crypto: null - Switch to shash
[linux-2.6.git] / crypto / xcbc.c
1 /*
2  * Copyright (C)2006 USAGI/WIDE Project
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
7  * (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
17  *
18  * Author:
19  *      Kazunori Miyazawa <miyazawa@linux-ipv6.org>
20  */
21
22 #include <crypto/scatterwalk.h>
23 #include <linux/crypto.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <linux/hardirq.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/rtnetlink.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/scatterlist.h>
31
32 static u_int32_t ks[12] = {0x01010101, 0x01010101, 0x01010101, 0x01010101,
33                            0x02020202, 0x02020202, 0x02020202, 0x02020202,
34                            0x03030303, 0x03030303, 0x03030303, 0x03030303};
35 /*
36  * +------------------------
37  * | <parent tfm>
38  * +------------------------
39  * | crypto_xcbc_ctx
40  * +------------------------
41  * | odds (block size)
42  * +------------------------
43  * | prev (block size)
44  * +------------------------
45  * | key (block size)
46  * +------------------------
47  * | consts (block size * 3)
48  * +------------------------
49  */
50 struct crypto_xcbc_ctx {
51         struct crypto_cipher *child;
52         u8 *odds;
53         u8 *prev;
54         u8 *key;
55         u8 *consts;
56         void (*xor)(u8 *a, const u8 *b, unsigned int bs);
57         unsigned int keylen;
58         unsigned int len;
59 };
60
61 static void xor_128(u8 *a, const u8 *b, unsigned int bs)
62 {
63         ((u32 *)a)[0] ^= ((u32 *)b)[0];
64         ((u32 *)a)[1] ^= ((u32 *)b)[1];
65         ((u32 *)a)[2] ^= ((u32 *)b)[2];
66         ((u32 *)a)[3] ^= ((u32 *)b)[3];
67 }
68
69 static int _crypto_xcbc_digest_setkey(struct crypto_hash *parent,
70                                       struct crypto_xcbc_ctx *ctx)
71 {
72         int bs = crypto_hash_blocksize(parent);
73         int err = 0;
74         u8 key1[bs];
75
76         if ((err = crypto_cipher_setkey(ctx->child, ctx->key, ctx->keylen)))
77             return err;
78
79         crypto_cipher_encrypt_one(ctx->child, key1, ctx->consts);
80
81         return crypto_cipher_setkey(ctx->child, key1, bs);
82 }
83
84 static int crypto_xcbc_digest_setkey(struct crypto_hash *parent,
85                                      const u8 *inkey, unsigned int keylen)
86 {
87         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(parent);
88
89         if (keylen != crypto_cipher_blocksize(ctx->child))
90                 return -EINVAL;
91
92         ctx->keylen = keylen;
93         memcpy(ctx->key, inkey, keylen);
94         ctx->consts = (u8*)ks;
95
96         return _crypto_xcbc_digest_setkey(parent, ctx);
97 }
98
99 static int crypto_xcbc_digest_init(struct hash_desc *pdesc)
100 {
101         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(pdesc->tfm);
102         int bs = crypto_hash_blocksize(pdesc->tfm);
103
104         ctx->len = 0;
105         memset(ctx->odds, 0, bs);
106         memset(ctx->prev, 0, bs);
107
108         return 0;
109 }
110
111 static int crypto_xcbc_digest_update2(struct hash_desc *pdesc,
112                                       struct scatterlist *sg,
113                                       unsigned int nbytes)
114 {
115         struct crypto_hash *parent = pdesc->tfm;
116         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(parent);
117         struct crypto_cipher *tfm = ctx->child;
118         int bs = crypto_hash_blocksize(parent);
119
120         for (;;) {
121                 struct page *pg = sg_page(sg);
122                 unsigned int offset = sg->offset;
123                 unsigned int slen = sg->length;
124
125                 if (unlikely(slen > nbytes))
126                         slen = nbytes;
127
128                 nbytes -= slen;
129
130                 while (slen > 0) {
131                         unsigned int len = min(slen, ((unsigned int)(PAGE_SIZE)) - offset);
132                         char *p = crypto_kmap(pg, 0) + offset;
133
134                         /* checking the data can fill the block */
135                         if ((ctx->len + len) <= bs) {
136                                 memcpy(ctx->odds + ctx->len, p, len);
137                                 ctx->len += len;
138                                 slen -= len;
