]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blobdiff - drivers/md/dm-crypt.c
md: Remove the AllReserved flag for component devices.
[mv-sheeva.git] / drivers / md / dm-crypt.c
index d5b0e4c0e7028b75296e23e1c2cbc409877ba565..4e054bd91664a8047968d51ec313958013b4a8af 100644 (file)
 #include <linux/crypto.h>
 #include <linux/workqueue.h>
 #include <linux/backing-dev.h>
+#include <linux/percpu.h>
 #include <asm/atomic.h>
 #include <linux/scatterlist.h>
 #include <asm/page.h>
 #include <asm/unaligned.h>
+#include <crypto/hash.h>
+#include <crypto/md5.h>
+#include <crypto/algapi.h>
 
 #include <linux/device-mapper.h>
 
@@ -63,6 +67,7 @@ struct dm_crypt_request {
        struct convert_context *ctx;
        struct scatterlist sg_in;
        struct scatterlist sg_out;
+       sector_t iv_sector;
 };
 
 struct crypt_config;
@@ -73,11 +78,13 @@ struct crypt_iv_operations {
        void (*dtr)(struct crypt_config *cc);
        int (*init)(struct crypt_config *cc);
        int (*wipe)(struct crypt_config *cc);
-       int (*generator)(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector);
+       int (*generator)(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                        struct dm_crypt_request *dmreq);
+       int (*post)(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                   struct dm_crypt_request *dmreq);
 };
 
 struct iv_essiv_private {
-       struct crypto_cipher *tfm;
        struct crypto_hash *hash_tfm;
        u8 *salt;
 };
@@ -86,11 +93,32 @@ struct iv_benbi_private {
        int shift;
 };
 
+#define LMK_SEED_SIZE 64 /* hash + 0 */
+struct iv_lmk_private {
+       struct crypto_shash *hash_tfm;
+       u8 *seed;
+};
+
 /*
  * Crypt: maps a linear range of a block device
  * and encrypts / decrypts at the same time.
  */
 enum flags { DM_CRYPT_SUSPENDED, DM_CRYPT_KEY_VALID };
+
+/*
+ * Duplicated per-CPU state for cipher.
+ */
+struct crypt_cpu {
+       struct ablkcipher_request *req;
+       /* ESSIV: struct crypto_cipher *essiv_tfm */
+       void *iv_private;
+       struct crypto_ablkcipher *tfms[0];
+};
+
+/*
+ * The fields in here must be read only after initialization,
+ * changing state should be in crypt_cpu.
+ */
 struct crypt_config {
        struct dm_dev *dev;
        sector_t start;
@@ -108,16 +136,24 @@ struct crypt_config {
        struct workqueue_struct *crypt_queue;
 
        char *cipher;
-       char *cipher_mode;
+       char *cipher_string;
 
        struct crypt_iv_operations *iv_gen_ops;
        union {
                struct iv_essiv_private essiv;
                struct iv_benbi_private benbi;
+               struct iv_lmk_private lmk;
        } iv_gen_private;
        sector_t iv_offset;
        unsigned int iv_size;
 
+       /*
+        * Duplicated per cpu state. Access through
+        * per_cpu_ptr() only.
+        */
+       struct crypt_cpu __percpu *cpu;
+       unsigned tfms_count;
+
        /*
         * Layout of each crypto request:
         *
@@ -132,11 +168,10 @@ struct crypt_config {
         * correctly aligned.
         */
        unsigned int dmreq_start;
-       struct ablkcipher_request *req;
 
-       struct crypto_ablkcipher *tfm;
        unsigned long flags;
        unsigned int key_size;
+       unsigned int key_parts;
        u8 key[0];
 };
 
@@ -148,6 +183,20 @@ static struct kmem_cache *_crypt_io_pool;
 
 static void clone_init(struct dm_crypt_io *, struct bio *);
 static void kcryptd_queue_crypt(struct dm_crypt_io *io);
+static u8 *iv_of_dmreq(struct crypt_config *cc, struct dm_crypt_request *dmreq);
+
+static struct crypt_cpu *this_crypt_config(struct crypt_config *cc)
+{
+       return this_cpu_ptr(cc->cpu);
+}
+
+/*
+ * Use this to access cipher attributes that are the same for each CPU.
+ */
+static struct crypto_ablkcipher *any_tfm(struct crypt_config *cc)
+{
+       return __this_cpu_ptr(cc->cpu)->tfms[0];
+}
 
 /*
  * Different IV generation algorithms:
@@ -168,23 +217,38 @@ static void kcryptd_queue_crypt(struct dm_crypt_io *io);
  * null: the initial vector is always zero.  Provides compatibility with
  *       obsolete loop_fish2 devices.  Do not use for new devices.
  *
+ * lmk:  Compatible implementation of the block chaining mode used
+ *       by the Loop-AES block device encryption system
+ *       designed by Jari Ruusu. See http://loop-aes.sourceforge.net/
+ *       It operates on full 512 byte sectors and uses CBC
+ *       with an IV derived from the sector number, the data and
+ *       optionally extra IV seed.
+ *       This means that after decryption the first block
+ *       of sector must be tweaked according to decrypted data.
+ *       Loop-AES can use three encryption schemes:
+ *         version 1: is plain aes-cbc mode
+ *         version 2: uses 64 multikey scheme with lmk IV generator
+ *         version 3: the same as version 2 with additional IV seed
+ *                   (it uses 65 keys, last key is used as IV seed)
+ *
  * plumb: unimplemented, see:
  * http://article.gmane.org/gmane.linux.kernel.device-mapper.dm-crypt/454
  */
 
-static int crypt_iv_plain_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
+static int crypt_iv_plain_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                             struct dm_crypt_request *dmreq)
 {
        memset(iv, 0, cc->iv_size);
-       *(u32 *)iv = cpu_to_le32(sector & 0xffffffff);
+       *(u32 *)iv = cpu_to_le32(dmreq->iv_sector & 0xffffffff);
 
        return 0;
 }
 
 static int crypt_iv_plain64_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
-                               sector_t sector)
+                               struct dm_crypt_request *dmreq)
 {
        memset(iv, 0, cc->iv_size);
-       *(u64 *)iv = cpu_to_le64(sector);
+       *(u64 *)iv = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
 
        return 0;
 }
@@ -195,7 +259,8 @@ static int crypt_iv_essiv_init(struct crypt_config *cc)
        struct iv_essiv_private *essiv = &cc->iv_gen_private.essiv;
        struct hash_desc desc;
        struct scatterlist sg;
-       int err;
+       struct crypto_cipher *essiv_tfm;
+       int err, cpu;
 
        sg_init_one(&sg, cc->key, cc->key_size);
        desc.tfm = essiv->hash_tfm;
@@ -205,8 +270,16 @@ static int crypt_iv_essiv_init(struct crypt_config *cc)
        if (err)
                return err;
 
-       return crypto_cipher_setkey(essiv->tfm, essiv->salt,
+       for_each_possible_cpu(cpu) {
+               essiv_tfm = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->iv_private,
+
+               err = crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, essiv->salt,
                                    crypto_hash_digestsize(essiv->hash_tfm));
+               if (err)
+                       return err;
+       }
+
+       return 0;
 }
 
 /* Wipe salt and reset key derived from volume key */
@@ -214,24 +287,76 @@ static int crypt_iv_essiv_wipe(struct crypt_config *cc)
 {
        struct iv_essiv_private *essiv = &cc->iv_gen_private.essiv;
        unsigned salt_size = crypto_hash_digestsize(essiv->hash_tfm);
+       struct crypto_cipher *essiv_tfm;
+       int cpu, r, err = 0;
 
        memset(essiv->salt, 0, salt_size);
 
-       return crypto_cipher_setkey(essiv->tfm, essiv->salt, salt_size);
+       for_each_possible_cpu(cpu) {
+               essiv_tfm = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->iv_private;
+               r = crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, essiv->salt, salt_size);
+               if (r)
+                       err = r;
+       }
+
+       return err;
+}
+
+/* Set up per cpu cipher state */
+static struct crypto_cipher *setup_essiv_cpu(struct crypt_config *cc,
+                                            struct dm_target *ti,
+                                            u8 *salt, unsigned saltsize)
+{
+       struct crypto_cipher *essiv_tfm;
+       int err;
+
+       /* Setup the essiv_tfm with the given salt */
+       essiv_tfm = crypto_alloc_cipher(cc->cipher, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
+       if (IS_ERR(essiv_tfm)) {
+               ti->error = "Error allocating crypto tfm for ESSIV";
+               return essiv_tfm;
+       }
+
+       if (crypto_cipher_blocksize(essiv_tfm) !=
+           crypto_ablkcipher_ivsize(any_tfm(cc))) {
+               ti->error = "Block size of ESSIV cipher does "
+                           "not match IV size of block cipher";
+               crypto_free_cipher(essiv_tfm);
+               return ERR_PTR(-EINVAL);
+       }
+
+       err = crypto_cipher_setkey(essiv_tfm, salt, saltsize);
+       if (err) {
+               ti->error = "Failed to set key for ESSIV cipher";
+               crypto_free_cipher(essiv_tfm);
+               return ERR_PTR(err);
+       }
+
+       return essiv_tfm;
 }
 
 static void crypt_iv_essiv_dtr(struct crypt_config *cc)
 {
+       int cpu;
+       struct crypt_cpu *cpu_cc;
+       struct crypto_cipher *essiv_tfm;
        struct iv_essiv_private *essiv = &cc->iv_gen_private.essiv;
 
