c6547130624ce73cd4e41088f260f40b391dd940
[linux-2.6.git] / crypto / gcm.c
1 /*
2  * GCM: Galois/Counter Mode.
3  *
4  * Copyright (c) 2007 Nokia Siemens Networks - Mikko Herranen <mh1@iki.fi>
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 version 2 as published
8  * by the Free Software Foundation.
9  */
10
11 #include <crypto/gf128mul.h>
12 #include <crypto/internal/aead.h>
13 #include <crypto/internal/skcipher.h>
14 #include <crypto/internal/hash.h>
15 #include <crypto/scatterwalk.h>
16 #include <crypto/hash.h>
17 #include "internal.h"
18 #include <linux/completion.h>
19 #include <linux/err.h>
20 #include <linux/init.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/slab.h>
24
25 struct gcm_instance_ctx {
26         struct crypto_skcipher_spawn ctr;
27         struct crypto_ahash_spawn ghash;
28 };
29
30 struct crypto_gcm_ctx {
31         struct crypto_ablkcipher *ctr;
32         struct crypto_ahash *ghash;
33 };
34
35 struct crypto_rfc4106_ctx {
36         struct crypto_aead *child;
37         u8 nonce[4];
38 };
39
40 struct crypto_gcm_ghash_ctx {
41         unsigned int cryptlen;
42         struct scatterlist *src;
43         void (*complete)(struct aead_request *req, int err);
44 };
45
46 struct crypto_gcm_req_priv_ctx {
47         u8 auth_tag[16];
48         u8 iauth_tag[16];
49         struct scatterlist src[2];
50         struct scatterlist dst[2];
51         struct crypto_gcm_ghash_ctx ghash_ctx;
52         union {
53                 struct ahash_request ahreq;
54                 struct ablkcipher_request abreq;
55         } u;
56 };
57
58 struct crypto_gcm_setkey_result {
59         int err;
60         struct completion completion;
61 };
62
63 static void *gcm_zeroes;
64
65 static inline struct crypto_gcm_req_priv_ctx *crypto_gcm_reqctx(
66         struct aead_request *req)
67 {
68         unsigned long align = crypto_aead_alignmask(crypto_aead_reqtfm(req));
69
70         return (void *)PTR_ALIGN((u8 *)aead_request_ctx(req), align + 1);
71 }
72
73 static void crypto_gcm_setkey_done(struct crypto_async_request *req, int err)
74 {
75         struct crypto_gcm_setkey_result *result = req->data;
76
77         if (err == -EINPROGRESS)
78                 return;
79
80         result->err = err;
81         complete(&result->completion);
82 }
83
84 static int crypto_gcm_setkey(struct crypto_aead *aead, const u8 *key,
85                              unsigned int keylen)
86 {
87         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
88         struct crypto_ahash *ghash = ctx->ghash;
89         struct crypto_ablkcipher *ctr = ctx->ctr;
90         struct {
91                 be128 hash;
92                 u8 iv[8];
93
94                 struct crypto_gcm_setkey_result result;
95
96                 struct scatterlist sg[1];
97                 struct ablkcipher_request req;
98         } *data;
99         int err;
100
101         crypto_ablkcipher_clear_flags(ctr, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
102         crypto_ablkcipher_set_flags(ctr, crypto_aead_get_flags(aead) &
103                                    CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
104
105         err = crypto_ablkcipher_setkey(ctr, key, keylen);
106         if (err)
107                 return err;
108
109         crypto_aead_set_flags(aead, crypto_ablkcipher_get_flags(ctr) &
110                                        CRYPTO_TFM_RES_MASK);
111
112         data = kzalloc(sizeof(*data) + crypto_ablkcipher_reqsize(ctr),
113                        GFP_KERNEL);
114         if (!data)
115                 return -ENOMEM;
116
117         init_completion(&data->result.completion);
118         sg_init_one(data->sg, &data->hash, sizeof(data->hash));
119         ablkcipher_request_set_tfm(&data->req, ctr);
120         ablkcipher_request_set_callback(&data->req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP |
121                                                     CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
122                                         crypto_gcm_setkey_done,
123                                         &data->result);
124         ablkcipher_request_set_crypt(&data->req, data->sg, data->sg,
125                                      sizeof(data->hash), data->iv);
126
127         err = crypto_ablkcipher_encrypt(&data->req);
128         if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY) {
129                 err = wait_for_completion_interruptible(
130                         &data->result.completion);
131                 if (!err)
132                         err = data->result.err;
133         }
134
135         if (err)
136                 goto out;
137
138         crypto_ahash_clear_flags(ghash, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
139         crypto_ahash_set_flags(ghash, crypto_aead_get_flags(aead) &
140                                CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
141         err = crypto_ahash_setkey(ghash, (u8 *)&data->hash, sizeof(be128));
142         crypto_aead_set_flags(aead, crypto_ahash_get_flags(ghash) &
143                               CRYPTO_TFM_RES_MASK);
