crypto: skcipher - Move IV generators into their own modules
[linux-2.6.git] / crypto / eseqiv.c
1 /*
2  * eseqiv: Encrypted Sequence Number IV Generator
3  *
4  * This generator generates an IV based on a sequence number by xoring it
5  * with a salt and then encrypting it with the same key as used to encrypt
6  * the plain text.  This algorithm requires that the block size be equal
7  * to the IV size.  It is mainly useful for CBC.
8  *
9  * Copyright (c) 2007 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
10  *
11  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
12  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
14  * any later version.
15  *
16  */
17
18 #include <crypto/internal/skcipher.h>
19 #include <crypto/scatterwalk.h>
20 #include <linux/err.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/kernel.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/scatterlist.h>
27 #include <linux/spinlock.h>
28 #include <linux/string.h>
29
30 struct eseqiv_request_ctx {
31         struct scatterlist src[2];
32         struct scatterlist dst[2];
33         char tail[];
34 };
35
36 struct eseqiv_ctx {
37         spinlock_t lock;
38         unsigned int reqoff;
39         char salt[];
40 };
41
42 static void eseqiv_complete2(struct skcipher_givcrypt_request *req)
43 {
44         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
45         struct eseqiv_request_ctx *reqctx = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
46
47         memcpy(req->giv, PTR_ALIGN((u8 *)reqctx->tail,
48                          crypto_ablkcipher_alignmask(geniv) + 1),
49                crypto_ablkcipher_ivsize(geniv));
50 }
51
52 static void eseqiv_complete(struct crypto_async_request *base, int err)
53 {
54         struct skcipher_givcrypt_request *req = base->data;
55
56         if (err)
57                 goto out;
58
59         eseqiv_complete2(req);
60
61 out:
62         skcipher_givcrypt_complete(req, err);
63 }
64
65 static void eseqiv_chain(struct scatterlist *head, struct scatterlist *sg,
66                          int chain)
67 {
68         if (chain) {
69                 head->length += sg->length;
70                 sg = scatterwalk_sg_next(sg);
71         }
72
73         if (sg)
74                 scatterwalk_sg_chain(head, 2, sg);
75         else
76                 sg_mark_end(head);
77 }
78
79 static int eseqiv_givencrypt(struct skcipher_givcrypt_request *req)
80 {
81         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
82         struct eseqiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
83         struct eseqiv_request_ctx *reqctx = skcipher_givcrypt_reqctx(req);
84         struct ablkcipher_request *subreq;
85         crypto_completion_t complete;
86         void *data;
87         struct scatterlist *osrc, *odst;
88         struct scatterlist *dst;
89         struct page *srcp;
90         struct page *dstp;
91         u8 *giv;
92         u8 *vsrc;
93         u8 *vdst;
94         __be64 seq;
95         unsigned int ivsize;
96         unsigned int len;
97         int err;
98
99         subreq = (void *)(reqctx->tail + ctx->reqoff);
100         ablkcipher_request_set_tfm(subreq, skcipher_geniv_cipher(geniv));
101
102         giv = req->giv;
103         complete = req->creq.base.complete;
104         data = req->creq.base.data;
105
106         osrc = req->creq.src;
107         odst = req->creq.dst;
108         srcp = sg_page(osrc);
109         dstp = sg_page(odst);
110         vsrc = PageHighMem(srcp) ? NULL : page_address(srcp) + osrc->offset;
111         vdst = PageHighMem(dstp) ? NULL : page_address(dstp) + odst->offset;
112
113         ivsize = crypto_ablkcipher_ivsize(geniv);
114
115         if (vsrc != giv + ivsize && vdst != giv + ivsize) {
116                 giv = PTR_ALIGN((u8 *)reqctx->tail,
117                                 crypto_ablkcipher_alignmask(geniv) + 1);
118                 complete = eseqiv_complete;
119                 data = req;
120         }
121
122         ablkcipher_request_set_callback(subreq, req->creq.base.flags, complete,
123                                         data);
124
125         sg_init_table(reqctx->src, 2);
126         sg_set_buf(reqctx->src, giv, ivsize);
127         eseqiv_chain(reqctx->src, osrc, vsrc == giv + ivsize);
128
129         dst = reqctx->src;
