Merge tag 'kvmarm-5.20' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kvmarm/kvmar...
[linux-2.6-microblaze.git] / crypto / gcm.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * GCM: Galois/Counter Mode.
4  *
5  * Copyright (c) 2007 Nokia Siemens Networks - Mikko Herranen <mh1@iki.fi>
6  */
7
8 #include <crypto/gf128mul.h>
9 #include <crypto/internal/aead.h>
10 #include <crypto/internal/skcipher.h>
11 #include <crypto/internal/hash.h>
12 #include <crypto/null.h>
13 #include <crypto/scatterwalk.h>
14 #include <crypto/gcm.h>
15 #include <crypto/hash.h>
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/module.h>
20 #include <linux/slab.h>
21
22 struct gcm_instance_ctx {
23         struct crypto_skcipher_spawn ctr;
24         struct crypto_ahash_spawn ghash;
25 };
26
27 struct crypto_gcm_ctx {
28         struct crypto_skcipher *ctr;
29         struct crypto_ahash *ghash;
30 };
31
32 struct crypto_rfc4106_ctx {
33         struct crypto_aead *child;
34         u8 nonce[4];
35 };
36
37 struct crypto_rfc4106_req_ctx {
38         struct scatterlist src[3];
39         struct scatterlist dst[3];
40         struct aead_request subreq;
41 };
42
43 struct crypto_rfc4543_instance_ctx {
44         struct crypto_aead_spawn aead;
45 };
46
47 struct crypto_rfc4543_ctx {
48         struct crypto_aead *child;
49         struct crypto_sync_skcipher *null;
50         u8 nonce[4];
51 };
52
53 struct crypto_rfc4543_req_ctx {
54         struct aead_request subreq;
55 };
56
57 struct crypto_gcm_ghash_ctx {
58         unsigned int cryptlen;
59         struct scatterlist *src;
60         int (*complete)(struct aead_request *req, u32 flags);
61 };
62
63 struct crypto_gcm_req_priv_ctx {
64         u8 iv[16];
65         u8 auth_tag[16];
66         u8 iauth_tag[16];
67         struct scatterlist src[3];
68         struct scatterlist dst[3];
69         struct scatterlist sg;
70         struct crypto_gcm_ghash_ctx ghash_ctx;
71         union {
72                 struct ahash_request ahreq;
73                 struct skcipher_request skreq;
74         } u;
75 };
76
77 static struct {
78         u8 buf[16];
79         struct scatterlist sg;
80 } *gcm_zeroes;
81
82 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc);
83
84 static inline struct crypto_gcm_req_priv_ctx *crypto_gcm_reqctx(
85         struct aead_request *req)
86 {
87         unsigned long align = crypto_aead_alignmask(crypto_aead_reqtfm(req));
88
89         return (void *)PTR_ALIGN((u8 *)aead_request_ctx(req), align + 1);
90 }
91
92 static int crypto_gcm_setkey(struct crypto_aead *aead, const u8 *key,
93                              unsigned int keylen)
94 {
95         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
96         struct crypto_ahash *ghash = ctx->ghash;
97         struct crypto_skcipher *ctr = ctx->ctr;
98         struct {
99                 be128 hash;
100                 u8 iv[16];
101
102                 struct crypto_wait wait;
103
104                 struct scatterlist sg[1];
105                 struct skcipher_request req;
106         } *data;
107         int err;
108
109         crypto_skcipher_clear_flags(ctr, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
110         crypto_skcipher_set_flags(ctr, crypto_aead_get_flags(aead) &
111                                        CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
112         err = crypto_skcipher_setkey(ctr, key, keylen);
113         if (err)
114                 return err;
115
116         data = kzalloc(sizeof(*data) + crypto_skcipher_reqsize(ctr),
117                        GFP_KERNEL);
118         if (!data)
119                 return -ENOMEM;
120
121         crypto_init_wait(&data->wait);
122         sg_init_one(data->sg, &data->hash, sizeof(data->hash));
123         skcipher_request_set_tfm(&data->req, ctr);
124         skcipher_request_set_callback(&data->req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP |
125                                                   CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
126                                       crypto_req_done,
127                                       &data->wait);
128         skcipher_request_set_crypt(&data->req, data->sg, data->sg,
129                                    sizeof(data->hash), data->iv);
130
131         err = crypto_wait_req(crypto_skcipher_encrypt(&data->req),
132                                                         &data->wait);
133
134         if (err)
135                 goto out;
136
137         crypto_ahash_clear_flags(ghash, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
138         crypto_ahash_set_flags(ghash, crypto_aead_get_flags(aead) &
139                                CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
140         err = crypto_ahash_setkey(ghash, (u8 *)&data->hash, sizeof(be128));
141 out:
142         kfree_sensitive(data);
143         return err;
144 }
145
146 static int crypto_gcm_setauthsize(struct crypto_aead *tfm,
147                                   unsigned int authsize)
148 {
149         return crypto_gcm_check_authsize(authsize);
150 }
151
152 static void crypto_gcm_init_common(struct aead_request *req)
153 {
154         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
155         __be32 counter = cpu_to_be32(1);
156         struct scatterlist *sg;
157
158         memset(pctx->auth_tag, 0, sizeof(pctx->auth_tag));
159         memcpy(pctx->iv, req->iv, GCM_AES_IV_SIZE);
160         memcpy(pctx->iv + GCM_AES_IV_SIZE, &counter, 4);
161
162         sg_init_table(pctx->src, 3);
163         sg_set_buf(pctx->src, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
164         sg = scatterwalk_ffwd(pctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
165         if (sg != pctx->src + 1)
166                 sg_chain(pctx->src, 2, sg);
167
168         if (req->src != req->dst) {
169                 sg_init_table(pctx->dst, 3);
170                 sg_set_buf(pctx->dst, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
171                 sg = scatterwalk_ffwd(pctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
172                 if (sg != pctx->dst + 1)
173                         sg_chain(pctx->dst, 2, sg);
174         }
175 }
176
177 static void crypto_gcm_init_crypt(struct aead_request *req,
178                                   unsigned int cryptlen)
179 {
180         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
181         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
182         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
183         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
184         struct scatterlist *dst;
185
186         dst = req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst;
187
188         skcipher_request_set_tfm(skreq, ctx->ctr);
189         skcipher_request_set_crypt(skreq, pctx->src, dst,
190                                      cryptlen + sizeof(pctx->auth_tag),
191                                      pctx->iv);
192 }
193
194 static inline unsigned int gcm_remain(unsigned int len)
195 {
196         len &= 0xfU;
197         return len ? 16 - len : 0;
198 }
199
200 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err);
201
202 static int gcm_hash_update(struct aead_request *req,
203                            crypto_completion_t compl,
204                            struct scatterlist *src,
205                            unsigned int len, u32 flags)
206 {
207         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
208         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
209
210         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, compl, req);
211         ahash_request_set_crypt(ahreq, src, NULL, len);
212
213         return crypto_ahash_update(ahreq);
214 }
215
216 static int gcm_hash_remain(struct aead_request *req,
217                            unsigned int remain,
218                            crypto_completion_t compl, u32 flags)
219 {
220         return gcm_hash_update(req, compl, &gcm_zeroes->sg, remain, flags);
221 }
222
223 static int gcm_hash_len(struct aead_request *req, u32 flags)
224 {
225         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
226         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
227         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
228         be128 lengths;
229
230         lengths.a = cpu_to_be64(req->assoclen * 8);
231         lengths.b = cpu_to_be64(gctx->cryptlen * 8);
232         memcpy(pctx->iauth_tag, &lengths, 16);
233         sg_init_one(&pctx->sg, pctx->iauth_tag, 16);
234         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_len_done, req);
235         ahash_request_set_crypt(ahreq, &pctx->sg,
236                                 pctx->iauth_tag, sizeof(lengths));
237
238         return crypto_ahash_finup(ahreq);
239 }
240
241 static int gcm_hash_len_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
242 {
243         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
244         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
245
246         return gctx->complete(req, flags);
247 }
248
249 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
250 {
251         struct aead_request *req = areq->data;
252
253         if (err)
254                 goto out;
255
256         err = gcm_hash_len_continue(req, 0);
257         if (err == -EINPROGRESS)
258                 return;
259
260 out:
261         aead_request_complete(req, err);
262 }
263
264 static int gcm_hash_crypt_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
265 {
266         return gcm_hash_len(req, flags) ?:
267                gcm_hash_len_continue(req, flags);
268 }
269
270 static void gcm_hash_crypt_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
271                                        int err)
272 {
273         struct aead_request *req = areq->data;
274
275         if (err)
276                 goto out;
277
278         err = gcm_hash_crypt_remain_continue(req, 0);
279         if (err == -EINPROGRESS)
280                 return;
281
282 out:
283         aead_request_complete(req, err);
284 }
285
286 static int gcm_hash_crypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
287 {
288         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
289         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
290         unsigned int remain;
291
292         remain = gcm_remain(gctx->cryptlen);
293         if (remain)
294                 return gcm_hash_remain(req, remain,
295                                        gcm_hash_crypt_remain_done, flags) ?:
296                        gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
297
298         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
299 }
300
301 static void gcm_hash_crypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
302 {
303         struct aead_request *req = areq->data;
304
305         if (err)
306                 goto out;
307
308         err = gcm_hash_crypt_continue(req, 0);
309         if (err == -EINPROGRESS)
310                 return;
311
312 out:
313         aead_request_complete(req, err);
314 }
315
316 static int gcm_hash_assoc_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
317 {
318         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
319         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
320
321         if (gctx->cryptlen)
322                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_crypt_done,
323                                        gctx->src, gctx->cryptlen, flags) ?:
324                        gcm_hash_crypt_continue(req, flags);
325
326         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
327 }
328
329 static void gcm_hash_assoc_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
330                                        int err)
331 {
332         struct aead_request *req = areq->data;
333
334         if (err)
335                 goto out;
336
337         err = gcm_hash_assoc_remain_continue(req, 0);
338         if (err == -EINPROGRESS)
339                 return;
340
341 out:
342         aead_request_complete(req, err);
343 }
344
345 static int gcm_hash_assoc_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
346 {
347         unsigned int remain;
348
349         remain = gcm_remain(req->assoclen);
350         if (remain)
351                 return gcm_hash_remain(req, remain,
352                                        gcm_hash_assoc_remain_done, flags) ?:
353                        gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
354
355         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
356 }
357
358 static void gcm_hash_assoc_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
359 {
360         struct aead_request *req = areq->data;
361
362         if (err)
363                 goto out;
364
365         err = gcm_hash_assoc_continue(req, 0);
366         if (err == -EINPROGRESS)
367                 return;
368
369 out:
370         aead_request_complete(req, err);
371 }
372
373 static int gcm_hash_init_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
374 {
375         if (req->assoclen)
376                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_assoc_done,
377                                        req->src, req->assoclen, flags) ?:
378                        gcm_hash_assoc_continue(req, flags);
379
380         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
381 }
382
383 static void gcm_hash_init_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
384 {
385         struct aead_request *req = areq->data;
386
387         if (err)
388                 goto out;
389
390         err = gcm_hash_init_continue(req, 0);
391         if (err == -EINPROGRESS)
392                 return;
393
394 out:
395         aead_request_complete(req, err);
396 }
397
398 static int gcm_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
399 {
400         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
401         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
402         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(crypto_aead_reqtfm(req));
403
404         ahash_request_set_tfm(ahreq, ctx->ghash);
405
406         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_init_done, req);
407         return crypto_ahash_init(ahreq) ?:
408                gcm_hash_init_continue(req, flags);
409 }
410
411 static int gcm_enc_copy_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
412 {
413         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
414         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
415         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
416
417         crypto_xor(auth_tag, pctx->iauth_tag, 16);
418         scatterwalk_map_and_copy(auth_tag, req->dst,
419                                  req->assoclen + req->cryptlen,
420                                  crypto_aead_authsize(aead), 1);
421         return 0;
422 }
423
424 static int gcm_encrypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
425 {
426         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
427         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
428
429         gctx->src = sg_next(req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst);
430         gctx->cryptlen = req->cryptlen;
431         gctx->complete = gcm_enc_copy_hash;
432
433         return gcm_hash(req, flags);
434 }
435
436 static void gcm_encrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
437 {
438         struct aead_request *req = areq->data;
439
440         if (err)
441                 goto out;
442
443         err = gcm_encrypt_continue(req, 0);
444         if (err == -EINPROGRESS)
445                 return;
446
447 out:
448         aead_request_complete(req, err);
449 }
450
451 static int crypto_gcm_encrypt(struct aead_request *req)
452 {
453         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
454         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
455         u32 flags = aead_request_flags(req);
456
457         crypto_gcm_init_common(req);
458         crypto_gcm_init_crypt(req, req->cryptlen);
459         skcipher_request_set_callback(skreq, flags, gcm_encrypt_done, req);
460
461         return crypto_skcipher_encrypt(skreq) ?:
462                gcm_encrypt_continue(req, flags);
463 }
464
465 static int crypto_gcm_verify(struct aead_request *req)
466 {
467         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
468         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
469         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
470         u8 *iauth_tag = pctx->iauth_tag;
471         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
472         unsigned int cryptlen = req->cryptlen - authsize;
473
474         crypto_xor(auth_tag, iauth_tag, 16);
475         scatterwalk_map_and_copy(iauth_tag, req->src,
476                                  req->assoclen + cryptlen, authsize, 0);
477         return crypto_memneq(iauth_tag, auth_tag, authsize) ? -EBADMSG : 0;
478 }
479
480 static void gcm_decrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
481 {
482         struct aead_request *req = areq->data;
483
484         if (!err)
485                 err = crypto_gcm_verify(req);
486
487         aead_request_complete(req, err);
488 }
489
490 static int gcm_dec_hash_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
491 {
492         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
493         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
494         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
495
496         crypto_gcm_init_crypt(req, gctx->cryptlen);
497         skcipher_request_set_callback(skreq, flags, gcm_decrypt_done, req);
498         return crypto_skcipher_decrypt(skreq) ?: crypto_gcm_verify(req);
499 }
500
501 static int crypto_gcm_decrypt(struct aead_request *req)
502 {
503         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
504         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
505         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
506         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
507         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
508         u32 flags = aead_request_flags(req);
509
510         cryptlen -= authsize;
511
512         crypto_gcm_init_common(req);
513
514         gctx->src = sg_next(pctx->src);
515         gctx->cryptlen = cryptlen;
516         gctx->complete = gcm_dec_hash_continue;
517
518         return gcm_hash(req, flags);
519 }
520
521 static int crypto_gcm_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
522 {
523         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
524         struct gcm_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
525         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
526         struct crypto_skcipher *ctr;
527         struct crypto_ahash *ghash;
528         unsigned long align;
529         int err;
530
531         ghash = crypto_spawn_ahash(&ictx->ghash);
532         if (IS_ERR(ghash))
533                 return PTR_ERR(ghash);
534
535         ctr = crypto_spawn_skcipher(&ictx->ctr);
536         err = PTR_ERR(ctr);
537         if (IS_ERR(ctr))
538                 goto err_free_hash;
539
540         ctx->ctr = ctr;
541         ctx->ghash = ghash;
542
543         align = crypto_aead_alignmask(tfm);
544         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
545         crypto_aead_set_reqsize(tfm,
546                 align + offsetof(struct crypto_gcm_req_priv_ctx, u) +
547                 max(sizeof(struct skcipher_request) +
548                     crypto_skcipher_reqsize(ctr),
549                     sizeof(struct ahash_request) +
550                     crypto_ahash_reqsize(ghash)));
551
552         return 0;
553
554 err_free_hash:
555         crypto_free_ahash(ghash);
556         return err;
557 }
558
559 static void crypto_gcm_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
560 {
561         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
562
563         crypto_free_ahash(ctx->ghash);
564         crypto_free_skcipher(ctx->ctr);
565 }
566
567 static void crypto_gcm_free(struct aead_instance *inst)
568 {
569         struct gcm_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
570
571         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
572         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
573         kfree(inst);
574 }
575
576 static int crypto_gcm_create_common(struct crypto_template *tmpl,
577                                     struct rtattr **tb,
578                                     const char *ctr_name,
579                                     const char *ghash_name)
580 {
581         u32 mask;
582         struct aead_instance *inst;
583         struct gcm_instance_ctx *ctx;
584         struct skcipher_alg *ctr;
585         struct hash_alg_common *ghash;
586         int err;
587
588         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD, &mask);
589         if (err)
590                 return err;
591
592         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
593         if (!inst)
594                 return -ENOMEM;
595         ctx = aead_instance_ctx(inst);
596
597         err = crypto_grab_ahash(&ctx->ghash, aead_crypto_instance(inst),
598                                 ghash_name, 0, mask);
599         if (err)
600                 goto err_free_inst;
601         ghash = crypto_spawn_ahash_alg(&ctx->ghash);
602
603         err = -EINVAL;
604         if (strcmp(ghash->base.cra_name, "ghash") != 0 ||
605             ghash->digestsize != 16)
606                 goto err_free_inst;
607
608         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->ctr, aead_crypto_instance(inst),
609                                    ctr_name, 0, mask);
610         if (err)
611                 goto err_free_inst;
612         ctr = crypto_spawn_skcipher_alg(&ctx->ctr);
613
614         /* The skcipher algorithm must be CTR mode, using 16-byte blocks. */
615         err = -EINVAL;
616         if (strncmp(ctr->base.cra_name, "ctr(", 4) != 0 ||
617             crypto_skcipher_alg_ivsize(ctr) != 16 ||
618             ctr->base.cra_blocksize != 1)
619                 goto err_free_inst;
620
621         err = -ENAMETOOLONG;
622         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
623                      "gcm(%s", ctr->base.cra_name + 4) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
624                 goto err_free_inst;
625
626         if (snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
627                      "gcm_base(%s,%s)", ctr->base.cra_driver_name,
628                      ghash->base.cra_driver_name) >=
629             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
630                 goto err_free_inst;
631
632         inst->alg.base.cra_priority = (ghash->base.cra_priority +
633                                        ctr->base.cra_priority) / 2;
634         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
635         inst->alg.base.cra_alignmask = ghash->base.cra_alignmask |
636                                        ctr->base.cra_alignmask;
637         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_gcm_ctx);
638         inst->alg.ivsize = GCM_AES_IV_SIZE;
639         inst->alg.chunksize = crypto_skcipher_alg_chunksize(ctr);
640         inst->alg.maxauthsize = 16;
641         inst->alg.init = crypto_gcm_init_tfm;
642         inst->alg.exit = crypto_gcm_exit_tfm;
643         inst->alg.setkey = crypto_gcm_setkey;
644         inst->alg.setauthsize = crypto_gcm_setauthsize;
645         inst->alg.encrypt = crypto_gcm_encrypt;
646         inst->alg.decrypt = crypto_gcm_decrypt;
647
648         inst->free = crypto_gcm_free;
649
650         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
651         if (err) {
652 err_free_inst:
653                 crypto_gcm_free(inst);
654         }
655         return err;
656 }
657
658 static int crypto_gcm_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
659 {
660         const char *cipher_name;
661         char ctr_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
662
663         cipher_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
664         if (IS_ERR(cipher_name))
665                 return PTR_ERR(cipher_name);
666
667         if (snprintf(ctr_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "ctr(%s)", cipher_name) >=
668             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
669                 return -ENAMETOOLONG;
670
671         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, "ghash");
672 }
673
674 static int crypto_gcm_base_create(struct crypto_template *tmpl,
675                                   struct rtattr **tb)
676 {
677         const char *ctr_name;
678         const char *ghash_name;
679
680         ctr_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
681         if (IS_ERR(ctr_name))
682                 return PTR_ERR(ctr_name);
683
684         ghash_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
685         if (IS_ERR(ghash_name))
686                 return PTR_ERR(ghash_name);
687
688         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, ghash_name);
689 }
690
691 static int crypto_rfc4106_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
692                                  unsigned int keylen)
693 {
694         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
695         struct crypto_aead *child = ctx->child;
696
697         if (keylen < 4)
698                 return -EINVAL;
699
700         keylen -= 4;
701         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
702
703         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
704         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
705                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
706         return crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
707 }
708
709 static int crypto_rfc4106_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
710                                       unsigned int authsize)
711 {
712         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
713         int err;
714
715         err = crypto_rfc4106_check_authsize(authsize);
716         if (err)
717                 return err;
718
719         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
720 }
721
722 static struct aead_request *crypto_rfc4106_crypt(struct aead_request *req)
723 {
724         struct crypto_rfc4106_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
725         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
726         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
727         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
728         struct crypto_aead *child = ctx->child;
729         struct scatterlist *sg;
730         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(subreq + 1) + crypto_aead_reqsize(child),
731                            crypto_aead_alignmask(child) + 1);
732
733         scatterwalk_map_and_copy(iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->src, 0, req->assoclen - 8, 0);
734
735         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
736         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
737
738         sg_init_table(rctx->src, 3);
739         sg_set_buf(rctx->src, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
740         sg = scatterwalk_ffwd(rctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
741         if (sg != rctx->src + 1)
742                 sg_chain(rctx->src, 2, sg);
743
744         if (req->src != req->dst) {
745                 sg_init_table(rctx->dst, 3);
746                 sg_set_buf(rctx->dst, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
747                 sg = scatterwalk_ffwd(rctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
748                 if (sg != rctx->dst + 1)
749                         sg_chain(rctx->dst, 2, sg);
750         }
751
752         aead_request_set_tfm(subreq, child);
753         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, req->base.complete,
754                                   req->base.data);
755         aead_request_set_crypt(subreq, rctx->src,
756                                req->src == req->dst ? rctx->src : rctx->dst,
757                                req->cryptlen, iv);
758         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen - 8);
759
760         return subreq;
761 }
762
763 static int crypto_rfc4106_encrypt(struct aead_request *req)
764 {
765         int err;
766
767         err = crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen);
768         if (err)
769                 return err;
770
771         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
772
773         return crypto_aead_encrypt(req);
774 }
775
776 static int crypto_rfc4106_decrypt(struct aead_request *req)
777 {
778         int err;
779
780         err = crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen);
781         if (err)
782                 return err;
783
784         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
785
786         return crypto_aead_decrypt(req);
787 }
788
789 static int crypto_rfc4106_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
790 {
791         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
792         struct crypto_aead_spawn *spawn = aead_instance_ctx(inst);
793         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
794         struct crypto_aead *aead;
795         unsigned long align;
796
797         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
798         if (IS_ERR(aead))
799                 return PTR_ERR(aead);
800
801         ctx->child = aead;
802
803         align = crypto_aead_alignmask(aead);
804         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
805         crypto_aead_set_reqsize(
806                 tfm,
807                 sizeof(struct crypto_rfc4106_req_ctx) +
808                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
809                 align + 24);
810
811         return 0;
812 }
813
814 static void crypto_rfc4106_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
815 {
816         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
817
818         crypto_free_aead(ctx->child);
819 }
820
821 static void crypto_rfc4106_free(struct aead_instance *inst)
822 {
823         crypto_drop_aead(aead_instance_ctx(inst));
824         kfree(inst);
825 }
826
827 static int crypto_rfc4106_create(struct crypto_template *tmpl,
828                                  struct rtattr **tb)
829 {
830         u32 mask;
831         struct aead_instance *inst;
832         struct crypto_aead_spawn *spawn;
833         struct aead_alg *alg;
834         int err;
835
836         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD, &mask);
837         if (err)
838                 return err;
839
840         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
841         if (!inst)
842                 return -ENOMEM;
843
844         spawn = aead_instance_ctx(inst);
845         err = crypto_grab_aead(spawn, aead_crypto_instance(inst),
846                                crypto_attr_alg_name(tb[1]), 0, mask);
847         if (err)
848                 goto err_free_inst;
849
850         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
851
852         err = -EINVAL;
853
854         /* Underlying IV size must be 12. */
855         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
856                 goto err_free_inst;
857
858         /* Not a stream cipher? */
859         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
860                 goto err_free_inst;
861
862         err = -ENAMETOOLONG;
863         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
864                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_name) >=
865             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
866             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
867                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
868             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
869                 goto err_free_inst;
870
871         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
872         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
873         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
874
875         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4106_ctx);
876
877         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4106_IV_SIZE;
878         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
879         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
880
881         inst->alg.init = crypto_rfc4106_init_tfm;
882         inst->alg.exit = crypto_rfc4106_exit_tfm;
883
884         inst->alg.setkey = crypto_rfc4106_setkey;
885         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4106_setauthsize;
886         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4106_encrypt;
887         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4106_decrypt;
888
889         inst->free = crypto_rfc4106_free;
890
891         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
892         if (err) {
893 err_free_inst:
894                 crypto_rfc4106_free(inst);
895         }
896         return err;
897 }
898
899 static int crypto_rfc4543_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
900                                  unsigned int keylen)
901 {
902         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
903         struct crypto_aead *child = ctx->child;
904
905         if (keylen < 4)
906                 return -EINVAL;
907
908         keylen -= 4;
909         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
910
911         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
912         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
913                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
914         return crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
915 }
916
917 static int crypto_rfc4543_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
918                                       unsigned int authsize)
919 {
920         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
921
922         if (authsize != 16)
923                 return -EINVAL;
924
925         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
926 }
927
928 static int crypto_rfc4543_crypt(struct aead_request *req, bool enc)
929 {
930         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
931         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
932         struct crypto_rfc4543_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
933         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
934         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
935         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(rctx + 1) + crypto_aead_reqsize(ctx->child),
936                            crypto_aead_alignmask(ctx->child) + 1);
937         int err;
938
939         if (req->src != req->dst) {
940                 err = crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(req, enc);
941                 if (err)
942                         return err;
943         }
944
945         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
946         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
947
948         aead_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
949         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
950                                   req->base.complete, req->base.data);
951         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
952                                enc ? 0 : authsize, iv);
953         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen + req->cryptlen -
954                                     subreq->cryptlen);
955
956         return enc ? crypto_aead_encrypt(subreq) : crypto_aead_decrypt(subreq);
957 }
958
959 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc)
960 {
961         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
962         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
963         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
964         unsigned int nbytes = req->assoclen + req->cryptlen -
965                               (enc ? 0 : authsize);
966         SYNC_SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(nreq, ctx->null);
967
968         skcipher_request_set_sync_tfm(nreq, ctx->null);
969         skcipher_request_set_callback(nreq, req->base.flags, NULL, NULL);
970         skcipher_request_set_crypt(nreq, req->src, req->dst, nbytes, NULL);
971
972         return crypto_skcipher_encrypt(nreq);
973 }
974
975 static int crypto_rfc4543_encrypt(struct aead_request *req)
976 {
977         return crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen) ?:
978                crypto_rfc4543_crypt(req, true);
979 }
980
981 static int crypto_rfc4543_decrypt(struct aead_request *req)
982 {
983         return crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen) ?:
984                crypto_rfc4543_crypt(req, false);
985 }
986
987 static int crypto_rfc4543_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
988 {
989         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
990         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
991         struct crypto_aead_spawn *spawn = &ictx->aead;
992         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
993         struct crypto_aead *aead;
994         struct crypto_sync_skcipher *null;
995         unsigned long align;
996         int err = 0;
997
998         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
999         if (IS_ERR(aead))
1000                 return PTR_ERR(aead);
1001
1002         null = crypto_get_default_null_skcipher();
1003         err = PTR_ERR(null);
1004         if (IS_ERR(null))
1005                 goto err_free_aead;
1006
1007         ctx->child = aead;
1008         ctx->null = null;
1009
1010         align = crypto_aead_alignmask(aead);
1011         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
1012         crypto_aead_set_reqsize(
1013                 tfm,
1014                 sizeof(struct crypto_rfc4543_req_ctx) +
1015                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
1016                 align + GCM_AES_IV_SIZE);
1017
1018         return 0;
1019
1020 err_free_aead:
1021         crypto_free_aead(aead);
1022         return err;
1023 }
1024
1025 static void crypto_rfc4543_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1026 {
1027         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1028
1029         crypto_free_aead(ctx->child);
1030         crypto_put_default_null_skcipher();
1031 }
1032
1033 static void crypto_rfc4543_free(struct aead_instance *inst)
1034 {
1035         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
1036
1037         crypto_drop_aead(&ctx->aead);
1038
1039         kfree(inst);
1040 }
1041
1042 static int crypto_rfc4543_create(struct crypto_template *tmpl,
1043                                 struct rtattr **tb)
1044 {
1045         u32 mask;
1046         struct aead_instance *inst;
1047         struct aead_alg *alg;
1048         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx;
1049         int err;
1050
1051         err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD, &mask);
1052         if (err)
1053                 return err;
1054
1055         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1056         if (!inst)
1057                 return -ENOMEM;
1058
1059         ctx = aead_instance_ctx(inst);
1060         err = crypto_grab_aead(&ctx->aead, aead_crypto_instance(inst),
1061                                crypto_attr_alg_name(tb[1]), 0, mask);
1062         if (err)
1063                 goto err_free_inst;
1064
1065         alg = crypto_spawn_aead_alg(&ctx->aead);
1066
1067         err = -EINVAL;
1068
1069         /* Underlying IV size must be 12. */
1070         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
1071                 goto err_free_inst;
1072
1073         /* Not a stream cipher? */
1074         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
1075                 goto err_free_inst;
1076
1077         err = -ENAMETOOLONG;
1078         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1079                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_name) >=
1080             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
1081             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1082                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
1083             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1084                 goto err_free_inst;
1085
1086         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
1087         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
1088         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
1089
1090         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4543_ctx);
1091
1092         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4543_IV_SIZE;
1093         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
1094         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
1095
1096         inst->alg.init = crypto_rfc4543_init_tfm;
1097         inst->alg.exit = crypto_rfc4543_exit_tfm;
1098
1099         inst->alg.setkey = crypto_rfc4543_setkey;
1100         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4543_setauthsize;
1101         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4543_encrypt;
1102         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4543_decrypt;
1103
1104         inst->free = crypto_rfc4543_free;
1105
1106         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
1107         if (err) {
1108 err_free_inst:
1109                 crypto_rfc4543_free(inst);
1110         }
1111         return err;
1112 }
1113
1114 static struct crypto_template crypto_gcm_tmpls[] = {
1115         {
1116                 .name = "gcm_base",
1117                 .create = crypto_gcm_base_create,
1118                 .module = THIS_MODULE,
1119         }, {
1120                 .name = "gcm",
1121                 .create = crypto_gcm_create,
1122                 .module = THIS_MODULE,
1123         }, {
1124                 .name = "rfc4106",
1125                 .create = crypto_rfc4106_create,
1126                 .module = THIS_MODULE,
1127         }, {
1128                 .name = "rfc4543",
1129                 .create = crypto_rfc4543_create,
1130                 .module = THIS_MODULE,
1131         },
1132 };
1133
1134 static int __init crypto_gcm_module_init(void)
1135 {
1136         int err;
1137
1138         gcm_zeroes = kzalloc(sizeof(*gcm_zeroes), GFP_KERNEL);
1139         if (!gcm_zeroes)
1140                 return -ENOMEM;
1141
1142         sg_init_one(&gcm_zeroes->sg, gcm_zeroes->buf, sizeof(gcm_zeroes->buf));
1143
1144         err = crypto_register_templates(crypto_gcm_tmpls,
1145                                         ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1146         if (err)
1147                 kfree(gcm_zeroes);
1148
1149         return err;
1150 }
1151
1152 static void __exit crypto_gcm_module_exit(void)
1153 {
1154         kfree(gcm_zeroes);
1155         crypto_unregister_templates(crypto_gcm_tmpls,
1156                                     ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1157 }
1158
1159 subsys_initcall(crypto_gcm_module_init);
1160 module_exit(crypto_gcm_module_exit);
1161
1162 MODULE_LICENSE("GPL");
1163 MODULE_DESCRIPTION("Galois/Counter Mode");
1164 MODULE_AUTHOR("Mikko Herranen <mh1@iki.fi>");
1165 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm_base");
1166 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4106");
1167 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4543");
1168 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm");