Merge tag 'kvm-s390-next-5.6-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-starfive.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         kzfree(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         struct crypto_attr_type *algt;
582         u32 mask;
583         struct aead_instance *inst;
584         struct gcm_instance_ctx *ctx;
585         struct skcipher_alg *ctr;
586         struct hash_alg_common *ghash;
587         int err;
588
589         algt = crypto_get_attr_type(tb);
590         if (IS_ERR(algt))
591                 return PTR_ERR(algt);
592
593         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
594                 return -EINVAL;
595
596         mask = crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask);
597
598         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
599         if (!inst)
600                 return -ENOMEM;
601         ctx = aead_instance_ctx(inst);
602
603         err = crypto_grab_ahash(&ctx->ghash, aead_crypto_instance(inst),
604                                 ghash_name, 0, mask);
605         if (err)
606                 goto err_free_inst;
607         ghash = crypto_spawn_ahash_alg(&ctx->ghash);
608
609         err = -EINVAL;
610         if (strcmp(ghash->base.cra_name, "ghash") != 0 ||
611             ghash->digestsize != 16)
612                 goto err_free_inst;
613
614         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->ctr, aead_crypto_instance(inst),
615                                    ctr_name, 0, mask);
616         if (err)
617                 goto err_free_inst;
618         ctr = crypto_spawn_skcipher_alg(&ctx->ctr);
619
620         /* The skcipher algorithm must be CTR mode, using 16-byte blocks. */
621         err = -EINVAL;
622         if (strncmp(ctr->base.cra_name, "ctr(", 4) != 0 ||
623             crypto_skcipher_alg_ivsize(ctr) != 16 ||
624             ctr->base.cra_blocksize != 1)
625                 goto err_free_inst;
626
627         err = -ENAMETOOLONG;
628         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
629                      "gcm(%s", ctr->base.cra_name + 4) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
630                 goto err_free_inst;
631
632         if (snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
633                      "gcm_base(%s,%s)", ctr->base.cra_driver_name,
634                      ghash->base.cra_driver_name) >=
635             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
636                 goto err_free_inst;
637
638         inst->alg.base.cra_flags = (ghash->base.cra_flags |
639                                     ctr->base.cra_flags) & CRYPTO_ALG_ASYNC;
640         inst->alg.base.cra_priority = (ghash->base.cra_priority +
641                                        ctr->base.cra_priority) / 2;
642         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
643         inst->alg.base.cra_alignmask = ghash->base.cra_alignmask |
644                                        ctr->base.cra_alignmask;
645         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_gcm_ctx);
646         inst->alg.ivsize = GCM_AES_IV_SIZE;
647         inst->alg.chunksize = crypto_skcipher_alg_chunksize(ctr);
648         inst->alg.maxauthsize = 16;
649         inst->alg.init = crypto_gcm_init_tfm;
650         inst->alg.exit = crypto_gcm_exit_tfm;
651         inst->alg.setkey = crypto_gcm_setkey;
652         inst->alg.setauthsize = crypto_gcm_setauthsize;
653         inst->alg.encrypt = crypto_gcm_encrypt;
654         inst->alg.decrypt = crypto_gcm_decrypt;
655
656         inst->free = crypto_gcm_free;
657
658         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
659         if (err) {
660 err_free_inst:
661                 crypto_gcm_free(inst);
662         }
663         return err;
664 }
665
666 static int crypto_gcm_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
667 {
668         const char *cipher_name;
669         char ctr_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
670
671         cipher_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
672         if (IS_ERR(cipher_name))
673                 return PTR_ERR(cipher_name);
674
675         if (snprintf(ctr_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "ctr(%s)", cipher_name) >=
676             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
677                 return -ENAMETOOLONG;
678
679         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, "ghash");
680 }
681
682 static int crypto_gcm_base_create(struct crypto_template *tmpl,
683                                   struct rtattr **tb)
684 {
685         const char *ctr_name;
686         const char *ghash_name;
687
688         ctr_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
689         if (IS_ERR(ctr_name))
690                 return PTR_ERR(ctr_name);
691
692         ghash_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
693         if (IS_ERR(ghash_name))
694                 return PTR_ERR(ghash_name);
695
696         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, ctr_name, ghash_name);
697 }
698
699 static int crypto_rfc4106_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
700                                  unsigned int keylen)
701 {
702         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
703         struct crypto_aead *child = ctx->child;
704
705         if (keylen < 4)
706                 return -EINVAL;
707
708         keylen -= 4;
709         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
710
711         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
712         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
713                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
714         return crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
715 }
716
717 static int crypto_rfc4106_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
718                                       unsigned int authsize)
719 {
720         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
721         int err;
722
723         err = crypto_rfc4106_check_authsize(authsize);
724         if (err)
725                 return err;
726
727         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
728 }
729
730 static struct aead_request *crypto_rfc4106_crypt(struct aead_request *req)
731 {
732         struct crypto_rfc4106_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
733         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
734         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
735         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
736         struct crypto_aead *child = ctx->child;
737         struct scatterlist *sg;
738         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(subreq + 1) + crypto_aead_reqsize(child),
739                            crypto_aead_alignmask(child) + 1);
740
741         scatterwalk_map_and_copy(iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->src, 0, req->assoclen - 8, 0);
742
743         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
744         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
745
746         sg_init_table(rctx->src, 3);
747         sg_set_buf(rctx->src, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
748         sg = scatterwalk_ffwd(rctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
749         if (sg != rctx->src + 1)
750                 sg_chain(rctx->src, 2, sg);
751
752         if (req->src != req->dst) {
753                 sg_init_table(rctx->dst, 3);
754                 sg_set_buf(rctx->dst, iv + GCM_AES_IV_SIZE, req->assoclen - 8);
755                 sg = scatterwalk_ffwd(rctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
756                 if (sg != rctx->dst + 1)
757                         sg_chain(rctx->dst, 2, sg);
758         }
759
760         aead_request_set_tfm(subreq, child);
761         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, req->base.complete,
762                                   req->base.data);
763         aead_request_set_crypt(subreq, rctx->src,
764                                req->src == req->dst ? rctx->src : rctx->dst,
765                                req->cryptlen, iv);
766         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen - 8);
767
768         return subreq;
769 }
770
771 static int crypto_rfc4106_encrypt(struct aead_request *req)
772 {
773         int err;
774
775         err = crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen);
776         if (err)
777                 return err;
778
779         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
780
781         return crypto_aead_encrypt(req);
782 }
783
784 static int crypto_rfc4106_decrypt(struct aead_request *req)
785 {
786         int err;
787
788         err = crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen);
789         if (err)
790                 return err;
791
792         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
793
794         return crypto_aead_decrypt(req);
795 }
796
797 static int crypto_rfc4106_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
798 {
799         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
800         struct crypto_aead_spawn *spawn = aead_instance_ctx(inst);
801         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
802         struct crypto_aead *aead;
803         unsigned long align;
804
805         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
806         if (IS_ERR(aead))
807                 return PTR_ERR(aead);
808
809         ctx->child = aead;
810
811         align = crypto_aead_alignmask(aead);
812         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
813         crypto_aead_set_reqsize(
814                 tfm,
815                 sizeof(struct crypto_rfc4106_req_ctx) +
816                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
817                 align + 24);
818
819         return 0;
820 }
821
822 static void crypto_rfc4106_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
823 {
824         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
825
826         crypto_free_aead(ctx->child);
827 }
828
829 static void crypto_rfc4106_free(struct aead_instance *inst)
830 {
831         crypto_drop_aead(aead_instance_ctx(inst));
832         kfree(inst);
833 }
834
835 static int crypto_rfc4106_create(struct crypto_template *tmpl,
836                                  struct rtattr **tb)
837 {
838         struct crypto_attr_type *algt;
839         u32 mask;
840         struct aead_instance *inst;
841         struct crypto_aead_spawn *spawn;
842         struct aead_alg *alg;
843         const char *ccm_name;
844         int err;
845
846         algt = crypto_get_attr_type(tb);
847         if (IS_ERR(algt))
848                 return PTR_ERR(algt);
849
850         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
851                 return -EINVAL;
852
853         mask = crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask);
854
855         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
856         if (IS_ERR(ccm_name))
857                 return PTR_ERR(ccm_name);
858
859         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
860         if (!inst)
861                 return -ENOMEM;
862
863         spawn = aead_instance_ctx(inst);
864         err = crypto_grab_aead(spawn, aead_crypto_instance(inst),
865                                ccm_name, 0, mask);
866         if (err)
867                 goto out_free_inst;
868
869         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
870
871         err = -EINVAL;
872
873         /* Underlying IV size must be 12. */
874         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
875                 goto out_drop_alg;
876
877         /* Not a stream cipher? */
878         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
879                 goto out_drop_alg;
880
881         err = -ENAMETOOLONG;
882         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
883                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_name) >=
884             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
885             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
886                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
887             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
888                 goto out_drop_alg;
889
890         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
891         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
892         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
893         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
894
895         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4106_ctx);
896
897         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4106_IV_SIZE;
898         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
899         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
900
901         inst->alg.init = crypto_rfc4106_init_tfm;
902         inst->alg.exit = crypto_rfc4106_exit_tfm;
903
904         inst->alg.setkey = crypto_rfc4106_setkey;
905         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4106_setauthsize;
906         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4106_encrypt;
907         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4106_decrypt;
908
909         inst->free = crypto_rfc4106_free;
910
911         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
912         if (err)
913                 goto out_drop_alg;
914
915 out:
916         return err;
917
918 out_drop_alg:
919         crypto_drop_aead(spawn);
920 out_free_inst:
921         kfree(inst);
922         goto out;
923 }
924
925 static int crypto_rfc4543_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
926                                  unsigned int keylen)
927 {
928         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
929         struct crypto_aead *child = ctx->child;
930
931         if (keylen < 4)
932                 return -EINVAL;
933
934         keylen -= 4;
935         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
936
937         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
938         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
939                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
940         return crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
941 }
942
943 static int crypto_rfc4543_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
944                                       unsigned int authsize)
945 {
946         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
947
948         if (authsize != 16)
949                 return -EINVAL;
950
951         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
952 }
953
954 static int crypto_rfc4543_crypt(struct aead_request *req, bool enc)
955 {
956         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
957         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
958         struct crypto_rfc4543_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
959         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
960         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
961         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(rctx + 1) + crypto_aead_reqsize(ctx->child),
962                            crypto_aead_alignmask(ctx->child) + 1);
963         int err;
964
965         if (req->src != req->dst) {
966                 err = crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(req, enc);
967                 if (err)
968                         return err;
969         }
970
971         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
972         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
973
974         aead_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
975         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
976                                   req->base.complete, req->base.data);
977         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
978                                enc ? 0 : authsize, iv);
979         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen + req->cryptlen -
980                                     subreq->cryptlen);
981
982         return enc ? crypto_aead_encrypt(subreq) : crypto_aead_decrypt(subreq);
983 }
984
985 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc)
986 {
987         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
988         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
989         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
990         unsigned int nbytes = req->assoclen + req->cryptlen -
991                               (enc ? 0 : authsize);
992         SYNC_SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(nreq, ctx->null);
993
994         skcipher_request_set_sync_tfm(nreq, ctx->null);
995         skcipher_request_set_callback(nreq, req->base.flags, NULL, NULL);
996         skcipher_request_set_crypt(nreq, req->src, req->dst, nbytes, NULL);
997
998         return crypto_skcipher_encrypt(nreq);
999 }
1000
1001 static int crypto_rfc4543_encrypt(struct aead_request *req)
1002 {
1003         return crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen) ?:
1004                crypto_rfc4543_crypt(req, true);
1005 }
1006
1007 static int crypto_rfc4543_decrypt(struct aead_request *req)
1008 {
1009         return crypto_ipsec_check_assoclen(req->assoclen) ?:
1010                crypto_rfc4543_crypt(req, false);
1011 }
1012
1013 static int crypto_rfc4543_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1014 {
1015         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
1016         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
1017         struct crypto_aead_spawn *spawn = &ictx->aead;
1018         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1019         struct crypto_aead *aead;
1020         struct crypto_sync_skcipher *null;
1021         unsigned long align;
1022         int err = 0;
1023
1024         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
1025         if (IS_ERR(aead))
1026                 return PTR_ERR(aead);
1027
1028         null = crypto_get_default_null_skcipher();
1029         err = PTR_ERR(null);
1030         if (IS_ERR(null))
1031                 goto err_free_aead;
1032
1033         ctx->child = aead;
1034         ctx->null = null;
1035
1036         align = crypto_aead_alignmask(aead);
1037         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
1038         crypto_aead_set_reqsize(
1039                 tfm,
1040                 sizeof(struct crypto_rfc4543_req_ctx) +
1041                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