130         if (osrc != odst) {
131                 sg_init_table(reqctx->dst, 2);
132                 sg_set_buf(reqctx->dst, giv, ivsize);
133                 eseqiv_chain(reqctx->dst, odst, vdst == giv + ivsize);
134
135                 dst = reqctx->dst;
136         }
137
138         ablkcipher_request_set_crypt(subreq, reqctx->src, dst,
139                                      req->creq.nbytes + ivsize,
140                                      req->creq.info);
141
142         memcpy(req->creq.info, ctx->salt, ivsize);
143
144         len = ivsize;
145         if (ivsize > sizeof(u64)) {
146                 memset(req->giv, 0, ivsize - sizeof(u64));
147                 len = sizeof(u64);
148         }
149         seq = cpu_to_be64(req->seq);
150         memcpy(req->giv + ivsize - len, &seq, len);
151
152         err = crypto_ablkcipher_encrypt(subreq);
153         if (err)
154                 goto out;
155
156         eseqiv_complete2(req);
157
158 out:
159         return err;
160 }
161
162 static int eseqiv_givencrypt_first(struct skcipher_givcrypt_request *req)
163 {
164         struct crypto_ablkcipher *geniv = skcipher_givcrypt_reqtfm(req);
165         struct eseqiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
166
167         spin_lock_bh(&ctx->lock);
168         if (crypto_ablkcipher_crt(geniv)->givencrypt != eseqiv_givencrypt_first)
169                 goto unlock;
170
171         crypto_ablkcipher_crt(geniv)->givencrypt = eseqiv_givencrypt;
172         get_random_bytes(ctx->salt, crypto_ablkcipher_ivsize(geniv));
173
174 unlock:
175         spin_unlock_bh(&ctx->lock);
176
177         return eseqiv_givencrypt(req);
178 }
179
180 static int eseqiv_init(struct crypto_tfm *tfm)
181 {
182         struct crypto_ablkcipher *geniv = __crypto_ablkcipher_cast(tfm);
183         struct eseqiv_ctx *ctx = crypto_ablkcipher_ctx(geniv);
184         unsigned long alignmask;
185         unsigned int reqsize;
186
187         spin_lock_init(&ctx->lock);
188
189         alignmask = crypto_tfm_ctx_alignment() - 1;
190         reqsize = sizeof(struct eseqiv_request_ctx);
191
192         if (alignmask & reqsize) {
193                 alignmask &= reqsize;
194                 alignmask--;
195         }
196
197         alignmask = ~alignmask;
198         alignmask &= crypto_ablkcipher_alignmask(geniv);
199
200         reqsize += alignmask;
201         reqsize += crypto_ablkcipher_ivsize(geniv);
202         reqsize = ALIGN(reqsize, crypto_tfm_ctx_alignment());
203
204         ctx->reqoff = reqsize - sizeof(struct eseqiv_request_ctx);
205
206         tfm->crt_ablkcipher.reqsize = reqsize +
207                                       sizeof(struct ablkcipher_request);
208
209         return skcipher_geniv_init(tfm);
210 }
211
212 static struct crypto_template eseqiv_tmpl;
213
214 static struct crypto_instance *eseqiv_alloc(struct rtattr **tb)
215 {
216         struct crypto_instance *inst;
217         int err;
218
219         inst = skcipher_geniv_alloc(&eseqiv_tmpl, tb, 0, 0);
220         if (IS_ERR(inst))
221                 goto out;
222
223         err = -EINVAL;
224         if (inst->alg.cra_ablkcipher.ivsize != inst->alg.cra_blocksize)
225                 goto free_inst;
226
227         inst->alg.cra_ablkcipher.givencrypt = eseqiv_givencrypt_first;
228
229         inst->alg.cra_init = eseqiv_init;
230         inst->alg.cra_exit = skcipher_geniv_exit;
231
232         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct eseqiv_ctx);
233         inst->alg.cra_ctxsize += inst->alg.cra_ablkcipher.ivsize;
234
235 out:
236         return inst;
237
238 free_inst:
239         skcipher_geniv_free(inst);
240         inst = ERR_PTR(err);
241         goto out;
242 }
243
244 static struct crypto_template eseqiv_tmpl = {
245         .name = "eseqiv",
246         .alloc = eseqiv_alloc,
247         .free = skcipher_geniv_free,
248         .module = THIS_MODULE,
249 };
250
251 static int __init eseqiv_module_init(void)
252 {
253         return crypto_register_template(&eseqiv_tmpl);
254 }
255
256 static void __exit eseqiv_module_exit(void)
257 {
258         crypto_unregister_template(&eseqiv_tmpl);
259 }
260
261 module_init(eseqiv_module_init);
262 module_exit(eseqiv_module_exit);
263
264 MODULE_LICENSE("GPL");
265 MODULE_DESCRIPTION("Encrypted Sequence Number IV Generator");