144
145 out:
146         kfree(data);
147         return err;
148 }
149
150 static int crypto_gcm_setauthsize(struct crypto_aead *tfm,
151                                   unsigned int authsize)
152 {
153         switch (authsize) {
154         case 4:
155         case 8:
156         case 12:
157         case 13:
158         case 14:
159         case 15:
160         case 16:
161                 break;
162         default:
163                 return -EINVAL;
164         }
165
166         return 0;
167 }
168
169 static void crypto_gcm_init_crypt(struct ablkcipher_request *ablk_req,
170                                   struct aead_request *req,
171                                   unsigned int cryptlen)
172 {
173         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
174         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
175         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
176         struct scatterlist *dst;
177         __be32 counter = cpu_to_be32(1);
178
179         memset(pctx->auth_tag, 0, sizeof(pctx->auth_tag));
180         memcpy(req->iv + 12, &counter, 4);
181
182         sg_init_table(pctx->src, 2);
183         sg_set_buf(pctx->src, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
184         scatterwalk_sg_chain(pctx->src, 2, req->src);
185
186         dst = pctx->src;
187         if (req->src != req->dst) {
188                 sg_init_table(pctx->dst, 2);
189                 sg_set_buf(pctx->dst, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
190                 scatterwalk_sg_chain(pctx->dst, 2, req->dst);
191                 dst = pctx->dst;
192         }
193
194         ablkcipher_request_set_tfm(ablk_req, ctx->ctr);
195         ablkcipher_request_set_crypt(ablk_req, pctx->src, dst,
196                                      cryptlen + sizeof(pctx->auth_tag),
197                                      req->iv);
198 }
199
200 static inline unsigned int gcm_remain(unsigned int len)
201 {
202         len &= 0xfU;
203         return len ? 16 - len : 0;
204 }
205
206 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err);
207 static void gcm_hash_final_done(struct crypto_async_request *areq, int err);
208
209 static int gcm_hash_update(struct aead_request *req,
210                            struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx,
211                            crypto_completion_t complete,
212                            struct scatterlist *src,
213                            unsigned int len)
214 {
215         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
216
217         ahash_request_set_callback(ahreq, aead_request_flags(req),
218                                    complete, req);
219         ahash_request_set_crypt(ahreq, src, NULL, len);
220
221         return crypto_ahash_update(ahreq);
222 }
223
224 static int gcm_hash_remain(struct aead_request *req,
225                            struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx,
226                            unsigned int remain,
227                            crypto_completion_t complete)
228 {
229         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
230
231         ahash_request_set_callback(ahreq, aead_request_flags(req),
232                                    complete, req);
233         sg_init_one(pctx->src, gcm_zeroes, remain);
234         ahash_request_set_crypt(ahreq, pctx->src, NULL, remain);
235
236         return crypto_ahash_update(ahreq);
237 }
238
239 static int gcm_hash_len(struct aead_request *req,
240                         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx)
241 {
242         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
243         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
244         u128 lengths;
245
246         lengths.a = cpu_to_be64(req->assoclen * 8);
247         lengths.b = cpu_to_be64(gctx->cryptlen * 8);
248         memcpy(pctx->iauth_tag, &lengths, 16);
249         sg_init_one(pctx->src, pctx->iauth_tag, 16);
250         ahash_request_set_callback(ahreq, aead_request_flags(req),
251                                    gcm_hash_len_done, req);
252         ahash_request_set_crypt(ahreq, pctx->src,
253                                 NULL, sizeof(lengths));
254
255         return crypto_ahash_update(ahreq);
256 }
257
258 static int gcm_hash_final(struct aead_request *req,
259                           struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx)
260 {
261         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
262
263         ahash_request_set_callback(ahreq, aead_request_flags(req),
264                                    gcm_hash_final_done, req);
265         ahash_request_set_crypt(ahreq, NULL, pctx->iauth_tag, 0);
266
267         return crypto_ahash_final(ahreq);
268 }
269
270 static void __gcm_hash_final_done(struct aead_request *req, int err)
271 {
272         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
273         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
274
275         if (!err)
276                 crypto_xor(pctx->auth_tag, pctx->iauth_tag, 16);
277
278         gctx->complete(req, err);
279 }
280
281 static void gcm_hash_final_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
282 {
283         struct aead_request *req = areq->data;
284
285         __gcm_hash_final_done(req, err);
286 }
287
288 static void __gcm_hash_len_done(struct aead_request *req, int err)
289 {
290         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
291
292         if (!err) {
293                 err = gcm_hash_final(req, pctx);
294                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
295                         return;
296         }
297
298         __gcm_hash_final_done(req, err);
299 }
300
301 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
302 {
303         struct aead_request *req = areq->data;
304
305         __gcm_hash_len_done(req, err);
306 }
307
308 static void __gcm_hash_crypt_remain_done(struct aead_request *req, int err)
309 {
310         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
311
312         if (!err) {
313                 err = gcm_hash_len(req, pctx);
314                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
315                         return;
316         }
317
318         __gcm_hash_len_done(req, err);
319 }
320
321 static void gcm_hash_crypt_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
322                                        int err)
323 {
324         struct aead_request *req = areq->data;
325
326         __gcm_hash_crypt_remain_done(req, err);
327 }
328
329 static void __gcm_hash_crypt_done(struct aead_request *req, int err)
330 {
331         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
332         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
333         unsigned int remain;
334
335         if (!err) {
336                 remain = gcm_remain(gctx->cryptlen);
337                 BUG_ON(!remain);
338                 err = gcm_hash_remain(req, pctx, remain,
339                                       gcm_hash_crypt_remain_done);
340                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
341                         return;
342         }
343
344         __gcm_hash_crypt_remain_done(req, err);
345 }
346
347 static void gcm_hash_crypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
348 {
349         struct aead_request *req = areq->data;
350
351         __gcm_hash_crypt_done(req, err);
352 }
353
354 static void __gcm_hash_assoc_remain_done(struct aead_request *req, int err)
355 {
356         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
357         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
358         crypto_completion_t complete;
359         unsigned int remain = 0;
360
361         if (!err && gctx->cryptlen) {
362                 remain = gcm_remain(gctx->cryptlen);
363                 complete = remain ? gcm_hash_crypt_done :
364                         gcm_hash_crypt_remain_done;
365                 err = gcm_hash_update(req, pctx, complete,
366                                       gctx->src, gctx->cryptlen);
367                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
368                         return;
369         }
370
371         if (remain)
372                 __gcm_hash_crypt_done(req, err);
373         else
374                 __gcm_hash_crypt_remain_done(req, err);
375 }
376
377 static void gcm_hash_assoc_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
378                                        int err)
379 {
380         struct aead_request *req = areq->data;
381
382         __gcm_hash_assoc_remain_done(req, err);
383 }
384
385 static void __gcm_hash_assoc_done(struct aead_request *req, int err)
386 {
387         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
388         unsigned int remain;
389
390         if (!err) {
391                 remain = gcm_remain(req->assoclen);
392                 BUG_ON(!remain);
393                 err = gcm_hash_remain(req, pctx, remain,
394                                       gcm_hash_assoc_remain_done);
395                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
396                         return;
397         }
398
399         __gcm_hash_assoc_remain_done(req, err);
400 }
401
402 static void gcm_hash_assoc_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
403 {
404         struct aead_request *req = areq->data;
405
406         __gcm_hash_assoc_done(req, err);
407 }
408
409 static void __gcm_hash_init_done(struct aead_request *req, int err)
410 {
411         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
412         crypto_completion_t complete;
413         unsigned int remain = 0;
414
415         if (!err && req->assoclen) {
416                 remain = gcm_remain(req->assoclen);
417                 complete = remain ? gcm_hash_assoc_done :
418                         gcm_hash_assoc_remain_done;
419                 err = gcm_hash_update(req, pctx, complete,
420                                       req->assoc, req->assoclen);
421                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
422                         return;
423         }
