Merge tag 'asm-generic-5.3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arnd...
[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 "internal.h"
17 #include <linux/err.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/module.h>
21 #include <linux/slab.h>
22
23 struct gcm_instance_ctx {
24         struct crypto_skcipher_spawn ctr;
25         struct crypto_ahash_spawn ghash;
26 };
27
28 struct crypto_gcm_ctx {
29         struct crypto_skcipher *ctr;
30         struct crypto_ahash *ghash;
31 };
32
33 struct crypto_rfc4106_ctx {
34         struct crypto_aead *child;
35         u8 nonce[4];
36 };
37
38 struct crypto_rfc4106_req_ctx {
39         struct scatterlist src[3];
40         struct scatterlist dst[3];
41         struct aead_request subreq;
42 };
43
44 struct crypto_rfc4543_instance_ctx {
45         struct crypto_aead_spawn aead;
46 };
47
48 struct crypto_rfc4543_ctx {
49         struct crypto_aead *child;
50         struct crypto_sync_skcipher *null;
51         u8 nonce[4];
52 };
53
54 struct crypto_rfc4543_req_ctx {
55         struct aead_request subreq;
56 };
57
58 struct crypto_gcm_ghash_ctx {
59         unsigned int cryptlen;
60         struct scatterlist *src;
61         int (*complete)(struct aead_request *req, u32 flags);
62 };
63
64 struct crypto_gcm_req_priv_ctx {
65         u8 iv[16];
66         u8 auth_tag[16];
67         u8 iauth_tag[16];
68         struct scatterlist src[3];
69         struct scatterlist dst[3];
70         struct scatterlist sg;
71         struct crypto_gcm_ghash_ctx ghash_ctx;
72         union {
73                 struct ahash_request ahreq;
74                 struct skcipher_request skreq;
75         } u;
76 };
77
78 static struct {
79         u8 buf[16];
80         struct scatterlist sg;
81 } *gcm_zeroes;
82
83 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc);
84
85 static inline struct crypto_gcm_req_priv_ctx *crypto_gcm_reqctx(
86         struct aead_request *req)
87 {
88         unsigned long align = crypto_aead_alignmask(crypto_aead_reqtfm(req));
89
90         return (void *)PTR_ALIGN((u8 *)aead_request_ctx(req), align + 1);
91 }
92
93 static int crypto_gcm_setkey(struct crypto_aead *aead, const u8 *key,
94                              unsigned int keylen)
95 {
96         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
97         struct crypto_ahash *ghash = ctx->ghash;
98         struct crypto_skcipher *ctr = ctx->ctr;
99         struct {
100                 be128 hash;
101                 u8 iv[16];
102
103                 struct crypto_wait wait;
104
105                 struct scatterlist sg[1];
106                 struct skcipher_request req;
107         } *data;
108         int err;
109
110         crypto_skcipher_clear_flags(ctr, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
111         crypto_skcipher_set_flags(ctr, crypto_aead_get_flags(aead) &
112                                        CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
113         err = crypto_skcipher_setkey(ctr, key, keylen);
114         crypto_aead_set_flags(aead, crypto_skcipher_get_flags(ctr) &
115                                     CRYPTO_TFM_RES_MASK);
116         if (err)
117                 return err;
118
119         data = kzalloc(sizeof(*data) + crypto_skcipher_reqsize(ctr),
120                        GFP_KERNEL);
121         if (!data)
122                 return -ENOMEM;
123
124         crypto_init_wait(&data->wait);
125         sg_init_one(data->sg, &data->hash, sizeof(data->hash));
126         skcipher_request_set_tfm(&data->req, ctr);
127         skcipher_request_set_callback(&data->req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP |
128                                                   CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
129                                       crypto_req_done,
130                                       &data->wait);
131         skcipher_request_set_crypt(&data->req, data->sg, data->sg,
132                                    sizeof(data->hash), data->iv);
133
134         err = crypto_wait_req(crypto_skcipher_encrypt(&data->req),
135                                                         &data->wait);
136
137         if (err)
138                 goto out;
139
140         crypto_ahash_clear_flags(ghash, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
141         crypto_ahash_set_flags(ghash, crypto_aead_get_flags(aead) &
142                                CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
143         err = crypto_ahash_setkey(ghash, (u8 *)&data->hash, sizeof(be128));
144         crypto_aead_set_flags(aead, crypto_ahash_get_flags(ghash) &
145                               CRYPTO_TFM_RES_MASK);
146
147 out:
148         kzfree(data);
149         return err;
150 }
151
152 static int crypto_gcm_setauthsize(struct crypto_aead *tfm,
153                                   unsigned int authsize)
154 {
155         switch (authsize) {
156         case 4:
157         case 8:
158         case 12:
159         case 13:
160         case 14:
161         case 15:
162         case 16:
163                 break;
164         default:
165                 return -EINVAL;
166         }
167
168         return 0;
169 }
170
171 static void crypto_gcm_init_common(struct aead_request *req)
172 {
173         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
174         __be32 counter = cpu_to_be32(1);
175         struct scatterlist *sg;
176
177         memset(pctx->auth_tag, 0, sizeof(pctx->auth_tag));
178         memcpy(pctx->iv, req->iv, GCM_AES_IV_SIZE);
179         memcpy(pctx->iv + GCM_AES_IV_SIZE, &counter, 4);
180
181         sg_init_table(pctx->src, 3);
182         sg_set_buf(pctx->src, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
183         sg = scatterwalk_ffwd(pctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
184         if (sg != pctx->src + 1)
185                 sg_chain(pctx->src, 2, sg);
186
187         if (req->src != req->dst) {
188                 sg_init_table(pctx->dst, 3);
189                 sg_set_buf(pctx->dst, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
190                 sg = scatterwalk_ffwd(pctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
191                 if (sg != pctx->dst + 1)
192                         sg_chain(pctx->dst, 2, sg);
193         }
194 }
195
196 static void crypto_gcm_init_crypt(struct aead_request *req,
197                                   unsigned int cryptlen)
198 {
199         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
200         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
201         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
202         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
203         struct scatterlist *dst;
204
205         dst = req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst;
206
207         skcipher_request_set_tfm(skreq, ctx->ctr);
208         skcipher_request_set_crypt(skreq, pctx->src, dst,
209                                      cryptlen + sizeof(pctx->auth_tag),
210                                      pctx->iv);
211 }
212
213 static inline unsigned int gcm_remain(unsigned int len)
214 {
215         len &= 0xfU;
216         return len ? 16 - len : 0;
217 }
218
219 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err);
220
221 static int gcm_hash_update(struct aead_request *req,
222                            crypto_completion_t compl,
223                            struct scatterlist *src,
224                            unsigned int len, u32 flags)
225 {
226         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
227         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
228
229         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, compl, req);
230         ahash_request_set_crypt(ahreq, src, NULL, len);
231
232         return crypto_ahash_update(ahreq);
233 }
234
235 static int gcm_hash_remain(struct aead_request *req,
236                            unsigned int remain,
237                            crypto_completion_t compl, u32 flags)
238 {
239         return gcm_hash_update(req, compl, &gcm_zeroes->sg, remain, flags);
240 }
241
242 static int gcm_hash_len(struct aead_request *req, u32 flags)
243 {
244         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
245         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
246         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
247         be128 lengths;
248
249         lengths.a = cpu_to_be64(req->assoclen * 8);
250         lengths.b = cpu_to_be64(gctx->cryptlen * 8);
251         memcpy(pctx->iauth_tag, &lengths, 16);
252         sg_init_one(&pctx->sg, pctx->iauth_tag, 16);
253         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_len_done, req);
254         ahash_request_set_crypt(ahreq, &pctx->sg,
255                                 pctx->iauth_tag, sizeof(lengths));
256
257         return crypto_ahash_finup(ahreq);
258 }
259
260 static int gcm_hash_len_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
261 {
262         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
263         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
264
265         return gctx->complete(req, flags);
266 }
267
268 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
269 {
270         struct aead_request *req = areq->data;
271
272         if (err)
273                 goto out;
274
275         err = gcm_hash_len_continue(req, 0);
276         if (err == -EINPROGRESS)
277                 return;
278
279 out:
280         aead_request_complete(req, err);
281 }
282
283 static int gcm_hash_crypt_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
284 {
285         return gcm_hash_len(req, flags) ?:
286                gcm_hash_len_continue(req, flags);
287 }
288
289 static void gcm_hash_crypt_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
290                                        int err)
291 {
292         struct aead_request *req = areq->data;
293
294         if (err)
295                 goto out;
296
297         err = gcm_hash_crypt_remain_continue(req, 0);
298         if (err == -EINPROGRESS)
299                 return;
300
301 out:
302         aead_request_complete(req, err);
303 }
304
305 static int gcm_hash_crypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
306 {
307         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
308         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
309         unsigned int remain;
310
311         remain = gcm_remain(gctx->cryptlen);
312         if (remain)
313                 return gcm_hash_remain(req, remain,
314                                        gcm_hash_crypt_remain_done, flags) ?:
315                        gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
316
317         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
318 }
319
320 static void gcm_hash_crypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
321 {
322         struct aead_request *req = areq->data;
323
324         if (err)
325                 goto out;
326
327         err = gcm_hash_crypt_continue(req, 0);
328         if (err == -EINPROGRESS)
329                 return;
330
331 out:
332         aead_request_complete(req, err);
333 }
334
335 static int gcm_hash_assoc_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
336 {
337         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
338         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
339
340         if (gctx->cryptlen)
341                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_crypt_done,
342                                        gctx->src, gctx->cryptlen, flags) ?:
343                        gcm_hash_crypt_continue(req, flags);
344
345         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
346 }
347
348 static void gcm_hash_assoc_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
349                                        int err)
350 {
351         struct aead_request *req = areq->data;
352
353         if (err)
354                 goto out;
355
356         err = gcm_hash_assoc_remain_continue(req, 0);
357         if (err == -EINPROGRESS)
358                 return;
359
360 out:
361         aead_request_complete(req, err);
362 }
363
364 static int gcm_hash_assoc_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
365 {
366         unsigned int remain;
367
368         remain = gcm_remain(req->assoclen);
369         if (remain)
370                 return gcm_hash_remain(req, remain,
371                                        gcm_hash_assoc_remain_done, flags) ?:
372                        gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
373
374         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
375 }
376
377 static void gcm_hash_assoc_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
378 {
379         struct aead_request *req = areq->data;
380
381         if (err)
382                 goto out;
383
384         err = gcm_hash_assoc_continue(req, 0);
385         if (err == -EINPROGRESS)
386                 return;
387
388 out:
389         aead_request_complete(req, err);
390 }
391
392 static int gcm_hash_init_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
393 {
394         if (req->assoclen)
395                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_assoc_done,
396                                        req->src, req->assoclen, flags) ?:
397                        gcm_hash_assoc_continue(req, flags);
398
399         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
400 }
401
402 static void gcm_hash_init_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
403 {
404         struct aead_request *req = areq->data;
405
406         if (err)
407                 goto out;
408
409         err = gcm_hash_init_continue(req, 0);
410         if (err == -EINPROGRESS)
411                 return;
412
413 out:
414         aead_request_complete(req, err);
415 }
416
417 static int gcm_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
418 {
419         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
420         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
421         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(crypto_aead_reqtfm(req));
422
423         ahash_request_set_tfm(ahreq, ctx->ghash);
424
425         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_init_done, req);
426         return crypto_ahash_init(ahreq) ?:
427                gcm_hash_init_continue(req, flags);
428 }
429
430 static int gcm_enc_copy_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
431 {
432         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
433         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
434         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
435
436         crypto_xor(auth_tag, pctx->iauth_tag, 16);
437         scatterwalk_map_and_copy(auth_tag, req->dst,
438                                  req->assoclen + req->cryptlen,
439                                  crypto_aead_authsize(aead), 1);
440         return 0;
441 }
442
443 static int gcm_encrypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
444 {
445         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
446         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
447
448         gctx->src = sg_next(req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst);
449         gctx->cryptlen = req->cryptlen;
450         gctx->complete = gcm_enc_copy_hash;
451
452         return gcm_hash(req, flags);
453 }
454
455 static void gcm_encrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
456 {
457         struct aead_request *req = areq->data;
458
459         if (err)
460                 goto out;
461
462         err = gcm_encrypt_continue(req, 0);
463         if (err == -EINPROGRESS)
464                 return;
465
466 out:
467         aead_request_complete(req, err);
468 }
469
470 static int crypto_gcm_encrypt(struct aead_request *req)
471 {
472         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
473         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
474         u32 flags = aead_request_flags(req);
475
476         crypto_gcm_init_common(req);
477         crypto_gcm_init_crypt(req, req->cryptlen);
478         skcipher_request_set_callback(skreq, flags, gcm_encrypt_done, req);
479
480         return crypto_skcipher_encrypt(skreq) ?:
481                gcm_encrypt_continue(req, flags);
482 }
483
484 static int crypto_gcm_verify(struct aead_request *req)
485 {
486         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
487         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
488         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
489         u8 *iauth_tag = pctx->iauth_tag;
490         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
491         unsigned int cryptlen = req->cryptlen - authsize;
492
493         crypto_xor(auth_tag, iauth_tag, 16);
494         scatterwalk_map_and_copy(iauth_tag, req->src,
495                                  req->assoclen + cryptlen, authsize, 0);
496         return crypto_memneq(iauth_tag, auth_tag, authsize) ? -EBADMSG : 0;
497 }
498
499 static void gcm_decrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
500 {
501         struct aead_request *req = areq->data;
502
503         if (!err)
504                 err = crypto_gcm_verify(req);
505
506         aead_request_complete(req, err);
507 }
508
509 static int gcm_dec_hash_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
510 {
511         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
512         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
513         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
514
515         crypto_gcm_init_crypt(req, gctx->cryptlen);
516         skcipher_request_set_callback(skreq, flags, gcm_decrypt_done, req);
517         return crypto_skcipher_decrypt(skreq) ?: crypto_gcm_verify(req);
518 }
519
520 static int crypto_gcm_decrypt(struct aead_request *req)
521 {
522         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
523         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
524         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
525         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
526         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
527         u32 flags = aead_request_flags(req);
528
529         cryptlen -= authsize;
530
531         crypto_gcm_init_common(req);
532
533         gctx->src = sg_next(pctx->src);
534         gctx->cryptlen = cryptlen;
535         gctx->complete = gcm_dec_hash_continue;
536
537         return gcm_hash(req, flags);
538 }
539
540 static int crypto_gcm_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
541 {
542         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
543         struct gcm_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
544         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
545         struct crypto_skcipher *ctr;
546         struct crypto_ahash *ghash;
547         unsigned long align;
548         int err;
549
550         ghash = crypto_spawn_ahash(&ictx->ghash);
551         if (IS_ERR(ghash))
552                 return PTR_ERR(ghash);
553
554         ctr = crypto_spawn_skcipher(&ictx->ctr);
555         err = PTR_ERR(ctr);
556         if (IS_ERR(ctr))
557                 goto err_free_hash;
558
559         ctx->ctr = ctr;
560         ctx->ghash = ghash;
561
562         align = crypto_aead_alignmask(tfm);
563         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
564         crypto_aead_set_reqsize(tfm,
565                 align + offsetof(struct crypto_gcm_req_priv_ctx, u) +
566                 max(sizeof(struct skcipher_request) +
567                     crypto_skcipher_reqsize(ctr),
568                     sizeof(struct ahash_request) +
569                     crypto_ahash_reqsize(ghash)));
570
571         return 0;
572
573 err_free_hash:
574         crypto_free_ahash(ghash);
575         return err;
576 }
577
578 static void crypto_gcm_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
579 {
580         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
581
582         crypto_free_ahash(ctx->ghash);
583         crypto_free_skcipher(ctx->ctr);
584 }
585
586 static void crypto_gcm_free(struct aead_instance *inst)
587 {
588         struct gcm_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
589
590         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
591         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
592         kfree(inst);
593 }
594
595 static int crypto_gcm_create_common(struct crypto_template *tmpl,
596                                     struct rtattr **tb,
597                                     const char *ctr_name,
598                                     const char *ghash_name)
599 {
600         struct crypto_attr_type *algt;
601         struct aead_instance *inst;
602         struct skcipher_alg *ctr;
603         struct crypto_alg *ghash_alg;
604         struct hash_alg_common *ghash;
605         struct gcm_instance_ctx *ctx;
606         int err;
607
608         algt = crypto_get_attr_type(tb);
609         if (IS_ERR(algt))
610                 return PTR_ERR(algt);
611
612         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
613                 return -EINVAL;
614
615         ghash_alg = crypto_find_alg(ghash_name, &crypto_ahash_type,
616                                     CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
617                                     CRYPTO_ALG_TYPE_AHASH_MASK |
618                                     crypto_requires_sync(algt->type,
619                                                          algt->mask));
620         if (IS_ERR(ghash_alg))
621                 return PTR_ERR(ghash_alg);
622
623         ghash = __crypto_hash_alg_common(ghash_alg);
624
625         err = -ENOMEM;
626         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
627         if (!inst)
628                 goto out_put_ghash;
629
630         ctx = aead_instance_ctx(inst);
631         err = crypto_init_ahash_spawn(&ctx->ghash, ghash,
632                                       aead_crypto_instance(inst));
633         if (err)
634                 goto err_free_inst;
635
636         err = -EINVAL;
637         if (strcmp(ghash->base.cra_name, "ghash") != 0 ||
638             ghash->digestsize != 16)
639                 goto err_drop_ghash;
640
641         crypto_set_skcipher_spawn(&ctx->ctr, aead_crypto_instance(inst));
642         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->ctr, ctr_name, 0,
643                                    crypto_requires_sync(algt->type,
644                                                         algt->mask));
645         if (err)
646                 goto err_drop_ghash;
647
648         ctr = crypto_spawn_skcipher_alg(&ctx->ctr);
649
650         /* The skcipher algorithm must be CTR mode, using 16-byte blocks. */
651         err = -EINVAL;
652         if (strncmp(ctr->base.cra_name, "ctr(", 4) != 0 ||
653             crypto_skcipher_alg_ivsize(ctr) != 16 ||
654             ctr->base.cra_blocksize != 1)
655                 goto out_put_ctr;
656
657         err = -ENAMETOOLONG;
658         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
659                      "gcm(%s", ctr->base.cra_name + 4) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
660                 goto out_put_ctr;
661
662         if (snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
663                      "gcm_base(%s,%s)", ctr->base.cra_driver_name,
664                      ghash_alg->cra_driver_name) >=
665             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
666                 goto out_put_ctr;
667
668         inst->alg.base.cra_flags = (ghash->base.cra_flags |
669                                     ctr->base.cra_flags) & CRYPTO_ALG_ASYNC;
670         inst->alg.base.cra_priority = (ghash->base.cra_priority +
671                                        ctr->base.cra_priority) / 2;
672         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
673         inst->alg.base.cra_alignmask = ghash->base.cra_alignmask |
674                                        ctr->base.cra_alignmask;
675         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_gcm_ctx);
676         inst->alg.ivsize = GCM_AES_IV_SIZE;
677         inst->alg.chunksize = crypto_skcipher_alg_chunksize(ctr);
678         inst->alg.maxauthsize = 16;
679         inst->alg.init = crypto_gcm_init_tfm;
680         inst->alg.exit = crypto_gcm_exit_tfm;
681         inst->alg.setkey = crypto_gcm_setkey;
682         inst->alg.setauthsize = crypto_gcm_setauthsize;
683         inst->alg.encrypt = crypto_gcm_encrypt;
684         inst->alg.decrypt = crypto_gcm_decrypt;
685
686         inst->free = crypto_gcm_free;
687
688         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
689         if (err)
690                 goto out_put_ctr;
691
692 out_put_ghash:
693         crypto_mod_put(ghash_alg);
694         return err;
695
696 out_put_ctr:
697         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
698 err_drop_ghash:
699         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
700 err_free_inst:
701         kfree(inst);
702         goto out_put_ghash;
703 }
704
705 static int crypto_gcm_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
706 {
707         const char *cipher_name;
708         char ctr_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
709
710         cipher_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
711         if (IS_ERR(cipher_name))
712                 return PTR_ERR(cipher_name);
713
714         if (snprintf(ctr_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "ctr(%s)", cipher_name) >=
715             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
716                 return -ENAMETOOLONG;
717
718         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, "ghash");
719 }
720
721 static int crypto_gcm_base_create(struct crypto_template *tmpl,
722                                   struct rtattr **tb)
723 {
724         const char *ctr_name;
725         const char *ghash_name;
726
727         ctr_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
728         if (IS_ERR(ctr_name))
729                 return PTR_ERR(ctr_name);
730
731         ghash_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
732         if (IS_ERR(ghash_name))
733                 return PTR_ERR(ghash_name);
734
735         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, ghash_name);
736 }
737
738 static int crypto_rfc4106_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
739                                  unsigned int keylen)
740 {
741         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
742         struct crypto_aead *child = ctx->child;
743         int err;
744
745         if (keylen < 4)
746                 return -EINVAL;
747
748         keylen -= 4;
749         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
750
751         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
752         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
753                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
754         err = crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
755         crypto_aead_set_flags(parent, crypto_aead_get_flags(child) &
756                                       CRYPTO_TFM_RES_MASK);
757
758         return err;
759 }
760
761 static int crypto_rfc4106_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
762                                       unsigned int authsize)
763 {
764         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
765
766         switch (authsize) {
767         case 8:
768         case 12:
769         case 16:
770                 break;
771         default:
772                 return -EINVAL;
773         }
774
775         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
776 }
777
778 static struct aead_request *crypto_rfc4106_crypt(struct aead_request *req)
779 {
780         struct crypto_rfc4106_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
781         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
782         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
783         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
784         struct crypto_aead *child = ctx->child;
785         struct scatterlist *sg;
786         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(subreq + 1) + crypto_aead_reqsize(child),
787                            crypto_aead_alignmask(child) + 1);
788
789         scatterwalk_map_and_copy(iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->src, 0, req->assoclen - 8, 0);
790
791         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
792         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
793
794         sg_init_table(rctx->src, 3);
795         sg_set_buf(rctx->src, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
796         sg = scatterwalk_ffwd(rctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
797         if (sg != rctx->src + 1)
798                 sg_chain(rctx->src, 2, sg);
799
800         if (req->src != req->dst) {
801                 sg_init_table(rctx->dst, 3);
802                 sg_set_buf(rctx->dst, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
803                 sg = scatterwalk_ffwd(rctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
804                 if (sg != rctx->dst + 1)
805                         sg_chain(rctx->dst, 2, sg);
806         }
807
808         aead_request_set_tfm(subreq, child);
809         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, req->base.complete,
810                                   req->base.data);
811         aead_request_set_crypt(subreq, rctx->src,
812                                req->src == req->dst ? rctx->src : rctx->dst,
813                                req->cryptlen, iv);
814         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen - 8);
815
816         return subreq;
817 }
818
819 static int crypto_rfc4106_encrypt(struct aead_request *req)
820 {
821         if (req->assoclen != 16 && req->assoclen != 20)
822                 return -EINVAL;
823
824         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
825
826         return crypto_aead_encrypt(req);
827 }
828
829 static int crypto_rfc4106_decrypt(struct aead_request *req)
830 {
831         if (req->assoclen != 16 && req->assoclen != 20)
832                 return -EINVAL;
833
834         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
835
836         return crypto_aead_decrypt(req);
837 }
838
839 static int crypto_rfc4106_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
840 {
841         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
842         struct crypto_aead_spawn *spawn = aead_instance_ctx(inst);
843         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
844         struct crypto_aead *aead;
845         unsigned long align;
846
847         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
848         if (IS_ERR(aead))
849                 return PTR_ERR(aead);
850
851         ctx->child = aead;
852
853         align = crypto_aead_alignmask(aead);
854         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
855         crypto_aead_set_reqsize(
856                 tfm,
857                 sizeof(struct crypto_rfc4106_req_ctx) +
858                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
859                 align + 24);
860
861         return 0;
862 }
863
864 static void crypto_rfc4106_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
865 {
866         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
867
868         crypto_free_aead(ctx->child);
869 }
870
871 static void crypto_rfc4106_free(struct aead_instance *inst)
872 {
873         crypto_drop_aead(aead_instance_ctx(inst));
874         kfree(inst);
875 }
876
877 static int crypto_rfc4106_create(struct crypto_template *tmpl,
878                                  struct rtattr **tb)
879 {
880         struct crypto_attr_type *algt;
881         struct aead_instance *inst;
882         struct crypto_aead_spawn *spawn;
883         struct aead_alg *alg;
884         const char *ccm_name;
885         int err;
886
887         algt = crypto_get_attr_type(tb);
888         if (IS_ERR(algt))
889                 return PTR_ERR(algt);
890
891         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
892                 return -EINVAL;
893
894         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
895         if (IS_ERR(ccm_name))
896                 return PTR_ERR(ccm_name);
897
898         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
899         if (!inst)
900                 return -ENOMEM;
901
902         spawn = aead_instance_ctx(inst);
903         crypto_set_aead_spawn(spawn, aead_crypto_instance(inst));
904         err = crypto_grab_aead(spawn, ccm_name, 0,
905                                crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask));
906         if (err)
907                 goto out_free_inst;
908
909         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
910
911         err = -EINVAL;
912
913         /* Underlying IV size must be 12. */
914         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
915                 goto out_drop_alg;
916
917         /* Not a stream cipher? */
918         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
919                 goto out_drop_alg;
920
921         err = -ENAMETOOLONG;
922         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
923                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_name) >=
924             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
925             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
926                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
927             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
928                 goto out_drop_alg;
929
930         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
931         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
932         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
933         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
934
935         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4106_ctx);
936
937         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4106_IV_SIZE;
938         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
939         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
940
941         inst->alg.init = crypto_rfc4106_init_tfm;
942         inst->alg.exit = crypto_rfc4106_exit_tfm;
943
944         inst->alg.setkey = crypto_rfc4106_setkey;
945         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4106_setauthsize;
946         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4106_encrypt;
947         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4106_decrypt;
948
949         inst->free = crypto_rfc4106_free;
950
951         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
952         if (err)
953                 goto out_drop_alg;
954
955 out:
956         return err;
957
958 out_drop_alg:
959         crypto_drop_aead(spawn);
960 out_free_inst:
961         kfree(inst);
962         goto out;
963 }
964
965 static int crypto_rfc4543_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
966                                  unsigned int keylen)
967 {
968         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
969         struct crypto_aead *child = ctx->child;
970         int err;
971
972         if (keylen < 4)
973                 return -EINVAL;
974
975         keylen -= 4;
976         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
977
978         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
979         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
980                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
981         err = crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
982         crypto_aead_set_flags(parent, crypto_aead_get_flags(child) &
983                                       CRYPTO_TFM_RES_MASK);
984
985         return err;
986 }
987
988 static int crypto_rfc4543_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
989                                       unsigned int authsize)
990 {
991         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
992
993         if (authsize != 16)
994                 return -EINVAL;
995
996         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
997 }
998
999 static int crypto_rfc4543_crypt(struct aead_request *req, bool enc)
1000 {
1001         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
1002         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
1003         struct crypto_rfc4543_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
1004         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
1005         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
1006         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(rctx + 1) + crypto_aead_reqsize(ctx->child),
1007                            crypto_aead_alignmask(ctx->child) + 1);
1008         int err;
1009
1010         if (req->src != req->dst) {
1011                 err = crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(req, enc);
1012                 if (err)
1013                         return err;
1014         }
1015
1016         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
1017         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
1018
1019         aead_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
1020         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
1021                                   req->base.complete, req->base.data);
1022         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
1023                                enc ? 0 : authsize, iv);
1024         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen + req->cryptlen -
1025                                     subreq->cryptlen);
1026
1027         return enc ? crypto_aead_encrypt(subreq) : crypto_aead_decrypt(subreq);
1028 }
1029
1030 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc)
1031 {
1032         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
1033         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
1034         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
1035         unsigned int nbytes = req->assoclen + req->cryptlen -
1036                               (enc ? 0 : authsize);
1037         SYNC_SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(nreq, ctx->null);
1038
1039         skcipher_request_set_sync_tfm(nreq, ctx->null);
1040         skcipher_request_set_callback(nreq, req->base.flags, NULL, NULL);
1041         skcipher_request_set_crypt(nreq, req->src, req->dst, nbytes, NULL);
1042
1043         return crypto_skcipher_encrypt(nreq);
1044 }
1045
1046 static int crypto_rfc4543_encrypt(struct aead_request *req)
1047 {
1048         return crypto_rfc4543_crypt(req, true);
1049 }
1050
1051 static int crypto_rfc4543_decrypt(struct aead_request *req)
1052 {
1053         return crypto_rfc4543_crypt(req, false);
1054 }
1055
1056 static int crypto_rfc4543_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1057 {
1058         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
1059         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
1060         struct crypto_aead_spawn *spawn = &ictx->aead;
1061         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1062         struct crypto_aead *aead;
1063         struct crypto_sync_skcipher *null;
1064         unsigned long align;
1065         int err = 0;
1066
1067         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
1068         if (IS_ERR(aead))
1069                 return PTR_ERR(aead);
1070
1071         null = crypto_get_default_null_skcipher();
1072         err = PTR_ERR(null);
1073         if (IS_ERR(null))
1074                 goto err_free_aead;
1075
1076         ctx->child = aead;
1077         ctx->null = null;
1078
1079         align = crypto_aead_alignmask(aead);
1080         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
1081         crypto_aead_set_reqsize(
1082                 tfm,
1083                 sizeof(struct crypto_rfc4543_req_ctx) +
1084                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
1085                 align + GCM_AES_IV_SIZE);
1086
1087         return 0;
1088
1089 err_free_aead:
1090         crypto_free_aead(aead);
1091         return err;
1092 }
1093
1094 static void crypto_rfc4543_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1095 {
1096         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1097
1098         crypto_free_aead(ctx->child);
1099         crypto_put_default_null_skcipher();
1100 }
1101
1102 static void crypto_rfc4543_free(struct aead_instance *inst)
1103 {
1104         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
1105
1106         crypto_drop_aead(&ctx->aead);
1107
1108         kfree(inst);
1109 }
1110
1111 static int crypto_rfc4543_create(struct crypto_template *tmpl,
1112                                 struct rtattr **tb)
1113 {
1114         struct crypto_attr_type *algt;
1115         struct aead_instance *inst;
1116         struct crypto_aead_spawn *spawn;
1117         struct aead_alg *alg;
1118         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx;
1119         const char *ccm_name;
1120         int err;
1121
1122         algt = crypto_get_attr_type(tb);
1123         if (IS_ERR(algt))
1124                 return PTR_ERR(algt);
1125
1126         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
1127                 return -EINVAL;
1128
1129         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
1130         if (IS_ERR(ccm_name))
1131                 return PTR_ERR(ccm_name);
1132
1133         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1134         if (!inst)
1135                 return -ENOMEM;
1136
1137         ctx = aead_instance_ctx(inst);
1138         spawn = &ctx->aead;
1139         crypto_set_aead_spawn(spawn, aead_crypto_instance(inst));
1140         err = crypto_grab_aead(spawn, ccm_name, 0,
1141                                crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask));
1142         if (err)
1143                 goto out_free_inst;
1144
1145         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
1146
1147         err = -EINVAL;
1148
1149         /* Underlying IV size must be 12. */
1150         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
1151                 goto out_drop_alg;
1152
1153         /* Not a stream cipher? */
1154         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
1155                 goto out_drop_alg;
1156
1157         err = -ENAMETOOLONG;
1158         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1159                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_name) >=
1160             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
1161             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1162                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
1163             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1164                 goto out_drop_alg;
1165
1166         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
1167         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
1168         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
1169         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
1170
1171         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4543_ctx);
1172
1173         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4543_IV_SIZE;
1174         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
1175         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
1176
1177         inst->alg.init = crypto_rfc4543_init_tfm;
1178         inst->alg.exit = crypto_rfc4543_exit_tfm;
1179
1180         inst->alg.setkey = crypto_rfc4543_setkey;
1181         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4543_setauthsize;
1182         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4543_encrypt;
1183         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4543_decrypt;
1184
1185         inst->free = crypto_rfc4543_free,
1186
1187         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
1188         if (err)
1189                 goto out_drop_alg;
1190
1191 out:
1192         return err;
1193
1194 out_drop_alg:
1195         crypto_drop_aead(spawn);
1196 out_free_inst:
1197         kfree(inst);
1198         goto out;
1199 }
1200
1201 static struct crypto_template crypto_gcm_tmpls[] = {
1202         {
1203                 .name = "gcm_base",
1204                 .create = crypto_gcm_base_create,
1205                 .module = THIS_MODULE,
1206         }, {
1207                 .name = "gcm",
1208                 .create = crypto_gcm_create,
1209                 .module = THIS_MODULE,
1210         }, {
1211                 .name = "rfc4106",
1212                 .create = crypto_rfc4106_create,
1213                 .module = THIS_MODULE,
1214         }, {
1215                 .name = "rfc4543",
1216                 .create = crypto_rfc4543_create,
1217                 .module = THIS_MODULE,
1218         },
1219 };
1220
1221 static int __init crypto_gcm_module_init(void)
1222 {
1223         int err;
1224
1225         gcm_zeroes = kzalloc(sizeof(*gcm_zeroes), GFP_KERNEL);
1226         if (!gcm_zeroes)
1227                 return -ENOMEM;
1228
1229         sg_init_one(&gcm_zeroes->sg, gcm_zeroes->buf, sizeof(gcm_zeroes->buf));
1230
1231         err = crypto_register_templates(crypto_gcm_tmpls,
1232                                         ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1233         if (err)
1234                 kfree(gcm_zeroes);
1235
1236         return err;
1237 }
1238
1239 static void __exit crypto_gcm_module_exit(void)
1240 {
1241         kfree(gcm_zeroes);
1242         crypto_unregister_templates(crypto_gcm_tmpls,
1243                                     ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1244 }
1245
1246 subsys_initcall(crypto_gcm_module_init);
1247 module_exit(crypto_gcm_module_exit);
1248
1249 MODULE_LICENSE("GPL");
1250 MODULE_DESCRIPTION("Galois/Counter Mode");
1251 MODULE_AUTHOR("Mikko Herranen <mh1@iki.fi>");
1252 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm_base");
1253 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4106");
1254 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4543");
1255 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm");