]> Git Repo - linux.git/blob - drivers/md/dm-crypt.c
Merge tag 'thermal-6.3-rc1-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rafael...
[linux.git] / drivers / md / dm-crypt.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2003 Jana Saout <[email protected]>
4  * Copyright (C) 2004 Clemens Fruhwirth <[email protected]>
5  * Copyright (C) 2006-2020 Red Hat, Inc. All rights reserved.
6  * Copyright (C) 2013-2020 Milan Broz <[email protected]>
7  *
8  * This file is released under the GPL.
9  */
10
11 #include <linux/completion.h>
12 #include <linux/err.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/key.h>
17 #include <linux/bio.h>
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/blk-integrity.h>
20 #include <linux/mempool.h>
21 #include <linux/slab.h>
22 #include <linux/crypto.h>
23 #include <linux/workqueue.h>
24 #include <linux/kthread.h>
25 #include <linux/backing-dev.h>
26 #include <linux/atomic.h>
27 #include <linux/scatterlist.h>
28 #include <linux/rbtree.h>
29 #include <linux/ctype.h>
30 #include <asm/page.h>
31 #include <asm/unaligned.h>
32 #include <crypto/hash.h>
33 #include <crypto/md5.h>
34 #include <crypto/algapi.h>
35 #include <crypto/skcipher.h>
36 #include <crypto/aead.h>
37 #include <crypto/authenc.h>
38 #include <linux/rtnetlink.h> /* for struct rtattr and RTA macros only */
39 #include <linux/key-type.h>
40 #include <keys/user-type.h>
41 #include <keys/encrypted-type.h>
42 #include <keys/trusted-type.h>
43
44 #include <linux/device-mapper.h>
45
46 #include "dm-audit.h"
47
48 #define DM_MSG_PREFIX "crypt"
49
50 /*
51  * context holding the current state of a multi-part conversion
52  */
53 struct convert_context {
54         struct completion restart;
55         struct bio *bio_in;
56         struct bio *bio_out;
57         struct bvec_iter iter_in;
58         struct bvec_iter iter_out;
59         u64 cc_sector;
60         atomic_t cc_pending;
61         union {
62                 struct skcipher_request *req;
63                 struct aead_request *req_aead;
64         } r;
65
66 };
67
68 /*
69  * per bio private data
70  */
71 struct dm_crypt_io {
72         struct crypt_config *cc;
73         struct bio *base_bio;
74         u8 *integrity_metadata;
75         bool integrity_metadata_from_pool;
76         struct work_struct work;
77         struct tasklet_struct tasklet;
78
79         struct convert_context ctx;
80
81         atomic_t io_pending;
82         blk_status_t error;
83         sector_t sector;
84
85         struct rb_node rb_node;
86 } CRYPTO_MINALIGN_ATTR;
87
88 struct dm_crypt_request {
89         struct convert_context *ctx;
90         struct scatterlist sg_in[4];
91         struct scatterlist sg_out[4];
92         u64 iv_sector;
93 };
94
95 struct crypt_config;
96
97 struct crypt_iv_operations {
98         int (*ctr)(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
99                    const char *opts);
100         void (*dtr)(struct crypt_config *cc);
101         int (*init)(struct crypt_config *cc);
102         int (*wipe)(struct crypt_config *cc);
103         int (*generator)(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
104                          struct dm_crypt_request *dmreq);
105         int (*post)(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
106                     struct dm_crypt_request *dmreq);
107 };
108
109 struct iv_benbi_private {
110         int shift;
111 };
112
113 #define LMK_SEED_SIZE 64 /* hash + 0 */
114 struct iv_lmk_private {
115         struct crypto_shash *hash_tfm;
116         u8 *seed;
117 };
118
119 #define TCW_WHITENING_SIZE 16
120 struct iv_tcw_private {
121         struct crypto_shash *crc32_tfm;
122         u8 *iv_seed;
123         u8 *whitening;
124 };
125
126 #define ELEPHANT_MAX_KEY_SIZE 32
127 struct iv_elephant_private {
128         struct crypto_skcipher *tfm;
129 };
130
131 /*
132  * Crypt: maps a linear range of a block device
133  * and encrypts / decrypts at the same time.
134  */
135 enum flags { DM_CRYPT_SUSPENDED, DM_CRYPT_KEY_VALID,
136              DM_CRYPT_SAME_CPU, DM_CRYPT_NO_OFFLOAD,
137              DM_CRYPT_NO_READ_WORKQUEUE, DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE,
138              DM_CRYPT_WRITE_INLINE };
139
140 enum cipher_flags {
141         CRYPT_MODE_INTEGRITY_AEAD,      /* Use authenticated mode for cipher */
142         CRYPT_IV_LARGE_SECTORS,         /* Calculate IV from sector_size, not 512B sectors */
143         CRYPT_ENCRYPT_PREPROCESS,       /* Must preprocess data for encryption (elephant) */
144 };
145
146 /*
147  * The fields in here must be read only after initialization.
148  */
149 struct crypt_config {
150         struct dm_dev *dev;
151         sector_t start;
152
153         struct percpu_counter n_allocated_pages;
154
155         struct workqueue_struct *io_queue;
156         struct workqueue_struct *crypt_queue;
157
158         spinlock_t write_thread_lock;
159         struct task_struct *write_thread;
160         struct rb_root write_tree;
161
162         char *cipher_string;
163         char *cipher_auth;
164         char *key_string;
165
166         const struct crypt_iv_operations *iv_gen_ops;
167         union {
168                 struct iv_benbi_private benbi;
169                 struct iv_lmk_private lmk;
170                 struct iv_tcw_private tcw;
171                 struct iv_elephant_private elephant;
172         } iv_gen_private;
173         u64 iv_offset;
174         unsigned int iv_size;
175         unsigned short sector_size;
176         unsigned char sector_shift;
177
178         union {
179                 struct crypto_skcipher **tfms;
180                 struct crypto_aead **tfms_aead;
181         } cipher_tfm;
182         unsigned int tfms_count;
183         unsigned long cipher_flags;
184
185         /*
186          * Layout of each crypto request:
187          *
188          *   struct skcipher_request
189          *      context
190          *      padding
191          *   struct dm_crypt_request
192          *      padding
193          *   IV
194          *
195          * The padding is added so that dm_crypt_request and the IV are
196          * correctly aligned.
197          */
198         unsigned int dmreq_start;
199
200         unsigned int per_bio_data_size;
201
202         unsigned long flags;
203         unsigned int key_size;
204         unsigned int key_parts;      /* independent parts in key buffer */
205         unsigned int key_extra_size; /* additional keys length */
206         unsigned int key_mac_size;   /* MAC key size for authenc(...) */
207
208         unsigned int integrity_tag_size;
209         unsigned int integrity_iv_size;
210         unsigned int on_disk_tag_size;
211
212         /*
213          * pool for per bio private data, crypto requests,
214          * encryption requeusts/buffer pages and integrity tags
215          */
216         unsigned int tag_pool_max_sectors;
217         mempool_t tag_pool;
218         mempool_t req_pool;
219         mempool_t page_pool;
220
221         struct bio_set bs;
222         struct mutex bio_alloc_lock;
223
224         u8 *authenc_key; /* space for keys in authenc() format (if used) */
225         u8 key[];
226 };
227
228 #define MIN_IOS         64
229 #define MAX_TAG_SIZE    480
230 #define POOL_ENTRY_SIZE 512
231
232 static DEFINE_SPINLOCK(dm_crypt_clients_lock);
233 static unsigned int dm_crypt_clients_n;
234 static volatile unsigned long dm_crypt_pages_per_client;
235 #define DM_CRYPT_MEMORY_PERCENT                 2
236 #define DM_CRYPT_MIN_PAGES_PER_CLIENT           (BIO_MAX_VECS * 16)
237
238 static void crypt_endio(struct bio *clone);
239 static void kcryptd_queue_crypt(struct dm_crypt_io *io);
240 static struct scatterlist *crypt_get_sg_data(struct crypt_config *cc,
241                                              struct scatterlist *sg);
242
243 static bool crypt_integrity_aead(struct crypt_config *cc);
244
245 /*
246  * Use this to access cipher attributes that are independent of the key.
247  */
248 static struct crypto_skcipher *any_tfm(struct crypt_config *cc)
249 {
250         return cc->cipher_tfm.tfms[0];
251 }
252
253 static struct crypto_aead *any_tfm_aead(struct crypt_config *cc)
254 {
255         return cc->cipher_tfm.tfms_aead[0];
256 }
257
258 /*
259  * Different IV generation algorithms:
260  *
261  * plain: the initial vector is the 32-bit little-endian version of the sector
262  *        number, padded with zeros if necessary.
263  *
264  * plain64: the initial vector is the 64-bit little-endian version of the sector
265  *        number, padded with zeros if necessary.
266  *
267  * plain64be: the initial vector is the 64-bit big-endian version of the sector
268  *        number, padded with zeros if necessary.
269  *
270  * essiv: "encrypted sector|salt initial vector", the sector number is
271  *        encrypted with the bulk cipher using a salt as key. The salt
272  *        should be derived from the bulk cipher's key via hashing.
273  *
274  * benbi: the 64-bit "big-endian 'narrow block'-count", starting at 1
275  *        (needed for LRW-32-AES and possible other narrow block modes)
276  *
277  * null: the initial vector is always zero.  Provides compatibility with
278  *       obsolete loop_fish2 devices.  Do not use for new devices.
279  *
280  * lmk:  Compatible implementation of the block chaining mode used
281  *       by the Loop-AES block device encryption system
282  *       designed by Jari Ruusu. See http://loop-aes.sourceforge.net/
283  *       It operates on full 512 byte sectors and uses CBC
284  *       with an IV derived from the sector number, the data and
285  *       optionally extra IV seed.
286  *       This means that after decryption the first block
287  *       of sector must be tweaked according to decrypted data.
288  *       Loop-AES can use three encryption schemes:
289  *         version 1: is plain aes-cbc mode
290  *         version 2: uses 64 multikey scheme with lmk IV generator
291  *         version 3: the same as version 2 with additional IV seed
292  *                   (it uses 65 keys, last key is used as IV seed)
293  *
294  * tcw:  Compatible implementation of the block chaining mode used
295  *       by the TrueCrypt device encryption system (prior to version 4.1).
296  *       For more info see: https://gitlab.com/cryptsetup/cryptsetup/wikis/TrueCryptOnDiskFormat
297  *       It operates on full 512 byte sectors and uses CBC
298  *       with an IV derived from initial key and the sector number.
299  *       In addition, whitening value is applied on every sector, whitening
300  *       is calculated from initial key, sector number and mixed using CRC32.
301  *       Note that this encryption scheme is vulnerable to watermarking attacks
302  *       and should be used for old compatible containers access only.
303  *
304  * eboiv: Encrypted byte-offset IV (used in Bitlocker in CBC mode)
305  *        The IV is encrypted little-endian byte-offset (with the same key
306  *        and cipher as the volume).
307  *
308  * elephant: The extended version of eboiv with additional Elephant diffuser
309  *           used with Bitlocker CBC mode.
310  *           This mode was used in older Windows systems
311  *           https://download.microsoft.com/download/0/2/3/0238acaf-d3bf-4a6d-b3d6-0a0be4bbb36e/bitlockercipher200608.pdf
312  */
313
314 static int crypt_iv_plain_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
315                               struct dm_crypt_request *dmreq)
316 {
317         memset(iv, 0, cc->iv_size);
318         *(__le32 *)iv = cpu_to_le32(dmreq->iv_sector & 0xffffffff);
319
320         return 0;
321 }
322
323 static int crypt_iv_plain64_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
324                                 struct dm_crypt_request *dmreq)
325 {
326         memset(iv, 0, cc->iv_size);
327         *(__le64 *)iv = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
328
329         return 0;
330 }
331
332 static int crypt_iv_plain64be_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
333                                   struct dm_crypt_request *dmreq)
334 {
335         memset(iv, 0, cc->iv_size);
336         /* iv_size is at least of size u64; usually it is 16 bytes */
337         *(__be64 *)&iv[cc->iv_size - sizeof(u64)] = cpu_to_be64(dmreq->iv_sector);
338
339         return 0;
340 }
341
342 static int crypt_iv_essiv_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
343                               struct dm_crypt_request *dmreq)
344 {
345         /*
346          * ESSIV encryption of the IV is now handled by the crypto API,
347          * so just pass the plain sector number here.
348          */
349         memset(iv, 0, cc->iv_size);
350         *(__le64 *)iv = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
351
352         return 0;
353 }
354
355 static int crypt_iv_benbi_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
356                               const char *opts)
357 {
358         unsigned int bs;
359         int log;
360
361         if (crypt_integrity_aead(cc))
362                 bs = crypto_aead_blocksize(any_tfm_aead(cc));
363         else
364                 bs = crypto_skcipher_blocksize(any_tfm(cc));
365         log = ilog2(bs);
366
367         /*
368          * We need to calculate how far we must shift the sector count
369          * to get the cipher block count, we use this shift in _gen.
370          */
371         if (1 << log != bs) {
372                 ti->error = "cypher blocksize is not a power of 2";
373                 return -EINVAL;
374         }
375
376         if (log > 9) {
377                 ti->error = "cypher blocksize is > 512";
378                 return -EINVAL;
379         }
380
381         cc->iv_gen_private.benbi.shift = 9 - log;
382
383         return 0;
384 }
385
386 static void crypt_iv_benbi_dtr(struct crypt_config *cc)
387 {
388 }
389
390 static int crypt_iv_benbi_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
391                               struct dm_crypt_request *dmreq)
392 {
393         __be64 val;
394
395         memset(iv, 0, cc->iv_size - sizeof(u64)); /* rest is cleared below */
396
397         val = cpu_to_be64(((u64)dmreq->iv_sector << cc->iv_gen_private.benbi.shift) + 1);
398         put_unaligned(val, (__be64 *)(iv + cc->iv_size - sizeof(u64)));
399
400         return 0;
401 }
402
403 static int crypt_iv_null_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
404                              struct dm_crypt_request *dmreq)
405 {
406         memset(iv, 0, cc->iv_size);
407
408         return 0;
409 }
410
411 static void crypt_iv_lmk_dtr(struct crypt_config *cc)
412 {
413         struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
414
415         if (lmk->hash_tfm && !IS_ERR(lmk->hash_tfm))
416                 crypto_free_shash(lmk->hash_tfm);
417         lmk->hash_tfm = NULL;
418
419         kfree_sensitive(lmk->seed);
420         lmk->seed = NULL;
421 }
422
423 static int crypt_iv_lmk_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
424                             const char *opts)
425 {
426         struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
427
428         if (cc->sector_size != (1 << SECTOR_SHIFT)) {
429                 ti->error = "Unsupported sector size for LMK";
430                 return -EINVAL;
431         }
432
433         lmk->hash_tfm = crypto_alloc_shash("md5", 0,
434                                            CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY);
435         if (IS_ERR(lmk->hash_tfm)) {
436                 ti->error = "Error initializing LMK hash";
437                 return PTR_ERR(lmk->hash_tfm);
438         }
439
440         /* No seed in LMK version 2 */
441         if (cc->key_parts == cc->tfms_count) {
442                 lmk->seed = NULL;
443                 return 0;
444         }
445
446         lmk->seed = kzalloc(LMK_SEED_SIZE, GFP_KERNEL);
447         if (!lmk->seed) {
448                 crypt_iv_lmk_dtr(cc);
449                 ti->error = "Error kmallocing seed storage in LMK";
450                 return -ENOMEM;
451         }
452
453         return 0;
454 }
455
456 static int crypt_iv_lmk_init(struct crypt_config *cc)
457 {
458         struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
459         int subkey_size = cc->key_size / cc->key_parts;
460
461         /* LMK seed is on the position of LMK_KEYS + 1 key */
462         if (lmk->seed)
463                 memcpy(lmk->seed, cc->key + (cc->tfms_count * subkey_size),
464                        crypto_shash_digestsize(lmk->hash_tfm));
465
466         return 0;
467 }
468
469 static int crypt_iv_lmk_wipe(struct crypt_config *cc)
470 {
471         struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
472
473         if (lmk->seed)
474                 memset(lmk->seed, 0, LMK_SEED_SIZE);
475
476         return 0;
477 }
478
479 static int crypt_iv_lmk_one(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
480                             struct dm_crypt_request *dmreq,
481                             u8 *data)
482 {
483         struct iv_lmk_private *lmk = &cc->iv_gen_private.lmk;
484         SHASH_DESC_ON_STACK(desc, lmk->hash_tfm);
485         struct md5_state md5state;
486         __le32 buf[4];
487         int i, r;
488
489         desc->tfm = lmk->hash_tfm;
490
491         r = crypto_shash_init(desc);
492         if (r)
493                 return r;
494
495         if (lmk->seed) {
496                 r = crypto_shash_update(desc, lmk->seed, LMK_SEED_SIZE);
497                 if (r)
498                         return r;
499         }
500
501         /* Sector is always 512B, block size 16, add data of blocks 1-31 */
502         r = crypto_shash_update(desc, data + 16, 16 * 31);
503         if (r)
504                 return r;
505
506         /* Sector is cropped to 56 bits here */
507         buf[0] = cpu_to_le32(dmreq->iv_sector & 0xFFFFFFFF);
508         buf[1] = cpu_to_le32((((u64)dmreq->iv_sector >> 32) & 0x00FFFFFF) | 0x80000000);
509         buf[2] = cpu_to_le32(4024);
510         buf[3] = 0;
511         r = crypto_shash_update(desc, (u8 *)buf, sizeof(buf));
512         if (r)
513                 return r;
514
515         /* No MD5 padding here */
516         r = crypto_shash_export(desc, &md5state);
517         if (r)
518                 return r;
519
520         for (i = 0; i < MD5_HASH_WORDS; i++)
521                 __cpu_to_le32s(&md5state.hash[i]);
522         memcpy(iv, &md5state.hash, cc->iv_size);
523
524         return 0;
525 }
526
527 static int crypt_iv_lmk_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
528                             struct dm_crypt_request *dmreq)
529 {
530         struct scatterlist *sg;
531         u8 *src;
532         int r = 0;
533
534         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) == WRITE) {
535                 sg = crypt_get_sg_data(cc, dmreq->sg_in);
536                 src = kmap_local_page(sg_page(sg));
537                 r = crypt_iv_lmk_one(cc, iv, dmreq, src + sg->offset);
538                 kunmap_local(src);
539         } else
540                 memset(iv, 0, cc->iv_size);
541
542         return r;
543 }
544
545 static int crypt_iv_lmk_post(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
546                              struct dm_crypt_request *dmreq)
547 {
548         struct scatterlist *sg;
549         u8 *dst;
550         int r;
551
552         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) == WRITE)
553                 return 0;
554
555         sg = crypt_get_sg_data(cc, dmreq->sg_out);
556         dst = kmap_local_page(sg_page(sg));
557         r = crypt_iv_lmk_one(cc, iv, dmreq, dst + sg->offset);
558
559         /* Tweak the first block of plaintext sector */
560         if (!r)
561                 crypto_xor(dst + sg->offset, iv, cc->iv_size);
562
563         kunmap_local(dst);
564         return r;
565 }
566
567 static void crypt_iv_tcw_dtr(struct crypt_config *cc)
568 {
569         struct iv_tcw_private *tcw = &cc->iv_gen_private.tcw;
570
571         kfree_sensitive(tcw->iv_seed);
572         tcw->iv_seed = NULL;
573         kfree_sensitive(tcw->whitening);
574         tcw->whitening = NULL;
575
576         if (tcw->crc32_tfm && !IS_ERR(tcw->crc32_tfm))
577                 crypto_free_shash(tcw->crc32_tfm);
578         tcw->crc32_tfm = NULL;
579 }
580
581 static int crypt_iv_tcw_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
582                             const char *opts)
583 {
584         struct iv_tcw_private *tcw = &cc->iv_gen_private.tcw;
585
586         if (cc->sector_size != (1 << SECTOR_SHIFT)) {
587                 ti->error = "Unsupported sector size for TCW";
588                 return -EINVAL;
589         }
590
591         if (cc->key_size <= (cc->iv_size + TCW_WHITENING_SIZE)) {
592                 ti->error = "Wrong key size for TCW";
593                 return -EINVAL;
594         }
595
596         tcw->crc32_tfm = crypto_alloc_shash("crc32", 0,
597                                             CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY);
598         if (IS_ERR(tcw->crc32_tfm)) {
599                 ti->error = "Error initializing CRC32 in TCW";
600                 return PTR_ERR(tcw->crc32_tfm);
601         }
602
603         tcw->iv_seed = kzalloc(cc->iv_size, GFP_KERNEL);
604         tcw->whitening = kzalloc(TCW_WHITENING_SIZE, GFP_KERNEL);
605         if (!tcw->iv_seed || !tcw->whitening) {
606                 crypt_iv_tcw_dtr(cc);
607                 ti->error = "Error allocating seed storage in TCW";
608                 return -ENOMEM;
609         }
610
611         return 0;
612 }
613
614 static int crypt_iv_tcw_init(struct crypt_config *cc)
615 {
616         struct iv_tcw_private *tcw = &cc->iv_gen_private.tcw;
617         int key_offset = cc->key_size - cc->iv_size - TCW_WHITENING_SIZE;
618
619         memcpy(tcw->iv_seed, &cc->key[key_offset], cc->iv_size);
620         memcpy(tcw->whitening, &cc->key[key_offset + cc->iv_size],
621                TCW_WHITENING_SIZE);
622
623         return 0;
624 }
625
626 static int crypt_iv_tcw_wipe(struct crypt_config *cc)
627 {
628         struct iv_tcw_private *tcw = &cc->iv_gen_private.tcw;
629
630         memset(tcw->iv_seed, 0, cc->iv_size);
631         memset(tcw->whitening, 0, TCW_WHITENING_SIZE);
632
633         return 0;
634 }
635
636 static int crypt_iv_tcw_whitening(struct crypt_config *cc,
637                                   struct dm_crypt_request *dmreq,
638                                   u8 *data)
639 {
640         struct iv_tcw_private *tcw = &cc->iv_gen_private.tcw;
641         __le64 sector = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
642         u8 buf[TCW_WHITENING_SIZE];
643         SHASH_DESC_ON_STACK(desc, tcw->crc32_tfm);
644         int i, r;
645
646         /* xor whitening with sector number */
647         crypto_xor_cpy(buf, tcw->whitening, (u8 *)&sector, 8);
648         crypto_xor_cpy(&buf[8], tcw->whitening + 8, (u8 *)&sector, 8);
649
650         /* calculate crc32 for every 32bit part and xor it */
651         desc->tfm = tcw->crc32_tfm;
652         for (i = 0; i < 4; i++) {
653                 r = crypto_shash_init(desc);
654                 if (r)
655                         goto out;
656                 r = crypto_shash_update(desc, &buf[i * 4], 4);
657                 if (r)
658                         goto out;
659                 r = crypto_shash_final(desc, &buf[i * 4]);
660                 if (r)
661                         goto out;
662         }
663         crypto_xor(&buf[0], &buf[12], 4);
664         crypto_xor(&buf[4], &buf[8], 4);
665
666         /* apply whitening (8 bytes) to whole sector */
667         for (i = 0; i < ((1 << SECTOR_SHIFT) / 8); i++)
668                 crypto_xor(data + i * 8, buf, 8);
669 out:
670         memzero_explicit(buf, sizeof(buf));
671         return r;
672 }
673
674 static int crypt_iv_tcw_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
675                             struct dm_crypt_request *dmreq)
676 {
677         struct scatterlist *sg;
678         struct iv_tcw_private *tcw = &cc->iv_gen_private.tcw;
679         __le64 sector = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector);
680         u8 *src;
681         int r = 0;
682
683         /* Remove whitening from ciphertext */
684         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) != WRITE) {
685                 sg = crypt_get_sg_data(cc, dmreq->sg_in);
686                 src = kmap_local_page(sg_page(sg));
687                 r = crypt_iv_tcw_whitening(cc, dmreq, src + sg->offset);
688                 kunmap_local(src);
689         }
690
691         /* Calculate IV */
692         crypto_xor_cpy(iv, tcw->iv_seed, (u8 *)&sector, 8);
693         if (cc->iv_size > 8)
694                 crypto_xor_cpy(&iv[8], tcw->iv_seed + 8, (u8 *)&sector,
695                                cc->iv_size - 8);
696
697         return r;
698 }
699
700 static int crypt_iv_tcw_post(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
701                              struct dm_crypt_request *dmreq)
702 {
703         struct scatterlist *sg;
704         u8 *dst;
705         int r;
706
707         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) != WRITE)
708                 return 0;
709
710         /* Apply whitening on ciphertext */
711         sg = crypt_get_sg_data(cc, dmreq->sg_out);
712         dst = kmap_local_page(sg_page(sg));
713         r = crypt_iv_tcw_whitening(cc, dmreq, dst + sg->offset);
714         kunmap_local(dst);
715
716         return r;
717 }
718
719 static int crypt_iv_random_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
720                                 struct dm_crypt_request *dmreq)
721 {
722         /* Used only for writes, there must be an additional space to store IV */
723         get_random_bytes(iv, cc->iv_size);
724         return 0;
725 }
726
727 static int crypt_iv_eboiv_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
728                             const char *opts)
729 {
730         if (crypt_integrity_aead(cc)) {
731                 ti->error = "AEAD transforms not supported for EBOIV";
732                 return -EINVAL;
733         }
734
735         if (crypto_skcipher_blocksize(any_tfm(cc)) != cc->iv_size) {
736                 ti->error = "Block size of EBOIV cipher does not match IV size of block cipher";
737                 return -EINVAL;
738         }
739
740         return 0;
741 }
742
743 static int crypt_iv_eboiv_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
744                             struct dm_crypt_request *dmreq)
745 {
746         u8 buf[MAX_CIPHER_BLOCKSIZE] __aligned(__alignof__(__le64));
747         struct skcipher_request *req;
748         struct scatterlist src, dst;
749         DECLARE_CRYPTO_WAIT(wait);
750         int err;
751
752         req = skcipher_request_alloc(any_tfm(cc), GFP_NOIO);
753         if (!req)
754                 return -ENOMEM;
755
756         memset(buf, 0, cc->iv_size);
757         *(__le64 *)buf = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector * cc->sector_size);
758
759         sg_init_one(&src, page_address(ZERO_PAGE(0)), cc->iv_size);
760         sg_init_one(&dst, iv, cc->iv_size);
761         skcipher_request_set_crypt(req, &src, &dst, cc->iv_size, buf);
762         skcipher_request_set_callback(req, 0, crypto_req_done, &wait);
763         err = crypto_wait_req(crypto_skcipher_encrypt(req), &wait);
764         skcipher_request_free(req);
765
766         return err;
767 }
768
769 static void crypt_iv_elephant_dtr(struct crypt_config *cc)
770 {
771         struct iv_elephant_private *elephant = &cc->iv_gen_private.elephant;
772
773         crypto_free_skcipher(elephant->tfm);
774         elephant->tfm = NULL;
775 }
776
777 static int crypt_iv_elephant_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti,
778                             const char *opts)
779 {
780         struct iv_elephant_private *elephant = &cc->iv_gen_private.elephant;
781         int r;
782
783         elephant->tfm = crypto_alloc_skcipher("ecb(aes)", 0,
784                                               CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY);
785         if (IS_ERR(elephant->tfm)) {
786                 r = PTR_ERR(elephant->tfm);
787                 elephant->tfm = NULL;
788                 return r;
789         }
790
791         r = crypt_iv_eboiv_ctr(cc, ti, NULL);
792         if (r)
793                 crypt_iv_elephant_dtr(cc);
794         return r;
795 }
796
797 static void diffuser_disk_to_cpu(u32 *d, size_t n)
798 {
799 #ifndef __LITTLE_ENDIAN
800         int i;
801
802         for (i = 0; i < n; i++)
803                 d[i] = le32_to_cpu((__le32)d[i]);
804 #endif
805 }
806
807 static void diffuser_cpu_to_disk(__le32 *d, size_t n)
808 {
809 #ifndef __LITTLE_ENDIAN
810         int i;
811
812         for (i = 0; i < n; i++)
813                 d[i] = cpu_to_le32((u32)d[i]);
814 #endif
815 }
816
817 static void diffuser_a_decrypt(u32 *d, size_t n)
818 {
819         int i, i1, i2, i3;
820
821         for (i = 0; i < 5; i++) {
822                 i1 = 0;
823                 i2 = n - 2;
824                 i3 = n - 5;
825
826                 while (i1 < (n - 1)) {
827                         d[i1] += d[i2] ^ (d[i3] << 9 | d[i3] >> 23);
828                         i1++; i2++; i3++;
829
830                         if (i3 >= n)
831                                 i3 -= n;
832
833                         d[i1] += d[i2] ^ d[i3];
834                         i1++; i2++; i3++;
835
836                         if (i2 >= n)
837                                 i2 -= n;
838
839                         d[i1] += d[i2] ^ (d[i3] << 13 | d[i3] >> 19);
840                         i1++; i2++; i3++;
841
842                         d[i1] += d[i2] ^ d[i3];
843                         i1++; i2++; i3++;
844                 }
845         }
846 }
847
848 static void diffuser_a_encrypt(u32 *d, size_t n)
849 {
850         int i, i1, i2, i3;
851
852         for (i = 0; i < 5; i++) {
853                 i1 = n - 1;
854                 i2 = n - 2 - 1;
855                 i3 = n - 5 - 1;
856
857                 while (i1 > 0) {
858                         d[i1] -= d[i2] ^ d[i3];
859                         i1--; i2--; i3--;
860
861                         d[i1] -= d[i2] ^ (d[i3] << 13 | d[i3] >> 19);
862                         i1--; i2--; i3--;
863
864                         if (i2 < 0)
865                                 i2 += n;
866
867                         d[i1] -= d[i2] ^ d[i3];
868                         i1--; i2--; i3--;
869
870                         if (i3 < 0)
871                                 i3 += n;
872
873                         d[i1] -= d[i2] ^ (d[i3] << 9 | d[i3] >> 23);
874                         i1--; i2--; i3--;
875                 }
876         }
877 }
878
879 static void diffuser_b_decrypt(u32 *d, size_t n)
880 {
881         int i, i1, i2, i3;
882
883         for (i = 0; i < 3; i++) {
884                 i1 = 0;
885                 i2 = 2;
886                 i3 = 5;
887
888                 while (i1 < (n - 1)) {
889                         d[i1] += d[i2] ^ d[i3];
890                         i1++; i2++; i3++;
891
892                         d[i1] += d[i2] ^ (d[i3] << 10 | d[i3] >> 22);
893                         i1++; i2++; i3++;
894
895                         if (i2 >= n)
896                                 i2 -= n;
897
898                         d[i1] += d[i2] ^ d[i3];
899                         i1++; i2++; i3++;
900
901                         if (i3 >= n)
902                                 i3 -= n;
903
904                         d[i1] += d[i2] ^ (d[i3] << 25 | d[i3] >> 7);
905                         i1++; i2++; i3++;
906                 }
907         }
908 }
909
910 static void diffuser_b_encrypt(u32 *d, size_t n)
911 {
912         int i, i1, i2, i3;
913
914         for (i = 0; i < 3; i++) {
915                 i1 = n - 1;
916                 i2 = 2 - 1;
917                 i3 = 5 - 1;
918
919                 while (i1 > 0) {
920                         d[i1] -= d[i2] ^ (d[i3] << 25 | d[i3] >> 7);
921                         i1--; i2--; i3--;
922
923                         if (i3 < 0)
924                                 i3 += n;
925
926                         d[i1] -= d[i2] ^ d[i3];
927                         i1--; i2--; i3--;
928
929                         if (i2 < 0)
930                                 i2 += n;
931
932                         d[i1] -= d[i2] ^ (d[i3] << 10 | d[i3] >> 22);
933                         i1--; i2--; i3--;
934
935                         d[i1] -= d[i2] ^ d[i3];
936                         i1--; i2--; i3--;
937                 }
938         }
939 }
940
941 static int crypt_iv_elephant(struct crypt_config *cc, struct dm_crypt_request *dmreq)
942 {
943         struct iv_elephant_private *elephant = &cc->iv_gen_private.elephant;
944         u8 *es, *ks, *data, *data2, *data_offset;
945         struct skcipher_request *req;
946         struct scatterlist *sg, *sg2, src, dst;
947         DECLARE_CRYPTO_WAIT(wait);
948         int i, r;
949
950         req = skcipher_request_alloc(elephant->tfm, GFP_NOIO);
951         es = kzalloc(16, GFP_NOIO); /* Key for AES */
952         ks = kzalloc(32, GFP_NOIO); /* Elephant sector key */
953
954         if (!req || !es || !ks) {
955                 r = -ENOMEM;
956                 goto out;
957         }
958
959         *(__le64 *)es = cpu_to_le64(dmreq->iv_sector * cc->sector_size);
960
961         /* E(Ks, e(s)) */
962         sg_init_one(&src, es, 16);
963         sg_init_one(&dst, ks, 16);
964         skcipher_request_set_crypt(req, &src, &dst, 16, NULL);
965         skcipher_request_set_callback(req, 0, crypto_req_done, &wait);
966         r = crypto_wait_req(crypto_skcipher_encrypt(req), &wait);
967         if (r)
968                 goto out;
969
970         /* E(Ks, e'(s)) */
971         es[15] = 0x80;
972         sg_init_one(&dst, &ks[16], 16);
973         r = crypto_wait_req(crypto_skcipher_encrypt(req), &wait);
974         if (r)
975                 goto out;
976
977         sg = crypt_get_sg_data(cc, dmreq->sg_out);
978         data = kmap_local_page(sg_page(sg));
979         data_offset = data + sg->offset;
980
981         /* Cannot modify original bio, copy to sg_out and apply Elephant to it */
982         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) == WRITE) {
983                 sg2 = crypt_get_sg_data(cc, dmreq->sg_in);
984                 data2 = kmap_local_page(sg_page(sg2));
985                 memcpy(data_offset, data2 + sg2->offset, cc->sector_size);
986                 kunmap_local(data2);
987         }
988
989         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) != WRITE) {
990                 diffuser_disk_to_cpu((u32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
991                 diffuser_b_decrypt((u32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
992                 diffuser_a_decrypt((u32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
993                 diffuser_cpu_to_disk((__le32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
994         }
995
996         for (i = 0; i < (cc->sector_size / 32); i++)
997                 crypto_xor(data_offset + i * 32, ks, 32);
998
999         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) == WRITE) {
1000                 diffuser_disk_to_cpu((u32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
1001                 diffuser_a_encrypt((u32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
1002                 diffuser_b_encrypt((u32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
1003                 diffuser_cpu_to_disk((__le32 *)data_offset, cc->sector_size / sizeof(u32));
1004         }
1005
1006         kunmap_local(data);
1007 out:
1008         kfree_sensitive(ks);
1009         kfree_sensitive(es);
1010         skcipher_request_free(req);
1011         return r;
1012 }
1013
1014 static int crypt_iv_elephant_gen(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
1015                             struct dm_crypt_request *dmreq)
1016 {
1017         int r;
1018
1019         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) == WRITE) {
1020                 r = crypt_iv_elephant(cc, dmreq);
1021                 if (r)
1022                         return r;
1023         }
1024
1025         return crypt_iv_eboiv_gen(cc, iv, dmreq);
1026 }
1027
1028 static int crypt_iv_elephant_post(struct crypt_config *cc, u8 *iv,
1029                                   struct dm_crypt_request *dmreq)
1030 {
1031         if (bio_data_dir(dmreq->ctx->bio_in) != WRITE)
1032                 return crypt_iv_elephant(cc, dmreq);
1033
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 static int crypt_iv_elephant_init(struct crypt_config *cc)
1038 {
1039         struct iv_elephant_private *elephant = &cc->iv_gen_private.elephant;
1040         int key_offset = cc->key_size - cc->key_extra_size;
1041
1042         return crypto_skcipher_setkey(elephant->tfm, &cc->key[key_offset], cc->key_extra_size);
1043 }
1044
1045 static int crypt_iv_elephant_wipe(struct crypt_config *cc)
1046 {
1047         struct iv_elephant_private *elephant = &cc->iv_gen_private.elephant;
1048         u8 key[ELEPHANT_MAX_KEY_SIZE];
1049
1050         memset(key, 0, cc->key_extra_size);
1051         return crypto_skcipher_setkey(elephant->tfm, key, cc->key_extra_size);
1052 }
1053
1054 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain_ops = {
1055         .generator = crypt_iv_plain_gen
1056 };
1057
1058 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain64_ops = {
1059         .generator = crypt_iv_plain64_gen
1060 };
1061
1062 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_plain64be_ops = {
1063         .generator = crypt_iv_plain64be_gen
1064 };
1065
1066 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_essiv_ops = {
1067         .generator = crypt_iv_essiv_gen
1068 };
1069
1070 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_benbi_ops = {
1071         .ctr       = crypt_iv_benbi_ctr,
1072         .dtr       = crypt_iv_benbi_dtr,
1073         .generator = crypt_iv_benbi_gen
1074 };
1075
1076 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_null_ops = {
1077         .generator = crypt_iv_null_gen
1078 };
1079
1080 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_lmk_ops = {
1081         .ctr       = crypt_iv_lmk_ctr,
1082         .dtr       = crypt_iv_lmk_dtr,
1083         .init      = crypt_iv_lmk_init,
1084         .wipe      = crypt_iv_lmk_wipe,
1085         .generator = crypt_iv_lmk_gen,
1086         .post      = crypt_iv_lmk_post
1087 };
1088
1089 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_tcw_ops = {
1090         .ctr       = crypt_iv_tcw_ctr,
1091         .dtr       = crypt_iv_tcw_dtr,
1092         .init      = crypt_iv_tcw_init,
1093         .wipe      = crypt_iv_tcw_wipe,
1094         .generator = crypt_iv_tcw_gen,
1095         .post      = crypt_iv_tcw_post
1096 };
1097
1098 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_random_ops = {
1099         .generator = crypt_iv_random_gen
1100 };
1101
1102 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_eboiv_ops = {
1103         .ctr       = crypt_iv_eboiv_ctr,
1104         .generator = crypt_iv_eboiv_gen
1105 };
1106
1107 static const struct crypt_iv_operations crypt_iv_elephant_ops = {
1108         .ctr       = crypt_iv_elephant_ctr,
1109         .dtr       = crypt_iv_elephant_dtr,
1110         .init      = crypt_iv_elephant_init,
1111         .wipe      = crypt_iv_elephant_wipe,
1112         .generator = crypt_iv_elephant_gen,
1113         .post      = crypt_iv_elephant_post
1114 };
1115
1116 /*
1117  * Integrity extensions
1118  */
1119 static bool crypt_integrity_aead(struct crypt_config *cc)
1120 {
1121         return test_bit(CRYPT_MODE_INTEGRITY_AEAD, &cc->cipher_flags);
1122 }
1123
1124 static bool crypt_integrity_hmac(struct crypt_config *cc)
1125 {
1126         return crypt_integrity_aead(cc) && cc->key_mac_size;
1127 }
1128
1129 /* Get sg containing data */
1130 static struct scatterlist *crypt_get_sg_data(struct crypt_config *cc,
1131                                              struct scatterlist *sg)
1132 {
1133         if (unlikely(crypt_integrity_aead(cc)))
1134                 return &sg[2];
1135
1136         return sg;
1137 }
1138
1139 static int dm_crypt_integrity_io_alloc(struct dm_crypt_io *io, struct bio *bio)
1140 {
1141         struct bio_integrity_payload *bip;
1142         unsigned int tag_len;
1143         int ret;
1144
1145         if (!bio_sectors(bio) || !io->cc->on_disk_tag_size)
1146                 return 0;
1147
1148         bip = bio_integrity_alloc(bio, GFP_NOIO, 1);
1149         if (IS_ERR(bip))
1150                 return PTR_ERR(bip);
1151
1152         tag_len = io->cc->on_disk_tag_size * (bio_sectors(bio) >> io->cc->sector_shift);
1153
1154         bip->bip_iter.bi_size = tag_len;
1155         bip->bip_iter.bi_sector = io->cc->start + io->sector;
1156
1157         ret = bio_integrity_add_page(bio, virt_to_page(io->integrity_metadata),
1158                                      tag_len, offset_in_page(io->integrity_metadata));
1159         if (unlikely(ret != tag_len))
1160                 return -ENOMEM;
1161
1162         return 0;
1163 }
1164
1165 static int crypt_integrity_ctr(struct crypt_config *cc, struct dm_target *ti)
1166 {
1167 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INTEGRITY
1168         struct blk_integrity *bi = blk_get_integrity(cc->dev->bdev->bd_disk);
1169         struct mapped_device *md = dm_table_get_md(ti->table);
1170
1171         /* From now we require underlying device with our integrity profile */
1172         if (!bi || strcasecmp(bi->profile->name, "DM-DIF-EXT-TAG")) {
1173                 ti->error = "Integrity profile not supported.";
1174                 return -EINVAL;
1175         }
1176
1177         if (bi->tag_size != cc->on_disk_tag_size ||
1178             bi->tuple_size != cc->on_disk_tag_size) {
1179                 ti->error = "Integrity profile tag size mismatch.";
1180                 return -EINVAL;
1181         }
1182         if (1 << bi->interval_exp != cc->sector_size) {
1183                 ti->error = "Integrity profile sector size mismatch.";
1184                 return -EINVAL;
1185         }
1186
1187         if (crypt_integrity_aead(cc)) {
1188                 cc->integrity_tag_size = cc->on_disk_tag_size - cc->integrity_iv_size;
1189                 DMDEBUG("%s: Integrity AEAD, tag size %u, IV size %u.", dm_device_name(md),
1190                        cc->integrity_tag_size, cc->integrity_iv_size);
1191
1192                 if (crypto_aead_setauthsize(any_tfm_aead(cc), cc->integrity_tag_size)) {
1193                         ti->error = "Integrity AEAD auth tag size is not supported.";
1194                         return -EINVAL;
1195                 }
1196         } else if (cc->integrity_iv_size)
1197                 DMDEBUG("%s: Additional per-sector space %u bytes for IV.", dm_device_name(md),
1198                        cc->integrity_iv_size);
1199
1200         if ((cc->integrity_tag_size + cc->integrity_iv_size) != bi->tag_size) {
1201                 ti->error = "Not enough space for integrity tag in the profile.";
1202                 return -EINVAL;
1203         }
1204
1205         return 0;
1206 #else
1207         ti->error = "Integrity profile not supported.";
1208         return -EINVAL;
1209 #endif
1210 }
1211
1212 static void crypt_convert_init(struct crypt_config *cc,
1213                                struct convert_context *ctx,
1214                                struct bio *bio_out, struct bio *bio_in,
1215                                sector_t sector)
1216 {
1217         ctx->bio_in = bio_in;
1218         ctx->bio_out = bio_out;
1219         if (bio_in)
1220                 ctx->iter_in = bio_in->bi_iter;
1221         if (bio_out)
1222                 ctx->iter_out = bio_out->bi_iter;
1223         ctx->cc_sector = sector + cc->iv_offset;
1224         init_completion(&ctx->restart);
1225 }
1226
1227 static struct dm_crypt_request *dmreq_of_req(struct crypt_config *cc,
1228                                              void *req)
1229 {
1230         return (struct dm_crypt_request *)((char *)req + cc->dmreq_start);
1231 }
1232
1233 static void *req_of_dmreq(struct crypt_config *cc, struct dm_crypt_request *dmreq)
1234 {
1235         return (void *)((char *)dmreq - cc->dmreq_start);
1236 }
1237
1238 static u8 *iv_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
1239                        struct dm_crypt_request *dmreq)
1240 {
1241         if (crypt_integrity_aead(cc))
1242                 return (u8 *)ALIGN((unsigned long)(dmreq + 1),
1243                         crypto_aead_alignmask(any_tfm_aead(cc)) + 1);
1244         else
1245                 return (u8 *)ALIGN((unsigned long)(dmreq + 1),
1246                         crypto_skcipher_alignmask(any_tfm(cc)) + 1);
1247 }
1248
1249 static u8 *org_iv_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
1250                        struct dm_crypt_request *dmreq)
1251 {
1252         return iv_of_dmreq(cc, dmreq) + cc->iv_size;
1253 }
1254
1255 static __le64 *org_sector_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
1256                        struct dm_crypt_request *dmreq)
1257 {
1258         u8 *ptr = iv_of_dmreq(cc, dmreq) + cc->iv_size + cc->iv_size;
1259
1260         return (__le64 *) ptr;
1261 }
1262
1263 static unsigned int *org_tag_of_dmreq(struct crypt_config *cc,
1264                        struct dm_crypt_request *dmreq)
1265 {
1266         u8 *ptr = iv_of_dmreq(cc, dmreq) + cc->iv_size +
1267                   cc->iv_size + sizeof(uint64_t);
1268
1269         return (unsigned int *)ptr;
1270 }
1271
1272 static void *tag_from_dmreq(struct crypt_config *cc,
1273                                 struct dm_crypt_request *dmreq)
1274 {
1275         struct convert_context *ctx = dmreq->ctx;
1276         struct dm_crypt_io *io = container_of(ctx, struct dm_crypt_io, ctx);
1277
1278         return &io->integrity_metadata[*org_tag_of_dmreq(cc, dmreq) *
1279                 cc->on_disk_tag_size];
1280 }
1281
1282 static void *iv_tag_from_dmreq(struct crypt_config *cc,
1283                                struct dm_crypt_request *dmreq)
1284 {
1285         return tag_from_dmreq(cc, dmreq) + cc->integrity_tag_size;
1286 }
1287
1288 static int crypt_convert_block_aead(struct crypt_config *cc,
1289                                      struct convert_context *ctx,
1290                                      struct aead_request *req,
1291                                      unsigned int tag_offset)
1292 {
1293         struct bio_vec bv_in = bio_iter_iovec(ctx->bio_in, ctx->iter_in);
1294         struct bio_vec bv_out = bio_iter_iovec(ctx->bio_out, ctx->iter_out);
1295         struct dm_crypt_request *dmreq;
1296         u8 *iv, *org_iv, *tag_iv, *tag;
1297         __le64 *sector;
1298         int r = 0;
1299
1300         BUG_ON(cc->integrity_iv_size && cc->integrity_iv_size != cc->iv_size);
1301
1302         /* Reject unexpected unaligned bio. */
1303         if (unlikely(bv_in.bv_len & (cc->sector_size - 1)))
1304                 return -EIO;
1305
1306         dmreq = dmreq_of_req(cc, req);
1307         dmreq->iv_sector = ctx->cc_sector;
1308         if (test_bit(CRYPT_IV_LARGE_SECTORS, &cc->cipher_flags))
1309                 dmreq->iv_sector >>= cc->sector_shift;
1310         dmreq->ctx = ctx;
1311
1312         *org_tag_of_dmreq(cc, dmreq) = tag_offset;
1313
1314         sector = org_sector_of_dmreq(cc, dmreq);
1315         *sector = cpu_to_le64(ctx->cc_sector - cc->iv_offset);
1316
1317         iv = iv_of_dmreq(cc, dmreq);
1318         org_iv = org_iv_of_dmreq(cc, dmreq);
1319         tag = tag_from_dmreq(cc, dmreq);
1320         tag_iv = iv_tag_from_dmreq(cc, dmreq);
1321
1322         /* AEAD request:
1323          *  |----- AAD -------|------ DATA -------|-- AUTH TAG --|
1324          *  | (authenticated) | (auth+encryption) |              |
1325          *  | sector_LE |  IV |  sector in/out    |  tag in/out  |
1326          */
1327         sg_init_table(dmreq->sg_in, 4);
1328         sg_set_buf(&dmreq->sg_in[0], sector, sizeof(uint64_t));
1329         sg_set_buf(&dmreq->sg_in[1], org_iv, cc->iv_size);
1330         sg_set_page(&dmreq->sg_in[2], bv_in.bv_page, cc->sector_size, bv_in.bv_offset);
1331         sg_set_buf(&dmreq->sg_in[3], tag, cc->integrity_tag_size);
1332
1333         sg_init_table(dmreq->sg_out, 4);
1334         sg_set_buf(&dmreq->sg_out[0], sector, sizeof(uint64_t));
1335         sg_set_buf(&dmreq->sg_out[1], org_iv, cc->iv_size);
1336         sg_set_page(&dmreq->sg_out[2], bv_out.bv_page, cc->sector_size, bv_out.bv_offset);
1337         sg_set_buf(&dmreq->sg_out[3], tag, cc->integrity_tag_size);
1338
1339         if (cc->iv_gen_ops) {
1340                 /* For READs use IV stored in integrity metadata */
1341                 if (cc->integrity_iv_size && bio_data_dir(ctx->bio_in) != WRITE) {
1342                         memcpy(org_iv, tag_iv, cc->iv_size);
1343                 } else {
1344                         r = cc->iv_gen_ops->generator(cc, org_iv, dmreq);
1345                         if (r < 0)
1346                                 return r;
1347                         /* Store generated IV in integrity metadata */
1348                         if (cc->integrity_iv_size)
1349                                 memcpy(tag_iv, org_iv, cc->iv_size);
1350                 }
1351                 /* Working copy of IV, to be modified in crypto API */
1352                 memcpy(iv, org_iv, cc->iv_size);
1353         }
1354
1355         aead_request_set_ad(req, sizeof(uint64_t) + cc->iv_size);
1356         if (bio_data_dir(ctx->bio_in) == WRITE) {
1357                 aead_request_set_crypt(req, dmreq->sg_in, dmreq->sg_out,
1358                                        cc->sector_size, iv);
1359                 r = crypto_aead_encrypt(req);
1360                 if (cc->integrity_tag_size + cc->integrity_iv_size != cc->on_disk_tag_size)
1361                         memset(tag + cc->integrity_tag_size + cc->integrity_iv_size, 0,
1362                                cc->on_disk_tag_size - (cc->integrity_tag_size + cc->integrity_iv_size));
1363         } else {
1364                 aead_request_set_crypt(req, dmreq->sg_in, dmreq->sg_out,
1365                                        cc->sector_size + cc->integrity_tag_size, iv);
1366                 r = crypto_aead_decrypt(req);
1367         }
1368
1369         if (r == -EBADMSG) {
1370                 sector_t s = le64_to_cpu(*sector);
1371
1372                 DMERR_LIMIT("%pg: INTEGRITY AEAD ERROR, sector %llu",
1373                             ctx->bio_in->bi_bdev, s);
1374                 dm_audit_log_bio(DM_MSG_PREFIX, "integrity-aead",
1375                                  ctx->bio_in, s, 0);
1376         }
1377
1378         if (!r && cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->post)
1379                 r = cc->iv_gen_ops->post(cc, org_iv, dmreq);
1380
1381         bio_advance_iter(ctx->bio_in, &ctx->iter_in, cc->sector_size);
1382         bio_advance_iter(ctx->bio_out, &ctx->iter_out, cc->sector_size);
1383
1384         return r;
1385 }
1386
1387 static int crypt_convert_block_skcipher(struct crypt_config *cc,
1388                                         struct convert_context *ctx,
1389                                         struct skcipher_request *req,
1390                                         unsigned int tag_offset)
1391 {
1392         struct bio_vec bv_in = bio_iter_iovec(ctx->bio_in, ctx->iter_in);
1393         struct bio_vec bv_out = bio_iter_iovec(ctx->bio_out, ctx->iter_out);
1394         struct scatterlist *sg_in, *sg_out;
1395         struct dm_crypt_request *dmreq;
1396         u8 *iv, *org_iv, *tag_iv;
1397         __le64 *sector;
1398         int r = 0;
1399
1400         /* Reject unexpected unaligned bio. */
1401         if (unlikely(bv_in.bv_len & (cc->sector_size - 1)))
1402                 return -EIO;
1403
1404         dmreq = dmreq_of_req(cc, req);
1405         dmreq->iv_sector = ctx->cc_sector;
1406         if (test_bit(CRYPT_IV_LARGE_SECTORS, &cc->cipher_flags))
1407                 dmreq->iv_sector >>= cc->sector_shift;
1408         dmreq->ctx = ctx;
1409
1410         *org_tag_of_dmreq(cc, dmreq) = tag_offset;
1411
1412         iv = iv_of_dmreq(cc, dmreq);
1413         org_iv = org_iv_of_dmreq(cc, dmreq);
1414         tag_iv = iv_tag_from_dmreq(cc, dmreq);
1415
1416         sector = org_sector_of_dmreq(cc, dmreq);
1417         *sector = cpu_to_le64(ctx->cc_sector - cc->iv_offset);
1418
1419         /* For skcipher we use only the first sg item */
1420         sg_in  = &dmreq->sg_in[0];
1421         sg_out = &dmreq->sg_out[0];
1422
1423         sg_init_table(sg_in, 1);
1424         sg_set_page(sg_in, bv_in.bv_page, cc->sector_size, bv_in.bv_offset);
1425
1426         sg_init_table(sg_out, 1);
1427         sg_set_page(sg_out, bv_out.bv_page, cc->sector_size, bv_out.bv_offset);
1428
1429         if (cc->iv_gen_ops) {
1430                 /* For READs use IV stored in integrity metadata */
1431                 if (cc->integrity_iv_size && bio_data_dir(ctx->bio_in) != WRITE) {
1432                         memcpy(org_iv, tag_iv, cc->integrity_iv_size);
1433                 } else {
1434                         r = cc->iv_gen_ops->generator(cc, org_iv, dmreq);
1435                         if (r < 0)
1436                                 return r;
1437                         /* Data can be already preprocessed in generator */
1438                         if (test_bit(CRYPT_ENCRYPT_PREPROCESS, &cc->cipher_flags))
1439                                 sg_in = sg_out;
1440                         /* Store generated IV in integrity metadata */
1441                         if (cc->integrity_iv_size)
1442                                 memcpy(tag_iv, org_iv, cc->integrity_iv_size);
1443                 }
1444                 /* Working copy of IV, to be modified in crypto API */
1445                 memcpy(iv, org_iv, cc->iv_size);
1446         }
1447
1448         skcipher_request_set_crypt(req, sg_in, sg_out, cc->sector_size, iv);
1449
1450         if (bio_data_dir(ctx->bio_in) == WRITE)
1451                 r = crypto_skcipher_encrypt(req);
1452         else
1453                 r = crypto_skcipher_decrypt(req);
1454
1455         if (!r && cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->post)
1456                 r = cc->iv_gen_ops->post(cc, org_iv, dmreq);
1457
1458         bio_advance_iter(ctx->bio_in, &ctx->iter_in, cc->sector_size);
1459         bio_advance_iter(ctx->bio_out, &ctx->iter_out, cc->sector_size);
1460
1461         return r;
1462 }
1463
1464 static void kcryptd_async_done(void *async_req, int error);
1465
1466 static int crypt_alloc_req_skcipher(struct crypt_config *cc,
1467                                      struct convert_context *ctx)
1468 {
1469         unsigned int key_index = ctx->cc_sector & (cc->tfms_count - 1);
1470
1471         if (!ctx->r.req) {
1472                 ctx->r.req = mempool_alloc(&cc->req_pool, in_interrupt() ? GFP_ATOMIC : GFP_NOIO);
1473                 if (!ctx->r.req)
1474                         return -ENOMEM;
1475         }
1476
1477         skcipher_request_set_tfm(ctx->r.req, cc->cipher_tfm.tfms[key_index]);
1478
1479         /*
1480          * Use REQ_MAY_BACKLOG so a cipher driver internally backlogs
1481          * requests if driver request queue is full.
1482          */
1483         skcipher_request_set_callback(ctx->r.req,
1484             CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
1485             kcryptd_async_done, dmreq_of_req(cc, ctx->r.req));
1486
1487         return 0;
1488 }
1489
1490 static int crypt_alloc_req_aead(struct crypt_config *cc,
1491                                  struct convert_context *ctx)
1492 {
1493         if (!ctx->r.req_aead) {
1494                 ctx->r.req_aead = mempool_alloc(&cc->req_pool, in_interrupt() ? GFP_ATOMIC : GFP_NOIO);
1495                 if (!ctx->r.req_aead)
1496                         return -ENOMEM;
1497         }
1498
1499         aead_request_set_tfm(ctx->r.req_aead, cc->cipher_tfm.tfms_aead[0]);
1500
1501         /*
1502          * Use REQ_MAY_BACKLOG so a cipher driver internally backlogs
1503          * requests if driver request queue is full.
1504          */
1505         aead_request_set_callback(ctx->r.req_aead,
1506             CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
1507             kcryptd_async_done, dmreq_of_req(cc, ctx->r.req_aead));
1508
1509         return 0;
1510 }
1511
1512 static int crypt_alloc_req(struct crypt_config *cc,
1513                             struct convert_context *ctx)
1514 {
1515         if (crypt_integrity_aead(cc))
1516                 return crypt_alloc_req_aead(cc, ctx);
1517         else
1518                 return crypt_alloc_req_skcipher(cc, ctx);
1519 }
1520
1521 static void crypt_free_req_skcipher(struct crypt_config *cc,
1522                                     struct skcipher_request *req, struct bio *base_bio)
1523 {
1524         struct dm_crypt_io *io = dm_per_bio_data(base_bio, cc->per_bio_data_size);
1525
1526         if ((struct skcipher_request *)(io + 1) != req)
1527                 mempool_free(req, &cc->req_pool);
1528 }
1529
1530 static void crypt_free_req_aead(struct crypt_config *cc,
1531                                 struct aead_request *req, struct bio *base_bio)
1532 {
1533         struct dm_crypt_io *io = dm_per_bio_data(base_bio, cc->per_bio_data_size);
1534
1535         if ((struct aead_request *)(io + 1) != req)
1536                 mempool_free(req, &cc->req_pool);
1537 }
1538
1539 static void crypt_free_req(struct crypt_config *cc, void *req, struct bio *base_bio)
1540 {
1541         if (crypt_integrity_aead(cc))
1542                 crypt_free_req_aead(cc, req, base_bio);
1543         else
1544                 crypt_free_req_skcipher(cc, req, base_bio);
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Encrypt / decrypt data from one bio to another one (can be the same one)
1549  */
1550 static blk_status_t crypt_convert(struct crypt_config *cc,
1551                          struct convert_context *ctx, bool atomic, bool reset_pending)
1552 {
1553         unsigned int tag_offset = 0;
1554         unsigned int sector_step = cc->sector_size >> SECTOR_SHIFT;
1555         int r;
1556
1557         /*
1558          * if reset_pending is set we are dealing with the bio for the first time,
1559          * else we're continuing to work on the previous bio, so don't mess with
1560          * the cc_pending counter
1561          */
1562         if (reset_pending)
1563                 atomic_set(&ctx->cc_pending, 1);
1564
1565         while (ctx->iter_in.bi_size && ctx->iter_out.bi_size) {
1566
1567                 r = crypt_alloc_req(cc, ctx);
1568                 if (r) {
1569                         complete(&ctx->restart);
1570                         return BLK_STS_DEV_RESOURCE;
1571                 }
1572
1573                 atomic_inc(&ctx->cc_pending);
1574
1575                 if (crypt_integrity_aead(cc))
1576                         r = crypt_convert_block_aead(cc, ctx, ctx->r.req_aead, tag_offset);
1577                 else
1578                         r = crypt_convert_block_skcipher(cc, ctx, ctx->r.req, tag_offset);
1579
1580                 switch (r) {
1581                 /*
1582                  * The request was queued by a crypto driver
1583                  * but the driver request queue is full, let's wait.
1584                  */
1585                 case -EBUSY:
1586                         if (in_interrupt()) {
1587                                 if (try_wait_for_completion(&ctx->restart)) {
1588                                         /*
1589                                          * we don't have to block to wait for completion,
1590                                          * so proceed
1591                                          */
1592                                 } else {
1593                                         /*
1594                                          * we can't wait for completion without blocking
1595                                          * exit and continue processing in a workqueue
1596                                          */
1597                                         ctx->r.req = NULL;
1598                                         ctx->cc_sector += sector_step;
1599                                         tag_offset++;
1600                                         return BLK_STS_DEV_RESOURCE;
1601                                 }
1602                         } else {
1603                                 wait_for_completion(&ctx->restart);
1604                         }
1605                         reinit_completion(&ctx->restart);
1606                         fallthrough;
1607                 /*
1608                  * The request is queued and processed asynchronously,
1609                  * completion function kcryptd_async_done() will be called.
1610                  */
1611                 case -EINPROGRESS:
1612                         ctx->r.req = NULL;
1613                         ctx->cc_sector += sector_step;
1614                         tag_offset++;
1615                         continue;
1616                 /*
1617                  * The request was already processed (synchronously).
1618                  */
1619                 case 0:
1620                         atomic_dec(&ctx->cc_pending);
1621                         ctx->cc_sector += sector_step;
1622                         tag_offset++;
1623                         if (!atomic)
1624                                 cond_resched();
1625                         continue;
1626                 /*
1627                  * There was a data integrity error.
1628                  */
1629                 case -EBADMSG:
1630                         atomic_dec(&ctx->cc_pending);
1631                         return BLK_STS_PROTECTION;
1632                 /*
1633                  * There was an error while processing the request.
1634                  */
1635                 default:
1636                         atomic_dec(&ctx->cc_pending);
1637                         return BLK_STS_IOERR;
1638                 }
1639         }
1640
1641         return 0;
1642 }
1643
1644 static void crypt_free_buffer_pages(struct crypt_config *cc, struct bio *clone);
1645
1646 /*
1647  * Generate a new unfragmented bio with the given size
1648  * This should never violate the device limitations (but only because
1649  * max_segment_size is being constrained to PAGE_SIZE).
1650  *
1651  * This function may be called concurrently. If we allocate from the mempool
1652  * concurrently, there is a possibility of deadlock. For example, if we have
1653  * mempool of 256 pages, two processes, each wanting 256, pages allocate from
1654  * the mempool concurrently, it may deadlock in a situation where both processes
1655  * have allocated 128 pages and the mempool is exhausted.
1656  *
1657  * In order to avoid this scenario we allocate the pages under a mutex.
1658  *
1659  * In order to not degrade performance with excessive locking, we try
1660  * non-blocking allocations without a mutex first but on failure we fallback
1661  * to blocking allocations with a mutex.
1662  */
1663 static struct bio *crypt_alloc_buffer(struct dm_crypt_io *io, unsigned int size)
1664 {
1665         struct crypt_config *cc = io->cc;
1666         struct bio *clone;
1667         unsigned int nr_iovecs = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
1668         gfp_t gfp_mask = GFP_NOWAIT | __GFP_HIGHMEM;
1669         unsigned int i, len, remaining_size;
1670         struct page *page;
1671
1672 retry:
1673         if (unlikely(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
1674                 mutex_lock(&cc->bio_alloc_lock);
1675
1676         clone = bio_alloc_bioset(cc->dev->bdev, nr_iovecs, io->base_bio->bi_opf,
1677                                  GFP_NOIO, &cc->bs);
1678         clone->bi_private = io;
1679         clone->bi_end_io = crypt_endio;
1680
1681         remaining_size = size;
1682
1683         for (i = 0; i < nr_iovecs; i++) {
1684                 page = mempool_alloc(&cc->page_pool, gfp_mask);
1685                 if (!page) {
1686                         crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
1687                         bio_put(clone);
1688                         gfp_mask |= __GFP_DIRECT_RECLAIM;
1689                         goto retry;
1690                 }
1691
1692                 len = (remaining_size > PAGE_SIZE) ? PAGE_SIZE : remaining_size;
1693
1694                 bio_add_page(clone, page, len, 0);
1695
1696                 remaining_size -= len;
1697         }
1698
1699         /* Allocate space for integrity tags */
1700         if (dm_crypt_integrity_io_alloc(io, clone)) {
1701                 crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
1702                 bio_put(clone);
1703                 clone = NULL;
1704         }
1705
1706         if (unlikely(gfp_mask & __GFP_DIRECT_RECLAIM))
1707                 mutex_unlock(&cc->bio_alloc_lock);
1708
1709         return clone;
1710 }
1711
1712 static void crypt_free_buffer_pages(struct crypt_config *cc, struct bio *clone)
1713 {
1714         struct bio_vec *bv;
1715         struct bvec_iter_all iter_all;
1716
1717         bio_for_each_segment_all(bv, clone, iter_all) {
1718                 BUG_ON(!bv->bv_page);
1719                 mempool_free(bv->bv_page, &cc->page_pool);
1720         }
1721 }
1722
1723 static void crypt_io_init(struct dm_crypt_io *io, struct crypt_config *cc,
1724                           struct bio *bio, sector_t sector)
1725 {
1726         io->cc = cc;
1727         io->base_bio = bio;
1728         io->sector = sector;
1729         io->error = 0;
1730         io->ctx.r.req = NULL;
1731         io->integrity_metadata = NULL;
1732         io->integrity_metadata_from_pool = false;
1733         atomic_set(&io->io_pending, 0);
1734 }
1735
1736 static void crypt_inc_pending(struct dm_crypt_io *io)
1737 {
1738         atomic_inc(&io->io_pending);
1739 }
1740
1741 static void kcryptd_io_bio_endio(struct work_struct *work)
1742 {
1743         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
1744
1745         bio_endio(io->base_bio);
1746 }
1747
1748 /*
1749  * One of the bios was finished. Check for completion of
1750  * the whole request and correctly clean up the buffer.
1751  */
1752 static void crypt_dec_pending(struct dm_crypt_io *io)
1753 {
1754         struct crypt_config *cc = io->cc;
1755         struct bio *base_bio = io->base_bio;
1756         blk_status_t error = io->error;
1757
1758         if (!atomic_dec_and_test(&io->io_pending))
1759                 return;
1760
1761         if (io->ctx.r.req)
1762                 crypt_free_req(cc, io->ctx.r.req, base_bio);
1763
1764         if (unlikely(io->integrity_metadata_from_pool))
1765                 mempool_free(io->integrity_metadata, &io->cc->tag_pool);
1766         else
1767                 kfree(io->integrity_metadata);
1768
1769         base_bio->bi_status = error;
1770
1771         /*
1772          * If we are running this function from our tasklet,
1773          * we can't call bio_endio() here, because it will call
1774          * clone_endio() from dm.c, which in turn will
1775          * free the current struct dm_crypt_io structure with
1776          * our tasklet. In this case we need to delay bio_endio()
1777          * execution to after the tasklet is done and dequeued.
1778          */
1779         if (tasklet_trylock(&io->tasklet)) {
1780                 tasklet_unlock(&io->tasklet);
1781                 bio_endio(base_bio);
1782                 return;
1783         }
1784
1785         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_io_bio_endio);
1786         queue_work(cc->io_queue, &io->work);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * kcryptd/kcryptd_io:
1791  *
1792  * Needed because it would be very unwise to do decryption in an
1793  * interrupt context.
1794  *
1795  * kcryptd performs the actual encryption or decryption.
1796  *
1797  * kcryptd_io performs the IO submission.
1798  *
1799  * They must be separated as otherwise the final stages could be
1800  * starved by new requests which can block in the first stages due
1801  * to memory allocation.
1802  *
1803  * The work is done per CPU global for all dm-crypt instances.
1804  * They should not depend on each other and do not block.
1805  */
1806 static void crypt_endio(struct bio *clone)
1807 {
1808         struct dm_crypt_io *io = clone->bi_private;
1809         struct crypt_config *cc = io->cc;
1810         unsigned int rw = bio_data_dir(clone);
1811         blk_status_t error;
1812
1813         /*
1814          * free the processed pages
1815          */
1816         if (rw == WRITE)
1817                 crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
1818
1819         error = clone->bi_status;
1820         bio_put(clone);
1821
1822         if (rw == READ && !error) {
1823                 kcryptd_queue_crypt(io);
1824                 return;
1825         }
1826
1827         if (unlikely(error))
1828                 io->error = error;
1829
1830         crypt_dec_pending(io);
1831 }
1832
1833 #define CRYPT_MAP_READ_GFP GFP_NOWAIT
1834
1835 static int kcryptd_io_read(struct dm_crypt_io *io, gfp_t gfp)
1836 {
1837         struct crypt_config *cc = io->cc;
1838         struct bio *clone;
1839
1840         /*
1841          * We need the original biovec array in order to decrypt the whole bio
1842          * data *afterwards* -- thanks to immutable biovecs we don't need to
1843          * worry about the block layer modifying the biovec array; so leverage
1844          * bio_alloc_clone().
1845          */
1846         clone = bio_alloc_clone(cc->dev->bdev, io->base_bio, gfp, &cc->bs);
1847         if (!clone)
1848                 return 1;
1849         clone->bi_private = io;
1850         clone->bi_end_io = crypt_endio;
1851
1852         crypt_inc_pending(io);
1853
1854         clone->bi_iter.bi_sector = cc->start + io->sector;
1855
1856         if (dm_crypt_integrity_io_alloc(io, clone)) {
1857                 crypt_dec_pending(io);
1858                 bio_put(clone);
1859                 return 1;
1860         }
1861
1862         dm_submit_bio_remap(io->base_bio, clone);
1863         return 0;
1864 }
1865
1866 static void kcryptd_io_read_work(struct work_struct *work)
1867 {
1868         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
1869
1870         crypt_inc_pending(io);
1871         if (kcryptd_io_read(io, GFP_NOIO))
1872                 io->error = BLK_STS_RESOURCE;
1873         crypt_dec_pending(io);
1874 }
1875
1876 static void kcryptd_queue_read(struct dm_crypt_io *io)
1877 {
1878         struct crypt_config *cc = io->cc;
1879
1880         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_io_read_work);
1881         queue_work(cc->io_queue, &io->work);
1882 }
1883
1884 static void kcryptd_io_write(struct dm_crypt_io *io)
1885 {
1886         struct bio *clone = io->ctx.bio_out;
1887
1888         dm_submit_bio_remap(io->base_bio, clone);
1889 }
1890
1891 #define crypt_io_from_node(node) rb_entry((node), struct dm_crypt_io, rb_node)
1892
1893 static int dmcrypt_write(void *data)
1894 {
1895         struct crypt_config *cc = data;
1896         struct dm_crypt_io *io;
1897
1898         while (1) {
1899                 struct rb_root write_tree;
1900                 struct blk_plug plug;
1901
1902                 spin_lock_irq(&cc->write_thread_lock);
1903 continue_locked:
1904
1905                 if (!RB_EMPTY_ROOT(&cc->write_tree))
1906                         goto pop_from_list;
1907
1908                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1909
1910                 spin_unlock_irq(&cc->write_thread_lock);
1911
1912                 if (unlikely(kthread_should_stop())) {
1913                         set_current_state(TASK_RUNNING);
1914                         break;
1915                 }
1916
1917                 schedule();
1918
1919                 set_current_state(TASK_RUNNING);
1920                 spin_lock_irq(&cc->write_thread_lock);
1921                 goto continue_locked;
1922
1923 pop_from_list:
1924                 write_tree = cc->write_tree;
1925                 cc->write_tree = RB_ROOT;
1926                 spin_unlock_irq(&cc->write_thread_lock);
1927
1928                 BUG_ON(rb_parent(write_tree.rb_node));
1929
1930                 /*
1931                  * Note: we cannot walk the tree here with rb_next because
1932                  * the structures may be freed when kcryptd_io_write is called.
1933                  */
1934                 blk_start_plug(&plug);
1935                 do {
1936                         io = crypt_io_from_node(rb_first(&write_tree));
1937                         rb_erase(&io->rb_node, &write_tree);
1938                         kcryptd_io_write(io);
1939                 } while (!RB_EMPTY_ROOT(&write_tree));
1940                 blk_finish_plug(&plug);
1941         }
1942         return 0;
1943 }
1944
1945 static void kcryptd_crypt_write_io_submit(struct dm_crypt_io *io, int async)
1946 {
1947         struct bio *clone = io->ctx.bio_out;
1948         struct crypt_config *cc = io->cc;
1949         unsigned long flags;
1950         sector_t sector;
1951         struct rb_node **rbp, *parent;
1952
1953         if (unlikely(io->error)) {
1954                 crypt_free_buffer_pages(cc, clone);
1955                 bio_put(clone);
1956                 crypt_dec_pending(io);
1957                 return;
1958         }
1959
1960         /* crypt_convert should have filled the clone bio */
1961         BUG_ON(io->ctx.iter_out.bi_size);
1962
1963         clone->bi_iter.bi_sector = cc->start + io->sector;
1964
1965         if ((likely(!async) && test_bit(DM_CRYPT_NO_OFFLOAD, &cc->flags)) ||
1966             test_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags)) {
1967                 dm_submit_bio_remap(io->base_bio, clone);
1968                 return;
1969         }
1970
1971         spin_lock_irqsave(&cc->write_thread_lock, flags);
1972         if (RB_EMPTY_ROOT(&cc->write_tree))
1973                 wake_up_process(cc->write_thread);
1974         rbp = &cc->write_tree.rb_node;
1975         parent = NULL;
1976         sector = io->sector;
1977         while (*rbp) {
1978                 parent = *rbp;
1979                 if (sector < crypt_io_from_node(parent)->sector)
1980                         rbp = &(*rbp)->rb_left;
1981                 else
1982                         rbp = &(*rbp)->rb_right;
1983         }
1984         rb_link_node(&io->rb_node, parent, rbp);
1985         rb_insert_color(&io->rb_node, &cc->write_tree);
1986         spin_unlock_irqrestore(&cc->write_thread_lock, flags);
1987 }
1988
1989 static bool kcryptd_crypt_write_inline(struct crypt_config *cc,
1990                                        struct convert_context *ctx)
1991
1992 {
1993         if (!test_bit(DM_CRYPT_WRITE_INLINE, &cc->flags))
1994                 return false;
1995
1996         /*
1997          * Note: zone append writes (REQ_OP_ZONE_APPEND) do not have ordering
1998          * constraints so they do not need to be issued inline by
1999          * kcryptd_crypt_write_convert().
2000          */
2001         switch (bio_op(ctx->bio_in)) {
2002         case REQ_OP_WRITE:
2003         case REQ_OP_WRITE_ZEROES:
2004                 return true;
2005         default:
2006                 return false;
2007         }
2008 }
2009
2010 static void kcryptd_crypt_write_continue(struct work_struct *work)
2011 {
2012         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
2013         struct crypt_config *cc = io->cc;
2014         struct convert_context *ctx = &io->ctx;
2015         int crypt_finished;
2016         sector_t sector = io->sector;
2017         blk_status_t r;
2018
2019         wait_for_completion(&ctx->restart);
2020         reinit_completion(&ctx->restart);
2021
2022         r = crypt_convert(cc, &io->ctx, true, false);
2023         if (r)
2024                 io->error = r;
2025         crypt_finished = atomic_dec_and_test(&ctx->cc_pending);
2026         if (!crypt_finished && kcryptd_crypt_write_inline(cc, ctx)) {
2027                 /* Wait for completion signaled by kcryptd_async_done() */
2028                 wait_for_completion(&ctx->restart);
2029                 crypt_finished = 1;
2030         }
2031
2032         /* Encryption was already finished, submit io now */
2033         if (crypt_finished) {
2034                 kcryptd_crypt_write_io_submit(io, 0);
2035                 io->sector = sector;
2036         }
2037
2038         crypt_dec_pending(io);
2039 }
2040
2041 static void kcryptd_crypt_write_convert(struct dm_crypt_io *io)
2042 {
2043         struct crypt_config *cc = io->cc;
2044         struct convert_context *ctx = &io->ctx;
2045         struct bio *clone;
2046         int crypt_finished;
2047         sector_t sector = io->sector;
2048         blk_status_t r;
2049
2050         /*
2051          * Prevent io from disappearing until this function completes.
2052          */
2053         crypt_inc_pending(io);
2054         crypt_convert_init(cc, ctx, NULL, io->base_bio, sector);
2055
2056         clone = crypt_alloc_buffer(io, io->base_bio->bi_iter.bi_size);
2057         if (unlikely(!clone)) {
2058                 io->error = BLK_STS_IOERR;
2059                 goto dec;
2060         }
2061
2062         io->ctx.bio_out = clone;
2063         io->ctx.iter_out = clone->bi_iter;
2064
2065         sector += bio_sectors(clone);
2066
2067         crypt_inc_pending(io);
2068         r = crypt_convert(cc, ctx,
2069                           test_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags), true);
2070         /*
2071          * Crypto API backlogged the request, because its queue was full
2072          * and we're in softirq context, so continue from a workqueue
2073          * (TODO: is it actually possible to be in softirq in the write path?)
2074          */
2075         if (r == BLK_STS_DEV_RESOURCE) {
2076                 INIT_WORK(&io->work, kcryptd_crypt_write_continue);
2077                 queue_work(cc->crypt_queue, &io->work);
2078                 return;
2079         }
2080         if (r)
2081                 io->error = r;
2082         crypt_finished = atomic_dec_and_test(&ctx->cc_pending);
2083         if (!crypt_finished && kcryptd_crypt_write_inline(cc, ctx)) {
2084                 /* Wait for completion signaled by kcryptd_async_done() */
2085                 wait_for_completion(&ctx->restart);
2086                 crypt_finished = 1;
2087         }
2088
2089         /* Encryption was already finished, submit io now */
2090         if (crypt_finished) {
2091                 kcryptd_crypt_write_io_submit(io, 0);
2092                 io->sector = sector;
2093         }
2094
2095 dec:
2096         crypt_dec_pending(io);
2097 }
2098
2099 static void kcryptd_crypt_read_done(struct dm_crypt_io *io)
2100 {
2101         crypt_dec_pending(io);
2102 }
2103
2104 static void kcryptd_crypt_read_continue(struct work_struct *work)
2105 {
2106         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
2107         struct crypt_config *cc = io->cc;
2108         blk_status_t r;
2109
2110         wait_for_completion(&io->ctx.restart);
2111         reinit_completion(&io->ctx.restart);
2112
2113         r = crypt_convert(cc, &io->ctx, true, false);
2114         if (r)
2115                 io->error = r;
2116
2117         if (atomic_dec_and_test(&io->ctx.cc_pending))
2118                 kcryptd_crypt_read_done(io);
2119
2120         crypt_dec_pending(io);
2121 }
2122
2123 static void kcryptd_crypt_read_convert(struct dm_crypt_io *io)
2124 {
2125         struct crypt_config *cc = io->cc;
2126         blk_status_t r;
2127
2128         crypt_inc_pending(io);
2129
2130         crypt_convert_init(cc, &io->ctx, io->base_bio, io->base_bio,
2131                            io->sector);
2132
2133         r = crypt_convert(cc, &io->ctx,
2134                           test_bit(DM_CRYPT_NO_READ_WORKQUEUE, &cc->flags), true);
2135         /*
2136          * Crypto API backlogged the request, because its queue was full
2137          * and we're in softirq context, so continue from a workqueue
2138          */
2139         if (r == BLK_STS_DEV_RESOURCE) {
2140                 INIT_WORK(&io->work, kcryptd_crypt_read_continue);
2141                 queue_work(cc->crypt_queue, &io->work);
2142                 return;
2143         }
2144         if (r)
2145                 io->error = r;
2146
2147         if (atomic_dec_and_test(&io->ctx.cc_pending))
2148                 kcryptd_crypt_read_done(io);
2149
2150         crypt_dec_pending(io);
2151 }
2152
2153 static void kcryptd_async_done(void *data, int error)
2154 {
2155         struct dm_crypt_request *dmreq = data;
2156         struct convert_context *ctx = dmreq->ctx;
2157         struct dm_crypt_io *io = container_of(ctx, struct dm_crypt_io, ctx);
2158         struct crypt_config *cc = io->cc;
2159
2160         /*
2161          * A request from crypto driver backlog is going to be processed now,
2162          * finish the completion and continue in crypt_convert().
2163          * (Callback will be called for the second time for this request.)
2164          */
2165         if (error == -EINPROGRESS) {
2166                 complete(&ctx->restart);
2167                 return;
2168         }
2169
2170         if (!error && cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->post)
2171                 error = cc->iv_gen_ops->post(cc, org_iv_of_dmreq(cc, dmreq), dmreq);
2172
2173         if (error == -EBADMSG) {
2174                 sector_t s = le64_to_cpu(*org_sector_of_dmreq(cc, dmreq));
2175
2176                 DMERR_LIMIT("%pg: INTEGRITY AEAD ERROR, sector %llu",
2177                             ctx->bio_in->bi_bdev, s);
2178                 dm_audit_log_bio(DM_MSG_PREFIX, "integrity-aead",
2179                                  ctx->bio_in, s, 0);
2180                 io->error = BLK_STS_PROTECTION;
2181         } else if (error < 0)
2182                 io->error = BLK_STS_IOERR;
2183
2184         crypt_free_req(cc, req_of_dmreq(cc, dmreq), io->base_bio);
2185
2186         if (!atomic_dec_and_test(&ctx->cc_pending))
2187                 return;
2188
2189         /*
2190          * The request is fully completed: for inline writes, let
2191          * kcryptd_crypt_write_convert() do the IO submission.
2192          */
2193         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ) {
2194                 kcryptd_crypt_read_done(io);
2195                 return;
2196         }
2197
2198         if (kcryptd_crypt_write_inline(cc, ctx)) {
2199                 complete(&ctx->restart);
2200                 return;
2201         }
2202
2203         kcryptd_crypt_write_io_submit(io, 1);
2204 }
2205
2206 static void kcryptd_crypt(struct work_struct *work)
2207 {
2208         struct dm_crypt_io *io = container_of(work, struct dm_crypt_io, work);
2209
2210         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ)
2211                 kcryptd_crypt_read_convert(io);
2212         else
2213                 kcryptd_crypt_write_convert(io);
2214 }
2215
2216 static void kcryptd_crypt_tasklet(unsigned long work)
2217 {
2218         kcryptd_crypt((struct work_struct *)work);
2219 }
2220
2221 static void kcryptd_queue_crypt(struct dm_crypt_io *io)
2222 {
2223         struct crypt_config *cc = io->cc;
2224
2225         if ((bio_data_dir(io->base_bio) == READ && test_bit(DM_CRYPT_NO_READ_WORKQUEUE, &cc->flags)) ||
2226             (bio_data_dir(io->base_bio) == WRITE && test_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags))) {
2227                 /*
2228                  * in_hardirq(): Crypto API's skcipher_walk_first() refuses to work in hard IRQ context.
2229                  * irqs_disabled(): the kernel may run some IO completion from the idle thread, but
2230                  * it is being executed with irqs disabled.
2231                  */
2232                 if (in_hardirq() || irqs_disabled()) {
2233                         tasklet_init(&io->tasklet, kcryptd_crypt_tasklet, (unsigned long)&io->work);
2234                         tasklet_schedule(&io->tasklet);
2235                         return;
2236                 }
2237
2238                 kcryptd_crypt(&io->work);
2239                 return;
2240         }
2241
2242         INIT_WORK(&io->work, kcryptd_crypt);
2243         queue_work(cc->crypt_queue, &io->work);
2244 }
2245
2246 static void crypt_free_tfms_aead(struct crypt_config *cc)
2247 {
2248         if (!cc->cipher_tfm.tfms_aead)
2249                 return;
2250
2251         if (cc->cipher_tfm.tfms_aead[0] && !IS_ERR(cc->cipher_tfm.tfms_aead[0])) {
2252                 crypto_free_aead(cc->cipher_tfm.tfms_aead[0]);
2253                 cc->cipher_tfm.tfms_aead[0] = NULL;
2254         }
2255
2256         kfree(cc->cipher_tfm.tfms_aead);
2257         cc->cipher_tfm.tfms_aead = NULL;
2258 }
2259
2260 static void crypt_free_tfms_skcipher(struct crypt_config *cc)
2261 {
2262         unsigned int i;
2263
2264         if (!cc->cipher_tfm.tfms)
2265                 return;
2266
2267         for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++)
2268                 if (cc->cipher_tfm.tfms[i] && !IS_ERR(cc->cipher_tfm.tfms[i])) {
2269                         crypto_free_skcipher(cc->cipher_tfm.tfms[i]);
2270                         cc->cipher_tfm.tfms[i] = NULL;
2271                 }
2272
2273         kfree(cc->cipher_tfm.tfms);
2274         cc->cipher_tfm.tfms = NULL;
2275 }
2276
2277 static void crypt_free_tfms(struct crypt_config *cc)
2278 {
2279         if (crypt_integrity_aead(cc))
2280                 crypt_free_tfms_aead(cc);
2281         else
2282                 crypt_free_tfms_skcipher(cc);
2283 }
2284
2285 static int crypt_alloc_tfms_skcipher(struct crypt_config *cc, char *ciphermode)
2286 {
2287         unsigned int i;
2288         int err;
2289
2290         cc->cipher_tfm.tfms = kcalloc(cc->tfms_count,
2291                                       sizeof(struct crypto_skcipher *),
2292                                       GFP_KERNEL);
2293         if (!cc->cipher_tfm.tfms)
2294                 return -ENOMEM;
2295
2296         for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++) {
2297                 cc->cipher_tfm.tfms[i] = crypto_alloc_skcipher(ciphermode, 0,
2298                                                 CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY);
2299                 if (IS_ERR(cc->cipher_tfm.tfms[i])) {
2300                         err = PTR_ERR(cc->cipher_tfm.tfms[i]);
2301                         crypt_free_tfms(cc);
2302                         return err;
2303                 }
2304         }
2305
2306         /*
2307          * dm-crypt performance can vary greatly depending on which crypto
2308          * algorithm implementation is used.  Help people debug performance
2309          * problems by logging the ->cra_driver_name.
2310          */
2311         DMDEBUG_LIMIT("%s using implementation \"%s\"", ciphermode,
2312                crypto_skcipher_alg(any_tfm(cc))->base.cra_driver_name);
2313         return 0;
2314 }
2315
2316 static int crypt_alloc_tfms_aead(struct crypt_config *cc, char *ciphermode)
2317 {
2318         int err;
2319
2320         cc->cipher_tfm.tfms = kmalloc(sizeof(struct crypto_aead *), GFP_KERNEL);
2321         if (!cc->cipher_tfm.tfms)
2322                 return -ENOMEM;
2323
2324         cc->cipher_tfm.tfms_aead[0] = crypto_alloc_aead(ciphermode, 0,
2325                                                 CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY);
2326         if (IS_ERR(cc->cipher_tfm.tfms_aead[0])) {
2327                 err = PTR_ERR(cc->cipher_tfm.tfms_aead[0]);
2328                 crypt_free_tfms(cc);
2329                 return err;
2330         }
2331
2332         DMDEBUG_LIMIT("%s using implementation \"%s\"", ciphermode,
2333                crypto_aead_alg(any_tfm_aead(cc))->base.cra_driver_name);
2334         return 0;
2335 }
2336
2337 static int crypt_alloc_tfms(struct crypt_config *cc, char *ciphermode)
2338 {
2339         if (crypt_integrity_aead(cc))
2340                 return crypt_alloc_tfms_aead(cc, ciphermode);
2341         else
2342                 return crypt_alloc_tfms_skcipher(cc, ciphermode);
2343 }
2344
2345 static unsigned int crypt_subkey_size(struct crypt_config *cc)
2346 {
2347         return (cc->key_size - cc->key_extra_size) >> ilog2(cc->tfms_count);
2348 }
2349
2350 static unsigned int crypt_authenckey_size(struct crypt_config *cc)
2351 {
2352         return crypt_subkey_size(cc) + RTA_SPACE(sizeof(struct crypto_authenc_key_param));
2353 }
2354
2355 /*
2356  * If AEAD is composed like authenc(hmac(sha256),xts(aes)),
2357  * the key must be for some reason in special format.
2358  * This funcion converts cc->key to this special format.
2359  */
2360 static void crypt_copy_authenckey(char *p, const void *key,
2361                                   unsigned int enckeylen, unsigned int authkeylen)
2362 {
2363         struct crypto_authenc_key_param *param;
2364         struct rtattr *rta;
2365
2366         rta = (struct rtattr *)p;
2367         param = RTA_DATA(rta);
2368         param->enckeylen = cpu_to_be32(enckeylen);
2369         rta->rta_len = RTA_LENGTH(sizeof(*param));
2370         rta->rta_type = CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM;
2371         p += RTA_SPACE(sizeof(*param));
2372         memcpy(p, key + enckeylen, authkeylen);
2373         p += authkeylen;
2374         memcpy(p, key, enckeylen);
2375 }
2376
2377 static int crypt_setkey(struct crypt_config *cc)
2378 {
2379         unsigned int subkey_size;
2380         int err = 0, i, r;
2381
2382         /* Ignore extra keys (which are used for IV etc) */
2383         subkey_size = crypt_subkey_size(cc);
2384
2385         if (crypt_integrity_hmac(cc)) {
2386                 if (subkey_size < cc->key_mac_size)
2387                         return -EINVAL;
2388
2389                 crypt_copy_authenckey(cc->authenc_key, cc->key,
2390                                       subkey_size - cc->key_mac_size,
2391                                       cc->key_mac_size);
2392         }
2393
2394         for (i = 0; i < cc->tfms_count; i++) {
2395                 if (crypt_integrity_hmac(cc))
2396                         r = crypto_aead_setkey(cc->cipher_tfm.tfms_aead[i],
2397                                 cc->authenc_key, crypt_authenckey_size(cc));
2398                 else if (crypt_integrity_aead(cc))
2399                         r = crypto_aead_setkey(cc->cipher_tfm.tfms_aead[i],
2400                                                cc->key + (i * subkey_size),
2401                                                subkey_size);
2402                 else
2403                         r = crypto_skcipher_setkey(cc->cipher_tfm.tfms[i],
2404                                                    cc->key + (i * subkey_size),
2405                                                    subkey_size);
2406                 if (r)
2407                         err = r;
2408         }
2409
2410         if (crypt_integrity_hmac(cc))
2411                 memzero_explicit(cc->authenc_key, crypt_authenckey_size(cc));
2412
2413         return err;
2414 }
2415
2416 #ifdef CONFIG_KEYS
2417
2418 static bool contains_whitespace(const char *str)
2419 {
2420         while (*str)
2421                 if (isspace(*str++))
2422                         return true;
2423         return false;
2424 }
2425
2426 static int set_key_user(struct crypt_config *cc, struct key *key)
2427 {
2428         const struct user_key_payload *ukp;
2429
2430         ukp = user_key_payload_locked(key);
2431         if (!ukp)
2432                 return -EKEYREVOKED;
2433
2434         if (cc->key_size != ukp->datalen)
2435                 return -EINVAL;
2436
2437         memcpy(cc->key, ukp->data, cc->key_size);
2438
2439         return 0;
2440 }
2441
2442 static int set_key_encrypted(struct crypt_config *cc, struct key *key)
2443 {
2444         const struct encrypted_key_payload *ekp;
2445
2446         ekp = key->payload.data[0];
2447         if (!ekp)
2448                 return -EKEYREVOKED;
2449
2450         if (cc->key_size != ekp->decrypted_datalen)
2451                 return -EINVAL;
2452
2453         memcpy(cc->key, ekp->decrypted_data, cc->key_size);
2454
2455         return 0;
2456 }
2457
2458 static int set_key_trusted(struct crypt_config *cc, struct key *key)
2459 {
2460         const struct trusted_key_payload *tkp;
2461
2462         tkp = key->payload.data[0];
2463         if (!tkp)
2464                 return -EKEYREVOKED;
2465
2466         if (cc->key_size != tkp->key_len)
2467                 return -EINVAL;
2468
2469         memcpy(cc->key, tkp->key, cc->key_size);
2470
2471         return 0;
2472 }
2473
2474 static int crypt_set_keyring_key(struct crypt_config *cc, const char *key_string)
2475 {
2476         char *new_key_string, *key_desc;
2477         int ret;
2478         struct key_type *type;
2479         struct key *key;
2480         int (*set_key)(struct crypt_config *cc, struct key *key);
2481
2482         /*
2483          * Reject key_string with whitespace. dm core currently lacks code for
2484          * proper whitespace escaping in arguments on DM_TABLE_STATUS path.
2485          */
2486         if (contains_whitespace(key_string)) {
2487                 DMERR("whitespace chars not allowed in key string");
2488                 return -EINVAL;
2489         }
2490
2491         /* look for next ':' separating key_type from key_description */
2492         key_desc = strchr(key_string, ':');
2493         if (!key_desc || key_desc == key_string || !strlen(key_desc + 1))
2494                 return -EINVAL;
2495
2496         if (!strncmp(key_string, "logon:", key_desc - key_string + 1)) {
2497                 type = &key_type_logon;
2498                 set_key = set_key_user;
2499         } else if (!strncmp(key_string, "user:", key_desc - key_string + 1)) {
2500                 type = &key_type_user;
2501                 set_key = set_key_user;
2502         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_ENCRYPTED_KEYS) &&
2503                    !strncmp(key_string, "encrypted:", key_desc - key_string + 1)) {
2504                 type = &key_type_encrypted;
2505                 set_key = set_key_encrypted;
2506         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_TRUSTED_KEYS) &&
2507                    !strncmp(key_string, "trusted:", key_desc - key_string + 1)) {
2508                 type = &key_type_trusted;
2509                 set_key = set_key_trusted;
2510         } else {
2511                 return -EINVAL;
2512         }
2513
2514         new_key_string = kstrdup(key_string, GFP_KERNEL);
2515         if (!new_key_string)
2516                 return -ENOMEM;
2517
2518         key = request_key(type, key_desc + 1, NULL);
2519         if (IS_ERR(key)) {
2520                 kfree_sensitive(new_key_string);
2521                 return PTR_ERR(key);
2522         }
2523
2524         down_read(&key->sem);
2525
2526         ret = set_key(cc, key);
2527         if (ret < 0) {
2528                 up_read(&key->sem);
2529                 key_put(key);
2530                 kfree_sensitive(new_key_string);
2531                 return ret;
2532         }
2533
2534         up_read(&key->sem);
2535         key_put(key);
2536
2537         /* clear the flag since following operations may invalidate previously valid key */
2538         clear_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
2539
2540         ret = crypt_setkey(cc);
2541
2542         if (!ret) {
2543                 set_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
2544                 kfree_sensitive(cc->key_string);
2545                 cc->key_string = new_key_string;
2546         } else
2547                 kfree_sensitive(new_key_string);
2548
2549         return ret;
2550 }
2551
2552 static int get_key_size(char **key_string)
2553 {
2554         char *colon, dummy;
2555         int ret;
2556
2557         if (*key_string[0] != ':')
2558                 return strlen(*key_string) >> 1;
2559
2560         /* look for next ':' in key string */
2561         colon = strpbrk(*key_string + 1, ":");
2562         if (!colon)
2563                 return -EINVAL;
2564
2565         if (sscanf(*key_string + 1, "%u%c", &ret, &dummy) != 2 || dummy != ':')
2566                 return -EINVAL;
2567
2568         *key_string = colon;
2569
2570         /* remaining key string should be :<logon|user>:<key_desc> */
2571
2572         return ret;
2573 }
2574
2575 #else
2576
2577 static int crypt_set_keyring_key(struct crypt_config *cc, const char *key_string)
2578 {
2579         return -EINVAL;
2580 }
2581
2582 static int get_key_size(char **key_string)
2583 {
2584         return (*key_string[0] == ':') ? -EINVAL : (int)(strlen(*key_string) >> 1);
2585 }
2586
2587 #endif /* CONFIG_KEYS */
2588
2589 static int crypt_set_key(struct crypt_config *cc, char *key)
2590 {
2591         int r = -EINVAL;
2592         int key_string_len = strlen(key);
2593
2594         /* Hyphen (which gives a key_size of zero) means there is no key. */
2595         if (!cc->key_size && strcmp(key, "-"))
2596                 goto out;
2597
2598         /* ':' means the key is in kernel keyring, short-circuit normal key processing */
2599         if (key[0] == ':') {
2600                 r = crypt_set_keyring_key(cc, key + 1);
2601                 goto out;
2602         }
2603
2604         /* clear the flag since following operations may invalidate previously valid key */
2605         clear_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
2606
2607         /* wipe references to any kernel keyring key */
2608         kfree_sensitive(cc->key_string);
2609         cc->key_string = NULL;
2610
2611         /* Decode key from its hex representation. */
2612         if (cc->key_size && hex2bin(cc->key, key, cc->key_size) < 0)
2613                 goto out;
2614
2615         r = crypt_setkey(cc);
2616         if (!r)
2617                 set_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
2618
2619 out:
2620         /* Hex key string not needed after here, so wipe it. */
2621         memset(key, '0', key_string_len);
2622
2623         return r;
2624 }
2625
2626 static int crypt_wipe_key(struct crypt_config *cc)
2627 {
2628         int r;
2629
2630         clear_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags);
2631         get_random_bytes(&cc->key, cc->key_size);
2632
2633         /* Wipe IV private keys */
2634         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->wipe) {
2635                 r = cc->iv_gen_ops->wipe(cc);
2636                 if (r)
2637                         return r;
2638         }
2639
2640         kfree_sensitive(cc->key_string);
2641         cc->key_string = NULL;
2642         r = crypt_setkey(cc);
2643         memset(&cc->key, 0, cc->key_size * sizeof(u8));
2644
2645         return r;
2646 }
2647
2648 static void crypt_calculate_pages_per_client(void)
2649 {
2650         unsigned long pages = (totalram_pages() - totalhigh_pages()) * DM_CRYPT_MEMORY_PERCENT / 100;
2651
2652         if (!dm_crypt_clients_n)
2653                 return;
2654
2655         pages /= dm_crypt_clients_n;
2656         if (pages < DM_CRYPT_MIN_PAGES_PER_CLIENT)
2657                 pages = DM_CRYPT_MIN_PAGES_PER_CLIENT;
2658         dm_crypt_pages_per_client = pages;
2659 }
2660
2661 static void *crypt_page_alloc(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
2662 {
2663         struct crypt_config *cc = pool_data;
2664         struct page *page;
2665
2666         /*
2667          * Note, percpu_counter_read_positive() may over (and under) estimate
2668          * the current usage by at most (batch - 1) * num_online_cpus() pages,
2669          * but avoids potential spinlock contention of an exact result.
2670          */
2671         if (unlikely(percpu_counter_read_positive(&cc->n_allocated_pages) >= dm_crypt_pages_per_client) &&
2672             likely(gfp_mask & __GFP_NORETRY))
2673                 return NULL;
2674
2675         page = alloc_page(gfp_mask);
2676         if (likely(page != NULL))
2677                 percpu_counter_add(&cc->n_allocated_pages, 1);
2678
2679         return page;
2680 }
2681
2682 static void crypt_page_free(void *page, void *pool_data)
2683 {
2684         struct crypt_config *cc = pool_data;
2685
2686         __free_page(page);
2687         percpu_counter_sub(&cc->n_allocated_pages, 1);
2688 }
2689
2690 static void crypt_dtr(struct dm_target *ti)
2691 {
2692         struct crypt_config *cc = ti->private;
2693
2694         ti->private = NULL;
2695
2696         if (!cc)
2697                 return;
2698
2699         if (cc->write_thread)
2700                 kthread_stop(cc->write_thread);
2701
2702         if (cc->io_queue)
2703                 destroy_workqueue(cc->io_queue);
2704         if (cc->crypt_queue)
2705                 destroy_workqueue(cc->crypt_queue);
2706
2707         crypt_free_tfms(cc);
2708
2709         bioset_exit(&cc->bs);
2710
2711         mempool_exit(&cc->page_pool);
2712         mempool_exit(&cc->req_pool);
2713         mempool_exit(&cc->tag_pool);
2714
2715         WARN_ON(percpu_counter_sum(&cc->n_allocated_pages) != 0);
2716         percpu_counter_destroy(&cc->n_allocated_pages);
2717
2718         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->dtr)
2719                 cc->iv_gen_ops->dtr(cc);
2720
2721         if (cc->dev)
2722                 dm_put_device(ti, cc->dev);
2723
2724         kfree_sensitive(cc->cipher_string);
2725         kfree_sensitive(cc->key_string);
2726         kfree_sensitive(cc->cipher_auth);
2727         kfree_sensitive(cc->authenc_key);
2728
2729         mutex_destroy(&cc->bio_alloc_lock);
2730
2731         /* Must zero key material before freeing */
2732         kfree_sensitive(cc);
2733
2734         spin_lock(&dm_crypt_clients_lock);
2735         WARN_ON(!dm_crypt_clients_n);
2736         dm_crypt_clients_n--;
2737         crypt_calculate_pages_per_client();
2738         spin_unlock(&dm_crypt_clients_lock);
2739
2740         dm_audit_log_dtr(DM_MSG_PREFIX, ti, 1);
2741 }
2742
2743 static int crypt_ctr_ivmode(struct dm_target *ti, const char *ivmode)
2744 {
2745         struct crypt_config *cc = ti->private;
2746
2747         if (crypt_integrity_aead(cc))
2748                 cc->iv_size = crypto_aead_ivsize(any_tfm_aead(cc));
2749         else
2750                 cc->iv_size = crypto_skcipher_ivsize(any_tfm(cc));
2751
2752         if (cc->iv_size)
2753                 /* at least a 64 bit sector number should fit in our buffer */
2754                 cc->iv_size = max(cc->iv_size,
2755                                   (unsigned int)(sizeof(u64) / sizeof(u8)));
2756         else if (ivmode) {
2757                 DMWARN("Selected cipher does not support IVs");
2758                 ivmode = NULL;
2759         }
2760
2761         /* Choose ivmode, see comments at iv code. */
2762         if (ivmode == NULL)
2763                 cc->iv_gen_ops = NULL;
2764         else if (strcmp(ivmode, "plain") == 0)
2765                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_plain_ops;
2766         else if (strcmp(ivmode, "plain64") == 0)
2767                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_plain64_ops;
2768         else if (strcmp(ivmode, "plain64be") == 0)
2769                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_plain64be_ops;
2770         else if (strcmp(ivmode, "essiv") == 0)
2771                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_essiv_ops;
2772         else if (strcmp(ivmode, "benbi") == 0)
2773                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_benbi_ops;
2774         else if (strcmp(ivmode, "null") == 0)
2775                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_null_ops;
2776         else if (strcmp(ivmode, "eboiv") == 0)
2777                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_eboiv_ops;
2778         else if (strcmp(ivmode, "elephant") == 0) {
2779                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_elephant_ops;
2780                 cc->key_parts = 2;
2781                 cc->key_extra_size = cc->key_size / 2;
2782                 if (cc->key_extra_size > ELEPHANT_MAX_KEY_SIZE)
2783                         return -EINVAL;
2784                 set_bit(CRYPT_ENCRYPT_PREPROCESS, &cc->cipher_flags);
2785         } else if (strcmp(ivmode, "lmk") == 0) {
2786                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_lmk_ops;
2787                 /*
2788                  * Version 2 and 3 is recognised according
2789                  * to length of provided multi-key string.
2790                  * If present (version 3), last key is used as IV seed.
2791                  * All keys (including IV seed) are always the same size.
2792                  */
2793                 if (cc->key_size % cc->key_parts) {
2794                         cc->key_parts++;
2795                         cc->key_extra_size = cc->key_size / cc->key_parts;
2796                 }
2797         } else if (strcmp(ivmode, "tcw") == 0) {
2798                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_tcw_ops;
2799                 cc->key_parts += 2; /* IV + whitening */
2800                 cc->key_extra_size = cc->iv_size + TCW_WHITENING_SIZE;
2801         } else if (strcmp(ivmode, "random") == 0) {
2802                 cc->iv_gen_ops = &crypt_iv_random_ops;
2803                 /* Need storage space in integrity fields. */
2804                 cc->integrity_iv_size = cc->iv_size;
2805         } else {
2806                 ti->error = "Invalid IV mode";
2807                 return -EINVAL;
2808         }
2809
2810         return 0;
2811 }
2812
2813 /*
2814  * Workaround to parse HMAC algorithm from AEAD crypto API spec.
2815  * The HMAC is needed to calculate tag size (HMAC digest size).
2816  * This should be probably done by crypto-api calls (once available...)
2817  */
2818 static int crypt_ctr_auth_cipher(struct crypt_config *cc, char *cipher_api)
2819 {
2820         char *start, *end, *mac_alg = NULL;
2821         struct crypto_ahash *mac;
2822
2823         if (!strstarts(cipher_api, "authenc("))
2824                 return 0;
2825
2826         start = strchr(cipher_api, '(');
2827         end = strchr(cipher_api, ',');
2828         if (!start || !end || ++start > end)
2829                 return -EINVAL;
2830
2831         mac_alg = kzalloc(end - start + 1, GFP_KERNEL);
2832         if (!mac_alg)
2833                 return -ENOMEM;
2834         strncpy(mac_alg, start, end - start);
2835
2836         mac = crypto_alloc_ahash(mac_alg, 0, CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY);
2837         kfree(mac_alg);
2838
2839         if (IS_ERR(mac))
2840                 return PTR_ERR(mac);
2841
2842         cc->key_mac_size = crypto_ahash_digestsize(mac);
2843         crypto_free_ahash(mac);
2844
2845         cc->authenc_key = kmalloc(crypt_authenckey_size(cc), GFP_KERNEL);
2846         if (!cc->authenc_key)
2847                 return -ENOMEM;
2848
2849         return 0;
2850 }
2851
2852 static int crypt_ctr_cipher_new(struct dm_target *ti, char *cipher_in, char *key,
2853                                 char **ivmode, char **ivopts)
2854 {
2855         struct crypt_config *cc = ti->private;
2856         char *tmp, *cipher_api, buf[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
2857         int ret = -EINVAL;
2858
2859         cc->tfms_count = 1;
2860
2861         /*
2862          * New format (capi: prefix)
2863          * capi:cipher_api_spec-iv:ivopts
2864          */
2865         tmp = &cipher_in[strlen("capi:")];
2866
2867         /* Separate IV options if present, it can contain another '-' in hash name */
2868         *ivopts = strrchr(tmp, ':');
2869         if (*ivopts) {
2870                 **ivopts = '\0';
2871                 (*ivopts)++;
2872         }
2873         /* Parse IV mode */
2874         *ivmode = strrchr(tmp, '-');
2875         if (*ivmode) {
2876                 **ivmode = '\0';
2877                 (*ivmode)++;
2878         }
2879         /* The rest is crypto API spec */
2880         cipher_api = tmp;
2881
2882         /* Alloc AEAD, can be used only in new format. */
2883         if (crypt_integrity_aead(cc)) {
2884                 ret = crypt_ctr_auth_cipher(cc, cipher_api);
2885                 if (ret < 0) {
2886                         ti->error = "Invalid AEAD cipher spec";
2887                         return -ENOMEM;
2888                 }
2889         }
2890
2891         if (*ivmode && !strcmp(*ivmode, "lmk"))
2892                 cc->tfms_count = 64;
2893
2894         if (*ivmode && !strcmp(*ivmode, "essiv")) {
2895                 if (!*ivopts) {
2896                         ti->error = "Digest algorithm missing for ESSIV mode";
2897                         return -EINVAL;
2898                 }
2899                 ret = snprintf(buf, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "essiv(%s,%s)",
2900                                cipher_api, *ivopts);
2901                 if (ret < 0 || ret >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
2902                         ti->error = "Cannot allocate cipher string";
2903                         return -ENOMEM;
2904                 }
2905                 cipher_api = buf;
2906         }
2907
2908         cc->key_parts = cc->tfms_count;
2909
2910         /* Allocate cipher */
2911         ret = crypt_alloc_tfms(cc, cipher_api);
2912         if (ret < 0) {
2913                 ti->error = "Error allocating crypto tfm";
2914                 return ret;
2915         }
2916
2917         if (crypt_integrity_aead(cc))
2918                 cc->iv_size = crypto_aead_ivsize(any_tfm_aead(cc));
2919         else
2920                 cc->iv_size = crypto_skcipher_ivsize(any_tfm(cc));
2921
2922         return 0;
2923 }
2924
2925 static int crypt_ctr_cipher_old(struct dm_target *ti, char *cipher_in, char *key,
2926                                 char **ivmode, char **ivopts)
2927 {
2928         struct crypt_config *cc = ti->private;
2929         char *tmp, *cipher, *chainmode, *keycount;
2930         char *cipher_api = NULL;
2931         int ret = -EINVAL;
2932         char dummy;
2933
2934         if (strchr(cipher_in, '(') || crypt_integrity_aead(cc)) {
2935                 ti->error = "Bad cipher specification";
2936                 return -EINVAL;
2937         }
2938
2939         /*
2940          * Legacy dm-crypt cipher specification
2941          * cipher[:keycount]-mode-iv:ivopts
2942          */
2943         tmp = cipher_in;
2944         keycount = strsep(&tmp, "-");
2945         cipher = strsep(&keycount, ":");
2946
2947         if (!keycount)
2948                 cc->tfms_count = 1;
2949         else if (sscanf(keycount, "%u%c", &cc->tfms_count, &dummy) != 1 ||
2950                  !is_power_of_2(cc->tfms_count)) {
2951                 ti->error = "Bad cipher key count specification";
2952                 return -EINVAL;
2953         }
2954         cc->key_parts = cc->tfms_count;
2955
2956         chainmode = strsep(&tmp, "-");
2957         *ivmode = strsep(&tmp, ":");
2958         *ivopts = tmp;
2959
2960         /*
2961          * For compatibility with the original dm-crypt mapping format, if
2962          * only the cipher name is supplied, use cbc-plain.
2963          */
2964         if (!chainmode || (!strcmp(chainmode, "plain") && !*ivmode)) {
2965                 chainmode = "cbc";
2966                 *ivmode = "plain";
2967         }
2968
2969         if (strcmp(chainmode, "ecb") && !*ivmode) {
2970                 ti->error = "IV mechanism required";
2971                 return -EINVAL;
2972         }
2973
2974         cipher_api = kmalloc(CRYPTO_MAX_ALG_NAME, GFP_KERNEL);
2975         if (!cipher_api)
2976                 goto bad_mem;
2977
2978         if (*ivmode && !strcmp(*ivmode, "essiv")) {
2979                 if (!*ivopts) {
2980                         ti->error = "Digest algorithm missing for ESSIV mode";
2981                         kfree(cipher_api);
2982                         return -EINVAL;
2983                 }
2984                 ret = snprintf(cipher_api, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
2985                                "essiv(%s(%s),%s)", chainmode, cipher, *ivopts);
2986         } else {
2987                 ret = snprintf(cipher_api, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
2988                                "%s(%s)", chainmode, cipher);
2989         }
2990         if (ret < 0 || ret >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME) {
2991                 kfree(cipher_api);
2992                 goto bad_mem;
2993         }
2994
2995         /* Allocate cipher */
2996         ret = crypt_alloc_tfms(cc, cipher_api);
2997         if (ret < 0) {
2998                 ti->error = "Error allocating crypto tfm";
2999                 kfree(cipher_api);
3000                 return ret;
3001         }
3002         kfree(cipher_api);
3003
3004         return 0;
3005 bad_mem:
3006         ti->error = "Cannot allocate cipher strings";
3007         return -ENOMEM;
3008 }
3009
3010 static int crypt_ctr_cipher(struct dm_target *ti, char *cipher_in, char *key)
3011 {
3012         struct crypt_config *cc = ti->private;
3013         char *ivmode = NULL, *ivopts = NULL;
3014         int ret;
3015
3016         cc->cipher_string = kstrdup(cipher_in, GFP_KERNEL);
3017         if (!cc->cipher_string) {
3018                 ti->error = "Cannot allocate cipher strings";
3019                 return -ENOMEM;
3020         }
3021
3022         if (strstarts(cipher_in, "capi:"))
3023                 ret = crypt_ctr_cipher_new(ti, cipher_in, key, &ivmode, &ivopts);
3024         else
3025                 ret = crypt_ctr_cipher_old(ti, cipher_in, key, &ivmode, &ivopts);
3026         if (ret)
3027                 return ret;
3028
3029         /* Initialize IV */
3030         ret = crypt_ctr_ivmode(ti, ivmode);
3031         if (ret < 0)
3032                 return ret;
3033
3034         /* Initialize and set key */
3035         ret = crypt_set_key(cc, key);
3036         if (ret < 0) {
3037                 ti->error = "Error decoding and setting key";
3038                 return ret;
3039         }
3040
3041         /* Allocate IV */
3042         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->ctr) {
3043                 ret = cc->iv_gen_ops->ctr(cc, ti, ivopts);
3044                 if (ret < 0) {
3045                         ti->error = "Error creating IV";
3046                         return ret;
3047                 }
3048         }
3049
3050         /* Initialize IV (set keys for ESSIV etc) */
3051         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->init) {
3052                 ret = cc->iv_gen_ops->init(cc);
3053                 if (ret < 0) {
3054                         ti->error = "Error initialising IV";
3055                         return ret;
3056                 }
3057         }
3058
3059         /* wipe the kernel key payload copy */
3060         if (cc->key_string)
3061                 memset(cc->key, 0, cc->key_size * sizeof(u8));
3062
3063         return ret;
3064 }
3065
3066 static int crypt_ctr_optional(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
3067 {
3068         struct crypt_config *cc = ti->private;
3069         struct dm_arg_set as;
3070         static const struct dm_arg _args[] = {
3071                 {0, 8, "Invalid number of feature args"},
3072         };
3073         unsigned int opt_params, val;
3074         const char *opt_string, *sval;
3075         char dummy;
3076         int ret;
3077
3078         /* Optional parameters */
3079         as.argc = argc;
3080         as.argv = argv;
3081
3082         ret = dm_read_arg_group(_args, &as, &opt_params, &ti->error);
3083         if (ret)
3084                 return ret;
3085
3086         while (opt_params--) {
3087                 opt_string = dm_shift_arg(&as);
3088                 if (!opt_string) {
3089                         ti->error = "Not enough feature arguments";
3090                         return -EINVAL;
3091                 }
3092
3093                 if (!strcasecmp(opt_string, "allow_discards"))
3094                         ti->num_discard_bios = 1;
3095
3096                 else if (!strcasecmp(opt_string, "same_cpu_crypt"))
3097                         set_bit(DM_CRYPT_SAME_CPU, &cc->flags);
3098
3099                 else if (!strcasecmp(opt_string, "submit_from_crypt_cpus"))
3100                         set_bit(DM_CRYPT_NO_OFFLOAD, &cc->flags);
3101                 else if (!strcasecmp(opt_string, "no_read_workqueue"))
3102                         set_bit(DM_CRYPT_NO_READ_WORKQUEUE, &cc->flags);
3103                 else if (!strcasecmp(opt_string, "no_write_workqueue"))
3104                         set_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags);
3105                 else if (sscanf(opt_string, "integrity:%u:", &val) == 1) {
3106                         if (val == 0 || val > MAX_TAG_SIZE) {
3107                                 ti->error = "Invalid integrity arguments";
3108                                 return -EINVAL;
3109                         }
3110                         cc->on_disk_tag_size = val;
3111                         sval = strchr(opt_string + strlen("integrity:"), ':') + 1;
3112                         if (!strcasecmp(sval, "aead")) {
3113                                 set_bit(CRYPT_MODE_INTEGRITY_AEAD, &cc->cipher_flags);
3114                         } else  if (strcasecmp(sval, "none")) {
3115                                 ti->error = "Unknown integrity profile";
3116                                 return -EINVAL;
3117                         }
3118
3119                         cc->cipher_auth = kstrdup(sval, GFP_KERNEL);
3120                         if (!cc->cipher_auth)
3121                                 return -ENOMEM;
3122                 } else if (sscanf(opt_string, "sector_size:%hu%c", &cc->sector_size, &dummy) == 1) {
3123                         if (cc->sector_size < (1 << SECTOR_SHIFT) ||
3124                             cc->sector_size > 4096 ||
3125                             (cc->sector_size & (cc->sector_size - 1))) {
3126                                 ti->error = "Invalid feature value for sector_size";
3127                                 return -EINVAL;
3128                         }
3129                         if (ti->len & ((cc->sector_size >> SECTOR_SHIFT) - 1)) {
3130                                 ti->error = "Device size is not multiple of sector_size feature";
3131                                 return -EINVAL;
3132                         }
3133                         cc->sector_shift = __ffs(cc->sector_size) - SECTOR_SHIFT;
3134                 } else if (!strcasecmp(opt_string, "iv_large_sectors"))
3135                         set_bit(CRYPT_IV_LARGE_SECTORS, &cc->cipher_flags);
3136                 else {
3137                         ti->error = "Invalid feature arguments";
3138                         return -EINVAL;
3139                 }
3140         }
3141
3142         return 0;
3143 }
3144
3145 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_ZONED
3146 static int crypt_report_zones(struct dm_target *ti,
3147                 struct dm_report_zones_args *args, unsigned int nr_zones)
3148 {
3149         struct crypt_config *cc = ti->private;
3150
3151         return dm_report_zones(cc->dev->bdev, cc->start,
3152                         cc->start + dm_target_offset(ti, args->next_sector),
3153                         args, nr_zones);
3154 }
3155 #else
3156 #define crypt_report_zones NULL
3157 #endif
3158
3159 /*
3160  * Construct an encryption mapping:
3161  * <cipher> [<key>|:<key_size>:<user|logon>:<key_description>] <iv_offset> <dev_path> <start>
3162  */
3163 static int crypt_ctr(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv)
3164 {
3165         struct crypt_config *cc;
3166         const char *devname = dm_table_device_name(ti->table);
3167         int key_size;
3168         unsigned int align_mask;
3169         unsigned long long tmpll;
3170         int ret;
3171         size_t iv_size_padding, additional_req_size;
3172         char dummy;
3173
3174         if (argc < 5) {
3175                 ti->error = "Not enough arguments";
3176                 return -EINVAL;
3177         }
3178
3179         key_size = get_key_size(&argv[1]);
3180         if (key_size < 0) {
3181                 ti->error = "Cannot parse key size";
3182                 return -EINVAL;
3183         }
3184
3185         cc = kzalloc(struct_size(cc, key, key_size), GFP_KERNEL);
3186         if (!cc) {
3187                 ti->error = "Cannot allocate encryption context";
3188                 return -ENOMEM;
3189         }
3190         cc->key_size = key_size;
3191         cc->sector_size = (1 << SECTOR_SHIFT);
3192         cc->sector_shift = 0;
3193
3194         ti->private = cc;
3195
3196         spin_lock(&dm_crypt_clients_lock);
3197         dm_crypt_clients_n++;
3198         crypt_calculate_pages_per_client();
3199         spin_unlock(&dm_crypt_clients_lock);
3200
3201         ret = percpu_counter_init(&cc->n_allocated_pages, 0, GFP_KERNEL);
3202         if (ret < 0)
3203                 goto bad;
3204
3205         /* Optional parameters need to be read before cipher constructor */
3206         if (argc > 5) {
3207                 ret = crypt_ctr_optional(ti, argc - 5, &argv[5]);
3208                 if (ret)
3209                         goto bad;
3210         }
3211
3212         ret = crypt_ctr_cipher(ti, argv[0], argv[1]);
3213         if (ret < 0)
3214                 goto bad;
3215
3216         if (crypt_integrity_aead(cc)) {
3217                 cc->dmreq_start = sizeof(struct aead_request);
3218                 cc->dmreq_start += crypto_aead_reqsize(any_tfm_aead(cc));
3219                 align_mask = crypto_aead_alignmask(any_tfm_aead(cc));
3220         } else {
3221                 cc->dmreq_start = sizeof(struct skcipher_request);
3222                 cc->dmreq_start += crypto_skcipher_reqsize(any_tfm(cc));
3223                 align_mask = crypto_skcipher_alignmask(any_tfm(cc));
3224         }
3225         cc->dmreq_start = ALIGN(cc->dmreq_start, __alignof__(struct dm_crypt_request));
3226
3227         if (align_mask < CRYPTO_MINALIGN) {
3228                 /* Allocate the padding exactly */
3229                 iv_size_padding = -(cc->dmreq_start + sizeof(struct dm_crypt_request))
3230                                 & align_mask;
3231         } else {
3232                 /*
3233                  * If the cipher requires greater alignment than kmalloc
3234                  * alignment, we don't know the exact position of the
3235                  * initialization vector. We must assume worst case.
3236                  */
3237                 iv_size_padding = align_mask;
3238         }
3239
3240         /*  ...| IV + padding | original IV | original sec. number | bio tag offset | */
3241         additional_req_size = sizeof(struct dm_crypt_request) +
3242                 iv_size_padding + cc->iv_size +
3243                 cc->iv_size +
3244                 sizeof(uint64_t) +
3245                 sizeof(unsigned int);
3246
3247         ret = mempool_init_kmalloc_pool(&cc->req_pool, MIN_IOS, cc->dmreq_start + additional_req_size);
3248         if (ret) {
3249                 ti->error = "Cannot allocate crypt request mempool";
3250                 goto bad;
3251         }
3252
3253         cc->per_bio_data_size = ti->per_io_data_size =
3254                 ALIGN(sizeof(struct dm_crypt_io) + cc->dmreq_start + additional_req_size,
3255                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN);
3256
3257         ret = mempool_init(&cc->page_pool, BIO_MAX_VECS, crypt_page_alloc, crypt_page_free, cc);
3258         if (ret) {
3259                 ti->error = "Cannot allocate page mempool";
3260                 goto bad;
3261         }
3262
3263         ret = bioset_init(&cc->bs, MIN_IOS, 0, BIOSET_NEED_BVECS);
3264         if (ret) {
3265                 ti->error = "Cannot allocate crypt bioset";
3266                 goto bad;
3267         }
3268
3269         mutex_init(&cc->bio_alloc_lock);
3270
3271         ret = -EINVAL;
3272         if ((sscanf(argv[2], "%llu%c", &tmpll, &dummy) != 1) ||
3273             (tmpll & ((cc->sector_size >> SECTOR_SHIFT) - 1))) {
3274                 ti->error = "Invalid iv_offset sector";
3275                 goto bad;
3276         }
3277         cc->iv_offset = tmpll;
3278
3279         ret = dm_get_device(ti, argv[3], dm_table_get_mode(ti->table), &cc->dev);
3280         if (ret) {
3281                 ti->error = "Device lookup failed";
3282                 goto bad;
3283         }
3284
3285         ret = -EINVAL;
3286         if (sscanf(argv[4], "%llu%c", &tmpll, &dummy) != 1 || tmpll != (sector_t)tmpll) {
3287                 ti->error = "Invalid device sector";
3288                 goto bad;
3289         }
3290         cc->start = tmpll;
3291
3292         if (bdev_is_zoned(cc->dev->bdev)) {
3293                 /*
3294                  * For zoned block devices, we need to preserve the issuer write
3295                  * ordering. To do so, disable write workqueues and force inline
3296                  * encryption completion.
3297                  */
3298                 set_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags);
3299                 set_bit(DM_CRYPT_WRITE_INLINE, &cc->flags);
3300
3301                 /*
3302                  * All zone append writes to a zone of a zoned block device will
3303                  * have the same BIO sector, the start of the zone. When the
3304                  * cypher IV mode uses sector values, all data targeting a
3305                  * zone will be encrypted using the first sector numbers of the
3306                  * zone. This will not result in write errors but will
3307                  * cause most reads to fail as reads will use the sector values
3308                  * for the actual data locations, resulting in IV mismatch.
3309                  * To avoid this problem, ask DM core to emulate zone append
3310                  * operations with regular writes.
3311                  */
3312                 DMDEBUG("Zone append operations will be emulated");
3313                 ti->emulate_zone_append = true;
3314         }
3315
3316         if (crypt_integrity_aead(cc) || cc->integrity_iv_size) {
3317                 ret = crypt_integrity_ctr(cc, ti);
3318                 if (ret)
3319                         goto bad;
3320
3321                 cc->tag_pool_max_sectors = POOL_ENTRY_SIZE / cc->on_disk_tag_size;
3322                 if (!cc->tag_pool_max_sectors)
3323                         cc->tag_pool_max_sectors = 1;
3324
3325                 ret = mempool_init_kmalloc_pool(&cc->tag_pool, MIN_IOS,
3326                         cc->tag_pool_max_sectors * cc->on_disk_tag_size);
3327                 if (ret) {
3328                         ti->error = "Cannot allocate integrity tags mempool";
3329                         goto bad;
3330                 }
3331
3332                 cc->tag_pool_max_sectors <<= cc->sector_shift;
3333         }
3334
3335         ret = -ENOMEM;
3336         cc->io_queue = alloc_workqueue("kcryptd_io/%s", WQ_MEM_RECLAIM, 1, devname);
3337         if (!cc->io_queue) {
3338                 ti->error = "Couldn't create kcryptd io queue";
3339                 goto bad;
3340         }
3341
3342         if (test_bit(DM_CRYPT_SAME_CPU, &cc->flags))
3343                 cc->crypt_queue = alloc_workqueue("kcryptd/%s", WQ_CPU_INTENSIVE | WQ_MEM_RECLAIM,
3344                                                   1, devname);
3345         else
3346                 cc->crypt_queue = alloc_workqueue("kcryptd/%s",
3347                                                   WQ_CPU_INTENSIVE | WQ_MEM_RECLAIM | WQ_UNBOUND,
3348                                                   num_online_cpus(), devname);
3349         if (!cc->crypt_queue) {
3350                 ti->error = "Couldn't create kcryptd queue";
3351                 goto bad;
3352         }
3353
3354         spin_lock_init(&cc->write_thread_lock);
3355         cc->write_tree = RB_ROOT;
3356
3357         cc->write_thread = kthread_run(dmcrypt_write, cc, "dmcrypt_write/%s", devname);
3358         if (IS_ERR(cc->write_thread)) {
3359                 ret = PTR_ERR(cc->write_thread);
3360                 cc->write_thread = NULL;
3361                 ti->error = "Couldn't spawn write thread";
3362                 goto bad;
3363         }
3364
3365         ti->num_flush_bios = 1;
3366         ti->limit_swap_bios = true;
3367         ti->accounts_remapped_io = true;
3368
3369         dm_audit_log_ctr(DM_MSG_PREFIX, ti, 1);
3370         return 0;
3371
3372 bad:
3373         dm_audit_log_ctr(DM_MSG_PREFIX, ti, 0);
3374         crypt_dtr(ti);
3375         return ret;
3376 }
3377
3378 static int crypt_map(struct dm_target *ti, struct bio *bio)
3379 {
3380         struct dm_crypt_io *io;
3381         struct crypt_config *cc = ti->private;
3382
3383         /*
3384          * If bio is REQ_PREFLUSH or REQ_OP_DISCARD, just bypass crypt queues.
3385          * - for REQ_PREFLUSH device-mapper core ensures that no IO is in-flight
3386          * - for REQ_OP_DISCARD caller must use flush if IO ordering matters
3387          */
3388         if (unlikely(bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH ||
3389             bio_op(bio) == REQ_OP_DISCARD)) {
3390                 bio_set_dev(bio, cc->dev->bdev);
3391                 if (bio_sectors(bio))
3392                         bio->bi_iter.bi_sector = cc->start +
3393                                 dm_target_offset(ti, bio->bi_iter.bi_sector);
3394                 return DM_MAPIO_REMAPPED;
3395         }
3396
3397         /*
3398          * Check if bio is too large, split as needed.
3399          */
3400         if (unlikely(bio->bi_iter.bi_size > (BIO_MAX_VECS << PAGE_SHIFT)) &&
3401             (bio_data_dir(bio) == WRITE || cc->on_disk_tag_size))
3402                 dm_accept_partial_bio(bio, ((BIO_MAX_VECS << PAGE_SHIFT) >> SECTOR_SHIFT));
3403
3404         /*
3405          * Ensure that bio is a multiple of internal sector encryption size
3406          * and is aligned to this size as defined in IO hints.
3407          */
3408         if (unlikely((bio->bi_iter.bi_sector & ((cc->sector_size >> SECTOR_SHIFT) - 1)) != 0))
3409                 return DM_MAPIO_KILL;
3410
3411         if (unlikely(bio->bi_iter.bi_size & (cc->sector_size - 1)))
3412                 return DM_MAPIO_KILL;
3413
3414         io = dm_per_bio_data(bio, cc->per_bio_data_size);
3415         crypt_io_init(io, cc, bio, dm_target_offset(ti, bio->bi_iter.bi_sector));
3416
3417         if (cc->on_disk_tag_size) {
3418                 unsigned int tag_len = cc->on_disk_tag_size * (bio_sectors(bio) >> cc->sector_shift);
3419
3420                 if (unlikely(tag_len > KMALLOC_MAX_SIZE))
3421                         io->integrity_metadata = NULL;
3422                 else
3423                         io->integrity_metadata = kmalloc(tag_len, GFP_NOIO | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3424
3425                 if (unlikely(!io->integrity_metadata)) {
3426                         if (bio_sectors(bio) > cc->tag_pool_max_sectors)
3427                                 dm_accept_partial_bio(bio, cc->tag_pool_max_sectors);
3428                         io->integrity_metadata = mempool_alloc(&cc->tag_pool, GFP_NOIO);
3429                         io->integrity_metadata_from_pool = true;
3430                 }
3431         }
3432
3433         if (crypt_integrity_aead(cc))
3434                 io->ctx.r.req_aead = (struct aead_request *)(io + 1);
3435         else
3436                 io->ctx.r.req = (struct skcipher_request *)(io + 1);
3437
3438         if (bio_data_dir(io->base_bio) == READ) {
3439                 if (kcryptd_io_read(io, CRYPT_MAP_READ_GFP))
3440                         kcryptd_queue_read(io);
3441         } else
3442                 kcryptd_queue_crypt(io);
3443
3444         return DM_MAPIO_SUBMITTED;
3445 }
3446
3447 static char hex2asc(unsigned char c)
3448 {
3449         return c + '0' + ((unsigned int)(9 - c) >> 4 & 0x27);
3450 }
3451
3452 static void crypt_status(struct dm_target *ti, status_type_t type,
3453                          unsigned int status_flags, char *result, unsigned int maxlen)
3454 {
3455         struct crypt_config *cc = ti->private;
3456         unsigned int i, sz = 0;
3457         int num_feature_args = 0;
3458
3459         switch (type) {
3460         case STATUSTYPE_INFO:
3461                 result[0] = '\0';
3462                 break;
3463
3464         case STATUSTYPE_TABLE:
3465                 DMEMIT("%s ", cc->cipher_string);
3466
3467                 if (cc->key_size > 0) {
3468                         if (cc->key_string)
3469                                 DMEMIT(":%u:%s", cc->key_size, cc->key_string);
3470                         else {
3471                                 for (i = 0; i < cc->key_size; i++) {
3472                                         DMEMIT("%c%c", hex2asc(cc->key[i] >> 4),
3473                                                hex2asc(cc->key[i] & 0xf));
3474                                 }
3475                         }
3476                 } else
3477                         DMEMIT("-");
3478
3479                 DMEMIT(" %llu %s %llu", (unsigned long long)cc->iv_offset,
3480                                 cc->dev->name, (unsigned long long)cc->start);
3481
3482                 num_feature_args += !!ti->num_discard_bios;
3483                 num_feature_args += test_bit(DM_CRYPT_SAME_CPU, &cc->flags);
3484                 num_feature_args += test_bit(DM_CRYPT_NO_OFFLOAD, &cc->flags);
3485                 num_feature_args += test_bit(DM_CRYPT_NO_READ_WORKQUEUE, &cc->flags);
3486                 num_feature_args += test_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags);
3487                 num_feature_args += cc->sector_size != (1 << SECTOR_SHIFT);
3488                 num_feature_args += test_bit(CRYPT_IV_LARGE_SECTORS, &cc->cipher_flags);
3489                 if (cc->on_disk_tag_size)
3490                         num_feature_args++;
3491                 if (num_feature_args) {
3492                         DMEMIT(" %d", num_feature_args);
3493                         if (ti->num_discard_bios)
3494                                 DMEMIT(" allow_discards");
3495                         if (test_bit(DM_CRYPT_SAME_CPU, &cc->flags))
3496                                 DMEMIT(" same_cpu_crypt");
3497                         if (test_bit(DM_CRYPT_NO_OFFLOAD, &cc->flags))
3498                                 DMEMIT(" submit_from_crypt_cpus");
3499                         if (test_bit(DM_CRYPT_NO_READ_WORKQUEUE, &cc->flags))
3500                                 DMEMIT(" no_read_workqueue");
3501                         if (test_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags))
3502                                 DMEMIT(" no_write_workqueue");
3503                         if (cc->on_disk_tag_size)
3504                                 DMEMIT(" integrity:%u:%s", cc->on_disk_tag_size, cc->cipher_auth);
3505                         if (cc->sector_size != (1 << SECTOR_SHIFT))
3506                                 DMEMIT(" sector_size:%d", cc->sector_size);
3507                         if (test_bit(CRYPT_IV_LARGE_SECTORS, &cc->cipher_flags))
3508                                 DMEMIT(" iv_large_sectors");
3509                 }
3510                 break;
3511
3512         case STATUSTYPE_IMA:
3513                 DMEMIT_TARGET_NAME_VERSION(ti->type);
3514                 DMEMIT(",allow_discards=%c", ti->num_discard_bios ? 'y' : 'n');
3515                 DMEMIT(",same_cpu_crypt=%c", test_bit(DM_CRYPT_SAME_CPU, &cc->flags) ? 'y' : 'n');
3516                 DMEMIT(",submit_from_crypt_cpus=%c", test_bit(DM_CRYPT_NO_OFFLOAD, &cc->flags) ?
3517                        'y' : 'n');
3518                 DMEMIT(",no_read_workqueue=%c", test_bit(DM_CRYPT_NO_READ_WORKQUEUE, &cc->flags) ?
3519                        'y' : 'n');
3520                 DMEMIT(",no_write_workqueue=%c", test_bit(DM_CRYPT_NO_WRITE_WORKQUEUE, &cc->flags) ?
3521                        'y' : 'n');
3522                 DMEMIT(",iv_large_sectors=%c", test_bit(CRYPT_IV_LARGE_SECTORS, &cc->cipher_flags) ?
3523                        'y' : 'n');
3524
3525                 if (cc->on_disk_tag_size)
3526                         DMEMIT(",integrity_tag_size=%u,cipher_auth=%s",
3527                                cc->on_disk_tag_size, cc->cipher_auth);
3528                 if (cc->sector_size != (1 << SECTOR_SHIFT))
3529                         DMEMIT(",sector_size=%d", cc->sector_size);
3530                 if (cc->cipher_string)
3531                         DMEMIT(",cipher_string=%s", cc->cipher_string);
3532
3533                 DMEMIT(",key_size=%u", cc->key_size);
3534                 DMEMIT(",key_parts=%u", cc->key_parts);
3535                 DMEMIT(",key_extra_size=%u", cc->key_extra_size);
3536                 DMEMIT(",key_mac_size=%u", cc->key_mac_size);
3537                 DMEMIT(";");
3538                 break;
3539         }
3540 }
3541
3542 static void crypt_postsuspend(struct dm_target *ti)
3543 {
3544         struct crypt_config *cc = ti->private;
3545
3546         set_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags);
3547 }
3548
3549 static int crypt_preresume(struct dm_target *ti)
3550 {
3551         struct crypt_config *cc = ti->private;
3552
3553         if (!test_bit(DM_CRYPT_KEY_VALID, &cc->flags)) {
3554                 DMERR("aborting resume - crypt key is not set.");
3555                 return -EAGAIN;
3556         }
3557
3558         return 0;
3559 }
3560
3561 static void crypt_resume(struct dm_target *ti)
3562 {
3563         struct crypt_config *cc = ti->private;
3564
3565         clear_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags);
3566 }
3567
3568 /* Message interface
3569  *      key set <key>
3570  *      key wipe
3571  */
3572 static int crypt_message(struct dm_target *ti, unsigned int argc, char **argv,
3573                          char *result, unsigned int maxlen)
3574 {
3575         struct crypt_config *cc = ti->private;
3576         int key_size, ret = -EINVAL;
3577
3578         if (argc < 2)
3579                 goto error;
3580
3581         if (!strcasecmp(argv[0], "key")) {
3582                 if (!test_bit(DM_CRYPT_SUSPENDED, &cc->flags)) {
3583                         DMWARN("not suspended during key manipulation.");
3584                         return -EINVAL;
3585                 }
3586                 if (argc == 3 && !strcasecmp(argv[1], "set")) {
3587                         /* The key size may not be changed. */
3588                         key_size = get_key_size(&argv[2]);
3589                         if (key_size < 0 || cc->key_size != key_size) {
3590                                 memset(argv[2], '0', strlen(argv[2]));
3591                                 return -EINVAL;
3592                         }
3593
3594                         ret = crypt_set_key(cc, argv[2]);
3595                         if (ret)
3596                                 return ret;
3597                         if (cc->iv_gen_ops && cc->iv_gen_ops->init)
3598                                 ret = cc->iv_gen_ops->init(cc);
3599                         /* wipe the kernel key payload copy */
3600                         if (cc->key_string)
3601                                 memset(cc->key, 0, cc->key_size * sizeof(u8));
3602                         return ret;
3603                 }
3604                 if (argc == 2 && !strcasecmp(argv[1], "wipe"))
3605                         return crypt_wipe_key(cc);
3606         }
3607
3608 error:
3609         DMWARN("unrecognised message received.");
3610         return -EINVAL;
3611 }
3612
3613 static int crypt_iterate_devices(struct dm_target *ti,
3614                                  iterate_devices_callout_fn fn, void *data)
3615 {
3616         struct crypt_config *cc = ti->private;
3617
3618         return fn(ti, cc->dev, cc->start, ti->len, data);
3619 }
3620
3621 static void crypt_io_hints(struct dm_target *ti, struct queue_limits *limits)
3622 {
3623         struct crypt_config *cc = ti->private;
3624
3625         /*
3626          * Unfortunate constraint that is required to avoid the potential
3627          * for exceeding underlying device's max_segments limits -- due to
3628          * crypt_alloc_buffer() possibly allocating pages for the encryption
3629          * bio that are not as physically contiguous as the original bio.
3630          */
3631         limits->max_segment_size = PAGE_SIZE;
3632
3633         limits->logical_block_size =
3634                 max_t(unsigned int, limits->logical_block_size, cc->sector_size);
3635         limits->physical_block_size =
3636                 max_t(unsigned int, limits->physical_block_size, cc->sector_size);
3637         limits->io_min = max_t(unsigned int, limits->io_min, cc->sector_size);
3638         limits->dma_alignment = limits->logical_block_size - 1;
3639 }
3640
3641 static struct target_type crypt_target = {
3642         .name   = "crypt",
3643         .version = {1, 24, 0},
3644         .module = THIS_MODULE,
3645         .ctr    = crypt_ctr,
3646         .dtr    = crypt_dtr,
3647         .features = DM_TARGET_ZONED_HM,
3648         .report_zones = crypt_report_zones,
3649         .map    = crypt_map,
3650         .status = crypt_status,
3651         .postsuspend = crypt_postsuspend,
3652         .preresume = crypt_preresume,
3653         .resume = crypt_resume,
3654         .message = crypt_message,
3655         .iterate_devices = crypt_iterate_devices,
3656         .io_hints = crypt_io_hints,
3657 };
3658
3659 static int __init dm_crypt_init(void)
3660 {
3661         int r;
3662
3663         r = dm_register_target(&crypt_target);
3664         if (r < 0)
3665                 DMERR("register failed %d", r);
3666
3667         return r;
3668 }
3669
3670 static void __exit dm_crypt_exit(void)
3671 {
3672         dm_unregister_target(&crypt_target);
3673 }
3674
3675 module_init(dm_crypt_init);
3676 module_exit(dm_crypt_exit);
3677
3678 MODULE_AUTHOR("Jana Saout <[email protected]>");
3679 MODULE_DESCRIPTION(DM_NAME " target for transparent encryption / decryption");
3680 MODULE_LICENSE("GPL");
This page took 0.252289 seconds and 4 git commands to generate.