crypto: gcm - Add RFC4543 wrapper for GCM
[linux-2.6.git] / crypto / chainiv.c
1 /*
2  * chainiv: Chain IV Generator
3  *
4  * Generate IVs simply be using the last block of the previous encryption.
5  * This is mainly useful for CBC with a synchronous algorithm.
6  *
7  * Copyright (c) 2007 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
10  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
11  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
12  * any later version.
13  *
14  */
15
16 #include <crypto/internal/skcipher.h>
17 #include <crypto/rng.h>
18 #include <crypto/crypto_wq.h>
19 #include <linux/err.h>
20 #include <linux/init.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/string.h>
25 #include <linux/workqueue.h>
26
27 enum {
28         CHAINIV_STATE_INUSE = 0,
29 };
30
31 struct chainiv_ctx {
32         spinlock_t lock;
33         char iv[];
34 };
35
36 struct async_chainiv_ctx {
37         unsigned long state;
38
39         spinlock_t lock;
40         int err;
41
42         struct crypto_queue queue;
43         struct work_struct postponed;
44
45         char iv[];
46 };
47
48 static int chainiv_givencrypt(struct skcipher_givcrypt_request *req)
49 {
50         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
51         struct chainiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
52         struct ablkcipher_request *subreq = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
53         unsigned int ivsize;
54         int err;
55
56         ablkcipher_request_set_tfm(subreq, skcipher_geniv_cipher(geniv));
57         ablkcipher_request_set_callback(subreq, req->creq.base.flags &
58                                                 ~CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP,
59                                         req->creq.base.complete,
60                                         req->creq.base.data);
61         ablkcipher_request_set_crypt(subreq, req->creq.src, req->creq.dst,
62                                      req->creq.nbytes, req->creq.info);
63
64         spin_lock_bh(&ctx->lock);
65
66         ivsize = crypto_ablkcipher_ivsize(geniv);
67
68         memcpy(req->giv, ctx->iv, ivsize);
69         memcpy(subreq->info, ctx->iv, ivsize);
70
71         err = crypto_ablkcipher_encrypt(subreq);
72         if (err)
73                 goto unlock;
74
75         memcpy(ctx->iv, subreq->info, ivsize);
76
77 unlock:
78         spin_unlock_bh(&ctx->lock);
79
80         return err;
81 }
82
83 static int chainiv_givencrypt_first(struct skcipher_givcrypt_request *req)
84 {
85         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
86         struct chainiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
87         int err = 0;
88
89         spin_lock_bh(&ctx->lock);
90         if (crypto_ablkcipher_crt(geniv)->givencrypt !=
91             chainiv_givencrypt_first)
92                 goto unlock;
93
94         crypto_ablkcipher_crt(geniv)->givencrypt = chainiv_givencrypt;
95         err = crypto_rng_get_bytes(crypto_default_rng, ctx->iv,
96                                    crypto_ablkcipher_ivsize(geniv));
97
98 unlock:
99         spin_unlock_bh(&ctx->lock);
100
101         if (err)
102                 return err;
103
104         return chainiv_givencrypt(req);
105 }
106
107 static int chainiv_init_common(struct crypto_tfm *tfm)
108 {
109         tfm->crt_ablkcipher.reqsize = sizeof(struct ablkcipher_request);
110
111         return skcipher_geniv_init(tfm);
112 }
113
114 static int chainiv_init(struct crypto_tfm *tfm)
115 {
116         struct chainiv_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
117
118         spin_lock_init(&ctx->lock);
119
120         return chainiv_init_common(tfm);
121 }
122
123 static int async_chainiv_schedule_work(struct async_chainiv_ctx *ctx)
124 {
125         int queued;
126         int err = ctx->err;
127
128         if (!ctx->queue.qlen) {
129                 smp_mb__before_clear_bit();
130                 clear_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state);
131
132                 if (!ctx->queue.qlen ||
133                     test_and_set_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state))
134                         goto out;
135         }
136
137         queued = queue_work(kcrypto_wq, &ctx->postponed);
138         BUG_ON(!queued);
139
140 out:
141         return err;
142 }
143
144 static int async_chainiv_postpone_request(struct skcipher_givcrypt_request *req)
145 {
146         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
147         struct async_chainiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
148         int err;
149
150         spin_lock_bh(&ctx->lock);
151         err = skcipher_enqueue_givcrypt(&ctx->queue, req);
152         spin_unlock_bh(&ctx->lock);
153
154         if (test_and_set_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state))
155                 return err;
156
157         ctx->err = err;
158         return async_chainiv_schedule_work(ctx);
159 }
160
161 static int async_chainiv_givencrypt_tail(struct skcipher_givcrypt_request *req)
162 {
163         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
164         struct async_chainiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
165         struct ablkcipher_request *subreq = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
166         unsigned int ivsize = crypto_ablkcipher_ivsize(geniv);
167
168         memcpy(req->giv, ctx->iv, ivsize);
169         memcpy(subreq->info, ctx->iv, ivsize);
170
171         ctx->err = crypto_ablkcipher_encrypt(subreq);
172         if (ctx->err)
173                 goto out;
174
175         memcpy(ctx->iv, subreq->info, ivsize);
176
177 out:
178         return async_chainiv_schedule_work(ctx);
179 }
180
181 static int async_chainiv_givencrypt(struct skcipher_givcrypt_request *req)
182 {
183         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
184         struct async_chainiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
185         struct ablkcipher_request *subreq = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
186
187         ablkcipher_request_set_tfm(subreq, skcipher_geniv_cipher(geniv));
188         ablkcipher_request_set_callback(subreq, req->creq.base.flags,
189                                         req->creq.base.complete,
190                                         req->creq.base.data);
191         ablkcipher_request_set_crypt(subreq, req->creq.src, req->creq.dst,
192                                      req->creq.nbytes, req->creq.info);
193
194         if (test_and_set_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state))
195                 goto postpone;
196
197         if (ctx->queue.qlen) {
198                 clear_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state);
199                 goto postpone;
200         }
201
202         return async_chainiv_givencrypt_tail(req);
203
204 postpone:
205         return async_chainiv_postpone_request(req);
206 }
207
208 static int async_chainiv_givencrypt_first(struct skcipher_givcrypt_request *req)
209 {
210         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
211         struct async_chainiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
212         int err = 0;
213
214         if (test_and_set_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state))
215                 goto out;
216
217         if (crypto_ablkcipher_crt(geniv)->givencrypt !=
218             async_chainiv_givencrypt_first)
219                 goto unlock;
220
221         crypto_ablkcipher_crt(geniv)->givencrypt = async_chainiv_givencrypt;
222         err = crypto_rng_get_bytes(crypto_default_rng, ctx->iv,
223                                    crypto_ablkcipher_ivsize(geniv));
224
225 unlock:
226         clear_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state);
227
228         if (err)
229                 return err;
230
231 out:
232         return async_chainiv_givencrypt(req);
233 }
234
235 static void async_chainiv_do_postponed(struct work_struct *work)
236 {
237         struct async_chainiv_ctx *ctx = container_of(work,
238                                                      struct async_chainiv_ctx,
239                                                      postponed);
240         struct skcipher_givcrypt_request *req;
241         struct ablkcipher_request *subreq;
242         int err;
243
244         /* Only handle one request at a time to avoid hogging keventd. */
245         spin_lock_bh(&ctx->lock);
246         req = skcipher_dequeue_givcrypt(&ctx->queue);
247         spin_unlock_bh(&ctx->lock);
248
249         if (!req) {
250                 async_chainiv_schedule_work(ctx);
251                 return;
252         }
253
254         subreq = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
255         subreq->base.flags |= CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
256
257         err = async_chainiv_givencrypt_tail(req);
258
259         local_bh_disable();
260         skcipher_givcrypt_complete(req, err);
261         local_bh_enable();
262 }
263
264 static int async_chainiv_init(struct crypto_tfm *tfm)
265 {
266         struct async_chainiv_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
267
268         spin_lock_init(&ctx->lock);
269
270         crypto_init_queue(&ctx->queue, 100);
271         INIT_WORK(&ctx->postponed, async_chainiv_do_postponed);
272
273         return chainiv_init_common(tfm);
274 }
275
276 static void async_chainiv_exit(struct crypto_tfm *tfm)
277 {
278         struct async_chainiv_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
279
280         BUG_ON(test_bit(CHAINIV_STATE_INUSE, &ctx->state) || ctx->queue.qlen);
281
282         skcipher_geniv_exit(tfm);
283 }
284
285 static struct crypto_template chainiv_tmpl;
286
287 static struct crypto_instance *chainiv_alloc(struct rtattr **tb)
288 {
289         struct crypto_attr_type *algt;
290         struct crypto_instance *inst;
291         int err;
292
293         algt = crypto_get_attr_type(tb);
294         err = PTR_ERR(algt);
295         if (IS_ERR(algt))
296                 return ERR_PTR(err);
297
298         err = crypto_get_default_rng();
299         if (err)
300                 return ERR_PTR(err);
301
302         inst = skcipher_geniv_alloc(&chainiv_tmpl, tb, 0, 0);
303         if (IS_ERR(inst))
304                 goto put_rng;
305
306         inst->alg.cra_ablkcipher.givencrypt = chainiv_givencrypt_first;
307
308         inst->alg.cra_init = chainiv_init;
309         inst->alg.cra_exit = skcipher_geniv_exit;
310
311         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct chainiv_ctx);
312
313         if (!crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask)) {
314                 inst->alg.cra_flags |= CRYPTO_ALG_ASYNC;
315
316                 inst->alg.cra_ablkcipher.givencrypt =
317                         async_chainiv_givencrypt_first;
318
319                 inst->alg.cra_init = async_chainiv_init;
320                 inst->alg.cra_exit = async_chainiv_exit;
321
322                 inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct async_chainiv_ctx);
323         }
324
325         inst->alg.cra_ctxsize += inst->alg.cra_ablkcipher.ivsize;
326
327 out:
328         return inst;
329
330 put_rng:
331         crypto_put_default_rng();
332         goto out;
333 }
334
335 static void chainiv_free(struct crypto_instance *inst)
336 {
337         skcipher_geniv_free(inst);
338         crypto_put_default_rng();
339 }
340
341 static struct crypto_template chainiv_tmpl = {
342         .name = "chainiv",
343         .alloc = chainiv_alloc,
344         .free = chainiv_free,
345         .module = THIS_MODULE,
346 };
347
348 static int __init chainiv_module_init(void)
349 {
350         return crypto_register_template(&chainiv_tmpl);
351 }
352
353 static void chainiv_module_exit(void)
354 {
355         crypto_unregister_template(&chainiv_tmpl);
356 }
357
358 module_init(chainiv_module_init);
359 module_exit(chainiv_module_exit);
360
361 MODULE_LICENSE("GPL");
362 MODULE_DESCRIPTION("Chain IV Generator");