Merge tag 'ntb-5.4' of git://github.com/jonmason/ntb
[platform/kernel/linux-rpi.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         return crypto_gcm_check_authsize(authsize);
156 }
157
158 static void crypto_gcm_init_common(struct aead_request *req)
159 {
160         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
161         __be32 counter = cpu_to_be32(1);
162         struct scatterlist *sg;
163
164         memset(pctx->auth_tag, 0, sizeof(pctx->auth_tag));
165         memcpy(pctx->iv, req->iv, GCM_AES_IV_SIZE);
166         memcpy(pctx->iv + GCM_AES_IV_SIZE, &counter, 4);
167
168         sg_init_table(pctx->src, 3);
169         sg_set_buf(pctx->src, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
170         sg = scatterwalk_ffwd(pctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
171         if (sg != pctx->src + 1)
172                 sg_chain(pctx->src, 2, sg);
173
174         if (req->src != req->dst) {
175                 sg_init_table(pctx->dst, 3);
176                 sg_set_buf(pctx->dst, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
177                 sg = scatterwalk_ffwd(pctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
178                 if (sg != pctx->dst + 1)
179                         sg_chain(pctx->dst, 2, sg);
180         }
181 }
182
183 static void crypto_gcm_init_crypt(struct aead_request *req,
184                                   unsigned int cryptlen)
185 {
186         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
187         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
188         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
189         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
190         struct scatterlist *dst;
191
192         dst = req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst;
193
194         skcipher_request_set_tfm(skreq, ctx->ctr);
195         skcipher_request_set_crypt(skreq, pctx->src, dst,
196                                      cryptlen + sizeof(pctx->auth_tag),
197                                      pctx->iv);
198 }
199
200 static inline unsigned int gcm_remain(unsigned int len)
201 {
202         len &= 0xfU;
203         return len ? 16 - len : 0;
204 }
205
206 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err);
207
208 static int gcm_hash_update(struct aead_request *req,
209                            crypto_completion_t compl,
210                            struct scatterlist *src,
211                            unsigned int len, u32 flags)
212 {
213         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
214         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
215
216         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, compl, req);
217         ahash_request_set_crypt(ahreq, src, NULL, len);
218
219         return crypto_ahash_update(ahreq);
220 }
221
222 static int gcm_hash_remain(struct aead_request *req,
223                            unsigned int remain,
224                            crypto_completion_t compl, u32 flags)
225 {
226         return gcm_hash_update(req, compl, &gcm_zeroes->sg, remain, flags);
227 }
228
229 static int gcm_hash_len(struct aead_request *req, u32 flags)
230 {
231         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
232         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
233         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
234         be128 lengths;
235
236         lengths.a = cpu_to_be64(req->assoclen * 8);
237         lengths.b = cpu_to_be64(gctx->cryptlen * 8);
238         memcpy(pctx->iauth_tag, &lengths, 16);
239         sg_init_one(&pctx->sg, pctx->iauth_tag, 16);
240         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_len_done, req);
241         ahash_request_set_crypt(ahreq, &pctx->sg,
242                                 pctx->iauth_tag, sizeof(lengths));
243
244         return crypto_ahash_finup(ahreq);
245 }
246
247 static int gcm_hash_len_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
248 {
249         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
250         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
251
252         return gctx->complete(req, flags);
253 }
254
255 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
256 {
257         struct aead_request *req = areq->data;
258
259         if (err)
260                 goto out;
261
262         err = gcm_hash_len_continue(req, 0);
263         if (err == -EINPROGRESS)
264                 return;
265
266 out:
267         aead_request_complete(req, err);
268 }
269
270 static int gcm_hash_crypt_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
271 {
272         return gcm_hash_len(req, flags) ?:
273                gcm_hash_len_continue(req, flags);
274 }
275
276 static void gcm_hash_crypt_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
277                                        int err)
278 {
279         struct aead_request *req = areq->data;
280
281         if (err)
282                 goto out;
283
284         err = gcm_hash_crypt_remain_continue(req, 0);
285         if (err == -EINPROGRESS)
286                 return;
287
288 out:
289         aead_request_complete(req, err);
290 }
291
292 static int gcm_hash_crypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
293 {
294         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
295         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
296         unsigned int remain;
297
298         remain = gcm_remain(gctx->cryptlen);
299         if (remain)
300                 return gcm_hash_remain(req, remain,
301                                        gcm_hash_crypt_remain_done, flags) ?:
302                        gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
303
304         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
305 }
306
307 static void gcm_hash_crypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
308 {
309         struct aead_request *req = areq->data;
310
311         if (err)