1042                 align + GCM_AES_IV_SIZE);
1043
1044         return 0;
1045
1046 err_free_aead:
1047         crypto_free_aead(aead);
1048         return err;
1049 }
1050
1051 static void crypto_rfc4543_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1052 {
1053         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1054
1055         crypto_free_aead(ctx->child);
1056         crypto_put_default_null_skcipher();
1057 }
1058
1059 static void crypto_rfc4543_free(struct aead_instance *inst)
1060 {
1061         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx = aead_instance_ctx(inst);
1062
1063         crypto_drop_aead(&ctx->aead);
1064
1065         kfree(inst);
1066 }
1067
1068 static int crypto_rfc4543_create(struct crypto_template *tmpl,
1069                                 struct rtattr **tb)
1070 {
1071         struct crypto_attr_type *algt;
1072         u32 mask;
1073         struct aead_instance *inst;
1074         struct crypto_aead_spawn *spawn;
1075         struct aead_alg *alg;
1076         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx;
1077         const char *ccm_name;
1078         int err;
1079
1080         algt = crypto_get_attr_type(tb);
1081         if (IS_ERR(algt))
1082                 return PTR_ERR(algt);
1083
1084         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
1085                 return -EINVAL;
1086
1087         mask = crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask);
1088
1089         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
1090         if (IS_ERR(ccm_name))
1091                 return PTR_ERR(ccm_name);
1092
1093         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1094         if (!inst)
1095                 return -ENOMEM;
1096
1097         ctx = aead_instance_ctx(inst);
1098         spawn = &ctx->aead;
1099         err = crypto_grab_aead(spawn, aead_crypto_instance(inst),
1100                                ccm_name, 0, mask);
1101         if (err)
1102                 goto out_free_inst;
1103
1104         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
1105
1106         err = -EINVAL;
1107
1108         /* Underlying IV size must be 12. */
1109         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != GCM_AES_IV_SIZE)
1110                 goto out_drop_alg;
1111
1112         /* Not a stream cipher? */
1113         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
1114                 goto out_drop_alg;
1115
1116         err = -ENAMETOOLONG;
1117         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1118                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_name) >=
1119             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
1120             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1121                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
1122             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1123                 goto out_drop_alg;
1124
1125         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
1126         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
1127         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
1128         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
1129
1130         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4543_ctx);
1131
1132         inst->alg.ivsize = GCM_RFC4543_IV_SIZE;
1133         inst->alg.chunksize = crypto_aead_alg_chunksize(alg);
1134         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
1135
1136         inst->alg.init = crypto_rfc4543_init_tfm;
1137         inst->alg.exit = crypto_rfc4543_exit_tfm;
1138
1139         inst->alg.setkey = crypto_rfc4543_setkey;
1140         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4543_setauthsize;
1141         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4543_encrypt;
1142         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4543_decrypt;
1143
1144         inst->free = crypto_rfc4543_free,
1145
1146         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
1147         if (err)
1148                 goto out_drop_alg;
1149
1150 out:
1151         return err;
1152
1153 out_drop_alg:
1154         crypto_drop_aead(spawn);
1155 out_free_inst:
1156         kfree(inst);
1157         goto out;
1158 }
1159
1160 static struct crypto_template crypto_gcm_tmpls[] = {
1161         {
1162                 .name = "gcm_base",
1163                 .create = crypto_gcm_base_create,
1164                 .module = THIS_MODULE,
1165         }, {
1166                 .name = "gcm",
1167                 .create = crypto_gcm_create,
1168                 .module = THIS_MODULE,
1169         }, {
1170                 .name = "rfc4106",
1171                 .create = crypto_rfc4106_create,
1172                 .module = THIS_MODULE,
1173         }, {
1174                 .name = "rfc4543",
1175                 .create = crypto_rfc4543_create,
1176                 .module = THIS_MODULE,
1177         },
1178 };
1179
1180 static int __init crypto_gcm_module_init(void)
1181 {
1182         int err;
1183
1184         gcm_zeroes = kzalloc(sizeof(*gcm_zeroes), GFP_KERNEL);
1185         if (!gcm_zeroes)
1186                 return -ENOMEM;
1187
1188         sg_init_one(&gcm_zeroes->sg, gcm_zeroes->buf, sizeof(gcm_zeroes->buf));
1189
1190         err = crypto_register_templates(crypto_gcm_tmpls,
1191                                         ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1192         if (err)
1193                 kfree(gcm_zeroes);
1194
1195         return err;
1196 }
1197
1198 static void __exit crypto_gcm_module_exit(void)
1199 {
1200         kfree(gcm_zeroes);
1201         crypto_unregister_templates(crypto_gcm_tmpls,
1202                                     ARRAY_SIZE(crypto_gcm_tmpls));
1203 }
1204
1205 subsys_initcall(crypto_gcm_module_init);
1206 module_exit(crypto_gcm_module_exit);
1207
1208 MODULE_LICENSE("GPL");
1209 MODULE_DESCRIPTION("Galois/Counter Mode");
1210 MODULE_AUTHOR("Mikko Herranen <mh1@iki.fi>");
1211 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm_base");
1212 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4106");
1213 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4543");
1214 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm");