Linux Kernel  3.7.1
 All Data Structures Namespaces Files Functions Variables Typedefs Enumerations Enumerator Macros Groups Pages
algif_skcipher.c
Go to the documentation of this file.
1 /*
2  * algif_skcipher: User-space interface for skcipher algorithms
3  *
4  * This file provides the user-space API for symmetric key ciphers.
5  *
6  * Copyright (c) 2010 Herbert Xu <[email protected]>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
9  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
11  * any later version.
12  *
13  */
14 
15 #include <crypto/scatterwalk.h>
16 #include <crypto/skcipher.h>
17 #include <crypto/if_alg.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/list.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/mm.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/net.h>
24 #include <net/sock.h>
25 
27  struct list_head list;
28 
29  int cur;
30 
31  struct scatterlist sg[0];
32 };
33 
34 struct skcipher_ctx {
35  struct list_head tsgl;
36  struct af_alg_sgl rsgl;
37 
38  void *iv;
39 
41 
42  unsigned used;
43 
44  unsigned int len;
45  bool more;
46  bool merge;
47  bool enc;
48 
50 };
51 
52 #define MAX_SGL_ENTS ((PAGE_SIZE - sizeof(struct skcipher_sg_list)) / \
53  sizeof(struct scatterlist) - 1)
54 
55 static inline int skcipher_sndbuf(struct sock *sk)
56 {
57  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
58  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
59 
60  return max_t(int, max_t(int, sk->sk_sndbuf & PAGE_MASK, PAGE_SIZE) -
61  ctx->used, 0);
62 }
63 
64 static inline bool skcipher_writable(struct sock *sk)
65 {
66  return PAGE_SIZE <= skcipher_sndbuf(sk);
67 }
68 
69 static int skcipher_alloc_sgl(struct sock *sk)
70 {
71  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
72  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
73  struct skcipher_sg_list *sgl;
74  struct scatterlist *sg = NULL;
75 
76  sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
77  if (!list_empty(&ctx->tsgl))
78  sg = sgl->sg;
79 
80  if (!sg || sgl->cur >= MAX_SGL_ENTS) {
81  sgl = sock_kmalloc(sk, sizeof(*sgl) +
82  sizeof(sgl->sg[0]) * (MAX_SGL_ENTS + 1),
83  GFP_KERNEL);
84  if (!sgl)
85  return -ENOMEM;
86 
87  sg_init_table(sgl->sg, MAX_SGL_ENTS + 1);
88  sgl->cur = 0;
89 
90  if (sg)
91  scatterwalk_sg_chain(sg, MAX_SGL_ENTS + 1, sgl->sg);
92 
93  list_add_tail(&sgl->list, &ctx->tsgl);
94  }
95 
96  return 0;
97 }
98 
99 static void skcipher_pull_sgl(struct sock *sk, int used)
100 {
101  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
102  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
103  struct skcipher_sg_list *sgl;
104  struct scatterlist *sg;
105  int i;
106 
107  while (!list_empty(&ctx->tsgl)) {
108  sgl = list_first_entry(&ctx->tsgl, struct skcipher_sg_list,
109  list);
110  sg = sgl->sg;
111 
112  for (i = 0; i < sgl->cur; i++) {
113  int plen = min_t(int, used, sg[i].length);
114 
115  if (!sg_page(sg + i))
116  continue;
117 
118  sg[i].length -= plen;
119  sg[i].offset += plen;
120 
121  used -= plen;
122  ctx->used -= plen;
123 
124  if (sg[i].length)
125  return;
126 
127  put_page(sg_page(sg + i));
128  sg_assign_page(sg + i, NULL);
129  }
130 
131  list_del(&sgl->list);
132  sock_kfree_s(sk, sgl,
133  sizeof(*sgl) + sizeof(sgl->sg[0]) *
134  (MAX_SGL_ENTS + 1));
135  }
136 
137  if (!ctx->used)
138  ctx->merge = 0;
139 }
140 
141 static void skcipher_free_sgl(struct sock *sk)
142 {
143  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
144  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
145 
146  skcipher_pull_sgl(sk, ctx->used);
147 }
148 
149 static int skcipher_wait_for_wmem(struct sock *sk, unsigned flags)
150 {
151  long timeout;
152  DEFINE_WAIT(wait);
153  int err = -ERESTARTSYS;
154 
155  if (flags & MSG_DONTWAIT)
156  return -EAGAIN;
157 
158  set_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
159 
160  for (;;) {
161  if (signal_pending(current))
162  break;
163  prepare_to_wait(sk_sleep(sk), &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
164  timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
165  if (sk_wait_event(sk, &timeout, skcipher_writable(sk))) {
166  err = 0;
167  break;
168  }
169  }
170  finish_wait(sk_sleep(sk), &wait);
171 
172  return err;
173 }
174 
175 static void skcipher_wmem_wakeup(struct sock *sk)
176 {
177  struct socket_wq *wq;
178 
179  if (!skcipher_writable(sk))
180  return;
181 
182  rcu_read_lock();
183  wq = rcu_dereference(sk->sk_wq);
184  if (wq_has_sleeper(wq))
186  POLLRDNORM |
187  POLLRDBAND);
188  sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_WAITD, POLL_IN);
189  rcu_read_unlock();
190 }
191 
192 static int skcipher_wait_for_data(struct sock *sk, unsigned flags)
193 {
194  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
195  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
196  long timeout;
197  DEFINE_WAIT(wait);
198  int err = -ERESTARTSYS;
199 
200  if (flags & MSG_DONTWAIT) {
201  return -EAGAIN;
202  }
203 
204  set_bit(SOCK_ASYNC_WAITDATA, &sk->sk_socket->flags);
205 
206  for (;;) {
207  if (signal_pending(current))
208  break;
209  prepare_to_wait(sk_sleep(sk), &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
210  timeout = MAX_SCHEDULE_TIMEOUT;
211  if (sk_wait_event(sk, &timeout, ctx->used)) {
212  err = 0;
213  break;
214  }
215  }
216  finish_wait(sk_sleep(sk), &wait);
217 
219 
220  return err;
221 }
222 
223 static void skcipher_data_wakeup(struct sock *sk)
224 {
225  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
226  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
227  struct socket_wq *wq;
228 
229  if (!ctx->used)
230  return;
231 
232  rcu_read_lock();
233  wq = rcu_dereference(sk->sk_wq);
234  if (wq_has_sleeper(wq))
236  POLLRDNORM |
237  POLLRDBAND);
238  sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_SPACE, POLL_OUT);
239  rcu_read_unlock();
240 }
241 
242 static int skcipher_sendmsg(struct kiocb *unused, struct socket *sock,
243  struct msghdr *msg, size_t size)
244 {
245  struct sock *sk = sock->sk;
246  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
247  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
248  struct crypto_ablkcipher *tfm = crypto_ablkcipher_reqtfm(&ctx->req);
249  unsigned ivsize = crypto_ablkcipher_ivsize(tfm);
250  struct skcipher_sg_list *sgl;
251  struct af_alg_control con = {};
252  long copied = 0;
253  bool enc = 0;
254  int err;
255  int i;
256 
257  if (msg->msg_controllen) {
258  err = af_alg_cmsg_send(msg, &con);
259  if (err)
260  return err;
261 
262  switch (con.op) {
263  case ALG_OP_ENCRYPT:
264  enc = 1;
265  break;
266  case ALG_OP_DECRYPT:
267  enc = 0;
268  break;
269  default:
270  return -EINVAL;
271  }
272 
273  if (con.iv && con.iv->ivlen != ivsize)
274  return -EINVAL;
275  }
276 
277  err = -EINVAL;
278 
279  lock_sock(sk);
280  if (!ctx->more && ctx->used)
281  goto unlock;
282 
283  if (!ctx->used) {
284  ctx->enc = enc;
285  if (con.iv)
286  memcpy(ctx->iv, con.iv->iv, ivsize);
287  }
288 
289  while (size) {
290  struct scatterlist *sg;
291  unsigned long len = size;
292  int plen;
293 
294  if (ctx->merge) {
295  sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev,
296  struct skcipher_sg_list, list);
297  sg = sgl->sg + sgl->cur - 1;
298  len = min_t(unsigned long, len,
299  PAGE_SIZE - sg->offset - sg->length);
300 
301  err = memcpy_fromiovec(page_address(sg_page(sg)) +
302  sg->offset + sg->length,
303  msg->msg_iov, len);
304  if (err)
305  goto unlock;
306 
307  sg->length += len;
308  ctx->merge = (sg->offset + sg->length) &
309  (PAGE_SIZE - 1);
310 
311  ctx->used += len;
312  copied += len;
313  size -= len;
314  continue;
315  }
316 
317  if (!skcipher_writable(sk)) {
318  err = skcipher_wait_for_wmem(sk, msg->msg_flags);
319  if (err)
320  goto unlock;
321  }
322 
323  len = min_t(unsigned long, len, skcipher_sndbuf(sk));
324 
325  err = skcipher_alloc_sgl(sk);
326  if (err)
327  goto unlock;
328 
329  sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
330  sg = sgl->sg;
331  do {
332  i = sgl->cur;
333  plen = min_t(int, len, PAGE_SIZE);
334 
335  sg_assign_page(sg + i, alloc_page(GFP_KERNEL));
336  err = -ENOMEM;
337  if (!sg_page(sg + i))
338  goto unlock;
339 
340  err = memcpy_fromiovec(page_address(sg_page(sg + i)),
341  msg->msg_iov, plen);
342  if (err) {
343  __free_page(sg_page(sg + i));
344  sg_assign_page(sg + i, NULL);
345  goto unlock;
346  }
347 
348  sg[i].length = plen;
349  len -= plen;
350  ctx->used += plen;
351  copied += plen;
352  size -= plen;
353  sgl->cur++;
354  } while (len && sgl->cur < MAX_SGL_ENTS);
355 
356  ctx->merge = plen & (PAGE_SIZE - 1);
357  }
358 
359  err = 0;
360 
361  ctx->more = msg->msg_flags & MSG_MORE;
362  if (!ctx->more && !list_empty(&ctx->tsgl))
363  sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
364 
365 unlock:
366  skcipher_data_wakeup(sk);
367  release_sock(sk);
368 
369  return copied ?: err;
370 }
371 
372 static ssize_t skcipher_sendpage(struct socket *sock, struct page *page,
373  int offset, size_t size, int flags)
374 {
375  struct sock *sk = sock->sk;
376  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
377  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
378  struct skcipher_sg_list *sgl;
379  int err = -EINVAL;
380 
381  lock_sock(sk);
382  if (!ctx->more && ctx->used)
383  goto unlock;
384 
385  if (!size)
386  goto done;
387 
388  if (!skcipher_writable(sk)) {
389  err = skcipher_wait_for_wmem(sk, flags);
390  if (err)
391  goto unlock;
392  }
393 
394  err = skcipher_alloc_sgl(sk);
395  if (err)
396  goto unlock;
397 
398  ctx->merge = 0;
399  sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
400 
401  get_page(page);
402  sg_set_page(sgl->sg + sgl->cur, page, size, offset);
403  sgl->cur++;
404  ctx->used += size;
405 
406 done:
407  ctx->more = flags & MSG_MORE;
408  if (!ctx->more && !list_empty(&ctx->tsgl))
409  sgl = list_entry(ctx->tsgl.prev, struct skcipher_sg_list, list);
410 
411 unlock:
412  skcipher_data_wakeup(sk);
413  release_sock(sk);
414 
415  return err ?: size;
416 }
417 
418 static int skcipher_recvmsg(struct kiocb *unused, struct socket *sock,
419  struct msghdr *msg, size_t ignored, int flags)
420 {
421  struct sock *sk = sock->sk;
422  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
423  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
424  unsigned bs = crypto_ablkcipher_blocksize(crypto_ablkcipher_reqtfm(
425  &ctx->req));
426  struct skcipher_sg_list *sgl;
427  struct scatterlist *sg;
428  unsigned long iovlen;
429  struct iovec *iov;
430  int err = -EAGAIN;
431  int used;
432  long copied = 0;
433 
434  lock_sock(sk);
435  for (iov = msg->msg_iov, iovlen = msg->msg_iovlen; iovlen > 0;
436  iovlen--, iov++) {
437  unsigned long seglen = iov->iov_len;
438  char __user *from = iov->iov_base;
439 
440  while (seglen) {
441  sgl = list_first_entry(&ctx->tsgl,
442  struct skcipher_sg_list, list);
443  sg = sgl->sg;
444 
445  while (!sg->length)
446  sg++;
447 
448  used = ctx->used;
449  if (!used) {
450  err = skcipher_wait_for_data(sk, flags);
451  if (err)
452  goto unlock;
453  }
454 
455  used = min_t(unsigned long, used, seglen);
456 
457  used = af_alg_make_sg(&ctx->rsgl, from, used, 1);
458  err = used;
459  if (err < 0)
460  goto unlock;
461 
462  if (ctx->more || used < ctx->used)
463  used -= used % bs;
464 
465  err = -EINVAL;
466  if (!used)
467  goto free;
468 
469  ablkcipher_request_set_crypt(&ctx->req, sg,
470  ctx->rsgl.sg, used,
471  ctx->iv);
472 
474  ctx->enc ?
475  crypto_ablkcipher_encrypt(&ctx->req) :
476  crypto_ablkcipher_decrypt(&ctx->req),
477  &ctx->completion);
478 
479 free:
480  af_alg_free_sg(&ctx->rsgl);
481 
482  if (err)
483  goto unlock;
484 
485  copied += used;
486  from += used;
487  seglen -= used;
488  skcipher_pull_sgl(sk, used);
489  }
490  }
491 
492  err = 0;
493 
494 unlock:
495  skcipher_wmem_wakeup(sk);
496  release_sock(sk);
497 
498  return copied ?: err;
499 }
500 
501 
502 static unsigned int skcipher_poll(struct file *file, struct socket *sock,
503  poll_table *wait)
504 {
505  struct sock *sk = sock->sk;
506  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
507  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
508  unsigned int mask;
509 
510  sock_poll_wait(file, sk_sleep(sk), wait);
511  mask = 0;
512 
513  if (ctx->used)
514  mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
515 
516  if (skcipher_writable(sk))
517  mask |= POLLOUT | POLLWRNORM | POLLWRBAND;
518 
519  return mask;
520 }
521 
522 static struct proto_ops algif_skcipher_ops = {
523  .family = PF_ALG,
524 
525  .connect = sock_no_connect,
526  .socketpair = sock_no_socketpair,
527  .getname = sock_no_getname,
528  .ioctl = sock_no_ioctl,
529  .listen = sock_no_listen,
530  .shutdown = sock_no_shutdown,
531  .getsockopt = sock_no_getsockopt,
532  .mmap = sock_no_mmap,
533  .bind = sock_no_bind,
534  .accept = sock_no_accept,
535  .setsockopt = sock_no_setsockopt,
536 
537  .release = af_alg_release,
538  .sendmsg = skcipher_sendmsg,
539  .sendpage = skcipher_sendpage,
540  .recvmsg = skcipher_recvmsg,
541  .poll = skcipher_poll,
542 };
543 
544 static void *skcipher_bind(const char *name, u32 type, u32 mask)
545 {
546  return crypto_alloc_ablkcipher(name, type, mask);
547 }
548 
549 static void skcipher_release(void *private)
550 {
551  crypto_free_ablkcipher(private);
552 }
553 
554 static int skcipher_setkey(void *private, const u8 *key, unsigned int keylen)
555 {
556  return crypto_ablkcipher_setkey(private, key, keylen);
557 }
558 
559 static void skcipher_sock_destruct(struct sock *sk)
560 {
561  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
562  struct skcipher_ctx *ctx = ask->private;
563  struct crypto_ablkcipher *tfm = crypto_ablkcipher_reqtfm(&ctx->req);
564 
565  skcipher_free_sgl(sk);
566  sock_kfree_s(sk, ctx->iv, crypto_ablkcipher_ivsize(tfm));
567  sock_kfree_s(sk, ctx, ctx->len);
568  af_alg_release_parent(sk);
569 }
570 
571 static int skcipher_accept_parent(void *private, struct sock *sk)
572 {
573  struct skcipher_ctx *ctx;
574  struct alg_sock *ask = alg_sk(sk);
575  unsigned int len = sizeof(*ctx) + crypto_ablkcipher_reqsize(private);
576 
577  ctx = sock_kmalloc(sk, len, GFP_KERNEL);
578  if (!ctx)
579  return -ENOMEM;
580 
581  ctx->iv = sock_kmalloc(sk, crypto_ablkcipher_ivsize(private),
582  GFP_KERNEL);
583  if (!ctx->iv) {
584  sock_kfree_s(sk, ctx, len);
585  return -ENOMEM;
586  }
587 
588  memset(ctx->iv, 0, crypto_ablkcipher_ivsize(private));
589 
590  INIT_LIST_HEAD(&ctx->tsgl);
591  ctx->len = len;
592  ctx->used = 0;
593  ctx->more = 0;
594  ctx->merge = 0;
595  ctx->enc = 0;
596  af_alg_init_completion(&ctx->completion);
597 
598  ask->private = ctx;
599 
600  ablkcipher_request_set_tfm(&ctx->req, private);
601  ablkcipher_request_set_callback(&ctx->req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
602  af_alg_complete, &ctx->completion);
603 
604  sk->sk_destruct = skcipher_sock_destruct;
605 
606  return 0;
607 }
608 
609 static const struct af_alg_type algif_type_skcipher = {
610  .bind = skcipher_bind,
611  .release = skcipher_release,
612  .setkey = skcipher_setkey,
613  .accept = skcipher_accept_parent,
614  .ops = &algif_skcipher_ops,
615  .name = "skcipher",
616  .owner = THIS_MODULE
617 };
618 
619 static int __init algif_skcipher_init(void)
620 {
621  return af_alg_register_type(&algif_type_skcipher);
622 }
623 
624 static void __exit algif_skcipher_exit(void)
625 {
626  int err = af_alg_unregister_type(&algif_type_skcipher);
627  BUG_ON(err);
628 }
629 
630 module_init(algif_skcipher_init);
631 module_exit(algif_skcipher_exit);
632 MODULE_LICENSE("GPL");