424
425         if (remain)
426                 __gcm_hash_assoc_done(req, err);
427         else
428                 __gcm_hash_assoc_remain_done(req, err);
429 }
430
431 static void gcm_hash_init_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
432 {
433         struct aead_request *req = areq->data;
434
435         __gcm_hash_init_done(req, err);
436 }
437
438 static int gcm_hash(struct aead_request *req,
439                     struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx)
440 {
441         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
442         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
443         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
444         unsigned int remain;
445         crypto_completion_t complete;
446         int err;
447
448         ahash_request_set_tfm(ahreq, ctx->ghash);
449
450         ahash_request_set_callback(ahreq, aead_request_flags(req),
451                                    gcm_hash_init_done, req);
452         err = crypto_ahash_init(ahreq);
453         if (err)
454                 return err;
455         remain = gcm_remain(req->assoclen);
456         complete = remain ? gcm_hash_assoc_done : gcm_hash_assoc_remain_done;
457         err = gcm_hash_update(req, pctx, complete, req->assoc, req->assoclen);
458         if (err)
459                 return err;
460         if (remain) {
461                 err = gcm_hash_remain(req, pctx, remain,
462                                       gcm_hash_assoc_remain_done);
463                 if (err)
464                         return err;
465         }
466         remain = gcm_remain(gctx->cryptlen);
467         complete = remain ? gcm_hash_crypt_done : gcm_hash_crypt_remain_done;
468         err = gcm_hash_update(req, pctx, complete, gctx->src, gctx->cryptlen);
469         if (err)
470                 return err;
471         if (remain) {
472                 err = gcm_hash_remain(req, pctx, remain,
473                                       gcm_hash_crypt_remain_done);
474                 if (err)
475                         return err;
476         }
477         err = gcm_hash_len(req, pctx);
478         if (err)
479                 return err;
480         err = gcm_hash_final(req, pctx);
481         if (err)
482                 return err;
483
484         return 0;
485 }
486
487 static void gcm_enc_copy_hash(struct aead_request *req,
488                               struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx)
489 {
490         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
491         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
492
493         scatterwalk_map_and_copy(auth_tag, req->dst, req->cryptlen,
494                                  crypto_aead_authsize(aead), 1);
495 }
496
497 static void gcm_enc_hash_done(struct aead_request *req, int err)
498 {
499         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
500
501         if (!err)
502                 gcm_enc_copy_hash(req, pctx);
503
504         aead_request_complete(req, err);
505 }
506
507 static void gcm_encrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
508 {
509         struct aead_request *req = areq->data;
510         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
511
512         if (!err) {
513                 err = gcm_hash(req, pctx);
514                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
515                         return;
516                 else if (!err) {
517                         crypto_xor(pctx->auth_tag, pctx->iauth_tag, 16);
518                         gcm_enc_copy_hash(req, pctx);
519                 }
520         }
521
522         aead_request_complete(req, err);
523 }
524
525 static int crypto_gcm_encrypt(struct aead_request *req)
526 {
527         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
528         struct ablkcipher_request *abreq = &pctx->u.abreq;
529         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
530         int err;
531
532         crypto_gcm_init_crypt(abreq, req, req->cryptlen);
533         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
534                                         gcm_encrypt_done, req);
535
536         gctx->src = req->dst;
537         gctx->cryptlen = req->cryptlen;
538         gctx->complete = gcm_enc_hash_done;
539
540         err = crypto_ablkcipher_encrypt(abreq);
541         if (err)
542                 return err;
543
544         err = gcm_hash(req, pctx);
545         if (err)
546                 return err;
547
548         crypto_xor(pctx->auth_tag, pctx->iauth_tag, 16);
549         gcm_enc_copy_hash(req, pctx);
550
551         return 0;
552 }
553
554 static int crypto_gcm_verify(struct aead_request *req,
555                              struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx)
556 {
557         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
558         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
559         u8 *iauth_tag = pctx->iauth_tag;
560         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
561         unsigned int cryptlen = req->cryptlen - authsize;
562
563         crypto_xor(auth_tag, iauth_tag, 16);
564         scatterwalk_map_and_copy(iauth_tag, req->src, cryptlen, authsize, 0);
565         return memcmp(iauth_tag, auth_tag, authsize) ? -EBADMSG : 0;
566 }
567
568 static void gcm_decrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
569 {
570         struct aead_request *req = areq->data;
571         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
572
573         if (!err)
574                 err = crypto_gcm_verify(req, pctx);
575
576         aead_request_complete(req, err);
577 }
578
579 static void gcm_dec_hash_done(struct aead_request *req, int err)
580 {
581         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
582         struct ablkcipher_request *abreq = &pctx->u.abreq;
583         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
584
585         if (!err) {
586                 ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
587                                                 gcm_decrypt_done, req);
588                 crypto_gcm_init_crypt(abreq, req, gctx->cryptlen);
589                 err = crypto_ablkcipher_decrypt(abreq);
590                 if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
591                         return;
592                 else if (!err)
593                         err = crypto_gcm_verify(req, pctx);
594         }
595
596         aead_request_complete(req, err);
597 }
598
599 static int crypto_gcm_decrypt(struct aead_request *req)
600 {
601         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
602         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
603         struct ablkcipher_request *abreq = &pctx->u.abreq;
604         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
605         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
606         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
607         int err;
608
609         if (cryptlen < authsize)
610                 return -EINVAL;
611         cryptlen -= authsize;
612
613         gctx->src = req->src;
614         gctx->cryptlen = cryptlen;
615         gctx->complete = gcm_dec_hash_done;
616
617         err = gcm_hash(req, pctx);
618         if (err)
619                 return err;
620
621         ablkcipher_request_set_callback(abreq, aead_request_flags(req),
622                                         gcm_decrypt_done, req);
623         crypto_gcm_init_crypt(abreq, req, cryptlen);
624         err = crypto_ablkcipher_decrypt(abreq);
625         if (err)
626                 return err;
627
628         return crypto_gcm_verify(req, pctx);
629 }
630
631 static int crypto_gcm_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
632 {
633         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
634         struct gcm_instance_ctx *ictx = crypto_instance_ctx(inst);
635         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
636         struct crypto_ablkcipher *ctr;
637         struct crypto_ahash *ghash;
638         unsigned long align;
639         int err;
640
641         ghash = crypto_spawn_ahash(&ictx->ghash);
642         if (IS_ERR(ghash))
643                 return PTR_ERR(ghash);
644
645         ctr = crypto_spawn_skcipher(&ictx->ctr);
646         err = PTR_ERR(ctr);
647         if (IS_ERR(ctr))
648                 goto err_free_hash;
649
650         ctx->ctr = ctr;
651         ctx->ghash = ghash;
652
653         align = crypto_tfm_alg_alignmask(tfm);
654         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
655         tfm->crt_aead.reqsize = align +
656                 offsetof(struct crypto_gcm_req_priv_ctx, u) +
657                 max(sizeof(struct ablkcipher_request) +
658                     crypto_ablkcipher_reqsize(ctr),
659                     sizeof(struct ahash_request) +
660                     crypto_ahash_reqsize(ghash));
661
662         return 0;
663
664 err_free_hash:
665         crypto_free_ahash(ghash);
666         return err;
667 }
668
669 static void crypto_gcm_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
670 {
671         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
672
673         crypto_free_ahash(ctx->ghash);
674         crypto_free_ablkcipher(ctx->ctr);
675 }
676
677 static struct crypto_instance *crypto_gcm_alloc_common(struct rtattr **tb,
678                                                        const char *full_name,
679                                                        const char *ctr_name,
680                                                        const char *ghash_name)
681 {
682         struct crypto_attr_type *algt;
683         struct crypto_instance *inst;
684         struct crypto_alg *ctr;
685         struct crypto_alg *ghash_alg;
686         struct ahash_alg *ghash_ahash_alg;
687         struct gcm_instance_ctx *ctx;
688         int err;
689
690         algt = crypto_get_attr_type(tb);
691         err = PTR_ERR(algt);
692         if (IS_ERR(algt))
693                 return ERR_PTR(err);
694
695         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
696                 return ERR_PTR(-EINVAL);
697
698         ghash_alg = crypto_find_alg(ghash_name, &crypto_ahash_type,
699                                     CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
700                                     CRYPTO_ALG_TYPE_AHASH_MASK);
701         err = PTR_ERR(ghash_alg);
702         if (IS_ERR(ghash_alg))
703                 return ERR_PTR(err);
704
705         err = -ENOMEM;
706         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
707         if (!inst)
708                 goto out_put_ghash;
709
710         ctx = crypto_instance_ctx(inst);
711         ghash_ahash_alg = container_of(ghash_alg, struct ahash_alg, halg.base);
712         err = crypto_init_ahash_spawn(&ctx->ghash, &ghash_ahash_alg->halg,
713                                       inst);
714         if (err)
715                 goto err_free_inst;
716
717         crypto_set_skcipher_spawn(&ctx->ctr, inst);
718         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->ctr, ctr_name, 0,
719                                    crypto_requires_sync(algt->type,
720                                                         algt->mask));
721         if (err)
722                 goto err_drop_ghash;
723
724         ctr = crypto_skcipher_spawn_alg(&ctx->ctr);
725
726         /* We only support 16-byte blocks. */
727         if (ctr->cra_ablkcipher.ivsize != 16)
728                 goto out_put_ctr;
729
730         /* Not a stream cipher? */
731         err = -EINVAL;
732         if (ctr->cra_blocksize != 1)
733                 goto out_put_ctr;
734
735         err = -ENAMETOOLONG;
736         if (snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
737                      "gcm_base(%s,%s)", ctr->cra_driver_name,
738                      ghash_alg->cra_driver_name) >=
739             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
740                 goto out_put_ctr;
741
742         memcpy(inst->alg.cra_name, full_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME);
743
744         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD;
745         inst->alg.cra_flags |= ctr->cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
746         inst->alg.cra_priority = ctr->cra_priority;
747         inst->alg.cra_blocksize = 1;
748         inst->alg.cra_alignmask = ctr->cra_alignmask | (__alignof__(u64) - 1);
749         inst->alg.cra_type = &crypto_aead_type;
750         inst->alg.cra_aead.ivsize = 16;
751         inst->alg.cra_aead.maxauthsize = 16;
752         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_gcm_ctx);
753         inst->alg.cra_init = crypto_gcm_init_tfm;
754         inst->alg.cra_exit = crypto_gcm_exit_tfm;
755         inst->alg.cra_aead.setkey = crypto_gcm_setkey;
756         inst->alg.cra_aead.setauthsize = crypto_gcm_setauthsize;
757         inst->alg.cra_aead.encrypt = crypto_gcm_encrypt;
758         inst->alg.cra_aead.decrypt = crypto_gcm_decrypt;
759
760 out:
761         crypto_mod_put(ghash_alg);
762         return inst;
763
764 out_put_ctr:
765         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
766 err_drop_ghash:
767         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
768 err_free_inst:
769         kfree(inst);
770 out_put_ghash:
771         inst = ERR_PTR(err);
772         goto out;
773 }
774
775 static struct crypto_instance *crypto_gcm_alloc(struct rtattr **tb)
776 {
777         int err;
778         const char *cipher_name;
779         char ctr_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
780         char full_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
781
782         cipher_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
783         err = PTR_ERR(cipher_name);
784         if (IS_ERR(cipher_name))
785                 return ERR_PTR(err);
786
787         if (snprintf(ctr_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "ctr(%s)", cipher_name) >=
788             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
789                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
790
791         if (snprintf(full_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "gcm(%s)", cipher_name) >=
792             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
793                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
794
795         return crypto_gcm_alloc_common(tb, full_name, ctr_name, "ghash");
796 }
797
798 static void crypto_gcm_free(struct crypto_instance *inst)
799 {
800         struct gcm_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
801
802         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
803         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
804         kfree(inst);
805 }
806
807 static struct crypto_template crypto_gcm_tmpl = {
808         .name = "gcm",
809         .alloc = crypto_gcm_alloc,
810         .free = crypto_gcm_free,
811         .module = THIS_MODULE,
812 };
813
814 static struct crypto_instance *crypto_gcm_base_alloc(struct rtattr **tb)
815 {
816         int err;
817         const char *ctr_name;
818         const char *ghash_name;
819         char full_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
820
821         ctr_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
822         err = PTR_ERR(ctr_name);
823         if (IS_ERR(ctr_name))
824                 return ERR_PTR(err);
825
826         ghash_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
827         err = PTR_ERR(ghash_name);
828         if (IS_ERR(ghash_name))
829                 return ERR_PTR(err);
830
831         if (snprintf(full_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "gcm_base(%s,%s)",
832                      ctr_name, ghash_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
833                 return ERR_PTR(-ENAMETOOLONG);
834
835         return crypto_gcm_alloc_common(tb, full_name, ctr_name, ghash_name);
836 }
837
838 static struct crypto_template crypto_gcm_base_tmpl = {
839         .name = "gcm_base",
840         .alloc = crypto_gcm_base_alloc,
841         .free = crypto_gcm_free,
842         .module = THIS_MODULE,
843 };
844
845 static int crypto_rfc4106_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
846                                  unsigned int keylen)
847 {
848         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
849         struct crypto_aead *child = ctx->child;
850         int err;
851
852         if (keylen < 4)
853                 return -EINVAL;
854
855         keylen -= 4;
856         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
857
858         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
859         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
860                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
861         err = crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
862         crypto_aead_set_flags(parent, crypto_aead_get_flags(child) &
863                                       CRYPTO_TFM_RES_MASK);
864
865         return err;
866 }
867
868 static int crypto_rfc4106_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
869                                       unsigned int authsize)
870 {
871         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
872
873         switch (authsize) {
874         case 8:
875         case 12:
876         case 16:
877                 break;
878         default:
879                 return -EINVAL;
880         }
881
882         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
883 }
884
885 static struct aead_request *crypto_rfc4106_crypt(struct aead_request *req)
886 {
887         struct aead_request *subreq = aead_request_ctx(req);
888         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
889         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
890         struct crypto_aead *child = ctx->child;
891         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(subreq + 1) + crypto_aead_reqsize(child),
892                            crypto_aead_alignmask(child) + 1);
893
894         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
895         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
896
897         aead_request_set_tfm(subreq, child);
898         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, req->base.complete,
899                                   req->base.data);
900         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst, req->cryptlen, iv);
901         aead_request_set_assoc(subreq, req->assoc, req->assoclen);
902
903         return subreq;
904 }
905
906 static int crypto_rfc4106_encrypt(struct aead_request *req)
907 {
908         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
909
910         return crypto_aead_encrypt(req);
911 }
912
913 static int crypto_rfc4106_decrypt(struct aead_request *req)
914 {
915         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
916
917         return crypto_aead_decrypt(req);
918 }
919
920 static int crypto_rfc4106_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
921 {
922         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
923         struct crypto_aead_spawn *spawn = crypto_instance_ctx(inst);
924         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
925         struct crypto_aead *aead;
926         unsigned long align;
927
928         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
929         if (IS_ERR(aead))
930                 return PTR_ERR(aead);
931
932         ctx->child = aead;
933
934         align = crypto_aead_alignmask(aead);
935         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
936         tfm->crt_aead.reqsize = sizeof(struct aead_request) +
937                                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead),
938                                       crypto_tfm_ctx_alignment()) +
939                                 align + 16;
940
941         return 0;
942 }
943
944 static void crypto_rfc4106_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
945 {
946         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
947
948         crypto_free_aead(ctx->child);
949 }
950
951 static struct crypto_instance *crypto_rfc4106_alloc(struct rtattr **tb)
952 {
953         struct crypto_attr_type *algt;
954         struct crypto_instance *inst;
955         struct crypto_aead_spawn *spawn;
956         struct crypto_alg *alg;
957         const char *ccm_name;
958         int err;
959
960         algt = crypto_get_attr_type(tb);
961         err = PTR_ERR(algt);
962         if (IS_ERR(algt))
963                 return ERR_PTR(err);
964
965         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
966                 return ERR_PTR(-EINVAL);
967
968         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
969         err = PTR_ERR(ccm_name);
970         if (IS_ERR(ccm_name))
971                 return ERR_PTR(err);
972
973         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
974         if (!inst)
975                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
976
977         spawn = crypto_instance_ctx(inst);
978         crypto_set_aead_spawn(spawn, inst);
979         err = crypto_grab_aead(spawn, ccm_name, 0,
980                                crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask));
981         if (err)
982                 goto out_free_inst;
983
984         alg = crypto_aead_spawn_alg(spawn);
985
986         err = -EINVAL;
987
988         /* We only support 16-byte blocks. */
989         if (alg->cra_aead.ivsize != 16)
990                 goto out_drop_alg;
991
992         /* Not a stream cipher? */
993         if (alg->cra_blocksize != 1)
994                 goto out_drop_alg;
995
996         err = -ENAMETOOLONG;
997         if (snprintf(inst->alg.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
998                      "rfc4106(%s)", alg->cra_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
999             snprintf(inst->alg.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1000                      "rfc4106(%s)", alg->cra_driver_name) >=
1001             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1002                 goto out_drop_alg;
1003
1004         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD;
1005         inst->alg.cra_flags |= alg->cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
1006         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority;
1007         inst->alg.cra_blocksize = 1;
1008         inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
1009         inst->alg.cra_type = &crypto_nivaead_type;
1010
1011         inst->alg.cra_aead.ivsize = 8;
1012         inst->alg.cra_aead.maxauthsize = 16;
1013
1014         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4106_ctx);
1015
1016         inst->alg.cra_init = crypto_rfc4106_init_tfm;
1017         inst->alg.cra_exit = crypto_rfc4106_exit_tfm;
1018
1019         inst->alg.cra_aead.setkey = crypto_rfc4106_setkey;
1020         inst->alg.cra_aead.setauthsize = crypto_rfc4106_setauthsize;
1021         inst->alg.cra_aead.encrypt = crypto_rfc4106_encrypt;
1022         inst->alg.cra_aead.decrypt = crypto_rfc4106_decrypt;
1023
1024         inst->alg.cra_aead.geniv = "seqiv";
1025
1026 out:
1027         return inst;
1028
1029 out_drop_alg:
1030         crypto_drop_aead(spawn);
1031 out_free_inst:
1032         kfree(inst);
1033         inst = ERR_PTR(err);
1034         goto out;
1035 }
1036
1037 static void crypto_rfc4106_free(struct crypto_instance *inst)
1038 {
1039         crypto_drop_spawn(crypto_instance_ctx(inst));
1040         kfree(inst);
1041 }
1042
1043 static struct crypto_template crypto_rfc4106_tmpl = {
1044         .name = "rfc4106",
1045         .alloc = crypto_rfc4106_alloc,
1046         .free = crypto_rfc4106_free,
1047         .module = THIS_MODULE,
1048 };
1049
1050 static int __init crypto_gcm_module_init(void)
1051 {
1052         int err;
1053
1054         gcm_zeroes = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
1055         if (!gcm_zeroes)
1056                 return -ENOMEM;
1057
1058         err = crypto_register_template(&crypto_gcm_base_tmpl);
1059         if (err)
1060                 goto out;
1061
1062         err = crypto_register_template(&crypto_gcm_tmpl);
1063         if (err)
1064                 goto out_undo_base;
1065
1066         err = crypto_register_template(&crypto_rfc4106_tmpl);
1067         if (err)
1068                 goto out_undo_gcm;
1069
1070         return 0;
1071
1072 out_undo_gcm:
1073         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_tmpl);
1074 out_undo_base:
1075         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_base_tmpl);
1076 out:
1077         kfree(gcm_zeroes);
1078         return err;
1079 }
1080
1081 static void __exit crypto_gcm_module_exit(void)
1082 {
1083         kfree(gcm_zeroes);
1084         crypto_unregister_template(&crypto_rfc4106_tmpl);
1085         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_tmpl);
1086         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_base_tmpl);
1087 }
1088
1089 module_init(crypto_gcm_module_init);
1090 module_exit(crypto_gcm_module_exit);
1091
1092 MODULE_LICENSE("GPL");
1093 MODULE_DESCRIPTION("Galois/Counter Mode");
1094 MODULE_AUTHOR("Mikko Herranen <mh1@iki.fi>");
1095 MODULE_ALIAS("gcm_base");
1096 MODULE_ALIAS("rfc4106");