[CRYPTO] lrw: round --> lrw_round
[linux-2.6.git] / crypto / lrw.c
1 /* LRW: as defined by Cyril Guyot in
2  *      http://grouper.ieee.org/groups/1619/email/pdf00017.pdf
3  *
4  * Copyright (c) 2006 Rik Snel <rsnel@cube.dyndns.org>
5  *
6  * Based om ecb.c
7  * Copyright (c) 2006 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 /* This implementation is checked against the test vectors in the above
15  * document and by a test vector provided by Ken Buchanan at
16  * http://www.mail-archive.com/stds-p1619@listserv.ieee.org/msg00173.html
17  *
18  * The test vectors are included in the testing module tcrypt.[ch] */
19 #include <crypto/algapi.h>
20 #include <linux/err.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/kernel.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/scatterlist.h>
25 #include <linux/slab.h>
26
27 #include <crypto/b128ops.h>
28 #include <crypto/gf128mul.h>
29
30 struct priv {
31         struct crypto_cipher *child;
32         /* optimizes multiplying a random (non incrementing, as at the
33          * start of a new sector) value with key2, we could also have
34          * used 4k optimization tables or no optimization at all. In the
35          * latter case we would have to store key2 here */
36         struct gf128mul_64k *table;
37         /* stores:
38          *  key2*{ 0,0,...0,0,0,0,1 }, key2*{ 0,0,...0,0,0,1,1 },
39          *  key2*{ 0,0,...0,0,1,1,1 }, key2*{ 0,0,...0,1,1,1,1 }
40          *  key2*{ 0,0,...1,1,1,1,1 }, etc
41          * needed for optimized multiplication of incrementing values
42          * with key2 */
43         be128 mulinc[128];
44 };
45
46 static inline void setbit128_bbe(void *b, int bit)
47 {
48         __set_bit(bit ^ 0x78, b);
49 }
50
51 static int setkey(struct crypto_tfm *parent, const u8 *key,
52                   unsigned int keylen)
53 {
54         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(parent);
55         struct crypto_cipher *child = ctx->child;
56         int err, i;
57         be128 tmp = { 0 };
58         int bsize = crypto_cipher_blocksize(child);
59
60         crypto_cipher_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
61         crypto_cipher_set_flags(child, crypto_tfm_get_flags(parent) &
62                                        CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
63         if ((err = crypto_cipher_setkey(child, key, keylen - bsize)))
64                 return err;
65         crypto_tfm_set_flags(parent, crypto_cipher_get_flags(child) &
66                                      CRYPTO_TFM_RES_MASK);
67
68         if (ctx->table)
69                 gf128mul_free_64k(ctx->table);
70
71         /* initialize multiplication table for Key2 */
72         ctx->table = gf128mul_init_64k_bbe((be128 *)(key + keylen - bsize));
73         if (!ctx->table)
74                 return -ENOMEM;
75
76         /* initialize optimization table */
77         for (i = 0; i < 128; i++) {
78                 setbit128_bbe(&tmp, i);
79                 ctx->mulinc[i] = tmp;
80                 gf128mul_64k_bbe(&ctx->mulinc[i], ctx->table);
81         }
82
83         return 0;
84 }
85
86 struct sinfo {
87         be128 t;
88         struct crypto_tfm *tfm;
89         void (*fn)(struct crypto_tfm *, u8 *, const u8 *);
90 };
91
92 static inline void inc(be128 *iv)
93 {
94         if (!(iv->b = cpu_to_be64(be64_to_cpu(iv->b) + 1)))
95                 iv->a = cpu_to_be64(be64_to_cpu(iv->a) + 1);
96 }
97
98 static inline void lrw_round(struct sinfo *s, void *dst, const void *src)
99 {
100         be128_xor(dst, &s->t, src);             /* PP <- T xor P */
101         s->fn(s->tfm, dst, dst);                /* CC <- E(Key2,PP) */
102         be128_xor(dst, dst, &s->t);             /* C <- T xor CC */
103 }
104
105 /* this returns the number of consequative 1 bits starting
106  * from the right, get_index128(00 00 00 00 00 00 ... 00 00 10 FB) = 2 */
107 static inline int get_index128(be128 *block)
108 {
109         int x;
110         __be32 *p = (__be32 *) block;
111
112         for (p += 3, x = 0; x < 128; p--, x += 32) {
113                 u32 val = be32_to_cpup(p);
114
115                 if (!~val)
116                         continue;
117
118                 return x + ffz(val);
119         }
120
121         return x;
122 }
123
124 static int crypt(struct blkcipher_desc *d,
125                  struct blkcipher_walk *w, struct priv *ctx,
126                  void (*fn)(struct crypto_tfm *, u8 *, const u8 *))
127 {
128         int err;
129         unsigned int avail;
130         const int bs = crypto_cipher_blocksize(ctx->child);
131         struct sinfo s = {
132                 .tfm = crypto_cipher_tfm(ctx->child),
133                 .fn = fn
134         };
135         be128 *iv;
136         u8 *wsrc;
137         u8 *wdst;
138
139         err = blkcipher_walk_virt(d, w);
140         if (!(avail = w->nbytes))
141                 return err;
142
143         wsrc = w->src.virt.addr;
144         wdst = w->dst.virt.addr;
145
146         /* calculate first value of T */
147         iv = (be128 *)w->iv;
148         s.t = *iv;
149
150         /* T <- I*Key2 */
151         gf128mul_64k_bbe(&s.t, ctx->table);
152
153         goto first;
154
155         for (;;) {
156                 do {
157                         /* T <- I*Key2, using the optimization
158                          * discussed in the specification */
159                         be128_xor(&s.t, &s.t, &ctx->mulinc[get_index128(iv)]);
160                         inc(iv);
161
162 first:
163                         lrw_round(&s, wdst, wsrc);
164
165                         wsrc += bs;
166                         wdst += bs;
167                 } while ((avail -= bs) >= bs);
168
169                 err = blkcipher_walk_done(d, w, avail);
170                 if (!(avail = w->nbytes))
171                         break;
172
173                 wsrc = w->src.virt.addr;
174                 wdst = w->dst.virt.addr;
175         }
176
177         return err;
178 }
179
180 static int encrypt(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *dst,
181                    struct scatterlist *src, unsigned int nbytes)
182 {
183         struct priv *ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
184         struct blkcipher_walk w;
185
186         blkcipher_walk_init(&w, dst, src, nbytes);
187         return crypt(desc, &w, ctx,
188                      crypto_cipher_alg(ctx->child)->cia_encrypt);
189 }
190
191 static int decrypt(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *dst,
192                    struct scatterlist *src, unsigned int nbytes)
193 {
194         struct priv *ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
195         struct blkcipher_walk w;
196
197         blkcipher_walk_init(&w, dst, src, nbytes);
198         return crypt(desc, &w, ctx,
199                      crypto_cipher_alg(ctx->child)->cia_decrypt);
200 }
201
202 static int init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
203 {
204         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
205         struct crypto_spawn *spawn = crypto_instance_ctx(inst);
206         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
207         u32 *flags = &tfm->crt_flags;
208
209         tfm = crypto_spawn_tfm(spawn);
210         if (IS_ERR(tfm))
211                 return PTR_ERR(tfm);
212
213         if (crypto_tfm_alg_blocksize(tfm) != 16) {
214                 *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_BLOCK_LEN;
215                 return -EINVAL;
216         }
217
218         ctx->child = crypto_cipher_cast(tfm);
219         return 0;
220 }
221
222 static void exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
223 {
224         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
225         if (ctx->table)
226                 gf128mul_free_64k(ctx->table);
227         crypto_free_cipher(ctx->child);
228 }
229
230 static struct crypto_instance *alloc(void *param, unsigned int len)
231 {
232         struct crypto_instance *inst;
233         struct crypto_alg *alg;
234
235         alg = crypto_get_attr_alg(param, len, CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
236                                   CRYPTO_ALG_TYPE_MASK | CRYPTO_ALG_ASYNC);
237         if (IS_ERR(alg))
238                 return ERR_PTR(PTR_ERR(alg));
239
240         inst = crypto_alloc_instance("lrw", alg);
241         if (IS_ERR(inst))
242                 goto out_put_alg;
243
244         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER;
245         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority;
246         inst->alg.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
247
248         if (alg->cra_alignmask < 7) inst->alg.cra_alignmask = 7;
249         else inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
250         inst->alg.cra_type = &crypto_blkcipher_type;
251
252         if (!(alg->cra_blocksize % 4))
253                 inst->alg.cra_alignmask |= 3;
254         inst->alg.cra_blkcipher.ivsize = alg->cra_blocksize;
255         inst->alg.cra_blkcipher.min_keysize =
256                 alg->cra_cipher.cia_min_keysize + alg->cra_blocksize;
257         inst->alg.cra_blkcipher.max_keysize =
258                 alg->cra_cipher.cia_max_keysize + alg->cra_blocksize;
259
260         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct priv);
261
262         inst->alg.cra_init = init_tfm;
263         inst->alg.cra_exit = exit_tfm;
264
265         inst->alg.cra_blkcipher.setkey = setkey;
266         inst->alg.cra_blkcipher.encrypt = encrypt;
267         inst->alg.cra_blkcipher.decrypt = decrypt;
268
269 out_put_alg:
270         crypto_mod_put(alg);
271         return inst;
272 }
273
274 static void free(struct crypto_instance *inst)
275 {
276         crypto_drop_spawn(crypto_instance_ctx(inst));
277         kfree(inst);
278 }
279
280 static struct crypto_template crypto_tmpl = {
281         .name = "lrw",
282         .alloc = alloc,
283         .free = free,
284         .module = THIS_MODULE,
285 };
286
287 static int __init crypto_module_init(void)
288 {
289         return crypto_register_template(&crypto_tmpl);
290 }
291
292 static void __exit crypto_module_exit(void)
293 {
294         crypto_unregister_template(&crypto_tmpl);
295 }
296
297 module_init(crypto_module_init);
298 module_exit(crypto_module_exit);
299
300 MODULE_LICENSE("GPL");
301 MODULE_DESCRIPTION("LRW block cipher mode");