crypto: xts - use blocksize constant
[linux-2.6.git] / crypto / xts.c
1 /* XTS: as defined in IEEE1619/D16
2  *      http://grouper.ieee.org/groups/1619/email/pdf00086.pdf
3  *      (sector sizes which are not a multiple of 16 bytes are,
4  *      however currently unsupported)
5  *
6  * Copyright (c) 2007 Rik Snel <rsnel@cube.dyndns.org>
7  *
8  * Based om ecb.c
9  * Copyright (c) 2006 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 #include <crypto/algapi.h>
17 #include <linux/err.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/module.h>
21 #include <linux/scatterlist.h>
22 #include <linux/slab.h>
23
24 #include <crypto/b128ops.h>
25 #include <crypto/gf128mul.h>
26
27 #define XTS_BLOCK_SIZE 16
28
29 struct priv {
30         struct crypto_cipher *child;
31         struct crypto_cipher *tweak;
32 };
33
34 static int setkey(struct crypto_tfm *parent, const u8 *key,
35                   unsigned int keylen)
36 {
37         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(parent);
38         struct crypto_cipher *child = ctx->tweak;
39         u32 *flags = &parent->crt_flags;
40         int err;
41
42         /* key consists of keys of equal size concatenated, therefore
43          * the length must be even */
44         if (keylen % 2) {
45                 /* tell the user why there was an error */
46                 *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN;
47                 return -EINVAL;
48         }
49
50         /* we need two cipher instances: one to compute the initial 'tweak'
51          * by encrypting the IV (usually the 'plain' iv) and the other
52          * one to encrypt and decrypt the data */
53
54         /* tweak cipher, uses Key2 i.e. the second half of *key */
55         crypto_cipher_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
56         crypto_cipher_set_flags(child, crypto_tfm_get_flags(parent) &
57                                        CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
58         err = crypto_cipher_setkey(child, key + keylen/2, keylen/2);
59         if (err)
60                 return err;
61
62         crypto_tfm_set_flags(parent, crypto_cipher_get_flags(child) &
63                                      CRYPTO_TFM_RES_MASK);
64
65         child = ctx->child;
66
67         /* data cipher, uses Key1 i.e. the first half of *key */
68         crypto_cipher_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
69         crypto_cipher_set_flags(child, crypto_tfm_get_flags(parent) &
70                                        CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
71         err = crypto_cipher_setkey(child, key, keylen/2);
72         if (err)
73                 return err;
74
75         crypto_tfm_set_flags(parent, crypto_cipher_get_flags(child) &
76                                      CRYPTO_TFM_RES_MASK);
77
78         return 0;
79 }
80
81 struct sinfo {
82         be128 *t;
83         struct crypto_tfm *tfm;
84         void (*fn)(struct crypto_tfm *, u8 *, const u8 *);
85 };
86
87 static inline void xts_round(struct sinfo *s, void *dst, const void *src)
88 {
89         be128_xor(dst, s->t, src);              /* PP <- T xor P */
90         s->fn(s->tfm, dst, dst);                /* CC <- E(Key1,PP) */
91         be128_xor(dst, dst, s->t);              /* C <- T xor CC */
92 }
93
94 static int crypt(struct blkcipher_desc *d,
95                  struct blkcipher_walk *w, struct priv *ctx,
96                  void (*tw)(struct crypto_tfm *, u8 *, const u8 *),
97                  void (*fn)(struct crypto_tfm *, u8 *, const u8 *))
98 {
99         int err;
100         unsigned int avail;
101         const int bs = XTS_BLOCK_SIZE;
102         struct sinfo s = {
103                 .tfm = crypto_cipher_tfm(ctx->child),
104                 .fn = fn
105         };
106         u8 *wsrc;
107         u8 *wdst;
108
109         err = blkcipher_walk_virt(d, w);
110         if (!w->nbytes)
111                 return err;
112
113         s.t = (be128 *)w->iv;
114         avail = w->nbytes;
115
116         wsrc = w->src.virt.addr;
117         wdst = w->dst.virt.addr;
118
119         /* calculate first value of T */
120         tw(crypto_cipher_tfm(ctx->tweak), w->iv, w->iv);
121
122         goto first;
123
124         for (;;) {
125                 do {
126                         gf128mul_x_ble(s.t, s.t);
127
128 first:
129                         xts_round(&s, wdst, wsrc);
130
131                         wsrc += bs;
132                         wdst += bs;
133                 } while ((avail -= bs) >= bs);
134
135                 err = blkcipher_walk_done(d, w, avail);
136                 if (!w->nbytes)
137                         break;
138
139                 avail = w->nbytes;
140
141                 wsrc = w->src.virt.addr;
142                 wdst = w->dst.virt.addr;
143         }
144
145         return err;
146 }
147
148 static int encrypt(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *dst,
149                    struct scatterlist *src, unsigned int nbytes)
150 {
151         struct priv *ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
152         struct blkcipher_walk w;
153
154         blkcipher_walk_init(&w, dst, src, nbytes);
155         return crypt(desc, &w, ctx, crypto_cipher_alg(ctx->tweak)->cia_encrypt,
156                      crypto_cipher_alg(ctx->child)->cia_encrypt);
157 }
158
159 static int decrypt(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *dst,
160                    struct scatterlist *src, unsigned int nbytes)
161 {
162         struct priv *ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
163         struct blkcipher_walk w;
164
165         blkcipher_walk_init(&w, dst, src, nbytes);
166         return crypt(desc, &w, ctx, crypto_cipher_alg(ctx->tweak)->cia_encrypt,
167                      crypto_cipher_alg(ctx->child)->cia_decrypt);
168 }
169
170 static int init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
171 {
172         struct crypto_cipher *cipher;
173         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
174         struct crypto_spawn *spawn = crypto_instance_ctx(inst);
175         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
176         u32 *flags = &tfm->crt_flags;
177
178         cipher = crypto_spawn_cipher(spawn);
179         if (IS_ERR(cipher))
180                 return PTR_ERR(cipher);
181
182         if (crypto_cipher_blocksize(cipher) != XTS_BLOCK_SIZE) {
183                 *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_BLOCK_LEN;
184                 crypto_free_cipher(cipher);
185                 return -EINVAL;
186         }
187
188         ctx->child = cipher;
189
190         cipher = crypto_spawn_cipher(spawn);
191         if (IS_ERR(cipher)) {
192                 crypto_free_cipher(ctx->child);
193                 return PTR_ERR(cipher);
194         }
195
196         /* this check isn't really needed, leave it here just in case */
197         if (crypto_cipher_blocksize(cipher) != XTS_BLOCK_SIZE) {
198                 crypto_free_cipher(cipher);
199                 crypto_free_cipher(ctx->child);
200                 *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_BLOCK_LEN;
201                 return -EINVAL;
202         }
203
204         ctx->tweak = cipher;
205
206         return 0;
207 }
208
209 static void exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
210 {
211         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
212         crypto_free_cipher(ctx->child);
213         crypto_free_cipher(ctx->tweak);
214 }
215
216 static struct crypto_instance *alloc(struct rtattr **tb)
217 {
218         struct crypto_instance *inst;
219         struct crypto_alg *alg;
220         int err;
221
222         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER);
223         if (err)
224                 return ERR_PTR(err);
225
226         alg = crypto_get_attr_alg(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
227                                   CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
228         if (IS_ERR(alg))
229                 return ERR_CAST(alg);
230
231         inst = crypto_alloc_instance("xts", alg);
232         if (IS_ERR(inst))
233                 goto out_put_alg;
234
235         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER;
236         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority;
237         inst->alg.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
238
239         if (alg->cra_alignmask < 7)
240                 inst->alg.cra_alignmask = 7;
241         else
242                 inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
243
244         inst->alg.cra_type = &crypto_blkcipher_type;
245
246         inst->alg.cra_blkcipher.ivsize = alg->cra_blocksize;
247         inst->alg.cra_blkcipher.min_keysize =
248                 2 * alg->cra_cipher.cia_min_keysize;
249         inst->alg.cra_blkcipher.max_keysize =
250                 2 * alg->cra_cipher.cia_max_keysize;
251
252         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct priv);
253
254         inst->alg.cra_init = init_tfm;
255         inst->alg.cra_exit = exit_tfm;
256
257         inst->alg.cra_blkcipher.setkey = setkey;
258         inst->alg.cra_blkcipher.encrypt = encrypt;
259         inst->alg.cra_blkcipher.decrypt = decrypt;
260
261 out_put_alg:
262         crypto_mod_put(alg);
263         return inst;
264 }
265
266 static void free(struct crypto_instance *inst)
267 {
268         crypto_drop_spawn(crypto_instance_ctx(inst));
269         kfree(inst);
270 }
271
272 static struct crypto_template crypto_tmpl = {
273         .name = "xts",
274         .alloc = alloc,
275         .free = free,
276         .module = THIS_MODULE,
277 };
278
279 static int __init crypto_module_init(void)
280 {
281         return crypto_register_template(&crypto_tmpl);
282 }
283
284 static void __exit crypto_module_exit(void)
285 {
286         crypto_unregister_template(&crypto_tmpl);
287 }
288
289 module_init(crypto_module_init);
290 module_exit(crypto_module_exit);
291
292 MODULE_LICENSE("GPL");
293 MODULE_DESCRIPTION("XTS block cipher mode");