-       crypto_free_cipher(essiv->tfm);
-       essiv->tfm = NULL;
-
        crypto_free_hash(essiv->hash_tfm);
        essiv->hash_tfm = NULL;
 
        kzfree(essiv->salt);
        essiv->salt = NULL;
+
+       for_each_possible_cpu(cpu) {
+               cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
+               essiv_tfm = cpu_cc->iv_private;
+
+               if (essiv_tfm)
+                       crypto_free_cipher(essiv_tfm);
+
+               cpu_cc->iv_private = NULL;
+       }
 }
 
 static int crypt_iv_essiv_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
@@ -240,7 +365,7 @@ static int crypt_iv_essiv_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
        struct crypto_cipher *essiv_tfm = NULL;
        struct crypto_hash *hash_tfm = NULL;
        u8 *salt = NULL;
-       int err;
+       int err, cpu;
 
        if (!opts) {
                ti->error = "Digest algorithm missing for ESSIV mode";
@@ -262,48 +387,44 @@ static int crypt_iv_essiv_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
                goto bad;
        }
 
-       /* Allocate essiv_tfm */
-       essiv_tfm = crypto_alloc_cipher(cc->cipher, 0, CRYPTO_ALG_ASYNC);
-       if (IS_ERR(essiv_tfm)) {
-               ti->error = "Error allocating crypto tfm for ESSIV";
-               err = PTR_ERR(essiv_tfm);
-               goto bad;
-       }
-       if (crypto_cipher_blocksize(essiv_tfm) !=
-           crypto_ablkcipher_ivsize(cc->tfm)) {
-               ti->error = "Block size of ESSIV cipher does "
-                           "not match IV size of block cipher";
-               err = -EINVAL;
-               goto bad;
-       }
-
        cc->iv_gen_private.essiv.salt = salt;
-       cc->iv_gen_private.essiv.tfm = essiv_tfm;
        cc->iv_gen_private.essiv.hash_tfm = hash_tfm;
 
+       for_each_possible_cpu(cpu) {
+               essiv_tfm = setup_essiv_cpu(cc, ti, salt,
+                                       crypto_hash_digestsize(hash_tfm));
+               if (IS_ERR(essiv_tfm)) {
+                       crypt_iv_essiv_dtr(cc);
+                       return PTR_ERR(essiv_tfm);
+               }
+               per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->iv_private = essiv_tfm;
+       }
+
        return 0;
 
 bad:
-       if (essiv_tfm && !IS_ERR(essiv_tfm))
-               crypto_free_cipher(essiv_tfm);
        if (hash_tfm && !IS_ERR(hash_tfm))
                crypto_free_hash(hash_tfm);
        kfree(salt);
        return err;
 }
 
-static int crypt_iv_essiv_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
+static int crypt_iv_essiv_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                             struct dm_crypt_request *dmreq)
 {
+       struct crypto_cipher *essiv_tfm = this_crypt_config(cc)->iv_private;
+
        memset(iv, 0, cc->iv_size);
-       *(u64 *)iv = cpu_to_le64(sector);
-       crypto_cipher_encrypt_one(cc->iv_gen_private.essiv.tfm, iv, iv);
+       *(u64 *)iv = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
+       crypto_cipher_encrypt_one(essiv_tfm, iv, iv);
+
        return 0;
 }
 
 static int crypt_iv_benbi_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
                              const char *opts)
 {
-       unsigned bs = crypto_ablkcipher_blocksize(cc->tfm);
+       unsigned bs = crypto_ablkcipher_blocksize(any_tfm(cc));
        int log = ilog2(bs);
 
        /* we need to calculate how far we must shift the sector count
@@ -328,25 +449,177 @@ static void crypt_iv_benbi_dtr(struct crypt_config *cc)
 {
 }
 
-static int crypt_iv_benbi_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
+static int crypt_iv_benbi_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                             struct dm_crypt_request *dmreq)
 {
        __be64 val;
 
        memset(iv, 0, cc->iv_size - sizeof(u64)); /* rest is cleared below */
 
-       val = cpu_to_be64(((u64)sector << cc->iv_gen_private.benbi.shift) + 1);
+       val = cpu_to_be64(((u64)dmreq->iv_sector << cc->iv_gen_private.benbi.shift) + 1);
        put_unaligned(val, (__be64 *)(iv + cc->iv_size - sizeof(u64)));
 
        return 0;
 }
 
-static int crypt_iv_null_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv, sector_t sector)
+static int crypt_iv_null_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                            struct dm_crypt_request *dmreq)
 {
        memset(iv, 0, cc->iv_size);
 
        return 0;
 }
 
+static void crypt_iv_lmk_dtr(struct crypt_config *cc)
+{
+       struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
+
+       if (lmk->hash_tfm && !IS_ERR(lmk->hash_tfm))
+               crypto_free_shash(lmk->hash_tfm);
+       lmk->hash_tfm = NULL;
+
+       kzfree(lmk->seed);
+       lmk->seed = NULL;
+}
+
+static int crypt_iv_lmk_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
+                           const char *opts)
+{
+       struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
+
+       lmk->hash_tfm = crypto_alloc_shash("md5", 0, 0);
+       if (IS_ERR(lmk->hash_tfm)) {
+               ti->error = "Error initializing LMK hash";
+               return PTR_ERR(lmk->hash_tfm);
+       }
+
+       /* No seed in LMK version 2 */
+       if (cc->key_parts == cc->tfms_count) {
+               lmk->seed = NULL;
+               return 0;
+       }
+
+       lmk->seed = kzalloc(LMK_SEED_SIZE, GFP_KERNEL);
+       if (!lmk->seed) {
+               crypt_iv_lmk_dtr(cc);
+               ti->error = "Error kmallocing seed storage in LMK";
+               return -ENOMEM;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static int crypt_iv_lmk_init(struct crypt_config *cc)
+{
+       struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
+       int subkey_size = cc->key_size / cc->key_parts;
+
+       /* LMK seed is on the position of LMK_KEYS + 1 key */
+       if (lmk->seed)
+               memcpy(lmk->seed, cc->key + (cc->tfms_count * subkey_size),
+                      crypto_shash_digestsize(lmk->hash_tfm));
+
+       return 0;
+}
+
+static int crypt_iv_lmk_wipe(struct crypt_config *cc)
+{
+       struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
+
+       if (lmk->seed)
+               memset(lmk->seed, 0, LMK_SEED_SIZE);
+
+       return 0;
+}
+
+static int crypt_iv_lmk_one(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                           struct dm_crypt_request *dmreq,
+                           u8 *data)
+{
+       struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
+       struct {
+               struct shash_desc desc;
+               char ctx[crypto_shash_descsize(lmk->hash_tfm)];
+       } sdesc;
+       struct md5_state md5state;
+       u32 buf[4];
+       int i, r;
+
+       sdesc.desc.tfm = lmk->hash_tfm;
+       sdesc.desc.flags = CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
+
+       r = crypto_shash_init(&sdesc.desc);
+       if (r)
+               return r;
+
+       if (lmk->seed) {
+               r = crypto_shash_update(&sdesc.desc, lmk->seed, LMK_SEED_SIZE);
+               if (r)
+                       return r;
+       }
+
+       /* Sector is always 512B, block size 16, add data of blocks 1-31 */
+       r = crypto_shash_update(&sdesc.desc, data + 16, 16 * 31);
+       if (r)
+               return r;
+
+       /* Sector is cropped to 56 bits here */
+       buf[0] = cpu_to_le32(dmreq->iv_sector & 0xFFFFFFFF);
+       buf[1] = cpu_to_le32((((u64)dmreq->iv_sector >> 32) & 0x00FFFFFF) | 0x80000000);
+       buf[2] = cpu_to_le32(4024);
+       buf[3] = 0;
+       r = crypto_shash_update(&sdesc.desc, (u8 *)buf, sizeof(buf));
+       if (r)
+               return r;
+
+       /* No MD5 padding here */
+       r = crypto_shash_export(&sdesc.desc, &md5state);
+       if (r)
+               return r;
+
+       for (i = 0; i < MD5_HASH_WORDS; i++)
+               __cpu_to_le32s(&md5state.hash[i]);
+       memcpy(iv, &md5state.hash, cc->iv_size);
+
+       return 0;
+}
+
+static int crypt_iv_lmk_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                           struct dm_crypt_request *dmreq)
+{
+       u8 *src;
+       int r = 0;
+
+       if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) == WRITE) {
+               src = kmap_atomic(sg_page(&dmreq->sg_in), KM_USER0);
+               r = crypt_iv_lmk_one(cc, iv, dmreq, src + dmreq->sg_in.offset);
+               kunmap_atomic(src, KM_USER0);
+       } else
+               memset(iv, 0, cc->iv_size);
+
+       return r;
+}
+
+static int crypt_iv_lmk_post(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
+                            struct dm_crypt_request *dmreq)
+{
+       u8 *dst;
+       int r;
+
+       if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) == WRITE)
+               return 0;
+
+       dst = kmap_atomic(sg_page(&dmreq->sg_out), KM_USER0);
+       r = crypt_iv_lmk_one(cc, iv, dmreq, dst + dmreq->sg_out.offset);
+
+       /* Tweak the first block of plaintext sector */
+       if (!r)
+               crypto_xor(dst + dmreq->sg_out.offset, iv, cc->iv_size);
+
+       kunmap_atomic(dst, KM_USER0);
+       return r;
+}
+
 static struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain_ops = {
        .generator = crypt_iv_plain_gen
 };
@@ -373,6 +646,15 @@ static struct crypt_iv_operations crypt_iv_null_ops = {
        .generator = crypt_iv_null_gen
 };
 
+static struct crypt_iv_operations crypt_iv_lmk_ops = {
+       .ctr       = crypt_iv_lmk_ctr,
+       .dtr       = crypt_iv_lmk_dtr,
+       .init      = crypt_iv_lmk_init,
+       .wipe      = crypt_iv_lmk_wipe,
+       .generator = crypt_iv_lmk_gen,
+       .post      = crypt_iv_lmk_post
+};
+
 static void crypt_convert_init(struct crypt_config *cc,
                               struct convert_context *ctx,
                               struct bio *bio_out, struct bio *bio_in,
@@ -400,6 +682,13 @@ static struct ablkcipher_request *req_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
        return (struct ablkcipher_request *)((char *)dmreq - cc->dmreq_start);
 }
 
+static u8 *iv_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
+                      struct dm_crypt_request *dmreq)
+{
+       return (u8 *)ALIGN((unsigned long)(dmreq + 1),
+               crypto_ablkcipher_alignmask(any_tfm(cc)) + 1);
+}
+
 static int crypt_convert_block(struct crypt_config *cc,
                               struct convert_context *ctx,
                               struct ablkcipher_request *req)
@@ -411,9 +700,9 @@ static int crypt_convert_block(struct crypt_config *cc,
        int r = 0;
 
        dmreq = dmreq_of_req(cc, req);
-       iv = (u8 *)ALIGN((unsigned long)(dmreq + 1),
-                        crypto_ablkcipher_alignmask(cc->tfm) + 1);
+       iv = iv_of_dmreq(cc, dmreq);
 
+       dmreq->iv_sector = ctx->sector;
        dmreq->ctx = ctx;
        sg_init_table(&dmreq->sg_in, 1);
        sg_set_page(&dmreq->sg_in, bv_in->bv_page, 1 << SECTOR_SHIFT,
@@ -436,7 +725,7 @@ static int crypt_convert_block(struct crypt_config *cc,
        }
 
        if (cc->iv_gen_ops) {
-               r = cc->iv_gen_ops->generator(cc, iv, ctx->sector);
+               r = cc->iv_gen_ops->generator(cc, iv, dmreq);
                if (r < 0)
                        return r;
        }
@@ -449,21 +738,28 @@ static int crypt_convert_block(struct crypt_config *cc,
        else
                r = crypto_ablkcipher_decrypt(req);
 
+       if (!r && cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->post)
+               r = cc->iv_gen_ops->post(cc, iv, dmreq);
+
        return r;
 }
 
 static void kcryptd_async_done(struct crypto_async_request *async_req,
                               int error);
+
 static void crypt_alloc_req(struct crypt_config *cc,
                            struct convert_context *ctx)
 {
-       if (!cc->req)
-               cc->req = mempool_alloc(cc->req_pool, GFP_NOIO);
-       ablkcipher_request_set_tfm(cc->req, cc->tfm);
-       ablkcipher_request_set_callback(cc->req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG |
-                                       CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
-                                       kcryptd_async_done,
-                                       dmreq_of_req(cc, cc->req));
+       struct crypt_cpu *this_cc = this_crypt_config(cc);
+       unsigned key_index = ctx->sector & (cc->tfms_count - 1);
+
+       if (!this_cc->req)
+               this_cc->req = mempool_alloc(cc->req_pool, GFP_NOIO);
+
+       ablkcipher_request_set_tfm(this_cc->req, this_cc->tfms[key_index]);
+       ablkcipher_request_set_callback(this_cc->req,
+           CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG | CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
+           kcryptd_async_done, dmreq_of_req(cc, this_cc->req));
 }
 
 /*
@@ -472,6 +768,7 @@ static void crypt_alloc_req(struct crypt_config *cc,
 static int crypt_convert(struct crypt_config *cc,
                         struct convert_context *ctx)
 {
+       struct crypt_cpu *this_cc = this_crypt_config(cc);
        int r;
 
        atomic_set(&ctx->pending, 1);
@@ -483,7 +780,7 @@ static int crypt_convert(struct crypt_config *cc,
 
                atomic_inc(&ctx->pending);
 
-               r = crypt_convert_block(cc, ctx, cc->req);
+               r = crypt_convert_block(cc, ctx, this_cc->req);
 
                switch (r) {
                /* async */
@@ -492,7 +789,7 @@ static int crypt_convert(struct crypt_config *cc,
                        INIT_COMPLETION(ctx->restart);
                        /* fall through*/
                case -EINPROGRESS:
-                       cc->req = NULL;
+                       this_cc->req = NULL;
                        ctx->sector++;
                        continue;
 
@@ -651,6 +948,9 @@ static void crypt_dec_pending(struct dm_crypt_io *io)
  * They must be separated as otherwise the final stages could be
  * starved by new requests which can block in the first stages due
  * to memory allocation.
+ *
+ * The work is done per CPU global for all dm-crypt instances.
+ * They should not depend on each other and do not block.
  */
 static void crypt_endio(struct bio *clone, int error)
 {
@@ -691,26 +991,30 @@ static void clone_init(struct dm_crypt_io *io, struct bio *clone)
        clone->bi_destructor = dm_crypt_bio_destructor;
 }
 
