timer: Fix MODS kernel compile error
[linux-3.10.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 on 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
20 #include <crypto/algapi.h>
21 #include <linux/err.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/scatterlist.h>
26 #include <linux/slab.h>
27
28 #include <crypto/b128ops.h>
29 #include <crypto/gf128mul.h>
30 #include <crypto/lrw.h>
31
32 struct priv {
33         struct crypto_cipher *child;
34         struct lrw_table_ctx table;
35 };
36
37 static inline void setbit128_bbe(void *b, int bit)
38 {
39         __set_bit(bit ^ (0x80 -
40 #ifdef __BIG_ENDIAN
41                          BITS_PER_LONG
42 #else
43                          BITS_PER_BYTE
44 #endif
45                         ), b);
46 }
47
48 int lrw_init_table(struct lrw_table_ctx *ctx, const u8 *tweak)
49 {
50         be128 tmp = { 0 };
51         int i;
52
53         if (ctx->table)
54                 gf128mul_free_64k(ctx->table);
55
56         /* initialize multiplication table for Key2 */
57         ctx->table = gf128mul_init_64k_bbe((be128 *)tweak);
58         if (!ctx->table)
59                 return -ENOMEM;
60
61         /* initialize optimization table */
62         for (i = 0; i < 128; i++) {
63                 setbit128_bbe(&tmp, i);
64                 ctx->mulinc[i] = tmp;
65                 gf128mul_64k_bbe(&ctx->mulinc[i], ctx->table);
66         }
67
68         return 0;
69 }
70 EXPORT_SYMBOL_GPL(lrw_init_table);
71
72 void lrw_free_table(struct lrw_table_ctx *ctx)
73 {
74         if (ctx->table)
75                 gf128mul_free_64k(ctx->table);
76 }
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(lrw_free_table);
78
79 static int setkey(struct crypto_tfm *parent, const u8 *key,
80                   unsigned int keylen)
81 {
82         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(parent);
83         struct crypto_cipher *child = ctx->child;
84         int err, bsize = LRW_BLOCK_SIZE;
85         const u8 *tweak = key + keylen - bsize;
86
87         crypto_cipher_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
88         crypto_cipher_set_flags(child, crypto_tfm_get_flags(parent) &
89                                        CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
90         err = crypto_cipher_setkey(child, key, keylen - bsize);
91         if (err)
92                 return err;
93         crypto_tfm_set_flags(parent, crypto_cipher_get_flags(child) &
94                                      CRYPTO_TFM_RES_MASK);
95
96         return lrw_init_table(&ctx->table, tweak);
97 }
98
99 struct sinfo {
100         be128 t;
101         struct crypto_tfm *tfm;
102         void (*fn)(struct crypto_tfm *, u8 *, const u8 *);
103 };
104
105 static inline void inc(be128 *iv)
106 {
107         be64_add_cpu(&iv->b, 1);
108         if (!iv->b)
109                 be64_add_cpu(&iv->a, 1);
110 }
111
112 static inline void lrw_round(struct sinfo *s, void *dst, const void *src)
113 {
114         be128_xor(dst, &s->t, src);             /* PP <- T xor P */
115         s->fn(s->tfm, dst, dst);                /* CC <- E(Key2,PP) */
116         be128_xor(dst, dst, &s->t);             /* C <- T xor CC */
117 }
118
119 /* this returns the number of consequative 1 bits starting
120  * from the right, get_index128(00 00 00 00 00 00 ... 00 00 10 FB) = 2 */
121 static inline int get_index128(be128 *block)
122 {
123         int x;
124         __be32 *p = (__be32 *) block;
125
126         for (p += 3, x = 0; x < 128; p--, x += 32) {
127                 u32 val = be32_to_cpup(p);
128
129                 if (!~val)
130                         continue;
131
132                 return x + ffz(val);
133         }
134
135         return x;
136 }
137
138 static int crypt(struct blkcipher_desc *d,
139                  struct blkcipher_walk *w, struct priv *ctx,
140                  void (*fn)(struct crypto_tfm *, u8 *, const u8 *))
141 {
142         int err;
143         unsigned int avail;
144         const int bs = LRW_BLOCK_SIZE;
145         struct sinfo s = {
146                 .tfm = crypto_cipher_tfm(ctx->child),
147                 .fn = fn
148         };
149         be128 *iv;
150         u8 *wsrc;
151         u8 *wdst;
152
153         err = blkcipher_walk_virt(d, w);
154         if (!(avail = w->nbytes))
155                 return err;
156
157         wsrc = w->src.virt.addr;
158         wdst = w->dst.virt.addr;
159
160         /* calculate first value of T */
161         iv = (be128 *)w->iv;
162         s.t = *iv;
163
164         /* T <- I*Key2 */
165         gf128mul_64k_bbe(&s.t, ctx->table.table);
166
167         goto first;
168
169         for (;;) {
170                 do {
171                         /* T <- I*Key2, using the optimization
172                          * discussed in the specification */
173                         be128_xor(&s.t, &s.t,
174                                   &ctx->table.mulinc[get_index128(iv)]);
175                         inc(iv);
176
177 first:
178                         lrw_round(&s, wdst, wsrc);
179
180                         wsrc += bs;
181                         wdst += bs;
182                 } while ((avail -= bs) >= bs);
183
184                 err = blkcipher_walk_done(d, w, avail);
185                 if (!(avail = w->nbytes))
186                         break;
187
188                 wsrc = w->src.virt.addr;
189                 wdst = w->dst.virt.addr;
190         }
191
192         return err;
193 }
194
195 static int encrypt(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *dst,
196                    struct scatterlist *src, unsigned int nbytes)
197 {
198         struct priv *ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
199         struct blkcipher_walk w;
200
201         blkcipher_walk_init(&w, dst, src, nbytes);
202         return crypt(desc, &w, ctx,
203                      crypto_cipher_alg(ctx->child)->cia_encrypt);
204 }
205
206 static int decrypt(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *dst,
207                    struct scatterlist *src, unsigned int nbytes)
208 {
209         struct priv *ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
210         struct blkcipher_walk w;
211
212         blkcipher_walk_init(&w, dst, src, nbytes);
213         return crypt(desc, &w, ctx,
214                      crypto_cipher_alg(ctx->child)->cia_decrypt);
215 }
216
217 int lrw_crypt(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *sdst,
218               struct scatterlist *ssrc, unsigned int nbytes,
219               struct lrw_crypt_req *req)
220 {
221         const unsigned int bsize = LRW_BLOCK_SIZE;
222         const unsigned int max_blks = req->tbuflen / bsize;
223         struct lrw_table_ctx *ctx = req->table_ctx;
224         struct blkcipher_walk walk;
225         unsigned int nblocks;
226         be128 *iv, *src, *dst, *t;
227         be128 *t_buf = req->tbuf;
228         int err, i;
229
230         BUG_ON(max_blks < 1);
231
232         blkcipher_walk_init(&walk, sdst, ssrc, nbytes);
233
234         err = blkcipher_walk_virt(desc, &walk);
235         nbytes = walk.nbytes;
236         if (!nbytes)
237                 return err;
238
239         nblocks = min(walk.nbytes / bsize, max_blks);
240         src = (be128 *)walk.src.virt.addr;
241         dst = (be128 *)walk.dst.virt.addr;
242
243         /* calculate first value of T */
244         iv = (be128 *)walk.iv;
245         t_buf[0] = *iv;
246
247         /* T <- I*Key2 */
248         gf128mul_64k_bbe(&t_buf[0], ctx->table);
249
250         i = 0;
251         goto first;
252
253         for (;;) {
254                 do {
255                         for (i = 0; i < nblocks; i++) {
256                                 /* T <- I*Key2, using the optimization
257                                  * discussed in the specification */
258                                 be128_xor(&t_buf[i], t,
259                                                 &ctx->mulinc[get_index128(iv)]);
260                                 inc(iv);
261 first:
262                                 t = &t_buf[i];
263
264                                 /* PP <- T xor P */
265                                 be128_xor(dst + i, t, src + i);
266                         }
267
268                         /* CC <- E(Key2,PP) */
269                         req->crypt_fn(req->crypt_ctx, (u8 *)dst,
270                                       nblocks * bsize);
271
272                         /* C <- T xor CC */
273                         for (i = 0; i < nblocks; i++)
274                                 be128_xor(dst + i, dst + i, &t_buf[i]);
275
276                         src += nblocks;
277                         dst += nblocks;
278                         nbytes -= nblocks * bsize;
279                         nblocks = min(nbytes / bsize, max_blks);
280                 } while (nblocks > 0);
281
282                 err = blkcipher_walk_done(desc, &walk, nbytes);
283                 nbytes = walk.nbytes;
284                 if (!nbytes)
285                         break;
286
287                 nblocks = min(nbytes / bsize, max_blks);
288                 src = (be128 *)walk.src.virt.addr;
289                 dst = (be128 *)walk.dst.virt.addr;
290         }
291
292         return err;
293 }
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(lrw_crypt);
295
296 static int init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
297 {
298         struct crypto_cipher *cipher;
299         struct crypto_instance *inst = (void *)tfm->__crt_alg;
300         struct crypto_spawn *spawn = crypto_instance_ctx(inst);
301         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
302         u32 *flags = &tfm->crt_flags;
303
304         cipher = crypto_spawn_cipher(spawn);
305         if (IS_ERR(cipher))
306                 return PTR_ERR(cipher);
307
308         if (crypto_cipher_blocksize(cipher) != LRW_BLOCK_SIZE) {
309                 *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_BLOCK_LEN;
310                 crypto_free_cipher(cipher);
311                 return -EINVAL;
312         }
313
314         ctx->child = cipher;
315         return 0;
316 }
317
318 static void exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
319 {
320         struct priv *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
321
322         lrw_free_table(&ctx->table);
323         crypto_free_cipher(ctx->child);
324 }
325
326 static struct crypto_instance *alloc(struct rtattr **tb)
327 {
328         struct crypto_instance *inst;
329         struct crypto_alg *alg;
330         int err;
331
332         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER);
333         if (err)
334                 return ERR_PTR(err);
335
336         alg = crypto_get_attr_alg(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
337                                   CRYPTO_ALG_TYPE_MASK);
338         if (IS_ERR(alg))
339                 return ERR_CAST(alg);
340
341         inst = crypto_alloc_instance("lrw", alg);
342         if (IS_ERR(inst))
343                 goto out_put_alg;
344
345         inst->alg.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER;
346         inst->alg.cra_priority = alg->cra_priority;
347         inst->alg.cra_blocksize = alg->cra_blocksize;
348
349         if (alg->cra_alignmask < 7) inst->alg.cra_alignmask = 7;
350         else inst->alg.cra_alignmask = alg->cra_alignmask;
351         inst->alg.cra_type = &crypto_blkcipher_type;
352
353         if (!(alg->cra_blocksize % 4))
354                 inst->alg.cra_alignmask |= 3;
355         inst->alg.cra_blkcipher.ivsize = alg->cra_blocksize;
356         inst->alg.cra_blkcipher.min_keysize =
357                 alg->cra_cipher.cia_min_keysize + alg->cra_blocksize;
358         inst->alg.cra_blkcipher.max_keysize =
359                 alg->cra_cipher.cia_max_keysize + alg->cra_blocksize;
360
361         inst->alg.cra_ctxsize = sizeof(struct priv);
362
363         inst->alg.cra_init = init_tfm;
364         inst->alg.cra_exit = exit_tfm;
365
366         inst->alg.cra_blkcipher.setkey = setkey;
367         inst->alg.cra_blkcipher.encrypt = encrypt;
368         inst->alg.cra_blkcipher.decrypt = decrypt;
369
370 out_put_alg:
371         crypto_mod_put(alg);
372         return inst;
373 }
374
375 static void free(struct crypto_instance *inst)
376 {
377         crypto_drop_spawn(crypto_instance_ctx(inst));
378         kfree(inst);
379 }
380
381 static struct crypto_template crypto_tmpl = {
382         .name = "lrw",
383         .alloc = alloc,
384         .free = free,
385         .module = THIS_MODULE,
386 };
387
388 static int __init crypto_module_init(void)
389 {
390         return crypto_register_template(&crypto_tmpl);
391 }
392
393 static void __exit crypto_module_exit(void)
394 {
395         crypto_unregister_template(&crypto_tmpl);
396 }
397
398 module_init(crypto_module_init);
399 module_exit(crypto_module_exit);
400
401 MODULE_LICENSE("GPL");
402 MODULE_DESCRIPTION("LRW block cipher mode");