312                 goto out;
313
314         err = gcm_hash_crypt_continue(req, 0);
315         if (err == -EINPROGRESS)
316                 return;
317
318 out:
319         aead_request_complete(req, err);
320 }
321
322 static int gcm_hash_assoc_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
323 {
324         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
325         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
326
327         if (gctx->cryptlen)
328                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_crypt_done,
329                                        gctx->src, gctx->cryptlen, flags) ?:
330                        gcm_hash_crypt_continue(req, flags);
331
332         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
333 }
334
335 static void gcm_hash_assoc_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
336                                        int err)
337 {
338         struct aead_request *req = areq->data;
339
340         if (err)
341                 goto out;
342
343         err = gcm_hash_assoc_remain_continue(req, 0);
344         if (err == -EINPROGRESS)
345                 return;
346
347 out:
348         aead_request_complete(req, err);
349 }
350
351 static int gcm_hash_assoc_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
352 {
353         unsigned int remain;
354
355         remain = gcm_remain(req->assoclen);
356         if (remain)
357                 return gcm_hash_remain(req, remain,
358                                        gcm_hash_assoc_remain_done, flags) ?:
359                        gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
360
361         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
362 }
363
364 static void gcm_hash_assoc_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
365 {
366         struct aead_request *req = areq->data;
367
368         if (err)
369                 goto out;
370
371         err = gcm_hash_assoc_continue(req, 0);
372         if (err == -EINPROGRESS)
373                 return;
374
375 out:
376         aead_request_complete(req, err);
377 }
378
379 static int gcm_hash_init_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
380 {
381         if (req->assoclen)
382                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_assoc_done,
383                                        req->src, req->assoclen, flags) ?:
384                        gcm_hash_assoc_continue(req, flags);
385
386         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
387 }
388
389 static void gcm_hash_init_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
390 {
391         struct aead_request *req = areq->data;
392
393         if (err)
394                 goto out;
395
396         err = gcm_hash_init_continue(req, 0);
397         if (err == -EINPROGRESS)
398                 return;
399
400 out:
401         aead_request_complete(req, err);
402 }
403
404 static int gcm_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
405 {
406         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
407         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
408         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(crypto_aead_reqtfm(req));
409
410         ahash_request_set_tfm(ahreq, ctx->ghash);
411
412         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_init_done, req);
413         return crypto_ahash_init(ahreq) ?:
414                gcm_hash_init_continue(req, flags);
415 }
416
417 static int gcm_enc_copy_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
418 {
419         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
420         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
421         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
422
423         crypto_xor(auth_tag, pctx->iauth_tag, 16);
424         scatterwalk_map_and_copy(auth_tag, req->dst,
425                                  req->assoclen + req->cryptlen,
426                                  crypto_aead_authsize(aead), 1);
427         return 0;
428 }
429
430 static int gcm_encrypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
431 {
432         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
433         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
434
435         gctx->src = sg_next(req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst);
436         gctx->cryptlen = req->cryptlen;
437         gctx->complete = gcm_enc_copy_hash;
438
439         return gcm_hash(req, flags);
440 }
441
442 static void gcm_encrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
443 {
444         struct aead_request *req = areq->data;
445
446         if (err)
447                 goto out;
448
449         err = gcm_encrypt_continue(req, 0);
450         if (err == -EINPROGRESS)
451                 return;
452
453 out:
454         aead_request_complete(req, err);
455 }
456
457 static int crypto_gcm_encrypt(struct aead_request *req)
458 {
459         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
460         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
461         u32 flags = aead_request_flags(req);
462
463         crypto_gcm_init_common(req);
464         crypto_gcm_init_crypt(req, req->cryptlen);
465         skcipher_request_set_callback(skreq, flags, gcm_encrypt_done, req);
466
467         return crypto_skcipher_encrypt(skreq) ?:
468                gcm_encrypt_continue(req, flags);
469 }
470
471 static int crypto_gcm_verify(struct aead_request *req)
472 {
473         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
474         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
475         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
476         u8 *iauth_tag = pctx->iauth_tag;
477         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
478         unsigned int cryptlen = req->cryptlen - authsize;
479
480         crypto_xor(auth_tag, iauth_tag, 16);
481         scatterwalk_map_and_copy(iauth_tag, req->src,
482                                  req->assoclen + cryptlen, authsize, 0);
483         return crypto_memneq(iauth_tag, auth_tag, authsize) ? -EBADMSG : 0;
484 }
485
486 static void gcm_decrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
487 {
488         struct aead_request *req = areq->data;
489
490         if (!err)
491                 err = crypto_gcm_verify(req);
492
493         aead_request_complete(req, err);
494 }
495
496 static int gcm_dec_hash_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
497 {
498         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
499         struct skcipher_request *skreq = &pctx->u.skreq;
500         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
501
502         crypto_gcm_init_crypt(req, gctx->cryptlen);
503         skcipher_request_set_callback(skreq, flags, gcm_decrypt_done, req);
504         return crypto_skcipher_decrypt(skreq) ?: crypto_gcm_verify(req);
505 }
506
507 static int crypto_gcm_decrypt(struct aead_request *req)
508 {
509         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
510         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
511         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
512         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
513         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
514         u32 flags = aead_request_flags(req);
515
516         cryptlen -= authsize;
517
518         crypto_gcm_init_common(req);
519
520         gctx->src = sg_next(pctx->src);
521         gctx->cryptlen = cryptlen;
522         gctx->complete = gcm_dec_hash_continue;
523
524         return gcm_hash(req, flags);
525 }
526
527 static int crypto_gcm_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
528 {
529         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
530         struct gcm_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
531         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
532         struct crypto_skcipher *ctr;
533         struct crypto_ahash *ghash;
534         unsigned long align;
535         int err;
536
537         ghash = crypto_spawn_ahash(&ictx->ghash);
538         if (IS_ERR(ghash))
539                 return PTR_ERR(ghash);
540
541         ctr = crypto_spawn_skcipher(&ictx->ctr);
542         err = PTR_ERR(ctr);
543         if (IS_ERR(ctr))
544                 goto err_free_hash;
545
546         ctx->ctr = ctr;
547         ctx->ghash = ghash;
548
549         align = crypto_aead_alignmask(tfm);
550         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
551         crypto_aead_set_reqsize(tfm,
552                 align + offsetof(struct crypto_gcm_req_priv_ctx, u) +
553                 max(sizeof(struct skcipher_request) +
554                     crypto_skcipher_reqsize(ctr),
555                     sizeof(struct ahash_request) +
556                     crypto_ahash_reqsize(ghash)));
557
558         return 0;
559
560 err_free_hash:
561         crypto_free_ahash(ghash);
562         return err;
563 }
564
565 static void crypto_gcm_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
566 {
567         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
568
569         crypto_free_ahash(ctx->ghash);
570         crypto_free_skcipher(ctx->ctr);
571 }
572
573 static void crypto_gcm_free(struct aead_instance *inst)
574 {
575         struct gcm_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
576
577         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
578         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
579         kfree(inst);
580 }
581
582 static int crypto_gcm_create_common(struct crypto_template *tmpl,
583                                     struct rtattr **tb,
584                                     const char *ctr_name,
585                                     const char *ghash_name)
586 {
587         struct crypto_attr_type *algt;
588         struct aead_instance *inst;
589         struct skcipher_alg *ctr;
590         struct crypto_alg *ghash_alg;
591         struct hash_alg_common *ghash;
592         struct gcm_instance_ctx *ctx;
593         int err;
594
595         algt = crypto_get_attr_type(tb);
596         if (IS_ERR(algt))
597                 return PTR_ERR(algt);
598
599         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
600                 return -EINVAL;
601
602         ghash_alg = crypto_find_alg(ghash_name, &crypto_ahash_type,
603                                     CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
604                                     CRYPTO_ALG_TYPE_AHASH_MASK |
605                                     crypto_requires_sync(algt->type,
606                                                          algt->mask));
607         if (IS_ERR(ghash_alg))
608                 return PTR_ERR(ghash_alg);
609
610         ghash = __crypto_hash_alg_common(ghash_alg);
611
612         err = -ENOMEM;
613         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
614         if (!inst)
615                 goto out_put_ghash;
616
617         ctx = aead_instance_ctx(inst);
618         err = crypto_init_ahash_spawn(&ctx->ghash, ghash,
619                                       aead_crypto_instance(inst));
620         if (err)
621                 goto err_free_inst;
622
623         err = -EINVAL;
624         if (strcmp(ghash->base.cra_name, "ghash") != 0 ||
625             ghash->digestsize != 16)
626                 goto err_drop_ghash;
627
628         crypto_set_skcipher_spawn(&ctx->ctr, aead_crypto_instance(inst));
629         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->ctr, ctr_name, 0,
630                                    crypto_requires_sync(algt->type,
631                                                         algt->mask));
632         if (err)
633                 goto err_drop_ghash;
634
635         ctr = crypto_spawn_skcipher_alg(&ctx->ctr);
636
637         /* The skcipher algorithm must be CTR mode, using 16-byte blocks. */
638         err = -EINVAL;
639         if (strncmp(ctr->base.cra_name, "ctr(", 4) != 0 ||
640             crypto_skcipher_alg_ivsize(ctr) != 16 ||
641             ctr->base.cra_blocksize != 1)
642                 goto out_put_ctr;
643
644         err = -ENAMETOOLONG;
645         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
646                      "gcm(%s", ctr->base.cra_name + 4) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
647                 goto out_put_ctr;
648
649         if (snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
650                      "gcm_base(%s,%s)", ctr->base.cra_driver_name,
651                      ghash_alg->cra_driver_name) >=
652             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
653                 goto out_put_ctr;
654
655         inst->alg.base.cra_flags = (ghash->base.cra_flags |
656                                     ctr->base.cra_flags) & CRYPTO_ALG_ASYNC;
657         inst->alg.base.cra_priority = (ghash->base.cra_priority +
658                                        ctr->base.cra_priority) / 2;
659         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
660         inst->alg.base.cra_alignmask = ghash->base.cra_alignmask |
661                                        ctr->base.cra_alignmask;
662         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_gcm_ctx);
663         inst->alg.ivsize = GCM_AES_IV_SIZE;
664         inst->alg.chunksize = crypto_skcipher_alg_chunksize(ctr);
665         inst->alg.maxauthsize = 16;
666         inst->alg.init = crypto_gcm_init_tfm;
667         inst->alg.exit = crypto_gcm_exit_tfm;
668         inst->alg.setkey = crypto_gcm_setkey;
669         inst->alg.setauthsize = crypto_gcm_setauthsize;
670         inst->alg.encrypt = crypto_gcm_encrypt;
671         inst->alg.decrypt = crypto_gcm_decrypt;
672
673         inst->free = crypto_gcm_free;
674
675         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
676         if (err)
677                 goto out_put_ctr;
678
679 out_put_ghash:
680         crypto_mod_put(ghash_alg);
681         return err;
682
683 out_put_ctr:
684         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
685 err_drop_ghash:
686         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
687 err_free_inst:
688         kfree(inst);
689         goto out_put_ghash;
690 }
691
692 static int crypto_gcm_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
693 {
694         const char *cipher_name;
695         char ctr_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
696
697         cipher_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
698         if (IS_ERR(cipher_name))
699                 return PTR_ERR(cipher_name);
700
701         if (snprintf(ctr_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "ctr(%s)", cipher_name) >=
702             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
703                 return -ENAMETOOLONG;
704
705         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, "ghash");
706 }
707
708 static int crypto_gcm_base_create(struct crypto_template *tmpl,
709                                   struct rtattr **tb)
710 {
711         const char *ctr_name;
712         const char *ghash_name;
713
714         ctr_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
715         if (IS_ERR(ctr_name))
716                 return PTR_ERR(ctr_name);
717
718         ghash_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
719         if (IS_ERR(ghash_name))
720                 return PTR_ERR(ghash_name);
721
722         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, ghash_name);
723 }
724
725 static int crypto_rfc4106_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
726                                  unsigned int keylen)
727 {
728         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
729         struct crypto_aead *child = ctx->child;
730         int err;
731
732         if (keylen < 4)
733                 return -EINVAL;
734
735         keylen -= 4;
736         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
737
738         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
739         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
740                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
741         err = crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
742         crypto_aead_set_flags(parent, crypto_aead_get_flags(child) &
743                                       CRYPTO_TFM_RES_MASK);
744
745         return err;
746 }
747
748 static int crypto_rfc4106_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
749                                       unsigned int authsize)
750 {
751         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
752         int err;
753
754         err = crypto_rfc4106_check_authsize(authsize);
755         if (err)
756                 return err;
757
758         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
759 }
760
761 static struct aead_request *crypto_rfc4106_crypt(struct aead_request *req)
762 {
763         struct crypto_rfc4106_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
764         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
765         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
766         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
767         struct crypto_aead *child = ctx->child;
768         struct scatterlist *sg;
769         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(subreq + 1) + crypto_aead_reqsize(child),
770                            crypto_aead_alignmask(child) + 1);
771
772         scatterwalk_map_and_copy(iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->src, 0, req->assoclen - 8, 0);
773
774         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
775         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
776
777         sg_init_table(rctx->src, 3);
778         sg_set_buf(rctx->src, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
779         sg = scatterwalk_ffwd(rctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
780         if (sg != rctx->src + 1)
781                 sg_chain(rctx->src, 2, sg);
782
783         if (req->src != req->dst) {
784                 sg_init_table(rctx->dst, 3);
785                 sg_set_buf(rctx->dst, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
786                 sg = scatterwalk_ffwd(rctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
787                 if (sg != rctx->dst + 1)
788                         sg_chain(rctx->dst, 2, sg);
789         }
790
791         aead_request_set_tfm(subreq, child);
792         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, req->base.complete,
793                                   req->base.data);
794         aead_request_set_crypt(subreq, rctx->src,
795                                req->src == req->dst ? rctx->src : rctx->dst,
796                                req->cryptlen, iv);
797         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen - 8);
798
799         return subreq;
800 }
801
802 static int crypto_rfc4106_encrypt(struct aead_request *req)
803 {
804         int err;
805
806         err = crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen);
807         if (err)
808                 return err;
809
810         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
811
812         return crypto_aead_encrypt(req);
813 }
814
815 static int crypto_rfc4106_decrypt(struct aead_request *req)
816 {
817         int err;
818
819         err = crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen);
820         if (err)
821                 return err;
822
823         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
824
825         return crypto_aead_decrypt(req);
826 }
827
828 static int crypto_rfc4106_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
829 {
830         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
831         struct crypto_aead_spawn *spawn = aead_instance_ctx(inst);
832         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
833         struct crypto_aead *aead;
834         unsigned long align;
835
836         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
837         if (IS_ERR(aead))
838                 return PTR_ERR(aead);
839
840         ctx->child = aead;
841
842         align = crypto_aead_alignmask(aead);
843         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
844         crypto_aead_set_reqsize(
845                 tfm,
846                 sizeof(struct crypto_rfc4106_req_ctx) +
847                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
848                 align + 24);
849
850         return 0;
851 }
852
853 static void crypto_rfc4106_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
854 {
855         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
856
857         crypto_free_aead(ctx->child);
858 }
859
860 static void crypto_rfc4106_free(struct aead_instance *inst)
861 {
862         crypto_drop_aead(aead_instance_ctx(inst));
863         kfree(inst);
864 }
865
866 static int crypto_rfc4106_create(struct crypto_template *tmpl,
867                                  struct rtattr **tb)
868 {
869         struct crypto_attr_type *algt;
870         struct aead_instance *inst;
871         struct crypto_aead_spawn *spawn;
872         struct aead_alg *alg;
873         const char *ccm_name;
874         int err;
875
876         algt = crypto_get_attr_type(tb);
877         if (IS_ERR(algt))
878                 return PTR_ERR(algt);
879
880         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
881                 return -EINVAL;
882
883         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
884         if (IS_ERR(ccm_name))
885                 return PTR_ERR(ccm_name);
886
887         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
888         if (!inst)
889                 return -ENOMEM;
890
891         spawn = aead_instance_ctx(inst);
892         crypto_set_aead_spawn(spawn, aead_crypto_instance(inst));
893         err = crypto_grab_aead(spawn, ccm_name, 0,
894                                crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask));
895         if (err)
896                 goto out_free_inst;
897
898         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
899
900         err = -EINVAL;
901
902         /* Underlying IV size must be 12. */
903         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
904                 goto out_drop_alg;
905
906         /* Not a stream cipher? */
907         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
908                 goto out_drop_alg;
909
910         err = -ENAMETOOLONG;
911         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
912                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_name) >=
913             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
914             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
915                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
916             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
917                 goto out_drop_alg;
918
919         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
920         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
921         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
922         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
923
924         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4106_ctx);
925
926         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4106_IV_SIZE;
927         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
928         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
929
930         inst->alg.init = crypto_rfc4106_init_tfm;
931         inst->alg.exit = crypto_rfc4106_exit_tfm;
932
933         inst->alg.setkey = crypto_rfc4106_setkey;
934         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4106_setauthsize;
935         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4106_encrypt;
936         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4106_decrypt;
937
938         inst->free = crypto_rfc4106_free;
939
940         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
941         if (err)
942                 goto out_drop_alg;
943
944 out:
945         return err;
946
947 out_drop_alg:
948         crypto_drop_aead(spawn);
949 out_free_inst:
950         kfree(inst);
951         goto out;
952 }
953
954 static int crypto_rfc4543_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
955                                  unsigned int keylen)
956 {
957         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
958         struct crypto_aead *child = ctx->child;
959         int err;
960
961         if (keylen < 4)
962                 return -EINVAL;
963
964         keylen -= 4;
965         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
966
967         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
968         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
969                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
970         err = crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
971         crypto_aead_set_flags(parent, crypto_aead_get_flags(child) &
972                                       CRYPTO_TFM_RES_MASK);
973
974         return err;
975 }
976
977 static int crypto_rfc4543_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
978                                       unsigned int authsize)
979 {
980         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
981
982         if (authsize != 16)
983                 return -EINVAL;
984
985         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
986 }
987
988 static int crypto_rfc4543_crypt(struct aead_request *req, bool enc)
989 {
990         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
991         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
992         struct crypto_rfc4543_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
993         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
994         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
995         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(rctx + 1) + crypto_aead_reqsize(ctx->child),
996                            crypto_aead_alignmask(ctx->child) + 1);
997         int err;
998
999         if (req->src != req->dst) {
1000                 err = crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(req, enc);
1001                 if (err)
1002                         return err;
1003         }
1004
1005         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
1006         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
1007
1008         aead_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
1009         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
1010                                   req->base.complete, req->base.data);
1011         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
1012                                enc ? 0 : authsize, iv);
1013         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen + req->cryptlen -
1014                                     subreq->cryptlen);
1015
1016         return enc ? crypto_aead_encrypt(subreq) : crypto_aead_decrypt(subreq);
1017 }
1018
1019 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc)
1020 {
1021         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
1022         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
1023         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
1024         unsigned int nbytes = req->assoclen + req->cryptlen -
1025                               (enc ? 0 : authsize);
1026         SYNC_SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(nreq, ctx->null);
1027
1028         skcipher_request_set_sync_tfm(nreq, ctx->null);
1029         skcipher_request_set_callback(nreq, req->base.flags, NULL, NULL);
1030         skcipher_request_set_crypt(nreq, req->src, req->dst, nbytes, NULL);
1031
1032         return crypto_skcipher_encrypt(nreq);
1033 }
1034
1035 static int crypto_rfc4543_encrypt(struct aead_request *req)
1036 {
1037         return crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen) ?:
1038                crypto_rfc4543_crypt(req, true);
1039 }
1040
1041 static int crypto_rfc4543_decrypt(struct aead_request *req)
1042 {
1043         return crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen) ?:
1044                crypto_rfc4543_crypt(req, false);
1045 }
1046
1047 static int crypto_rfc4543_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1048 {
1049         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
1050         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
1051         struct crypto_aead_spawn *spawn = &ictx->aead;
1052         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1053         struct crypto_aead *aead;
1054         struct crypto_sync_skcipher *null;
1055         unsigned long align;
1056         int err = 0;
1057
1058         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
1059         if (IS_ERR(aead))
1060                 return PTR_ERR(aead);
1061
1062         null = crypto_get_default_null_skcipher();
1063         err = PTR_ERR(null);
1064         if (IS_ERR(null))
1065                 goto err_free_aead;
1066
1067         ctx->child = aead;
1068         ctx->null = null;
1069
1070         align = crypto_aead_alignmask(aead);
1071         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
1072         crypto_aead_set_reqsize(
1073                 tfm,
1074                 sizeof(struct crypto_rfc4543_req_ctx) +
1075                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
1076                 align + GCM_AES_IV_SIZE);
1077
1078         return 0;
1079
1080 err_free_aead:
1081         crypto_free_aead(aead);
1082         return err;
1083 }
1084
1085 static void crypto_rfc4543_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1086 {
1087         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1088
1089         crypto_free_aead(ctx->child);
1090         crypto_put_default_null_skcipher();
1091 }
1092
1093 static void crypto_rfc4543_free(struct aead_instance *inst)
1094 {
1095         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
1096
1097         crypto_drop_aead(&ctx->aead);
1098
1099         kfree(inst);
1100 }
1101
1102 static int crypto_rfc4543_create(struct crypto_template *tmpl,
1103                                 struct rtattr **tb)
1104 {
1105         struct crypto_attr_type *algt;
1106         struct aead_instance *inst;
1107         struct crypto_aead_spawn *spawn;
1108         struct aead_alg *alg;
1109         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx;
1110         const char *ccm_name;
1111         int err;
1112
1113         algt = crypto_get_attr_type(tb);
1114         if (IS_ERR(algt))
1115                 return PTR_ERR(algt);
1116
1117         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
1118                 return -EINVAL;
1119
1120         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
1121         if (IS_ERR(ccm_name))
1122                 return PTR_ERR(ccm_name);
1123
1124         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1125         if (!inst)
1126                 return -ENOMEM;
1127
1128         ctx = aead_instance_ctx(inst);
1129         spawn = &ctx->aead;
1130         crypto_set_aead_spawn(spawn, aead_crypto_instance(inst));
1131         err = crypto_grab_aead(spawn, ccm_name, 0,
1132                                crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask));
1133         if (err)
1134                 goto out_free_inst;
1135
1136         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
1137
1138         err = -EINVAL;
1139
1140         /* Underlying IV size must be 12. */
1141         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
1142                 goto out_drop_alg;
1143
1144         /* Not a stream cipher? */
1145         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
1146                 goto out_drop_alg;
1147
1148         err = -ENAMETOOLONG;
1149         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1150                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_name) >=
1151             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
1152             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1153                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
1154             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1155                 goto out_drop_alg;
1156
1157         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
1158         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
1159         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
1160         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
1161
1162         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4543_ctx);
1163
1164         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4543_IV_SIZE;
1165         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
1166         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
1167
1168         inst->alg.init = crypto_rfc4543_init_tfm;
1169         inst->alg.exit = crypto_rfc4543_exit_tfm;
1170
1171         inst->alg.setkey = crypto_rfc4543_setkey;
1172         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4543_setauthsize;
1173         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4543_encrypt;
1174         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4543_decrypt;
1175
1176         inst->free = crypto_rfc4543_free,
1177
1178         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
1179         if (err)
1180                 goto out_drop_alg;
1181
1182 out:
1183         return err;
1184
1185 out_drop_alg:
1186         crypto_drop_aead(spawn);
1187 out_free_inst:
1188         kfree(inst);
1189         goto out;
1190 }
1191
1192 static struct crypto_template crypto_gcm_tmpls[] = {
1193         {
1194                 .name = "gcm_base",
1195                 .create = crypto_gcm_base_create,
1196                 .module = THIS_MODULE,
1197         }, {
1198                 .name = "gcm",
1199                 .create = crypto_gcm_create,
1200                 .module = THIS_MODULE,
1201         }, {
1202                 .name = "rfc4106",
1203                 .create = crypto_rfc4106_create,
1204                 .module = THIS_MODULE,
1205         }, {
1206                 .name = "rfc4543",
1207                 .create = crypto_rfc4543_create,
1208                 .module = THIS_MODULE,
1209         },
1210 };
1211
1212 static int __init crypto_gcm_module_init(void)
1213 {
1214         int err;
1215
1216         gcm_zeroes = kzalloc(sizeof(*gcm_zeroes), GFP_KERNEL);
1217         if (!gcm_zeroes)
1218                 return -ENOMEM;
1219
1220         sg_init_one(&gcm_zeroes->sg, gcm_zeroes->buf, sizeof(gcm_zeroes->buf));
1221
1222         err = crypto_register_templates(crypto_gcm_tmpls,
1223                                         ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1224         if (err)
1225                 kfree(gcm_zeroes);
1226
1227         return err;
1228 }
1229
1230 static void __exit crypto_gcm_module_exit(void)
1231 {
1232         kfree(gcm_zeroes);
1233         crypto_unregister_templates(crypto_gcm_tmpls,
1234                                     ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1235 }
1236
1237 subsys_initcall(crypto_gcm_module_init);
1238 module_exit(crypto_gcm_module_exit);
1239
1240 MODULE_LICENSE("GPL");
1241 MODULE_DESCRIPTION("Galois/Counter Mode");
1242 MODULE_AUTHOR("Mikko Herranen <mh1@iki.fi>");
1243 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm_base");
1244 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4106");
1245 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4543");
1246 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm");