async_tx: add support for asynchronous GF multiplication
[linux-2.6.git] / crypto / authenc.c
1 /*
2  * Authenc: Simple AEAD wrapper for IPsec
3  *
4  * Copyright (c) 2007 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
9  * any later version.
10  *
11  */
12
13 #include <crypto/aead.h>
14 #include <crypto/internal/hash.h>
15 #include <crypto/internal/skcipher.h>
16 #include <crypto/authenc.h>
17 #include <crypto/scatterwalk.h>
18 #include <linux/err.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/module.h>
22 #include <linux/rtnetlink.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/spinlock.h>
25
26 struct authenc_instance_ctx {
27         struct crypto_spawn auth;
28         struct crypto_skcipher_spawn enc;
29 };
30
31 struct crypto_authenc_ctx {
32         spinlock_t auth_lock;
33         struct crypto_hash *auth;
34         struct crypto_ablkcipher *enc;
35 };
36
37 static int crypto_authenc_setkey(struct crypto_aead *authenc, const u8 *key,
38                                  unsigned int keylen)
39 {
40         unsigned int authkeylen;
41         unsigned int enckeylen;
42         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
43         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
44         struct crypto_ablkcipher *enc = ctx->enc;
45         struct rtattr *rta = (void *)key;
46         struct crypto_authenc_key_param *param;
47         int err = -EINVAL;
48
49         if (!RTA_OK(rta, keylen))
50                 goto badkey;
51         if (rta->rta_type != CRYPTO_AUTHENC_KEYA_PARAM)
52                 goto badkey;
53         if (RTA_PAYLOAD(rta) < sizeof(*param))
54                 goto badkey;
55
56         param = RTA_DATA(rta);
57         enckeylen = be32_to_cpu(param->enckeylen);
58
59         key += RTA_ALIGN(rta->rta_len);
60         keylen -= RTA_ALIGN(rta->rta_len);
61
62         if (keylen < enckeylen)
63                 goto badkey;
64
65         authkeylen = keylen - enckeylen;
66
67         crypto_hash_clear_flags(auth, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
68         crypto_hash_set_flags(auth, crypto_aead_get_flags(authenc) &
69                                     CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
70         err = crypto_hash_setkey(auth, key, authkeylen);
71         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_hash_get_flags(auth) &
72                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
73
74         if (err)
75                 goto out;
76
77         crypto_ablkcipher_clear_flags(enc, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
78         crypto_ablkcipher_set_flags(enc, crypto_aead_get_flags(authenc) &
79                                          CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
80         err = crypto_ablkcipher_setkey(enc, key + authkeylen, enckeylen);
81         crypto_aead_set_flags(authenc, crypto_ablkcipher_get_flags(enc) &
82                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
83
84 out:
85         return err;
86
87 badkey:
88         crypto_aead_set_flags(authenc, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
89         goto out;
90 }
91
92 static void authenc_chain(struct scatterlist *head, struct scatterlist *sg,
93                           int chain)
94 {
95         if (chain) {
96                 head->length += sg->length;
97                 sg = scatterwalk_sg_next(sg);
98         }
99
100         if (sg)
101                 scatterwalk_sg_chain(head, 2, sg);
102         else
103                 sg_mark_end(head);
104 }
105
106 static u8 *crypto_authenc_hash(struct aead_request *req, unsigned int flags,
107                                struct scatterlist *cipher,
108                                unsigned int cryptlen)
109 {
110         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
111         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
112         struct crypto_hash *auth = ctx->auth;
113         struct hash_desc desc = {
114                 .tfm = auth,
115                 .flags = aead_request_flags(req) & flags,
116         };
117         u8 *hash = aead_request_ctx(req);
118         int err;
119
120         hash = (u8 *)ALIGN((unsigned long)hash + crypto_hash_alignmask(auth), 
121                            crypto_hash_alignmask(auth) + 1);
122
123         spin_lock_bh(&ctx->auth_lock);
124         err = crypto_hash_init(&desc);
125         if (err)
126                 goto auth_unlock;
127
128         err = crypto_hash_update(&desc, req->assoc, req->assoclen);
129         if (err)
130                 goto auth_unlock;
131
132         err = crypto_hash_update(&desc, cipher, cryptlen);
133         if (err)
134                 goto auth_unlock;
135
136         err = crypto_hash_final(&desc, hash);
137 auth_unlock:
138         spin_unlock_bh(&ctx->auth_lock);
139
140         if (err)
141                 return ERR_PTR(err);
142
143         return hash;
144 }
145
146 static int crypto_authenc_genicv(struct aead_request *req, u8 *iv,
147                                  unsigned int flags)
148 {
149         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
150         struct scatterlist *dst = req->dst;
151         struct scatterlist cipher[2];
152         struct page *dstp;
153         unsigned int ivsize = crypto_aead_ivsize(authenc);
154         unsigned int cryptlen;
155         u8 *vdst;
156         u8 *hash;
157
158         dstp = sg_page(dst);
159         vdst = PageHighMem(dstp) ? NULL : page_address(dstp) + dst->offset;
160
161         if (ivsize) {
162                 sg_init_table(cipher, 2);
163                 sg_set_buf(cipher, iv, ivsize);
164                 authenc_chain(cipher, dst, vdst == iv + ivsize);
165                 dst = cipher;
166         }
167
168         cryptlen = req->cryptlen + ivsize;
169         hash = crypto_authenc_hash(req, flags, dst, cryptlen);
170         if (IS_ERR(hash))
171                 return PTR_ERR(hash);
172
173         scatterwalk_map_and_copy(hash, dst, cryptlen,
174                                  crypto_aead_authsize(authenc), 1);
175         return 0;
176 }
177
178 static void crypto_authenc_encrypt_done(struct crypto_async_request *req,
179                                         int err)
180 {
181         struct aead_request *areq = req->data;
182
183         if (!err) {
184                 struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(areq);
185                 struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
186                 struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(areq);
187                 u8 *iv = (u8 *)(abreq + 1) +
188                          crypto_ablkcipher_reqsize(ctx->enc);
189
190                 err = crypto_authenc_genicv(areq, iv, 0);
191         }
192
193         aead_request_complete(areq, err);
194 }
195
196 static int crypto_authenc_encrypt(struct aead_request *req)
197 {
198         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
199         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
200         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
201         struct crypto_ablkcipher *enc = ctx->enc;
202         struct scatterlist *dst = req->dst;
203         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
204         u8 *iv = (u8 *)(abreq + 1) + crypto_ablkcipher_reqsize(enc);
205         int err;
206
207         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, enc);
208         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
209                                         crypto_authenc_encrypt_done, req);
210         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, dst, cryptlen, req->iv);
211
212         memcpy(iv, req->iv, crypto_aead_ivsize(authenc));
213
214         err = crypto_ablkcipher_encrypt(abreq);
215         if (err)
216                 return err;
217
218         return crypto_authenc_genicv(req, iv, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
219 }
220
221 static void crypto_authenc_givencrypt_done(struct crypto_async_request *req,
222                                            int err)
223 {
224         struct aead_request *areq = req->data;
225
226         if (!err) {
227                 struct skcipher_givcrypt_request *greq = aead_request_ctx(areq);
228
229                 err = crypto_authenc_genicv(areq, greq->giv, 0);
230         }
231
232         aead_request_complete(areq, err);
233 }
234
235 static int crypto_authenc_givencrypt(struct aead_givcrypt_request *req)
236 {
237         struct crypto_aead *authenc = aead_givcrypt_reqtfm(req);
238         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
239         struct aead_request *areq = &req->areq;
240         struct skcipher_givcrypt_request *greq = aead_request_ctx(areq);
241         u8 *iv = req->giv;
242         int err;
243
244         skcipher_givcrypt_set_tfm(greq, ctx->enc);
245         skcipher_givcrypt_set_callback(greq, aead_request_flags(areq),
246                                        crypto_authenc_givencrypt_done, areq);
247         skcipher_givcrypt_set_crypt(greq, areq->src, areq->dst, areq->cryptlen,
248                                     areq->iv);
249         skcipher_givcrypt_set_giv(greq, iv, req->seq);
250
251         err = crypto_skcipher_givencrypt(greq);
252         if (err)
253                 return err;
254
255         return crypto_authenc_genicv(areq, iv, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
256 }
257
258 static int crypto_authenc_verify(struct aead_request *req,
259                                  struct scatterlist *cipher,
260                                  unsigned int cryptlen)
261 {
262         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
263         u8 *ohash;
264         u8 *ihash;
265         unsigned int authsize;
266
267         ohash = crypto_authenc_hash(req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP, cipher,
268                                     cryptlen);
269         if (IS_ERR(ohash))
270                 return PTR_ERR(ohash);
271
272         authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
273         ihash = ohash + authsize;
274         scatterwalk_map_and_copy(ihash, cipher, cryptlen, authsize, 0);
275         return memcmp(ihash, ohash, authsize) ? -EBADMSG: 0;
276 }
277
278 static int crypto_authenc_iverify(struct aead_request *req, u8 *iv,
279                                   unsigned int cryptlen)
280 {
281         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
282         struct scatterlist *src = req->src;
283         struct scatterlist cipher[2];
284         struct page *srcp;
285         unsigned int ivsize = crypto_aead_ivsize(authenc);
286         u8 *vsrc;
287
288         srcp = sg_page(src);
289         vsrc = PageHighMem(srcp) ? NULL : page_address(srcp) + src->offset;
290
291         if (ivsize) {
292                 sg_init_table(cipher, 2);
293                 sg_set_buf(cipher, iv, ivsize);
294                 authenc_chain(cipher, src, vsrc == iv + ivsize);
295                 src = cipher;
296         }
297
298         return crypto_authenc_verify(req, src, cryptlen + ivsize);
299 }
300
301 static int crypto_authenc_decrypt(struct aead_request *req)
302 {
303         struct crypto_aead *authenc = crypto_aead_reqtfm(req);
304         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(authenc);
305         struct ablkcipher_request *abreq = aead_request_ctx(req);
306         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
307         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(authenc);
308         u8 *iv = req->iv;
309         int err;
310
311         if (cryptlen < authsize)
312                 return -EINVAL;
313         cryptlen -= authsize;
314
315         err = crypto_authenc_iverify(req, iv, cryptlen);
316         if (err)
317                 return err;
318
319         ablkcipher_request_set_tfm(abreq, ctx->enc);
320         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
321                                         req->base.complete, req->base.data);
322         ablkcipher_request_set_crypt(abreq, req->src, req->dst, cryptlen, iv);
323
324         return crypto_ablkcipher_decrypt(abreq);
325 }
326
327 static int crypto_authenc_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
328 {
329         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
330         struct authenc_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
331         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
332         struct crypto_hash *auth;
333         struct crypto_ablkcipher *enc;
334         int err;
335
336         auth = crypto_spawn_hash(&ictx->auth);
337         if (IS_ERR(auth))
338                 return PTR_ERR(auth);
339
340         enc = crypto_spawn_skcipher(&ictx->enc);
341         err = PTR_ERR(enc);
342         if (IS_ERR(enc))
343                 goto err_free_hash;
344
345         ctx->auth = auth;
346         ctx->enc = enc;
347         tfm->crt_aead.reqsize = max_t(unsigned int,
348                                       (crypto_hash_alignmask(auth) &
349                                        ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1)) +
350                                       crypto_hash_digestsize(auth) * 2,
351                                       sizeof(struct skcipher_givcrypt_request) +
352                                       crypto_ablkcipher_reqsize(enc) +
353                                       crypto_ablkcipher_ivsize(enc));
354
355         spin_lock_init(&ctx->auth_lock);
356
357         return 0;
358
359 err_free_hash:
360         crypto_free_hash(auth);
361         return err;
362 }
363
364 static void crypto_authenc_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
365 {
366         struct crypto_authenc_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
367
368         crypto_free_hash(ctx->auth);
369         crypto_free_ablkcipher(ctx->enc);
370 }
371
372 static struct crypto_instance *crypto_authenc_alloc(struct rtattr **tb)
373 {
374         struct crypto_attr_type *algt;
375         struct crypto_instance *inst;
376         struct crypto_alg *auth;
377         struct crypto_alg *enc;
378         struct authenc_instance_ctx *ctx;
379         const char *enc_name;
380         int err;
381
382         algt = crypto_get_attr_type(tb);
383         err = PTR_ERR(algt);
384         if (IS_ERR(algt))
385                 return ERR_PTR(err);
386
387         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
388                 return ERR_PTR(-EINVAL);
389
390         auth = crypto_attr_alg(tb[1], CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
391                                CRYPTO_ALG_TYPE_HASH_MASK);
392         if (IS_ERR(auth))
393                 return ERR_PTR(PTR_ERR(auth));
394
395         enc_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
396         err = PTR_ERR(enc_name);
397         if (IS_ERR(enc_name))
398                 goto out_put_auth;
399
400         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
401         err = -ENOMEM;
402         if (!inst)
403                 goto out_put_auth;
404
405         ctx = crypto_instance_ctx(inst);
406
407         err = crypto_init_spawn(&ctx->auth, auth, inst, CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
408         if (err)
409                 goto err_free_inst;
410
411         crypto_set_skcipher_spawn(&ctx->enc, inst);
412         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->enc, enc_name, 0,
413                                    crypto_requires_sync(algt->type,
414                                                         algt->mask));
415         if (err)
416                 goto err_drop_auth;
417
418         enc = crypto_skcipher_spawn_alg(&ctx->enc);
419
420         err = -ENAMETOOLONG;
421         if (snprintf(inst->alg.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
422                      "authenc(%s,%s)", auth->cra_name, enc->cra_name) >=
423             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
424                 goto err_drop_enc;
425
426         if (snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
427                      "authenc(%s,%s)", auth->cra_driver_name,
428                      enc->cra_driver_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
429                 goto err_drop_enc;
430
431         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD;
432         inst->alg.cra_flags |= enc->cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
433         inst->alg.cra_priority = enc->cra_priority * 10 + auth->cra_priority;
434         inst->alg.cra_blocksize = enc->cra_blocksize;
435         inst->alg.cra_alignmask = auth->cra_alignmask | enc->cra_alignmask;
436         inst->alg.cra_type = &crypto_aead_type;
437
438         inst->alg.cra_aead.ivsize = enc->cra_ablkcipher.ivsize;
439         inst->alg.cra_aead.maxauthsize = auth->cra_type == &crypto_hash_type ?
440                                          auth->cra_hash.digestsize :
441                                          auth->cra_type ?
442                                          __crypto_shash_alg(auth)->digestsize :
443                                          auth->cra_digest.dia_digestsize;
444
445         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_authenc_ctx);
446
447         inst->alg.cra_init = crypto_authenc_init_tfm;
448         inst->alg.cra_exit = crypto_authenc_exit_tfm;
449
450         inst->alg.cra_aead.setkey = crypto_authenc_setkey;
451         inst->alg.cra_aead.encrypt = crypto_authenc_encrypt;
452         inst->alg.cra_aead.decrypt = crypto_authenc_decrypt;
453         inst->alg.cra_aead.givencrypt = crypto_authenc_givencrypt;
454
455 out:
456         crypto_mod_put(auth);
457         return inst;
458
459 err_drop_enc:
460         crypto_drop_skcipher(&ctx->enc);
461 err_drop_auth:
462         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
463 err_free_inst:
464         kfree(inst);
465 out_put_auth:
466         inst = ERR_PTR(err);
467         goto out;
468 }
469
470 static void crypto_authenc_free(struct crypto_instance *inst)
471 {
472         struct authenc_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
473
474         crypto_drop_skcipher(&ctx->enc);
475         crypto_drop_spawn(&ctx->auth);
476         kfree(inst);
477 }
478
479 static struct crypto_template crypto_authenc_tmpl = {
480         .name = "authenc",
481         .alloc = crypto_authenc_alloc,
482         .free = crypto_authenc_free,
483         .module = THIS_MODULE,
484 };
485
486 static int __init crypto_authenc_module_init(void)
487 {
488         return crypto_register_template(&crypto_authenc_tmpl);
489 }
490
491 static void __exit crypto_authenc_module_exit(void)
492 {
493         crypto_unregister_template(&crypto_authenc_tmpl);
494 }
495
496 module_init(crypto_authenc_module_init);
497 module_exit(crypto_authenc_module_exit);
498
499 MODULE_LICENSE("GPL");
500 MODULE_DESCRIPTION("Simple AEAD wrapper for IPsec");