139
140                                 /* checking the rest of the page */
141                                 if (len + offset >= PAGE_SIZE) {
142                                         offset = 0;
143                                         pg++;
144                                 } else
145                                         offset += len;
146
147                                 crypto_kunmap(p, 0);
148                                 crypto_yield(pdesc->flags);
149                                 continue;
150                         }
151
152                         /* filling odds with new data and encrypting it */
153                         memcpy(ctx->odds + ctx->len, p, bs - ctx->len);
154                         len -= bs - ctx->len;
155                         p += bs - ctx->len;
156
157                         ctx->xor(ctx->prev, ctx->odds, bs);
158                         crypto_cipher_encrypt_one(tfm, ctx->prev, ctx->prev);
159
160                         /* clearing the length */
161                         ctx->len = 0;
162
163                         /* encrypting the rest of data */
164                         while (len > bs) {
165                                 ctx->xor(ctx->prev, p, bs);
166                                 crypto_cipher_encrypt_one(tfm, ctx->prev,
167                                                           ctx->prev);
168                                 p += bs;
169                                 len -= bs;
170                         }
171
172                         /* keeping the surplus of blocksize */
173                         if (len) {
174                                 memcpy(ctx->odds, p, len);
175                                 ctx->len = len;
176                         }
177                         crypto_kunmap(p, 0);
178                         crypto_yield(pdesc->flags);
179                         slen -= min(slen, ((unsigned int)(PAGE_SIZE)) - offset);
180                         offset = 0;
181                         pg++;
182                 }
183
184                 if (!nbytes)
185                         break;
186                 sg = scatterwalk_sg_next(sg);
187         }
188
189         return 0;
190 }
191
192 static int crypto_xcbc_digest_update(struct hash_desc *pdesc,
193                                      struct scatterlist *sg,
194                                      unsigned int nbytes)
195 {
196         if (WARN_ON_ONCE(in_irq()))
197                 return -EDEADLK;
198         return crypto_xcbc_digest_update2(pdesc, sg, nbytes);
199 }
200
201 static int crypto_xcbc_digest_final(struct hash_desc *pdesc, u8 *out)
202 {
203         struct crypto_hash *parent = pdesc->tfm;
204         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(parent);
205         struct crypto_cipher *tfm = ctx->child;
206         int bs = crypto_hash_blocksize(parent);
207         int err = 0;
208
209         if (ctx->len == bs) {
210                 u8 key2[bs];
211
212                 if ((err = crypto_cipher_setkey(tfm, ctx->key, ctx->keylen)) != 0)
213                         return err;
214
215                 crypto_cipher_encrypt_one(tfm, key2,
216                                           (u8 *)(ctx->consts + bs));
217
218                 ctx->xor(ctx->prev, ctx->odds, bs);
219                 ctx->xor(ctx->prev, key2, bs);
220                 _crypto_xcbc_digest_setkey(parent, ctx);
221
222                 crypto_cipher_encrypt_one(tfm, out, ctx->prev);
223         } else {
224                 u8 key3[bs];
225                 unsigned int rlen;
226                 u8 *p = ctx->odds + ctx->len;
227                 *p = 0x80;
228                 p++;
229
230                 rlen = bs - ctx->len -1;
231                 if (rlen)
232                         memset(p, 0, rlen);
233
234                 if ((err = crypto_cipher_setkey(tfm, ctx->key, ctx->keylen)) != 0)
235                         return err;
236
237                 crypto_cipher_encrypt_one(tfm, key3,
238                                           (u8 *)(ctx->consts + bs * 2));
239
240                 ctx->xor(ctx->prev, ctx->odds, bs);
241                 ctx->xor(ctx->prev, key3, bs);
242
243                 _crypto_xcbc_digest_setkey(parent, ctx);
244
245                 crypto_cipher_encrypt_one(tfm, out, ctx->prev);
246         }
247
248         return 0;
249 }
250
251 static int crypto_xcbc_digest(struct hash_desc *pdesc,
252                   struct scatterlist *sg, unsigned int nbytes, u8 *out)
253 {
254         if (WARN_ON_ONCE(in_irq()))
255                 return -EDEADLK;
256
257         crypto_xcbc_digest_init(pdesc);
258         crypto_xcbc_digest_update2(pdesc, sg, nbytes);
259         return crypto_xcbc_digest_final(pdesc, out);
260 }
261
262 static int xcbc_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
263 {
264         struct crypto_cipher *cipher;
265         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
266         struct crypto_spawn *spawn = crypto_instance_ctx(inst);
267         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(__crypto_hash_cast(tfm));
268         int bs = crypto_hash_blocksize(__crypto_hash_cast(tfm));
269
270         cipher = crypto_spawn_cipher(spawn);
271         if (IS_ERR(cipher))
272                 return PTR_ERR(cipher);
273
274         switch(bs) {
275         case 16:
276                 ctx->xor = xor_128;
277                 break;
278         default:
279                 return -EINVAL;
280         }
281
282         ctx->child = cipher;
283         ctx->odds = (u8*)(ctx+1);
284         ctx->prev = ctx->odds + bs;
285         ctx->key = ctx->prev + bs;
286
287         return 0;
288 };
289
290 static void xcbc_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
291 {
292         struct crypto_xcbc_ctx *ctx = crypto_hash_ctx_aligned(__crypto_hash_cast(tfm));
293         crypto_free_cipher(ctx->child);
294 }
295
296 static struct crypto_instance *xcbc_alloc(struct rtattr **tb)
297 {
298         struct crypto_instance *inst;
299         struct crypto_alg *alg;
300         int err;
301
302         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_HASH);
303         if (err)
304                 return ERR_PTR(err);
305
306         alg = crypto_get_attr_alg(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
307                                   CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
308         if (IS_ERR(alg))
309                 return ERR_CAST(alg);
310
311         switch(alg->cra_blocksize) {
312         case 16:
313                 break;
314         default:
315                 inst = ERR_PTR(-EINVAL);
316                 goto out_put_alg;
317         }
318
319         inst = crypto_alloc_instance("xcbc", alg);
320         if (IS_ERR(inst))
321                 goto out_put_alg;
322
323         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_HASH;
324         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority;
325         inst->alg.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
326         inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
327         inst->alg.cra_type = &crypto_hash_type;
328
329         inst->alg.cra_hash.digestsize = alg->cra_blocksize;
330         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_xcbc_ctx) +
331                                 ALIGN(inst->alg.cra_blocksize * 3, sizeof(void *));
332         inst->alg.cra_init = xcbc_init_tfm;
333         inst->alg.cra_exit = xcbc_exit_tfm;
334
335         inst->alg.cra_hash.init = crypto_xcbc_digest_init;
336         inst->alg.cra_hash.update = crypto_xcbc_digest_update;
337         inst->alg.cra_hash.final = crypto_xcbc_digest_final;
338         inst->alg.cra_hash.digest = crypto_xcbc_digest;
339         inst->alg.cra_hash.setkey = crypto_xcbc_digest_setkey;
340
341 out_put_alg:
342         crypto_mod_put(alg);
343         return inst;
344 }
345
346 static void xcbc_free(struct crypto_instance *inst)
347 {
348         crypto_drop_spawn(crypto_instance_ctx(inst));
349         kfree(inst);
350 }
351
352 static struct crypto_template crypto_xcbc_tmpl = {
353         .name = "xcbc",
354         .alloc = xcbc_alloc,
355         .free = xcbc_free,
356         .module = THIS_MODULE,
357 };
358
359 static int __init crypto_xcbc_module_init(void)
360 {
361         return crypto_register_template(&crypto_xcbc_tmpl);
362 }
363
364 static void __exit crypto_xcbc_module_exit(void)
365 {
366         crypto_unregister_template(&crypto_xcbc_tmpl);
367 }
368
369 module_init(crypto_xcbc_module_init);
370 module_exit(crypto_xcbc_module_exit);
371
372 MODULE_LICENSE("GPL");
373 MODULE_DESCRIPTION("XCBC keyed hash algorithm");