->cipher, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
 291         if (IS_ERR(essiv_tfm)) {
 292                 ti->error = "Error allocating crypto tfm for ESSIV";
 293                 return essiv_tfm;
 294         }
 295
 296         if (crypto_cipher_blocksize(essiv_tfm) !=
 297             crypto_ablkcipher_ivsize(any_tfm(cc))) {
 298                 ti->error = "Block size of ESSIV cipher does "
 299                             "not match IV size of block cipher";
 300                 crypto_free_cipher(essiv_tfm);
 301                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 302         }
 303
 304         err = crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, salt, saltsize);
 305         if (err) {
 306                 ti->error = "Failed to set key for ESSIV cipher";
 307                 crypto_free_cipher(essiv_tfm);
 308                 return ERR_PTR(err);
 309         }
 310
 311         return essiv_tfm;
 312 }
 313
 314 static void crypt_iv_essiv_dtr(struct crypt_config *cc)
 315 {
 316         int cpu;
 317         struct crypt_cpu *cpu_cc;
 318         struct crypto_cipher *essiv_tfm;
 319         struct iv_essiv_private *essiv = &cc->iv_gen_private.essiv;
 320
 321         crypto_free_hash(essiv->hash_tfm);
 322         essiv->hash_tfm = NULL;
 323
 324         kzfree(essiv->salt);
 325         essiv->salt = NULL;
 326
 327         for_each_possible_cpu(cpu) {
 328                 cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
 329                 essiv_tfm = cpu_cc->iv_private;
 330
 331                 if (essiv_tfm)
 332                         crypto_free_cipher(essiv_tfm);
 333
 334                 cpu_cc->iv_private = NULL;
 335         }
 336 }
 337
 338 static int crypt_iv_essiv_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
 339                               const char *opts)
 340 {
 341         struct crypto_cipher *essiv_tfm = NULL;
 342         struct crypto_hash *hash_tfm = NULL;
 343         u8 *salt = NULL;
 344         int err, cpu;
 345
 346         if (!opts) {
 347                 ti->error = "Digest algorithm missing for ESSIV mode";
 348                 return -EINVAL;
 349         }
 350
 351         /* Allocate hash algorithm */
 352         hash_tfm = crypto_alloc_hash(opts, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
 353         if (IS_ERR(hash_tfm)) {
 354                 ti->error = "Error initializing ESSIV hash";
 355                 err = PTR_ERR(hash_tfm);
 356                 goto bad;
 357         }
 358
 359         salt = kzalloc(crypto_hash_digestsize(hash_tfm), GFP_KERNEL);
 360         if (!salt) {
 361                 ti->error = "Error kmallocing salt storage in ESSIV";
 362                 err = -ENOMEM;
 363                 goto bad;
 364         }
 365
 366         cc->iv_gen_private.essiv.salt = salt;
 367         cc->iv_gen_private.essiv.hash_tfm = hash_tfm;
 368
 369         for_each_possible_cpu(cpu) {
 370                 essiv_tfm = setup_essiv_cpu(cc, ti, salt,
 371                                         crypto_hash_digestsize(hash_tfm));
 372                 if (IS_ERR(essiv_tfm)) {
 373                         crypt_iv_essiv_dtr(cc);
 374                         return PTR_ERR(essiv_tfm);
 375                 }
 376                 per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->iv_private = essiv_tfm;
 377         }
 378
 379         return 0;
 380
 381 bad:
 382         if (hash_tfm && !IS_ERR(hash_tfm))
 383                 crypto_free_hash(hash_tfm);
 384         kfree(salt);
 385         return err;
 386 }
 387
 388 static int crypt_iv_essiv_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
 389                               struct dm_crypt_request *dmreq)
 390 {
 391         struct crypto_cipher *essiv_tfm = this_crypt_config(cc)->iv_private;
 392
 393         memset(iv, 0, cc->iv_size);
 394         *(u64 *)iv = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
 395         crypto_cipher_encrypt_one(essiv_tfm, iv, iv);
 396
 397         return 0;
 398 }
 399
 400 static int crypt_iv_benbi_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
 401                               const char *opts)
 402 {
 403         unsigned bs = crypto_ablkcipher_blocksize(any_tfm(cc));
 404         int log = ilog2(bs);
 405
 406         /* we need to calculate how far we must shift the sector count
 407          * to get the cipher block count, we use this shift in _gen */
 408
 409         if (1 << log != bs) {
 410                 ti->error = "cypher blocksize is not a power of 2";
 411                 return -EINVAL;
 412         }
 413
 414         if (log > 9) {
 415                 ti->error = "cypher blocksize is > 512";
 416                 return -EINVAL;
 417         }
 418
 419         cc->iv_gen_private.benbi.shift = 9 - log;
 420
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 static void crypt_iv_benbi_dtr(struct crypt_config *cc)
 425 {
 426 }
 427
 428 static int crypt_iv_benbi_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
 429                               struct dm_crypt_request *dmreq)
 430 {
 431         __be64 val;
 432
 433         memset(iv, 0, cc->iv_size - sizeof(u64)); /* rest is cleared below */
 434
 435         val = cpu_to_be64(((u64)dmreq->iv_sector << cc->iv_gen_private.benbi.shift) + 1);
 436         put_unaligned(val, (__be64 *)(iv + cc->iv_size - sizeof(u64)));
 437
 438         return 0;
 439 }
 440
 441 static int crypt_iv_null_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
 442                              struct dm_crypt_request *dmreq)
 443 {
 444         memset(iv, 0, cc->iv_size);
 445
 446         return 0;
 447 }
 448
 449 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain_ops = {
 450         .generator = crypt_iv_plain_gen
 451 };
 452
 453 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain64_ops = {
 454         .generator = crypt_iv_plain64_gen
 455 };
 456
 457 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_essiv_ops = {
 458         .ctr       = crypt_iv_essiv_ctr,
 459         .dtr       = crypt_iv_essiv_dtr,
 460         .init      = crypt_iv_essiv_init,
 461         .wipe      = crypt_iv_essiv_wipe,
 462         .generator = crypt_iv_essiv_gen
 463 };
 464
 465 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_benbi_ops = {
 466         .ctr       = crypt_iv_benbi_ctr,
 467         .dtr       = crypt_iv_benbi_dtr,
 468         .generator = crypt_iv_benbi_gen
 469 };
 470
 471 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_null_ops = {
 472         .generator = crypt_iv_null_gen
 473 };
 474
 475 static void crypt_convert_init(struct crypt_config *cc,
 476                                struct convert_context *ctx,
 477                                struct bio *bio_out, struct bio *bio_in,
 478                                sector_t sector)
 479 {
 480         ctx->bio_in = bio_in;
 481         ctx->bio_out = bio_out;
 482         ctx->offset_in = 0;
 483         ctx->offset_out = 0;
 484         ctx->idx_in = bio_in ? bio_in->bi_idx : 0;
 485         ctx->idx_out = bio_out ? bio_out->bi_idx : 0;
 486         ctx->sector = sector + cc->iv_offset;
 487         init_completion(&ctx->restart);
 488 }
 489
 490 static struct dm_crypt_request *dmreq_of_req(struct crypt_config *cc,
 491                                              struct ablkcipher_request *req)
 492 {
 493         return (struct dm_crypt_request *)((char *)req + cc->dmreq_start);
 494 }
 495
 496 static struct ablkcipher_request *req_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
 497                                                struct dm_crypt_request *dmreq)
 498 {
 499         return (struct ablkcipher_request *)((char *)dmreq - cc->dmreq_start);
 500 }
 501
 502 static u8 *iv_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
 503                        struct dm_crypt_request *dmreq)
 504 {
 505         return (u8 *)ALIGN((unsigned long)(dmreq + 1),
 506                 crypto_ablkcipher_alignmask(any_tfm(cc)) + 1);
 507 }
 508
 509 static int crypt_convert_block(struct crypt_config *cc,
 510                                struct convert_context *ctx,
 511                                struct ablkcipher_request *req)
 512 {
 513         struct bio_vec *bv_in = bio_iovec_idx(ctx->bio_in, ctx->idx_in);
 514         struct bio_vec *bv_out = bio_iovec_idx(ctx->bio_out, ctx->idx_out);
 515         struct dm_crypt_request *dmreq;
 516         u8 *iv;
 517         int r = 0;
 518
 519         dmreq = dmreq_of_req(cc, req);
 520         iv = iv_of_dmreq(cc, dmreq);
 521
 522         dmreq->iv_sector = ctx->sector;
 523         dmreq->ctx = ctx;
 524         sg_init_table(&dmreq->sg_in, 1);
 525         sg_set_page(&dmreq->sg_in, bv_in->bv_page, 1 << SECTOR_SHIFT,
 526                     bv_in->bv_offset + ctx->offset_in);
 527
 528         sg_init_table(&dmreq->sg_out, 1);
 529         sg_set_page(&dmreq->sg_out, bv_out->bv_page, 1 << SECTOR_SHIFT,
 530                     bv_out->bv_offset + ctx->offset_out);
 531
 532         ctx->offset_in += 1 << SECTOR_SHIFT;
 533         if (ctx->offset_in >= bv_in->bv_len) {
 534                 ctx->offset_in = 0;
 535                 ctx->idx_in++;
 536         }
 537
 538         ctx->offset_out += 1 << SECTOR_SHIFT;
 539         if (ctx->offset_out >= bv_out->bv_len) {
 540                 ctx->offset_out = 0;
 541                 ctx->idx_out++;
 542         }
 543
 544         if (cc->iv_gen_ops) {
 545                 r = cc->iv_gen_ops->generator(cc, iv, dmreq);
 546                 if (r < 0)
 547                         return r;
 548         }
 549
 550         ablkcipher_request_set_crypt(req, &dmreq->sg_in, &dmreq->sg_out,
 551                                      1 << SECTOR_SHIFT, iv);
 552
 553         if (bio_data_dir(ctx->bio_in) == WRITE)
 554                 r = crypto_ablkcipher_encrypt(req);
 555         else
 556                 r = crypto_ablkcipher_decrypt(req);
 557
 558         if (!r && cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->post)
 559                 r = cc->iv_gen_ops->post(cc, iv, dmreq);
 560
 561         return r;
 562 }
 563
 564 static void kcryptd_async_done(struct crypto_async_request *async_req,
 565                                int error);
 566
 567 static void crypt_alloc_req(struct crypt_config *cc,
 568                             struct convert_context *ctx)
 569 {
 570         struct crypt_cpu *this_cc = this_crypt_config(cc);
 571         unsigned key_index = ctx->sector & (cc->tfms_count - 1);
 572
 573         if (!this_cc->req)
 574                 this_cc->req = mempool_alloc(cc->req_pool, GFP_NOIO);
 575
 576         ablkcipher_request_set_tfm(this_cc->req, this_cc->tfms[key_index]);
 577         ablkcipher_request_set_callback(this_cc->req,
 578             CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG | CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
 579             kcryptd_async_done, dmreq_of_req(cc, this_cc->req));
 580 }
 581
 582 /*
 583  * Encrypt / decrypt data from one bio to another one (can be the same one)
 584  */
 585 static int crypt_convert(struct crypt_config *cc,
 586                          struct convert_context *ctx)
 587 {
 588         struct crypt_cpu *this_cc = this_crypt_config(cc);
 589         int r;
 590
 591         atomic_set(&ctx->pending, 1);
 592
 593         while(ctx->idx_in < ctx->bio_in->bi_vcnt &&
 594               ctx->idx_out < ctx->bio_out->bi_vcnt) {
 595
 596                 crypt_alloc_req(cc, ctx);
 597
 598                 atomic_inc(&ctx->pending);
 599
 600                 r = crypt_convert_block(cc, ctx, this_cc->req);
 601
 602                 switch (r) {
 603                 /* async */
 604                 case -EBUSY:
 605                         wait_for_completion(&ctx->restart);
 606                         INIT_COMPLETION(ctx->restart);
 607                         /* fall through*/
 608                 case -EINPROGRESS:
 609                         this_cc->req = NULL;
 610                         ctx->sector++;
 611                         continue;
 612
 613                 /* sync */
 614                 case 0:
 615                         atomic_dec(&ctx->pending);
 616                         ctx->sector++;
 617                         cond_resched();
 618                         continue;
 619
 620                 /* error */
 621                 default:
 622                         atomic_dec(&ctx->pending);
 623                         return r;
 624                 }
 625         }
 626
 627         return 0;
 628 }
 629
 630 static void dm_crypt_bio_destructor(struct bio *bio)
 631 {
 632         struct dm_crypt_io *io = bio->bi_private;
 633         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 634
 635         bio_free(bio, cc->bs);
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Generate a new unfragmented bio with the given size
 640  * This should never violate the device limitations
 641  * May return a smaller bio when running out of pages, indicated by
 642  * *out_of_pages set to 1.
 643  */
 644 static struct bio *crypt_alloc_buffer(struct dm_crypt_io *io, unsigned size,
 645                                       unsigned *out_of_pages)
 646 {
 647         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 648         struct bio *clone;
 649         unsigned int nr_iovecs = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 650         gfp_t gfp_mask = GFP_NOIO | __GFP_HIGHMEM;
 651         unsigned i, len;
 652         struct page *page;
 653
 654         clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, nr_iovecs, cc->bs);
 655         if (!clone)
 656                 return NULL;
 657
 658         clone_init(io, clone);
 659         *out_of_pages = 0;
 660
 661         for (i = 0; i < nr_iovecs; i++) {
 662                 page = mempool_alloc(cc->page_pool, gfp_mask);
 663                 if (!page) {
 664                         *out_of_pages = 1;
 665                         break;
 666                 }
 667
 668                 /*
 669                  * if additional pages cannot be allocated without waiting,
 670                  * return a partially allocated bio, the caller will then try
 671                  * to allocate additional bios while submitting this partial bio
 672                  */
 673                 if (i == (MIN_BIO_PAGES - 1))
 674                         gfp_mask = (gfp_mask | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_WAIT;
 675
 676                 len = (size > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : size;
 677
 678                 if (!bio_add_page(clone, page, len, 0)) {
 679                         mempool_free(page, cc->page_pool);
 680                         break;
 681                 }
 682
 683                 size -= len;
 684         }
 685
 686         if (!clone->bi_size) {
 687                 bio_put(clone);
 688                 return NULL;
 689         }
 690
 691         return clone;
 692 }
 693
 694 static void crypt_free_buffer_pages(struct crypt_config *cc, struct bio *clone)
 695 {
 696         unsigned int i;
 697         struct bio_vec *bv;
 698
 699         for (i = 0; i < clone->bi_vcnt; i++) {
 700                 bv = bio_iovec_idx(clone, i);
 701                 BUG_ON(!bv->bv_page);
 702                 mempool_free(bv->bv_page, cc->page_pool);
 703                 bv->bv_page = NULL;
 704         }
 705 }
 706
 707 static struct dm_crypt_io *crypt_io_alloc(struct dm_target *ti,
 708                                           struct bio *bio, sector_t sector)
 709 {
 710         struct crypt_config *cc = ti->private;
 711         struct dm_crypt_io *io;
 712
 713         io = mempool_alloc(cc->io_pool, GFP_NOIO);
 714         io->target = ti;
 715         io->base_bio = bio;
 716         io->sector = sector;
 717         io->error = 0;
 718         io->base_io = NULL;
 719         atomic_set(&io->pending, 0);
 720
 721         return io;
 722 }
 723
 724 static void crypt_inc_pending(struct dm_crypt_io *io)
 725 {
 726         atomic_inc(&io->pending);
 727 }
 728
 729 /*
 730  * One of the bios was finished. Check for completion of
 731  * the whole request and correctly clean up the buffer.
 732  * If base_io is set, wait for the last fragment to complete.
 733  */
 734 static void crypt_dec_pending(struct dm_crypt_io *io)
 735 {
 736         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 737         struct bio *base_bio = io->base_bio;
 738         struct dm_crypt_io *base_io = io->base_io;
 739         int error = io->error;
 740
 741         if (!atomic_dec_and_test(&io->pending))
 742                 return;
 743
 744         mempool_free(io, cc->io_pool);
 745
 746         if (likely(!base_io))
 747                 bio_endio(base_bio, error);
 748         else {
 749                 if (error && !base_io->error)
 750                         base_io->error = error;
 751                 crypt_dec_pending(base_io);
 752         }
 753 }
 754
 755 /*
 756  * kcryptd/kcryptd_io:
 757  *
 758  * Needed because it would be very unwise to do decryption in an
 759  * interrupt context.
 760  *
 761  * kcryptd performs the actual encryption or decryption.
 762  *
 763  * kcryptd_io performs the IO submission.
 764  *
 765  * They must be separated as otherwise the final stages could be
 766  * starved by new requests which can block in the first stages due
 767  * to memory allocation.
 768  *
 769  * The work is done per CPU global for all dm-crypt instances.
 770  * They should not depend on each other and do not block.
 771  */
 772 static void crypt_endio(struct bio *clone, int error)
 773 {
 774         struct dm_crypt_io *io = clone->bi_private;
 775         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 776         unsigned rw = bio_data_dir(clone);
 777
 778         if (unlikely(!bio_flagged(clone, BIO_UPTODATE) && !error))
 779                 error = -EIO;
 780
 781         /*
 782          * free the processed pages
 783          */
 784         if (rw == WRITE)
 785                 crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
 786
 787         bio_put(clone);
 788
 789         if (rw == READ && !error) {
 790                 kcryptd_queue_crypt(io);
 791                 return;
 792         }
 793
 794         if (unlikely(error))
 795                 io->error = error;
 796
 797         crypt_dec_pending(io);
 798 }
 799
 800 static void clone_init(struct dm_crypt_io *io, struct bio *clone)
 801 {
 802         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 803
 804         clone->bi_private = io;
 805         clone->bi_end_io  = crypt_endio;
 806         clone->bi_bdev    = cc->dev->bdev;
 807         clone->bi_rw      = io->base_bio->bi_rw;
 808         clone->bi_destructor = dm_crypt_bio_destructor;
 809 }
 810
 811 static void kcryptd_unplug(struct crypt_config *cc)
 812 {
 813         blk_unplug(bdev_get_queue(cc->dev->bdev));
 814 }
 815
 816 static int kcryptd_io_read(struct dm_crypt_io *io, gfp_t gfp)
 817 {
 818         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 819         struct bio *base_bio = io->base_bio;
 820         struct bio *clone;
 821
 822         /*
 823          * The block layer might modify the bvec array, so always
 824          * copy the required bvecs because we need the original
 825          * one in order to decrypt the whole bio data *afterwards*.
 826          */
 827         clone = bio_alloc_bioset(gfp, bio_segments(base_bio), cc->bs);
 828         if (!clone) {
 829                 kcryptd_unplug(cc);
 830                 return 1;
 831         }
 832
 833         crypt_inc_pending(io);
 834
 835         clone_init(io, clone);
 836         clone->bi_idx = 0;
 837         clone->bi_vcnt = bio_segments(base_bio);
 838         clone->bi_size = base_bio->bi_size;
 839         clone->bi_sector = cc->start + io->sector;
 840         memcpy(clone->bi_io_vec, bio_iovec(base_bio),
 841                sizeof(struct bio_vec) * clone->bi_vcnt);
 842
 843         generic_make_request(clone);
 844         return 0;
 845 }
 846
 847 static void kcryptd_io_write(struct dm_crypt_io *io)
 848 {
 849         struct bio *clone = io->ctx.bio_out;
 850         generic_make_request(clone);
 851 }
 852
 853 static void kcryptd_io(struct work_struct *work)
 854 {
 855         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
 856
 857         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ) {
 858                 crypt_inc_pending(io);
 859                 if (kcryptd_io_read(io, GFP_NOIO))
 860                         io->error = -ENOMEM;
 861                 crypt_dec_pending(io);
 862         } else
 863                 kcryptd_io_write(io);
 864 }
 865
 866 static void kcryptd_queue_io(struct dm_crypt_io *io)
 867 {
 868         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 869
 870         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_io);
 871         queue_work(cc->io_queue, &io->work);
 872 }
 873
 874 static void kcryptd_crypt_write_io_submit(struct dm_crypt_io *io,
 875                                           int error, int async)
 876 {
 877         struct bio *clone = io->ctx.bio_out;
 878         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 879
 880         if (unlikely(error < 0)) {
 881                 crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
 882                 bio_put(clone);
 883                 io->error = -EIO;
 884                 crypt_dec_pending(io);
 885                 return;
 886         }
 887
 888         /* crypt_convert should have filled the clone bio */
 889         BUG_ON(io->ctx.idx_out < clone->bi_vcnt);
 890
 891         clone->bi_sector = cc->start + io->sector;
 892
 893         if (async)
 894                 kcryptd_queue_io(io);
 895         else
 896                 generic_make_request(clone);
 897 }
 898
 899 static void kcryptd_crypt_write_convert(struct dm_crypt_io *io)
 900 {
 901         struct crypt_config *cc = io->target->private;
 902         struct bio *clone;
 903         struct dm_crypt_io *new_io;
 904         int crypt_finished;
 905         unsigned out_of_pages = 0;
 906         unsigned remaining = io->base_bio->bi_size;
 907         sector_t sector = io->sector;
 908         int r;
 909
 910         /*
 911          * Prevent io from disappearing until this function completes.
 912          */
 913         crypt_inc_pending(io);
 914         crypt_convert_init(cc, &io->ctx, NULL, io->base_bio, sector);
 915
 916         /*
 917          * The allocated buffers can be smaller than the whole bio,
 918          * so repeat the whole process until all the data can be handled.
 919          */
 920         while (remaining) {
 921                 clone = crypt_alloc_buffer(io, remaining, &out_of_pages);
 922                 if (unlikely(!clone)) {
 923                         io->error = -ENOMEM;
 924                         break;
 925                 }
 926
 927                 io->ctx.bio_out = clone;
 928                 io->ctx.idx_out = 0;
 929
 930                 remaining -= clone->bi_size;
 931                 sector += bio_sectors(clone);
 932
 933                 crypt_inc_pending(io);
 934                 r = crypt_convert(cc, &io->ctx);
 935                 crypt_finished = atomic_dec_and_test(&io->ctx.pending);
 936
 937                 /* Encryption was already finished, submit io now */
 938                 if (crypt_finished) {
 939                         kcryptd_crypt_write_io_submit(io, r, 0);
 940
 941                         /*
 942                          * If there was an error, do not try next fragments.
 943                          * For async, error is processed in async handler.
 944                          */
 945                         if (unlikely(r < 0))
 946                                 break;
 947
 948                         io->sector = sector;
 949                 }
 950
 951                 /*
 952                  * Out of memory -> run queues
 953                  * But don't wait if split was due to the io size restriction
 954                  */
 955                 if (unlikely(out_of_pages))
 956                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/100);
 957
 958                 /*
 959                  * With async crypto it is unsafe to share the crypto context
 960                  * between fragments, so switch to a new dm_crypt_io structure.
 961                  */
 962                 if (unlikely(!crypt_finished && remaining)) {
 963                         new_io = crypt_io_alloc(io->target, io->base_bio,
 964                                                 sector);
 965                         crypt_inc_pending(new_io);
 966                         crypt_convert_init(cc, &new_io->ctx, NULL,
 967                                            io->base_bio, sector);
 968                         new_io->ctx.idx_in = io->ctx.idx_in;
 969                         new_io->ctx.offset_in = io->ctx.offset_in;
 970
 971                         /*
 972                          * Fragments after the first use the base_io
 973                          * pending count.
 974                          */
 975                         if (!io->base_io)
 976                                 new_io->base_io = io;
 977                         else {
 978                                 new_io->base_io = io->base_io;
 979                                 crypt_inc_pending(io->base_io);
 980                                 crypt_dec_pending(io);
 981                         }
 982
 983                         io = new_io;
 984                 }
 985         }
 986
 987         crypt_dec_pending(io);
 988 }
 989
 990 static void kcryptd_crypt_read_done(struct dm_crypt_io *io, int error)
 991 {
 992         if (unlikely(error < 0))
 993                 io->error = -EIO;
 994
 995         crypt_dec_pending(io);
 996 }
 997
 998 static void kcryptd_crypt_read_convert(struct dm_crypt_io *io)
 999 {
1000         struct crypt_config *cc = io->target->private;
1001         int r = 0;
1002
1003         crypt_inc_pending(io);
1004
1005         crypt_convert_init(cc, &io->ctx, io->base_bio, io->base_bio,
1006                            io->sector);
1007
1008         r = crypt_convert(cc, &io->ctx);
1009
1010         if (atomic_dec_and_test(&io->ctx.pending))
1011                 kcryptd_crypt_read_done(io, r);
1012
1013         crypt_dec_pending(io);
1014 }
1015
1016 static void kcryptd_async_done(struct crypto_async_request *async_req,
1017                                int error)
1018 {
1019         struct dm_crypt_request *dmreq = async_req->data;
1020         struct convert_context *ctx = dmreq->ctx;
1021         struct dm_crypt_io *io = container_of(ctx, struct dm_crypt_io, ctx);
1022         struct crypt_config *cc = io->target->private;
1023
1024         if (error == -EINPROGRESS) {
1025                 complete(&ctx->restart);
1026                 return;
1027         }
1028
1029         if (!error && cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->post)
1030                 error = cc->iv_gen_ops->post(cc, iv_of_dmreq(cc, dmreq), dmreq);
1031
1032         mempool_free(req_of_dmreq(cc, dmreq), cc->req_pool);
1033
1034         if (!atomic_dec_and_test(&ctx->pending))
1035                 return;
1036
1037         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
1038                 kcryptd_crypt_read_done(io, error);
1039         else
1040                 kcryptd_crypt_write_io_submit(io, error, 1);
1041 }
1042
1043 static void kcryptd_crypt(struct work_struct *work)
1044 {
1045         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
1046
1047         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
1048                 kcryptd_crypt_read_convert(io);
1049         else
1050                 kcryptd_crypt_write_convert(io);
1051 }
1052
1053 static void kcryptd_queue_crypt(struct dm_crypt_io *io)
1054 {
1055         struct crypt_config *cc = io->target->private;
1056
1057         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_crypt);
1058         queue_work(cc->crypt_queue, &io->work);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Decode key from its hex representation
1063  */
1064 static int crypt_decode_key(u8 *key, char *hex, unsigned int size)
1065 {
1066         char buffer[3];
1067         char *endp;
1068         unsigned int i;
1069
1070         buffer[2] = '\0';
1071
1072         for (i = 0; i < size; i++) {
1073                 buffer[0] = *hex++;
1074                 buffer[1] = *hex++;
1075
1076                 key[i] = (u8)simple_strtoul(buffer, &endp, 16);
1077
1078                 if (endp != &buffer[2])
1079                         return -EINVAL;
1080         }
1081
1082         if (*hex != '\0')
1083                 return -EINVAL;
1084
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Encode key into its hex representation
1090  */
1091 static void crypt_encode_key(char *hex, u8 *key, unsigned int size)
1092 {
1093         unsigned int i;
1094
1095         for (i = 0; i < size; i++) {
1096                 sprintf(hex, "%02x", *key);
1097                 hex += 2;
1098                 key++;
1099         }
1100 }
1101
1102 static void crypt_free_tfms(struct crypt_config *cc, int cpu)
1103 {
1104         struct crypt_cpu *cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
1105         unsigned i;
1106
1107         for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++)
1108                 if (cpu_cc->tfms[i] && !IS_ERR(cpu_cc->tfms[i])) {
1109                         crypto_free_ablkcipher(cpu_cc->tfms[i]);
1110                         cpu_cc->tfms[i] = NULL;
1111                 }
1112 }
1113
1114 static int crypt_alloc_tfms(struct crypt_config *cc, int cpu, char *ciphermode)
1115 {
1116         struct crypt_cpu *cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
1117         unsigned i;
1118         int err;
1119
1120         for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++) {
1121                 cpu_cc->tfms[i] = crypto_alloc_ablkcipher(ciphermode, 0, 0);
1122                 if (IS_ERR(cpu_cc->tfms[i])) {
1123                         err = PTR_ERR(cpu_cc->tfms[i]);
1124                         crypt_free_tfms(cc, cpu);
1125                         return err;
1126                 }
1127         }
1128
1129         return 0;
1130 }
1131
1132 static int crypt_setkey_allcpus(struct crypt_config *cc)
1133 {
1134         unsigned subkey_size = cc->key_size >> ilog2(cc->tfms_count);
1135         int cpu, err = 0, i, r;
1136
1137         for_each_possible_cpu(cpu) {
1138                 for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++) {
1139                         r = crypto_ablkcipher_setkey(per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->tfms[i],
1140                                                      cc->key + (i * subkey_size), subkey_size);
1141                         if (r)
1142                                 err = r;
1143                 }
1144         }
1145
1146         return err;
1147 }
1148
1149 static int crypt_set_key(struct crypt_config *cc, char *key)
1150 {
1151         /* The key size may not be changed. */
1152         if (cc->key_size != (strlen(key) >> 1))
1153                 return -EINVAL;
1154
1155         /* Hyphen (which gives a key_size of zero) means there is no key. */
1156         if (!cc->key_size && strcmp(key, "-"))
1157                 return -EINVAL;
1158
1159         if (cc->key_size && crypt_decode_key(cc->key, key, cc->key_size) < 0)
1160                 return -EINVAL;
1161
1162         set_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
1163
1164         return crypt_setkey_allcpus(cc);
1165 }
1166
1167 static int crypt_wipe_key(struct crypt_config *cc)
1168 {
1169         clear_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
1170         memset(&cc->key, 0, cc->key_size * sizeof(u8));
1171
1172         return crypt_setkey_allcpus(cc);
1173 }
1174
1175 static void crypt_dtr(struct dm_target *ti)
1176 {
1177         struct crypt_config *cc = ti->private;
1178         struct crypt_cpu *cpu_cc;
1179         int cpu;
1180
1181         ti->private = NULL;
1182
1183         if (!cc)
1184                 return;
1185
1186         if (cc->io_queue)
1187                 destroy_workqueue(cc->io_queue);
1188         if (cc->crypt_queue)
1189                 destroy_workqueue(cc->crypt_queue);
1190
1191         if (cc->cpu)
1192                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1193                         cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
1194                         if (cpu_cc->req)
1195                                 mempool_free(cpu_cc->req, cc->req_pool);
1196                         crypt_free_tfms(cc, cpu);
1197                 }
1198
1199         if (cc->bs)
1200                 bioset_free(cc->bs);
1201
1202         if (cc->page_pool)
1203                 mempool_destroy(cc->page_pool);
1204         if (cc->req_pool)
1205                 mempool_destroy(cc->req_pool);
1206         if (cc->io_pool)
1207                 mempool_destroy(cc->io_pool);
1208
1209         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->dtr)
1210                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
1211
1212         if (cc->dev)
1213                 dm_put_device(ti, cc->dev);
1214
1215         if (cc->cpu)
1216                 free_percpu(cc->cpu);
1217
1218         kzfree(cc->cipher);
1219         kzfree(cc->cipher_string);
1220
1221         /* Must zero key material before freeing */
1222         kzfree(cc);
1223 }
1224
1225 static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti,
1226                             char *cipher_in, char *key)
1227 {
1228         struct crypt_config *cc = ti->private;
1229         char *tmp, *cipher, *chainmode, *ivmode, *ivopts, *keycount;
1230         char *cipher_api = NULL;
1231         int cpu, ret = -EINVAL;
1232
1233         /* Convert to crypto api definition? */
1234         if (strchr(cipher_in, '(')) {
1235                 ti->error = "Bad cipher specification";
1236                 return -EINVAL;
1237         }
1238
1239         cc->cipher_string = kstrdup(cipher_in, GFP_KERNEL);
1240         if (!cc->cipher_string)
1241                 goto bad_mem;
1242
1243         /*
1244          * Legacy dm-crypt cipher specification
1245          * cipher[:keycount]-mode-iv:ivopts
1246          */
1247         tmp = cipher_in;
1248         keycount = strsep(&tmp, "-");
1249         cipher = strsep(&keycount, ":");
1250
1251         if (!keycount)
1252                 cc->tfms_count = 1;
1253         else if (sscanf(keycount, "%u", &cc->tfms_count) != 1 ||
1254                  !is_power_of_2(cc->tfms_count)) {
1255                 ti->error = "Bad cipher key count specification";
1256                 return -EINVAL;
1257         }
1258         cc->key_parts = cc->tfms_count;
1259
1260         cc->cipher = kstrdup(cipher, GFP_KERNEL);
1261         if (!cc->cipher)
1262                 goto bad_mem;
1263
1264         chainmode = strsep(&tmp, "-");
1265         ivopts = strsep(&tmp, "-");
1266         ivmode = strsep(&ivopts, ":");
1267
1268         if (tmp)
1269                 DMWARN("Ignoring unexpected additional cipher options");
1270
1271         cc->cpu = __alloc_percpu(sizeof(*(cc->cpu)) +
1272                                  cc->tfms_count * sizeof(*(cc->cpu->tfms)),
1273                                  __alignof__(struct crypt_cpu));
1274         if (!cc->cpu) {
1275                 ti->error = "Cannot allocate per cpu state";
1276                 goto bad_mem;
1277         }
1278
1279         /*
1280          * For compatibility with the original dm-crypt mapping format, if
1281          * only the cipher name is supplied, use cbc-plain.
1282          */
1283         if (!chainmode || (!strcmp(chainmode, "plain") && !ivmode)) {
1284                 chainmode = "cbc";
1285                 ivmode = "plain";
1286         }
1287
1288         if (strcmp(chainmode, "ecb") && !ivmode) {
1289                 ti->error = "IV mechanism required";
1290                 return -EINVAL;
1291         }
1292
1293         cipher_api = kmalloc(CRYPTO_MAX_ALG_NAME, GFP_KERNEL);
1294         if (!cipher_api)
1295                 goto bad_mem;
1296
1297         ret = snprintf(cipher_api, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1298                        "%s(%s)", chainmode, cipher);
1299         if (ret < 0) {
1300                 kfree(cipher_api);
1301                 goto bad_mem;
1302         }
1303
1304         /* Allocate cipher */
1305         for_each_possible_cpu(cpu) {
1306                 ret = crypt_alloc_tfms(cc, cpu, cipher_api);
1307                 if (ret < 0) {
1308                         ti->error = "Error allocating crypto tfm";
1309                         goto bad;
1310                 }
1311         }
1312
1313         /* Initialize and set key */
1314         ret = crypt_set_key(cc, key);
1315         if (ret < 0) {
1316                 ti->error = "Error decoding and setting key";
1317                 goto bad;
1318         }
1319
1320         /* Initialize IV */
1321         cc->iv_size = crypto_ablkcipher_ivsize(any_tfm(cc));
1322         if (cc->iv_size)
1323                 /* at least a 64 bit sector number should fit in our buffer */
1324                 cc->iv_size = max(cc->iv_size,
1325                                   (unsigned int)(sizeof(u64) / sizeof(u8)));
1326         else if (ivmode) {
1327                 DMWARN("Selected cipher does not support IVs");
1328                 ivmode = NULL;
1329         }
1330
1331         /* Choose ivmode, see comments at iv code. */
1332         if (ivmode == NULL)
1333                 cc->iv_gen_ops = NULL;
1334         else if (strcmp(ivmode, "plain") == 0)
1335                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_plain_ops;
1336         else if (strcmp(ivmode, "plain64") == 0)
1337                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_plain64_ops;
1338         else if (strcmp(ivmode, "essiv") == 0)
1339                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_essiv_ops;
1340         else if (strcmp(ivmode, "benbi") == 0)
1341                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_benbi_ops;
1342         else if (strcmp(ivmode, "null") == 0)
1343                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_null_ops;
1344         else {
1345                 ret = -EINVAL;
1346                 ti->error = "Invalid IV mode";
1347                 goto bad;
1348         }
1349
1350         /* Allocate IV */
1351         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->ctr) {
1352                 ret = cc->iv_gen_ops->ctr(cc, ti, ivopts);
1353                 if (ret < 0) {
1354                         ti->error = "Error creating IV";
1355                         goto bad;
1356                 }
1357         }
1358
1359         /* Initialize IV (set keys for ESSIV etc) */
1360         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->init) {
1361                 ret = cc->iv_gen_ops->init(cc);
1362                 if (ret < 0) {
1363                         ti->error = "Error initialising IV";
1364                         goto bad;
1365                 }
1366         }
1367
1368         ret = 0;
1369 bad:
1370         kfree(cipher_api);
1371         return ret;
1372
1373 bad_mem:
1374         ti->error = "Cannot allocate cipher strings";
1375         return -ENOMEM;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Construct an encryption mapping:
1380  * <cipher> <key> <iv_offset> <dev_path> <start>
1381  */
1382 static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
1383 {
1384         struct crypt_config *cc;
1385         unsigned int key_size;
1386         unsigned long long tmpll;
1387         int ret;
1388
1389         if (argc != 5) {
1390                 ti->error = "Not enough arguments";
1391                 return -EINVAL;
1392         }
1393
1394         key_size = strlen(argv[1]) >> 1;
1395
1396         cc = kzalloc(sizeof(*cc) + key_size * sizeof(u8), GFP_KERNEL);
1397         if (!cc) {
1398                 ti->error = "Cannot allocate encryption context";
1399                 return -ENOMEM;
1400         }
1401         cc->key_size = key_size;
1402
1403         ti->private = cc;
1404         ret = crypt_ctr_cipher(ti, argv[0], argv[1]);
1405         if (ret < 0)
1406                 goto bad;
1407
1408         ret = -ENOMEM;
1409         cc->io_pool = mempool_create_slab_pool(MIN_IOS, _crypt_io_pool);
1410         if (!cc->io_pool) {
1411                 ti->error = "Cannot allocate crypt io mempool";
1412                 goto bad;
1413         }
1414
1415         cc->dmreq_start = sizeof(struct ablkcipher_request);
1416         cc->dmreq_start += crypto_ablkcipher_reqsize(any_tfm(cc));
1417         cc->dmreq_start = ALIGN(cc->dmreq_start, crypto_tfm_ctx_alignment());
1418         cc->dmreq_start += crypto_ablkcipher_alignmask(any_tfm(cc)) &
1419                            ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
1420
1421         cc->req_pool = mempool_create_kmalloc_pool(MIN_IOS, cc->dmreq_start +
1422                         sizeof(struct dm_crypt_request) + cc->iv_size);
1423         if (!cc->req_pool) {
1424                 ti->error = "Cannot allocate crypt request mempool";
1425                 goto bad;
1426         }
1427
1428         cc->page_pool = mempool_create_page_pool(MIN_POOL_PAGES, 0);
1429         if (!cc->page_pool) {
1430                 ti->error = "Cannot allocate page mempool";
1431                 goto bad;
1432         }
1433
1434         cc->bs = bioset_create(MIN_IOS, 0);
1435         if (!cc->bs) {
1436                 ti->error = "Cannot allocate crypt bioset";
1437                 goto bad;
1438         }
1439
1440         ret = -EINVAL;
1441         if (sscanf(argv[2], "%llu", &tmpll) != 1) {
1442                 ti->error = "Invalid iv_offset sector";
1443                 goto bad;
1444         }
1445         cc->iv_offset = tmpll;
1446
1447         if (dm_get_device(ti, argv[3], dm_table_get_mode(ti->table), &cc->dev)) {
1448                 ti->error = "Device lookup failed";
1449                 goto bad;
1450         }
1451
1452         if (sscanf(argv[4], "%llu", &tmpll) != 1) {
1453                 ti->error = "Invalid device sector";
1454                 goto bad;
1455         }
1456         cc->start = tmpll;
1457
1458         ret = -ENOMEM;
1459         cc->io_queue = alloc_workqueue("kcryptd_io",
1460                                        WQ_NON_REENTRANT|
1461                                        WQ_MEM_RECLAIM,
1462                                        1);
1463         if (!cc->io_queue) {
1464                 ti->error = "Couldn't create kcryptd io queue";
1465                 goto bad;
1466         }
1467
1468         cc->crypt_queue = alloc_workqueue("kcryptd",
1469                                           WQ_NON_REENTRANT|
1470                                           WQ_CPU_INTENSIVE|
1471                                           WQ_MEM_RECLAIM,
1472                                           1);
1473         if (!cc->crypt_queue) {
1474                 ti->error = "Couldn't create kcryptd queue";
1475                 goto bad;
1476         }
1477
1478         ti->num_flush_requests = 1;
1479         return 0;
1480
1481 bad:
1482         crypt_dtr(ti);
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 static int crypt_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
1487                      union map_info *map_context)
1488 {
1489         struct dm_crypt_io *io;
1490         struct crypt_config *cc;
1491
1492         if (bio->bi_rw & REQ_FLUSH) {
1493                 cc = ti->private;
1494                 bio->bi_bdev = cc->dev->bdev;
1495                 return DM_MAPIO_REMAPPED;
1496         }
1497
1498         io = crypt_io_alloc(ti, bio, dm_target_offset(ti, bio->bi_sector));
1499
1500         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ) {
1501                 if (kcryptd_io_read(io, GFP_NOWAIT))
1502                         kcryptd_queue_io(io);
1503         } else
1504                 kcryptd_queue_crypt(io);
1505
1506         return DM_MAPIO_SUBMITTED;
1507 }
1508
1509 static int crypt_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
1510                         char *result, unsigned int maxlen)
1511 {
1512         struct crypt_config *cc = ti->private;
1513         unsigned int sz = 0;
1514
1515         switch (type) {
1516         case STATUSTYPE_INFO:
1517                 result[0] = '\0';
1518                 break;
1519
1520         case STATUSTYPE_TABLE:
1521                 DMEMIT("%s ", cc->cipher_string);
1522
1523                 if (cc->key_size > 0) {
1524                         if ((maxlen - sz) < ((cc->key_size << 1) + 1))
1525                                 return -ENOMEM;
1526
1527                         crypt_encode_key(result + sz, cc->key, cc->key_size);
1528                         sz += cc->key_size << 1;
1529                 } else {
1530                         if (sz >= maxlen)
1531                                 return -ENOMEM;
1532                         result[sz++] = '-';
1533                 }
1534
1535                 DMEMIT(" %llu %s %llu", (unsigned long long)cc->iv_offset,
1536                                 cc->dev->name, (unsigned long long)cc->start);
1537                 break;
1538         }
1539         return 0;
1540 }
1541
1542 static void crypt_postsuspend(struct dm_target *ti)
1543 {
1544         struct crypt_config *cc = ti->private;
1545
1546         set_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags);
1547 }
1548
1549 static int crypt_preresume(struct dm_target *ti)
1550 {
1551         struct crypt_config *cc = ti->private;
1552
1553         if (!test_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags)) {
1554                 DMERR("aborting resume - crypt key is not set.");
1555                 return -EAGAIN;
1556         }
1557
1558         return 0;
1559 }
1560
1561 static void crypt_resume(struct dm_target *ti)
1562 {
1563         struct crypt_config *cc = ti->private;
1564
1565         clear_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags);
1566 }
1567
1568 /* Message interface
1569  *      key set <key>
1570  *      key wipe
1571  */
1572 static int crypt_message(struct dm_target *ti, unsigned argc, char **argv)
1573 {
1574         struct crypt_config *cc = ti->private;
1575         int ret = -EINVAL;
1576
1577         if (argc < 2)
1578                 goto error;
1579
1580         if (!strnicmp(argv[0], MESG_STR("key"))) {
1581                 if (!test_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags)) {
1582                         DMWARN("not suspended during key manipulation.");
1583                         return -EINVAL;
1584                 }
1585                 if (argc == 3 && !strnicmp(argv[1], MESG_STR("set"))) {
1586                         ret = crypt_set_key(cc, argv[2]);
1587                         if (ret)
1588                                 return ret;
1589                         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->init)
1590                                 ret = cc->iv_gen_ops->init(cc);
1591                         return ret;
1592                 }
1593                 if (argc == 2 && !strnicmp(argv[1], MESG_STR("wipe"))) {
1594                         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->wipe) {
1595                                 ret = cc->iv_gen_ops->wipe(cc);
1596                                 if (ret)
1597                                         return ret;
1598                         }
1599                         return crypt_wipe_key(cc);
1600                 }
1601         }
1602
1603 error:
1604         DMWARN("unrecognised message received.");
1605         return -EINVAL;
1606 }
1607
1608 static int crypt_merge(struct dm_target *ti, struct bvec_merge_data *bvm,
1609                        struct bio_vec *biovec, int max_size)
1610 {
1611         struct crypt_config *cc = ti->private;
1612         struct request_queue *q = bdev_get_queue(cc->dev->bdev);
1613
1614         if (!q->merge_bvec_fn)
1615                 return max_size;
1616
1617         bvm->bi_bdev = cc->dev->bdev;
1618         bvm->bi_sector = cc->start + dm_target_offset(ti, bvm->bi_sector);
1619
1620         return min(max_size, q->merge_bvec_fn(q, bvm, biovec));
1621 }
1622
1623 static int crypt_iterate_devices(struct dm_target *ti,
1624                                  iterate_devices_callout_fn fn, void *data)
1625 {
1626         struct crypt_config *cc = ti->private;
1627
1628         return fn(ti, cc->dev, cc->start, ti->len, data);
1629 }
1630
1631 static struct target_type crypt_target = {
1632         .name   = "crypt",
1633         .version = {1, 10, 0},
1634         .module = THIS_MODULE,
1635         .ctr    = crypt_ctr,
1636         .dtr    = crypt_dtr,
1637         .map    = crypt_map,
1638         .status = crypt_status,
1639         .postsuspend = crypt_postsuspend,
1640         .preresume = crypt_preresume,
1641         .resume = crypt_resume,
1642         .message = crypt_message,
1643         .merge  = crypt_merge,
1644         .iterate_devices = crypt_iterate_devices,
1645 };
1646
1647 static int __init dm_crypt_init(void)
1648 {
1649         int r;
1650
1651         _crypt_io_pool = KMEM_CACHE(dm_crypt_io, 0);
1652         if (!_crypt_io_pool)
1653                 return -ENOMEM;
1654
1655         r = dm_register_target(&crypt_target);
1656         if (r < 0) {
1657                 DMERR("register failed %d", r);
1658                 kmem_cache_destroy(_crypt_io_pool);
1659         }
1660
1661         return r;
1662 }
1663
1664 static void __exit dm_crypt_exit(void)
1665 {
1666         dm_unregister_target(&crypt_target);
1667         kmem_cache_destroy(_crypt_io_pool);
1668 }
1669
1670 module_init(dm_crypt_init);
1671 module_exit(dm_crypt_exit);
1672
1673 MODULE_AUTHOR("Christophe Saout <christophe@saout.de>");
1674 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " target for transparent encryption / decryption");
1675 MODULE_LICENSE("GPL");