]> git.hungrycats.org Git - linux/commitdiff
smb: move LZ77 compression into common code
authorNamjae Jeon <linkinjeon@kernel.org>
Wed, 10 Jun 2026 09:44:55 +0000 (18:44 +0900)
committerSteve French <stfrench@microsoft.com>
Tue, 16 Jun 2026 23:57:21 +0000 (18:57 -0500)
Move the LZ77 codec in cifs.ko to smb/common/ so both the SMB
client and ksmbd can use it.

Signed-off-by: Namjae Jeon <linkinjeon@kernel.org>
Signed-off-by: Steve French <stfrench@microsoft.com>
fs/smb/client/Makefile
fs/smb/client/compress.c
fs/smb/client/compress.h
fs/smb/client/compress/lz77.c [deleted file]
fs/smb/client/compress/lz77.h [deleted file]
fs/smb/common/Makefile
fs/smb/common/compress/compress.h [new file with mode: 0644]
fs/smb/common/compress/lz77.c [new file with mode: 0644]
fs/smb/common/compress/lz77.h [new file with mode: 0644]

index 6e83b5204699c66b492ca474aa326d519354aa4a..fc6b9d35c96248402855261ae044a41e3fe5a6af 100644 (file)
@@ -42,7 +42,7 @@ cifs-$(CONFIG_CIFS_ALLOW_INSECURE_LEGACY) += \
        smb1session.o \
        smb1transport.o
 
-cifs-$(CONFIG_CIFS_COMPRESSION) += compress.o compress/lz77.o
+cifs-$(CONFIG_CIFS_COMPRESSION) += compress.o
 
 ifneq ($(CONFIG_CIFS_ALLOW_INSECURE_LEGACY),)
 #
index be9023f841e691703c22540612b7304e8ce86bd1..8f08609707414d660773e284306d4b0d4d334468 100644 (file)
@@ -22,7 +22,7 @@
 #include "cifsproto.h"
 #include "smb2proto.h"
 
-#include "compress/lz77.h"
+#include "../common/compress/lz77.h"
 #include "compress.h"
 
 /*
@@ -44,6 +44,11 @@ struct bucket {
        unsigned int count;
 };
 
+static inline size_t pow4(size_t n)
+{
+       return n * n * n * n;
+}
+
 /*
  * has_low_entropy() - Compute Shannon entropy of the sampled data.
  * @bkt:       Bytes counts of the sample.
@@ -65,7 +70,6 @@ static bool has_low_entropy(struct bucket *bkt, size_t slen)
        const size_t threshold = 65, max_entropy = 8 * ilog2(16);
        size_t i, p, p2, len, sum = 0;
 
-#define pow4(n) (n * n * n * n)
        len = ilog2(pow4(slen));
 
        for (i = 0; i < 256 && bkt[i].count > 0; i++) {
@@ -329,14 +333,14 @@ int smb_compress(struct TCP_Server_Info *server, struct smb_rqst *rq, compress_s
                goto err_free;
        }
 
-       dlen = lz77_compressed_alloc_size(slen);
+       dlen = smb_lz77_compressed_alloc_size(slen);
        dst = kvzalloc(dlen, GFP_KERNEL);
        if (!dst) {
                ret = -ENOMEM;
                goto err_free;
        }
 
-       ret = lz77_compress(src, slen, dst, &dlen);
+       ret = smb_lz77_compress(src, slen, dst, &dlen);
        if (!ret) {
                struct smb2_compression_hdr hdr = { 0 };
                struct smb_rqst comp_rq = { .rq_nvec = 3, };
index 2679baca129b77a609fc8245440cb1ca281f2de0..e08e6d339d21eb0257708d6f525b61a6149e06a3 100644 (file)
@@ -18,6 +18,7 @@
 #include <linux/uio.h>
 #include <linux/kernel.h>
 #include "../common/smb2pdu.h"
+#include "../common/compress/compress.h"
 #include "cifsglob.h"
 
 /* sizeof(smb2_compression_hdr) - sizeof(OriginalPayloadSize) */
@@ -34,29 +35,6 @@ int smb_compress(struct TCP_Server_Info *server, struct smb_rqst *rq,
                 compress_send_fn send_fn);
 bool should_compress(const struct cifs_tcon *tcon, const struct smb_rqst *rq);
 
-/*
- * smb_compress_alg_valid() - Validate a compression algorithm.
- * @alg: Compression algorithm to check.
- * @valid_none: Conditional check whether NONE algorithm should be
- *             considered valid or not.
- *
- * If @alg is SMB3_COMPRESS_NONE, this function returns @valid_none.
- *
- * Note that 'NONE' (0) compressor type is considered invalid in protocol
- * negotiation, as it's never requested to/returned from the server.
- *
- * Return: true if @alg is valid/supported, false otherwise.
- */
-static __always_inline int smb_compress_alg_valid(__le16 alg, bool valid_none)
-{
-       if (alg == SMB3_COMPRESS_NONE)
-               return valid_none;
-
-       if (alg == SMB3_COMPRESS_LZ77 || alg == SMB3_COMPRESS_PATTERN)
-               return true;
-
-       return false;
-}
 #else /* !CONFIG_CIFS_COMPRESSION */
 static inline int smb_compress(void *unused1, void *unused2, void *unused3)
 {
@@ -68,9 +46,5 @@ static inline bool should_compress(void *unused1, void *unused2)
        return false;
 }
 
-static inline int smb_compress_alg_valid(__le16 unused1, bool unused2)
-{
-       return -EOPNOTSUPP;
-}
 #endif /* !CONFIG_CIFS_COMPRESSION */
 #endif /* _SMB_COMPRESS_H */
diff --git a/fs/smb/client/compress/lz77.c b/fs/smb/client/compress/lz77.c
deleted file mode 100644 (file)
index 7365d0f..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,335 +0,0 @@
-// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
-/*
- * Copyright (C) 2024-2026, SUSE LLC
- *
- * Authors: Enzo Matsumiya <ematsumiya@suse.de>
- *
- * Implementation of the LZ77 "plain" compression algorithm, as per MS-XCA spec.
- */
-#include <linux/slab.h>
-#include <linux/sizes.h>
-#include <linux/count_zeros.h>
-#include <linux/unaligned.h>
-
-#include "lz77.h"
-
-/*
- * Compression parameters.
- *
- * LZ77_MATCH_MAX_DIST:                Farthest back a match can be from current position (can be 1 - 8K).
- * LZ77_HASH_LOG:
- * LZ77_HASH_SIZE:             ilog2 hash size (recommended to be 13 - 18, default 15 (hash size
- *                             32k)).
- * LZ77_RSTEP_SIZE:            Number of bytes to read from input buffer for hashing and initial
- *                             match check (default 4 bytes, this effectivelly makes this the min
- *                             match len).
- * LZ77_MSTEP_SIZE:            Number of bytes to extend-compare a found match (default 8 bytes).
- * LZ77_SKIP_TRIGGER:          ilog2 value for adaptive skipping, i.e. to progressively skip input
- *                             bytes when we can't find matches.  Default is 4.
- *                             Higher values (>0) will decrease compression time, but will result
- *                             in worse compression ratio.  Lower values will give better
- *                             compression ratio (more matches found), but will increase time.
- */
-#define LZ77_MATCH_MAX_DIST    SZ_8K
-#define LZ77_HASH_LOG          15
-#define LZ77_HASH_SIZE         (1 << LZ77_HASH_LOG)
-#define LZ77_RSTEP_SIZE                sizeof(u32)
-#define LZ77_MSTEP_SIZE                sizeof(u64)
-#define LZ77_SKIP_TRIGGER      4
-
-#define LZ77_PREFETCH(ptr)     __builtin_prefetch((ptr), 0, 3)
-#define LZ77_FLAG_MAX          32
-
-static __always_inline u8 lz77_read8(const u8 *ptr)
-{
-       return get_unaligned(ptr);
-}
-
-static __always_inline u32 lz77_read32(const u32 *ptr)
-{
-       return get_unaligned(ptr);
-}
-
-static __always_inline u64 lz77_read64(const u64 *ptr)
-{
-       return get_unaligned(ptr);
-}
-
-static __always_inline void lz77_write8(u8 *ptr, u8 v)
-{
-       put_unaligned(v, ptr);
-}
-
-static __always_inline void lz77_write16(u16 *ptr, u16 v)
-{
-       put_unaligned_le16(v, ptr);
-}
-
-static __always_inline void lz77_write32(u32 *ptr, u32 v)
-{
-       put_unaligned_le32(v, ptr);
-}
-
-static __always_inline u32 lz77_match_len(const void *match, const void *cur, const void *end)
-{
-       const void *start = cur;
-
-       /* Safe for a do/while because otherwise we wouldn't reach here from the main loop. */
-       do {
-               const u64 diff = lz77_read64(cur) ^ lz77_read64(match);
-
-               if (!diff) {
-                       cur += LZ77_MSTEP_SIZE;
-                       match += LZ77_MSTEP_SIZE;
-
-                       continue;
-               }
-
-               /* This computes the number of common bytes in @diff. */
-               cur += count_trailing_zeros(diff) >> 3;
-
-               return (cur - start);
-       } while (likely(cur + LZ77_MSTEP_SIZE <= end));
-
-       /* Fallback to byte-by-byte comparison for last <8 bytes. */
-       while (cur < end && lz77_read8(cur) == lz77_read8(match)) {
-               cur++;
-               match++;
-       }
-
-       return (cur - start);
-}
-
-/**
- * lz77_encode_match() - Match encoding.
- * @dst:       compressed buffer
- * @nib:       pointer to an address in @dst
- * @dist:      match distance
- * @len:       match length
- *
- * Assumes all args were previously checked.
- *
- * Return: @dst advanced to new position
- *
- * Ref: MS-XCA 2.3.4 "Plain LZ77 Compression Algorithm Details" - "Processing"
- */
-static __always_inline void *lz77_encode_match(void *dst, void **nib, u16 dist, u32 len)
-{
-       len -= 3;
-       dist--;
-       dist <<= 3;
-
-       if (len < 7) {
-               lz77_write16(dst, dist + len);
-
-               return dst + sizeof(u16);
-       }
-
-       dist |= 7;
-       lz77_write16(dst, dist);
-       dst += sizeof(u16);
-       len -= 7;
-
-       if (!*nib) {
-               lz77_write8(dst, umin(len, 15));
-               *nib = dst;
-               dst++;
-       } else {
-               u8 *b = *nib;
-
-               lz77_write8(b, *b | umin(len, 15) << 4);
-               *nib = NULL;
-       }
-
-       if (len < 15)
-               return dst;
-
-       len -= 15;
-       if (len < 255) {
-               lz77_write8(dst, len);
-
-               return dst + 1;
-       }
-
-       lz77_write8(dst, 0xff);
-       dst++;
-       len += 7 + 15;
-       if (len <= 0xffff) {
-               lz77_write16(dst, len);
-
-               return dst + sizeof(u16);
-       }
-
-       lz77_write16(dst, 0);
-       dst += sizeof(u16);
-       lz77_write32(dst, len);
-
-       return dst + sizeof(u32);
-}
-
-/**
- * lz77_encode_literals() - Literals encoding.
- * @start:     where to start copying literals (uncompressed buffer)
- * @end:       when to stop copying (uncompressed buffer)
- * @dst:       compressed buffer
- * @f:         pointer to current flag value
- * @fc:                pointer to current flag count
- * @fp:                pointer to current flag address
- *
- * Batch copy literals from @start to @dst, updating flag values accordingly.
- * Assumes all args were previously checked.
- *
- * Return: @dst advanced to new position
- *
- * MS-XCA 2.3.4 "Plain LZ77 Compression Algorithm Details" - "Processing"
- */
-static __always_inline void *lz77_encode_literals(const void *start, const void *end, void *dst,
-                                                 long *f, u32 *fc, void **fp)
-{
-       if (start >= end)
-               return dst;
-
-       do {
-               const u32 len = umin(end - start, LZ77_FLAG_MAX - *fc);
-
-               memcpy(dst, start, len);
-
-               dst += len;
-               start += len;
-
-               *f <<= len;
-               *fc += len;
-               if (*fc == LZ77_FLAG_MAX) {
-                       lz77_write32(*fp, *f);
-                       *fc = 0;
-                       *fp = dst;
-                       dst += sizeof(u32);
-               }
-       } while (start < end);
-
-       return dst;
-}
-
-static __always_inline u32 lz77_hash(const u32 v)
-{
-       return ((v ^ 0x9E3779B9) * 0x85EBCA6B) >> (32 - LZ77_HASH_LOG);
-}
-
-noinline int lz77_compress(const void *src, const u32 slen, void *dst, u32 *dlen)
-{
-       const void *srcp, *rlim, *end, *anchor;
-       u32 *htable, hash, flag_count = 0;
-       void *dstp, *nib, *flag_pos;
-       long flag = 0;
-
-       /* This is probably a bug, so throw a warning. */
-       if (WARN_ON_ONCE(*dlen < lz77_compressed_alloc_size(slen)))
-               return -EINVAL;
-
-       srcp = anchor = src;
-       end = srcp + slen; /* absolute end */
-       rlim = end - LZ77_MSTEP_SIZE; /* read limit (for lz77_match_len()) */
-       dstp = dst;
-       flag_pos = dstp;
-       dstp += sizeof(u32);
-       nib = NULL;
-
-       htable = kvcalloc(LZ77_HASH_SIZE, sizeof(*htable), GFP_KERNEL);
-       if (!htable)
-               return -ENOMEM;
-
-       LZ77_PREFETCH(srcp + LZ77_RSTEP_SIZE);
-
-       /*
-        * Adjust @srcp so we don't get a false positive match on first iteration.
-        * Then prepare hash for first loop iteration (don't advance @srcp again).
-        */
-       hash = lz77_hash(lz77_read32(srcp++));
-       htable[hash] = 0;
-       hash = lz77_hash(lz77_read32(srcp));
-
-       /*
-        * Main loop.
-        *
-        * @dlen is >= lz77_compressed_alloc_size(), so run without bound-checking @dstp.
-        *
-        * This code was crafted in a way to best utilise fetch-decode-execute CPU flow.
-        * Any attempt to optimize it, or even organize it, can lead to huge performance loss.
-        */
-       do {
-               const void *match, *next = srcp;
-               u32 len, step = 1, skip = 1U << LZ77_SKIP_TRIGGER;
-
-               /* Match finding (hot path -- don't change the read/check/write order). */
-               do {
-                       const u32 cur_hash = hash;
-
-                       srcp = next;
-                       next += step;
-
-                       /*
-                        * Adaptive skipping.
-                        *
-                        * Increment @step every (1 << LZ77_SKIP_TRIGGER, 16 in our case) bytes
-                        * without a match.
-                        * Reset to 1 when a match is found.
-                        */
-                       step = (skip++ >> LZ77_SKIP_TRIGGER);
-                       if (unlikely(next > rlim))
-                               goto out;
-
-                       hash = lz77_hash(lz77_read32(next));
-                       match = src + htable[cur_hash];
-                       htable[cur_hash] = srcp - src;
-               } while (likely(match + LZ77_MATCH_MAX_DIST < srcp) ||
-                        lz77_read32(match) != lz77_read32(srcp));
-
-               /*
-                * Match found.  Warm/cold path; begin parsing @srcp and writing to @dstp:
-                * - flush literals
-                * - compute match length (*)
-                * - encode match
-                *
-                * (*) Current minimum match length is defined by the memory read size above, so
-                * here we already know that we have 4 matching bytes, but it's just faster to
-                * redundantly compute it again in lz77_match_len() than to adjust pointers/len.
-                */
-               dstp = lz77_encode_literals(anchor, srcp, dstp, &flag, &flag_count, &flag_pos);
-               len = lz77_match_len(match, srcp, end);
-               dstp = lz77_encode_match(dstp, &nib, srcp - match, len);
-               srcp += len;
-               anchor = srcp;
-
-               LZ77_PREFETCH(srcp);
-
-               flag = (flag << 1) | 1;
-               flag_count++;
-               if (flag_count == LZ77_FLAG_MAX) {
-                       lz77_write32(flag_pos, flag);
-                       flag_count = 0;
-                       flag_pos = dstp;
-                       dstp += sizeof(u32);
-               }
-
-               if (unlikely(srcp > rlim))
-                       break;
-
-               /* Prepare for next loop. */
-               hash = lz77_hash(lz77_read32(srcp));
-       } while (srcp < end);
-out:
-       dstp = lz77_encode_literals(anchor, end, dstp, &flag, &flag_count, &flag_pos);
-
-       flag_count = LZ77_FLAG_MAX - flag_count;
-       flag <<= flag_count;
-       flag |= (1UL << flag_count) - 1;
-       lz77_write32(flag_pos, flag);
-
-       *dlen = dstp - dst;
-       kvfree(htable);
-
-       if (*dlen < slen)
-               return 0;
-
-       return -EMSGSIZE;
-}
diff --git a/fs/smb/client/compress/lz77.h b/fs/smb/client/compress/lz77.h
deleted file mode 100644 (file)
index 4e57084..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,43 +0,0 @@
-/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
-/*
- * Copyright (C) 2024-2026, SUSE LLC
- *
- * Authors: Enzo Matsumiya <ematsumiya@suse.de>
- *
- * Implementation of the LZ77 "plain" compression algorithm, as per MS-XCA spec.
- */
-#ifndef _SMB_COMPRESS_LZ77_H
-#define _SMB_COMPRESS_LZ77_H
-
-#include <linux/kernel.h>
-
-/**
- * lz77_compressed_alloc_size() - Compute compressed buffer size.
- * @size:      uncompressed (src) size
- *
- * Compute allocation size for the compressed buffer based on uncompressed size.
- * Accounts for metadata and overprovision for the worst case scenario.
- *
- * LZ77 metadata is a 4-byte flag that is written:
- * - on dst begin (pos 0)
- * - every 32 literals or matches
- * - on end-of-stream (possibly, if last write was another flag)
- *
- * Worst case scenario is an all-literal compression, which means:
- * metadata bytes = 4 + ((@size / 32) * 4) + 4, or, simplified, (@size >> 3) + 8
- *
- * The worst case scenario rarely happens, but such overprovisioning also allows lz77_compress()
- * main loop to run without ever bound checking dst, which is a huge perf improvement, while also
- * being safe when compression goes bad.
- *
- * Return: required (*) allocation size for compressed buffer.
- *
- * (*) checked once in the beginning of lz77_compress()
- */
-static __always_inline u32 lz77_compressed_alloc_size(const u32 size)
-{
-       return size + (size >> 3) + 8;
-}
-
-int lz77_compress(const void *src, const u32 slen, void *dst, u32 *dlen);
-#endif /* _SMB_COMPRESS_LZ77_H */
index 9e0730a385fb118fc3c44d139dba24e9fae19c45..bd188d36fb6b5b6bc2e155bd96e8bfcabfaa7f59 100644 (file)
@@ -4,3 +4,6 @@
 #
 
 obj-$(CONFIG_SMBFS) += cifs_md4.o
+obj-$(CONFIG_SMBFS) += smb_compress.o
+
+smb_compress-y := compress/lz77.o
diff --git a/fs/smb/common/compress/compress.h b/fs/smb/common/compress/compress.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b504cd3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,22 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
+/*
+ * Copyright (C) 2026 Namjae Jeon <linkinjeon@kernel.org>
+ */
+#ifndef _COMMON_SMB_COMPRESS_H
+#define _COMMON_SMB_COMPRESS_H
+
+#include "../smb2pdu.h"
+
+/*
+ * SMB3_COMPRESS_NONE is valid only in chained payload headers. It is never
+ * negotiated as a compression algorithm.
+ */
+static __always_inline bool smb_compress_alg_valid(__le16 alg, bool valid_none)
+{
+       if (alg == SMB3_COMPRESS_NONE)
+               return valid_none;
+
+       return alg == SMB3_COMPRESS_LZ77 || alg == SMB3_COMPRESS_PATTERN;
+}
+
+#endif /* _COMMON_SMB_COMPRESS_H */
diff --git a/fs/smb/common/compress/lz77.c b/fs/smb/common/compress/lz77.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9216d97
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,461 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
+/*
+ * Copyright (C) 2024-2026, SUSE LLC
+ * Copyright (C) 2026 Namjae Jeon <linkinjeon@kernel.org>
+ *
+ * Authors: Enzo Matsumiya <ematsumiya@suse.de>
+ *          Namjae Jeon <linkinjeon@kernel.org>
+ *
+ * Implementation of the LZ77 "plain" compression algorithm, as per MS-XCA spec.
+ */
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/sizes.h>
+#include <linux/count_zeros.h>
+#include <linux/unaligned.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/overflow.h>
+
+#include "lz77.h"
+
+/*
+ * Compression parameters.
+ *
+ * LZ77_MATCH_MAX_DIST:                Farthest back a match can be from current position (can be 1 - 8K).
+ * LZ77_HASH_LOG:
+ * LZ77_HASH_SIZE:             ilog2 hash size (recommended to be 13 - 18, default 15 (hash size
+ *                             32k)).
+ * LZ77_RSTEP_SIZE:            Number of bytes to read from input buffer for hashing and initial
+ *                             match check (default 4 bytes, this effectivelly makes this the min
+ *                             match len).
+ * LZ77_MSTEP_SIZE:            Number of bytes to extend-compare a found match (default 8 bytes).
+ * LZ77_SKIP_TRIGGER:          ilog2 value for adaptive skipping, i.e. to progressively skip input
+ *                             bytes when we can't find matches.  Default is 4.
+ *                             Higher values (>0) will decrease compression time, but will result
+ *                             in worse compression ratio.  Lower values will give better
+ *                             compression ratio (more matches found), but will increase time.
+ */
+#define LZ77_MATCH_MAX_DIST    SZ_8K
+#define LZ77_HASH_LOG          15
+#define LZ77_HASH_SIZE         BIT(LZ77_HASH_LOG)
+#define LZ77_RSTEP_SIZE                sizeof(u32)
+#define LZ77_MSTEP_SIZE                sizeof(u64)
+#define LZ77_SKIP_TRIGGER      4
+
+#define LZ77_PREFETCH(ptr)     __builtin_prefetch((ptr), 0, 3)
+#define LZ77_FLAG_MAX          32
+
+static __always_inline u8 lz77_read8(const u8 *ptr)
+{
+       return get_unaligned(ptr);
+}
+
+static __always_inline u32 lz77_read32(const u32 *ptr)
+{
+       return get_unaligned(ptr);
+}
+
+static __always_inline u64 lz77_read64(const u64 *ptr)
+{
+       return get_unaligned(ptr);
+}
+
+static __always_inline void lz77_write8(u8 *ptr, u8 v)
+{
+       put_unaligned(v, ptr);
+}
+
+static __always_inline void lz77_write16(u16 *ptr, u16 v)
+{
+       put_unaligned_le16(v, ptr);
+}
+
+static __always_inline void lz77_write32(u32 *ptr, u32 v)
+{
+       put_unaligned_le32(v, ptr);
+}
+
+static __always_inline u32 lz77_match_len(const void *match, const void *cur, const void *end)
+{
+       const void *start = cur;
+
+       /* Safe for a do/while because otherwise we wouldn't reach here from the main loop. */
+       do {
+               const u64 diff = lz77_read64(cur) ^ lz77_read64(match);
+
+               if (!diff) {
+                       cur += LZ77_MSTEP_SIZE;
+                       match += LZ77_MSTEP_SIZE;
+
+                       continue;
+               }
+
+               /* This computes the number of common bytes in @diff. */
+               cur += count_trailing_zeros(diff) >> 3;
+
+               return (cur - start);
+       } while (likely(cur + LZ77_MSTEP_SIZE <= end));
+
+       /* Fallback to byte-by-byte comparison for last <8 bytes. */
+       while (cur < end && lz77_read8(cur) == lz77_read8(match)) {
+               cur++;
+               match++;
+       }
+
+       return (cur - start);
+}
+
+/**
+ * lz77_encode_match() - Match encoding.
+ * @dst:       compressed buffer
+ * @nib:       pointer to an address in @dst
+ * @dist:      match distance
+ * @len:       match length
+ *
+ * Assumes all args were previously checked.
+ *
+ * Return: @dst advanced to new position
+ *
+ * Ref: MS-XCA 2.3.4 "Plain LZ77 Compression Algorithm Details" - "Processing"
+ */
+static __always_inline void *lz77_encode_match(void *dst, void **nib, u16 dist, u32 len)
+{
+       len -= 3;
+       dist--;
+       dist <<= 3;
+
+       if (len < 7) {
+               lz77_write16(dst, dist + len);
+
+               return dst + sizeof(u16);
+       }
+
+       dist |= 7;
+       lz77_write16(dst, dist);
+       dst += sizeof(u16);
+       len -= 7;
+
+       if (!*nib) {
+               lz77_write8(dst, umin(len, 15));
+               *nib = dst;
+               dst++;
+       } else {
+               u8 *b = *nib;
+
+               lz77_write8(b, *b | umin(len, 15) << 4);
+               *nib = NULL;
+       }
+
+       if (len < 15)
+               return dst;
+
+       len -= 15;
+       if (len < 255) {
+               lz77_write8(dst, len);
+
+               return dst + 1;
+       }
+
+       lz77_write8(dst, 0xff);
+       dst++;
+       len += 7 + 15;
+       if (len <= 0xffff) {
+               lz77_write16(dst, len);
+
+               return dst + sizeof(u16);
+       }
+
+       lz77_write16(dst, 0);
+       dst += sizeof(u16);
+       lz77_write32(dst, len);
+
+       return dst + sizeof(u32);
+}
+
+/**
+ * lz77_encode_literals() - Literals encoding.
+ * @start:     where to start copying literals (uncompressed buffer)
+ * @end:       when to stop copying (uncompressed buffer)
+ * @dst:       compressed buffer
+ * @f:         pointer to current flag value
+ * @fc:                pointer to current flag count
+ * @fp:                pointer to current flag address
+ *
+ * Batch copy literals from @start to @dst, updating flag values accordingly.
+ * Assumes all args were previously checked.
+ *
+ * Return: @dst advanced to new position
+ *
+ * MS-XCA 2.3.4 "Plain LZ77 Compression Algorithm Details" - "Processing"
+ */
+static __always_inline void *lz77_encode_literals(const void *start, const void *end, void *dst,
+                                                 long *f, u32 *fc, void **fp)
+{
+       if (start >= end)
+               return dst;
+
+       do {
+               const u32 len = umin(end - start, LZ77_FLAG_MAX - *fc);
+
+               memcpy(dst, start, len);
+
+               dst += len;
+               start += len;
+
+               *f <<= len;
+               *fc += len;
+               if (*fc == LZ77_FLAG_MAX) {
+                       lz77_write32(*fp, *f);
+                       *fc = 0;
+                       *fp = dst;
+                       dst += sizeof(u32);
+               }
+       } while (start < end);
+
+       return dst;
+}
+
+static __always_inline u32 lz77_hash(const u32 v)
+{
+       return ((v ^ 0x9E3779B9) * 0x85EBCA6B) >> (32 - LZ77_HASH_LOG);
+}
+
+noinline int smb_lz77_compress(const void *src, const u32 slen,
+                              void *dst, u32 *dlen)
+{
+       const void *srcp, *rlim, *end, *anchor;
+       u32 *htable, hash, flag_count = 0;
+       void *dstp, *nib, *flag_pos;
+       long flag = 0;
+
+       /* This is probably a bug, so throw a warning. */
+       if (WARN_ON_ONCE(*dlen < smb_lz77_compressed_alloc_size(slen)))
+               return -EINVAL;
+
+       srcp = src;
+       anchor = src;
+       end = srcp + slen; /* absolute end */
+       rlim = end - LZ77_MSTEP_SIZE; /* read limit (for lz77_match_len()) */
+       dstp = dst;
+       flag_pos = dstp;
+       dstp += sizeof(u32);
+       nib = NULL;
+
+       htable = kvcalloc(LZ77_HASH_SIZE, sizeof(*htable), GFP_KERNEL);
+       if (!htable)
+               return -ENOMEM;
+
+       LZ77_PREFETCH(srcp + LZ77_RSTEP_SIZE);
+
+       /*
+        * Adjust @srcp so we don't get a false positive match on first iteration.
+        * Then prepare hash for first loop iteration (don't advance @srcp again).
+        */
+       hash = lz77_hash(lz77_read32(srcp++));
+       htable[hash] = 0;
+       hash = lz77_hash(lz77_read32(srcp));
+
+       /*
+        * Main loop.
+        *
+        * @dlen is >= smb_lz77_compressed_alloc_size(), so run without
+        * bound-checking @dstp.
+        *
+        * This code was crafted in a way to best utilise fetch-decode-execute CPU flow.
+        * Any attempt to optimize it, or even organize it, can lead to huge performance loss.
+        */
+       do {
+               const void *match, *next = srcp;
+               u32 len, step = 1, skip = 1U << LZ77_SKIP_TRIGGER;
+
+               /* Match finding (hot path -- don't change the read/check/write order). */
+               do {
+                       const u32 cur_hash = hash;
+
+                       srcp = next;
+                       next += step;
+
+                       /*
+                        * Adaptive skipping.
+                        *
+                        * Increment @step every (1 << LZ77_SKIP_TRIGGER, 16 in our case) bytes
+                        * without a match.
+                        * Reset to 1 when a match is found.
+                        */
+                       step = (skip++ >> LZ77_SKIP_TRIGGER);
+                       if (unlikely(next > rlim))
+                               goto out;
+
+                       hash = lz77_hash(lz77_read32(next));
+                       match = src + htable[cur_hash];
+                       htable[cur_hash] = srcp - src;
+               } while (likely(match + LZ77_MATCH_MAX_DIST < srcp) ||
+                        lz77_read32(match) != lz77_read32(srcp));
+
+               /*
+                * Match found.  Warm/cold path; begin parsing @srcp and writing to @dstp:
+                * - flush literals
+                * - compute match length (*)
+                * - encode match
+                *
+                * (*) Current minimum match length is defined by the memory read size above, so
+                * here we already know that we have 4 matching bytes, but it's just faster to
+                * redundantly compute it again in lz77_match_len() than to adjust pointers/len.
+                */
+               dstp = lz77_encode_literals(anchor, srcp, dstp, &flag, &flag_count, &flag_pos);
+               len = lz77_match_len(match, srcp, end);
+               dstp = lz77_encode_match(dstp, &nib, srcp - match, len);
+               srcp += len;
+               anchor = srcp;
+
+               LZ77_PREFETCH(srcp);
+
+               flag = (flag << 1) | 1;
+               flag_count++;
+               if (flag_count == LZ77_FLAG_MAX) {
+                       lz77_write32(flag_pos, flag);
+                       flag_count = 0;
+                       flag_pos = dstp;
+                       dstp += sizeof(u32);
+               }
+
+               if (unlikely(srcp > rlim))
+                       break;
+
+               /* Prepare for next loop. */
+               hash = lz77_hash(lz77_read32(srcp));
+       } while (srcp < end);
+out:
+       dstp = lz77_encode_literals(anchor, end, dstp, &flag, &flag_count, &flag_pos);
+
+       flag_count = LZ77_FLAG_MAX - flag_count;
+       flag <<= flag_count;
+       flag |= (1UL << flag_count) - 1;
+       lz77_write32(flag_pos, flag);
+
+       *dlen = dstp - dst;
+       kvfree(htable);
+
+       if (*dlen < slen)
+               return 0;
+
+       return -EMSGSIZE;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(smb_lz77_compress);
+
+static int lz77_decode_match_len(const u8 **src, const u8 *end, u16 token,
+                                u8 *nibble, bool *have_nibble, u32 *len)
+{
+       u8 extra;
+
+       *len = (token & 0x7) + 3;
+       if ((token & 0x7) != 0x7)
+               return 0;
+
+       if (!*have_nibble) {
+               if (*src >= end)
+                       return -EINVAL;
+               *nibble = *(*src)++;
+               extra = *nibble & 0xf;
+               *have_nibble = true;
+       } else {
+               extra = *nibble >> 4;
+               *have_nibble = false;
+       }
+
+       *len += extra;
+       if (extra == 0xf) {
+               u8 b;
+
+               if (*src >= end)
+                       return -EINVAL;
+               b = *(*src)++;
+               if (b != 0xff) {
+                       *len += b;
+               } else {
+                       u16 w;
+
+                       if (end - *src < 2)
+                               return -EINVAL;
+                       w = get_unaligned_le16(*src);
+                       *src += 2;
+                       if (w) {
+                               *len = w + 3;
+                       } else {
+                               u32 long_len;
+
+                               if (end - *src < 4)
+                                       return -EINVAL;
+                               long_len = get_unaligned_le32(*src);
+                               *src += 4;
+                               if (check_add_overflow(long_len, 3, len))
+                                       return -EINVAL;
+                       }
+               }
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+int smb_lz77_decompress(const void *src, const u32 slen, void *dst,
+                       const u32 dlen)
+{
+       const u8 *sp = src, *send = sp + slen;
+       u8 *dp = dst, *dend = dp + dlen;
+       u32 flags = 0;
+       int flag_count = 0;
+       u8 nibble = 0;
+       bool have_nibble = false;
+
+       while (dp < dend) {
+               u32 len, dist;
+               u16 token;
+
+               if (!flag_count) {
+                       if (send - sp < 4)
+                               return -EINVAL;
+                       flags = get_unaligned_le32(sp);
+                       sp += 4;
+                       flag_count = 32;
+               }
+
+               if (!(flags & 0x80000000)) {
+                       if (sp >= send)
+                               return -EINVAL;
+                       *dp++ = *sp++;
+                       flags <<= 1;
+                       flag_count--;
+                       continue;
+               }
+
+               flags <<= 1;
+               flag_count--;
+
+               if (send - sp < 2)
+                       return -EINVAL;
+
+               token = get_unaligned_le16(sp);
+               sp += 2;
+
+               dist = (token >> 3) + 1;
+               if (dist > dp - (u8 *)dst)
+                       return -EINVAL;
+
+               if (lz77_decode_match_len(&sp, send, token, &nibble,
+                                         &have_nibble, &len))
+                       return -EINVAL;
+
+               if (len > dend - dp)
+                       return -EINVAL;
+
+               while (len--) {
+                       *dp = *(dp - dist);
+                       dp++;
+               }
+       }
+
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(smb_lz77_decompress);
+
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_DESCRIPTION("SMB plain LZ77 compression");
diff --git a/fs/smb/common/compress/lz77.h b/fs/smb/common/compress/lz77.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e032c0f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,46 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
+/*
+ * Copyright (C) 2024-2026, SUSE LLC
+ *
+ * Authors: Enzo Matsumiya <ematsumiya@suse.de>
+ *
+ * Implementation of the LZ77 "plain" compression algorithm, as per MS-XCA spec.
+ */
+#ifndef _SMB_COMPRESS_LZ77_H
+#define _SMB_COMPRESS_LZ77_H
+
+#include <linux/kernel.h>
+
+/**
+ * smb_lz77_compressed_alloc_size() - Compute compressed buffer size.
+ * @size:      uncompressed (src) size
+ *
+ * Compute allocation size for the compressed buffer based on uncompressed size.
+ * Accounts for metadata and overprovision for the worst case scenario.
+ *
+ * LZ77 metadata is a 4-byte flag that is written:
+ * - on dst begin (pos 0)
+ * - every 32 literals or matches
+ * - on end-of-stream (possibly, if last write was another flag)
+ *
+ * Worst case scenario is an all-literal compression, which means:
+ * metadata bytes = 4 + ((@size / 32) * 4) + 4, or, simplified, (@size >> 3) + 8
+ *
+ * The worst case scenario rarely happens, but such overprovisioning also
+ * allows smb_lz77_compress() main loop to run without ever bound checking dst,
+ * which is a huge perf improvement, while also being safe when compression goes
+ * bad.
+ *
+ * Return: required (*) allocation size for compressed buffer.
+ *
+ * (*) checked once in the beginning of smb_lz77_compress()
+ */
+static __always_inline u32 smb_lz77_compressed_alloc_size(const u32 size)
+{
+       return size + (size >> 3) + 8;
+}
+
+int smb_lz77_compress(const void *src, const u32 slen, void *dst, u32 *dlen);
+int smb_lz77_decompress(const void *src, const u32 slen, void *dst,
+                       const u32 dlen);
+#endif /* _SMB_COMPRESS_LZ77_H */