-static void kcryptd_io_read(struct dm_crypt_io *io)
+static void kcryptd_unplug(struct crypt_config *cc)
+{
+       blk_unplug(bdev_get_queue(cc->dev->bdev));
+}
+
+static int kcryptd_io_read(struct dm_crypt_io *io, gfp_t gfp)
 {
        struct crypt_config *cc = io->target->private;
        struct bio *base_bio = io->base_bio;
        struct bio *clone;
 
-       crypt_inc_pending(io);
-
        /*
         * The block layer might modify the bvec array, so always
         * copy the required bvecs because we need the original
         * one in order to decrypt the whole bio data *afterwards*.
         */
-       clone = bio_alloc_bioset(GFP_NOIO, bio_segments(base_bio), cc->bs);
-       if (unlikely(!clone)) {
-               io->error = -ENOMEM;
-               crypt_dec_pending(io);
-               return;
+       clone = bio_alloc_bioset(gfp, bio_segments(base_bio), cc->bs);
+       if (!clone) {
+               kcryptd_unplug(cc);
+               return 1;
        }
 
+       crypt_inc_pending(io);
+
        clone_init(io, clone);
        clone->bi_idx = 0;
        clone->bi_vcnt = bio_segments(base_bio);
@@ -720,6 +1024,7 @@ static void kcryptd_io_read(struct dm_crypt_io *io)
               sizeof(struct bio_vec) * clone->bi_vcnt);
 
        generic_make_request(clone);
+       return 0;
 }
 
 static void kcryptd_io_write(struct dm_crypt_io *io)
@@ -732,9 +1037,12 @@ static void kcryptd_io(struct work_struct *work)
 {
        struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
 
-       if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
-               kcryptd_io_read(io);
-       else
+       if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ) {
+               crypt_inc_pending(io);
+               if (kcryptd_io_read(io, GFP_NOIO))
+                       io->error = -ENOMEM;
+               crypt_dec_pending(io);
+       } else
                kcryptd_io_write(io);
 }
 
@@ -901,6 +1209,9 @@ static void kcryptd_async_done(struct crypto_async_request *async_req,
                return;
        }
 
+       if (!error && cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->post)
+               error = cc->iv_gen_ops->post(cc, iv_of_dmreq(cc, dmreq), dmreq);
+
        mempool_free(req_of_dmreq(cc, dmreq), cc->req_pool);
 
        if (!atomic_dec_and_test(&ctx->pending))
@@ -971,34 +1282,84 @@ static void crypt_encode_key(char *hex, u8 *key, unsigned int size)
        }
 }
 
-static int crypt_set_key(struct crypt_config *cc, char *key)
+static void crypt_free_tfms(struct crypt_config *cc, int cpu)
 {
-       unsigned key_size = strlen(key) >> 1;
+       struct crypt_cpu *cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
+       unsigned i;
 
-       if (cc->key_size && cc->key_size != key_size)
+       for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++)
+               if (cpu_cc->tfms[i] && !IS_ERR(cpu_cc->tfms[i])) {
+                       crypto_free_ablkcipher(cpu_cc->tfms[i]);
+                       cpu_cc->tfms[i] = NULL;
+               }
+}
+
+static int crypt_alloc_tfms(struct crypt_config *cc, int cpu, char *ciphermode)
+{
+       struct crypt_cpu *cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
+       unsigned i;
+       int err;
+
+       for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++) {
+               cpu_cc->tfms[i] = crypto_alloc_ablkcipher(ciphermode, 0, 0);
+               if (IS_ERR(cpu_cc->tfms[i])) {
+                       err = PTR_ERR(cpu_cc->tfms[i]);
+                       crypt_free_tfms(cc, cpu);
+                       return err;
+               }
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static int crypt_setkey_allcpus(struct crypt_config *cc)
+{
+       unsigned subkey_size = cc->key_size >> ilog2(cc->tfms_count);
+       int cpu, err = 0, i, r;
+
+       for_each_possible_cpu(cpu) {
+               for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++) {
+                       r = crypto_ablkcipher_setkey(per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu)->tfms[i],
+                                                    cc->key + (i * subkey_size), subkey_size);
+                       if (r)
+                               err = r;
+               }
+       }
+
+       return err;
+}
+
+static int crypt_set_key(struct crypt_config *cc, char *key)
+{
+       /* The key size may not be changed. */
+       if (cc->key_size != (strlen(key) >> 1))
                return -EINVAL;
 
-       cc->key_size = key_size; /* initial settings */
+       /* Hyphen (which gives a key_size of zero) means there is no key. */
+       if (!cc->key_size && strcmp(key, "-"))
+               return -EINVAL;
 
-       if ((!key_size && strcmp(key, "-")) ||
-          (key_size && crypt_decode_key(cc->key, key, key_size) < 0))
+       if (cc->key_size && crypt_decode_key(cc->key, key, cc->key_size) < 0)
                return -EINVAL;
 
        set_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
 
-       return crypto_ablkcipher_setkey(cc->tfm, cc->key, cc->key_size);
+       return crypt_setkey_allcpus(cc);
 }
 
 static int crypt_wipe_key(struct crypt_config *cc)
 {
        clear_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
        memset(&cc->key, 0, cc->key_size * sizeof(u8));
-       return crypto_ablkcipher_setkey(cc->tfm, cc->key, cc->key_size);
+
+       return crypt_setkey_allcpus(cc);
 }
 
 static void crypt_dtr(struct dm_target *ti)
 {
        struct crypt_config *cc = ti->private;
+       struct crypt_cpu *cpu_cc;
+       int cpu;
 
        ti->private = NULL;
 
@@ -1010,6 +1371,14 @@ static void crypt_dtr(struct dm_target *ti)
        if (cc->crypt_queue)
                destroy_workqueue(cc->crypt_queue);
 
+       if (cc->cpu)
+               for_each_possible_cpu(cpu) {
+                       cpu_cc = per_cpu_ptr(cc->cpu, cpu);
+                       if (cpu_cc->req)
+                               mempool_free(cpu_cc->req, cc->req_pool);
+                       crypt_free_tfms(cc, cpu);
+               }
+
        if (cc->bs)
                bioset_free(cc->bs);
 
@@ -1023,14 +1392,14 @@ static void crypt_dtr(struct dm_target *ti)
        if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->dtr)
                cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
 
-       if (cc->tfm && !IS_ERR(cc->tfm))
-               crypto_free_ablkcipher(cc->tfm);
-
        if (cc->dev)
                dm_put_device(ti, cc->dev);
 
+       if (cc->cpu)
+               free_percpu(cc->cpu);
+
        kzfree(cc->cipher);
-       kzfree(cc->cipher_mode);
+       kzfree(cc->cipher_string);
 
        /* Must zero key material before freeing */
        kzfree(cc);
@@ -1040,9 +1409,9 @@ static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti,
                            char *cipher_in, char *key)
 {
        struct crypt_config *cc = ti->private;
-       char *tmp, *cipher, *chainmode, *ivmode, *ivopts;
+       char *tmp, *cipher, *chainmode, *ivmode, *ivopts, *keycount;
        char *cipher_api = NULL;
-       int ret = -EINVAL;
+       int cpu, ret = -EINVAL;
 
        /* Convert to crypto api definition? */
        if (strchr(cipher_in, '(')) {
@@ -1050,23 +1419,31 @@ static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti,
                return -EINVAL;
        }
 
+       cc->cipher_string = kstrdup(cipher_in, GFP_KERNEL);
+       if (!cc->cipher_string)
+               goto bad_mem;
+
        /*
         * Legacy dm-crypt cipher specification
-        * cipher-mode-iv:ivopts
+        * cipher[:keycount]-mode-iv:ivopts
         */
        tmp = cipher_in;
-       cipher = strsep(&tmp, "-");
+       keycount = strsep(&tmp, "-");
+       cipher = strsep(&keycount, ":");
+
+       if (!keycount)
+               cc->tfms_count = 1;
+       else if (sscanf(keycount, "%u", &cc->tfms_count) != 1 ||
+                !is_power_of_2(cc->tfms_count)) {
+               ti->error = "Bad cipher key count specification";
+               return -EINVAL;
+       }
+       cc->key_parts = cc->tfms_count;
 
        cc->cipher = kstrdup(cipher, GFP_KERNEL);
        if (!cc->cipher)
                goto bad_mem;
 
-       if (tmp) {
-               cc->cipher_mode = kstrdup(tmp, GFP_KERNEL);
-               if (!cc->cipher_mode)
-                       goto bad_mem;
-       }
-
        chainmode = strsep(&tmp, "-");
        ivopts = strsep(&tmp, "-");
        ivmode = strsep(&ivopts, ":");
@@ -1074,10 +1451,19 @@ static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti,
        if (tmp)
                DMWARN("Ignoring unexpected additional cipher options");
 
-       /* Compatibility mode for old dm-crypt mappings */
+       cc->cpu = __alloc_percpu(sizeof(*(cc->cpu)) +
+                                cc->tfms_count * sizeof(*(cc->cpu->tfms)),
+                                __alignof__(struct crypt_cpu));
+       if (!cc->cpu) {
+               ti->error = "Cannot allocate per cpu state";
+               goto bad_mem;
+       }
+
+       /*
+        * For compatibility with the original dm-crypt mapping format, if
+        * only the cipher name is supplied, use cbc-plain.
+        */
        if (!chainmode || (!strcmp(chainmode, "plain") && !ivmode)) {
-               kfree(cc->cipher_mode);
-               cc->cipher_mode = kstrdup("cbc-plain", GFP_KERNEL);
                chainmode = "cbc";
                ivmode = "plain";
        }
@@ -1099,11 +1485,12 @@ static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti,
        }
 
        /* Allocate cipher */
-       cc->tfm = crypto_alloc_ablkcipher(cipher_api, 0, 0);
-       if (IS_ERR(cc->tfm)) {
-               ret = PTR_ERR(cc->tfm);
-               ti->error = "Error allocating crypto tfm";
-               goto bad;
+       for_each_possible_cpu(cpu) {
+               ret = crypt_alloc_tfms(cc, cpu, cipher_api);
+               if (ret < 0) {
+                       ti->error = "Error allocating crypto tfm";
+                       goto bad;
+               }
        }
 
        /* Initialize and set key */
@@ -1114,7 +1501,7 @@ static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti,
        }
 
        /* Initialize IV */
-       cc->iv_size = crypto_ablkcipher_ivsize(cc->tfm);
+       cc->iv_size = crypto_ablkcipher_ivsize(any_tfm(cc));
        if (cc->iv_size)
                /* at least a 64 bit sector number should fit in our buffer */
                cc->iv_size = max(cc->iv_size,
@@ -1137,7 +1524,15 @@ static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti,
                cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_benbi_ops;
        else if (strcmp(ivmode, "null") == 0)
                cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_null_ops;
-       else {
+       else if (strcmp(ivmode, "lmk") == 0) {
+               cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_lmk_ops;
+               /* Version 2 and 3 is recognised according
+                * to length of provided multi-key string.
+                * If present (version 3), last key is used as IV seed.
+                */
+               if (cc->key_size % cc->key_parts)
+                       cc->key_parts++;
+       } else {
                ret = -EINVAL;
                ti->error = "Invalid IV mode";
                goto bad;
@@ -1194,6 +1589,7 @@ static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
                ti->error = "Cannot allocate encryption context";
                return -ENOMEM;
        }
+       cc->key_size = key_size;
 
        ti->private = cc;
        ret = crypt_ctr_cipher(ti, argv[0], argv[1]);
@@ -1208,9 +1604,9 @@ static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
        }
 
        cc->dmreq_start = sizeof(struct ablkcipher_request);
-       cc->dmreq_start += crypto_ablkcipher_reqsize(cc->tfm);
+       cc->dmreq_start += crypto_ablkcipher_reqsize(any_tfm(cc));
        cc->dmreq_start = ALIGN(cc->dmreq_start, crypto_tfm_ctx_alignment());
-       cc->dmreq_start += crypto_ablkcipher_alignmask(cc->tfm) &
+       cc->dmreq_start += crypto_ablkcipher_alignmask(any_tfm(cc)) &
                           ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
 
        cc->req_pool = mempool_create_kmalloc_pool(MIN_IOS, cc->dmreq_start +
@@ -1219,7 +1615,6 @@ static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
                ti->error = "Cannot allocate crypt request mempool";
                goto bad;
        }
-       cc->req = NULL;
 
        cc->page_pool = mempool_create_page_pool(MIN_POOL_PAGES, 0);
        if (!cc->page_pool) {
@@ -1252,13 +1647,20 @@ static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
        cc->start = tmpll;
 
        ret = -ENOMEM;
-       cc->io_queue = create_singlethread_workqueue("kcryptd_io");
+       cc->io_queue = alloc_workqueue("kcryptd_io",
+                                      WQ_NON_REENTRANT|
+                                      WQ_MEM_RECLAIM,
+                                      1);
        if (!cc->io_queue) {
                ti->error = "Couldn't create kcryptd io queue";
                goto bad;
        }
 
-       cc->crypt_queue = create_singlethread_workqueue("kcryptd");
+       cc->crypt_queue = alloc_workqueue("kcryptd",
+                                         WQ_NON_REENTRANT|
+                                         WQ_CPU_INTENSIVE|
+                                         WQ_MEM_RECLAIM,
+                                         1);
        if (!cc->crypt_queue) {
                ti->error = "Couldn't create kcryptd queue";
                goto bad;
@@ -1286,9 +1688,10 @@ static int crypt_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio,
 
        io = crypt_io_alloc(ti, bio, dm_target_offset(ti, bio->bi_sector));
 
-       if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
-               kcryptd_queue_io(io);
-       else
+       if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ) {
+               if (kcryptd_io_read(io, GFP_NOWAIT))
+                       kcryptd_queue_io(io);
+       } else
                kcryptd_queue_crypt(io);
 
        return DM_MAPIO_SUBMITTED;
@@ -1306,10 +1709,7 @@ static int crypt_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
                break;
 
        case STATUSTYPE_TABLE:
-               if (cc->cipher_mode)
-                       DMEMIT("%s-%s ", cc->cipher, cc->cipher_mode);
-               else
-                       DMEMIT("%s ", cc->cipher);
+               DMEMIT("%s ", cc->cipher_string);
 
                if (cc->key_size > 0) {
                        if ((maxlen - sz) < ((cc->key_size << 1) + 1))
@@ -1421,7 +1821,7 @@ static int crypt_iterate_devices(struct dm_target *ti,
 
 static struct target_type crypt_target = {
        .name   = "crypt",
-       .version = {1, 7, 0},
+       .version = {1, 10, 0},
        .module = THIS_MODULE,
        .ctr    = crypt_ctr,
        .dtr    = crypt_dtr,