Merge tag 'nfs-for-4.2-1' of git://git.linux-nfs.org/projects/trondmy/linux-nfs
[linux-drm-fsl-dcu.git] / crypto / gcm.c
1 /*
2  * GCM: Galois/Counter Mode.
3  *
4  * Copyright (c) 2007 Nokia Siemens Networks - Mikko Herranen <mh1@iki.fi>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
8  * by the Free Software Foundation.
9  */
10
11 #include <crypto/gf128mul.h>
12 #include <crypto/internal/aead.h>
13 #include <crypto/internal/skcipher.h>
14 #include <crypto/internal/hash.h>
15 #include <crypto/null.h>
16 #include <crypto/scatterwalk.h>
17 #include <crypto/hash.h>
18 #include "internal.h"
19 #include <linux/completion.h>
20 #include <linux/err.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/kernel.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/slab.h>
25
26 struct gcm_instance_ctx {
27         struct crypto_skcipher_spawn ctr;
28         struct crypto_ahash_spawn ghash;
29 };
30
31 struct crypto_gcm_ctx {
32         struct crypto_ablkcipher *ctr;
33         struct crypto_ahash *ghash;
34 };
35
36 struct crypto_rfc4106_ctx {
37         struct crypto_aead *child;
38         u8 nonce[4];
39 };
40
41 struct crypto_rfc4543_instance_ctx {
42         struct crypto_aead_spawn aead;
43 };
44
45 struct crypto_rfc4543_ctx {
46         struct crypto_aead *child;
47         struct crypto_blkcipher *null;
48         u8 nonce[4];
49 };
50
51 struct crypto_rfc4543_req_ctx {
52         struct aead_request subreq;
53 };
54
55 struct crypto_gcm_ghash_ctx {
56         unsigned int cryptlen;
57         struct scatterlist *src;
58         int (*complete)(struct aead_request *req, u32 flags);
59 };
60
61 struct crypto_gcm_req_priv_ctx {
62         u8 iv[16];
63         u8 auth_tag[16];
64         u8 iauth_tag[16];
65         struct scatterlist src[3];
66         struct scatterlist dst[3];
67         struct scatterlist sg;
68         struct crypto_gcm_ghash_ctx ghash_ctx;
69         union {
70                 struct ahash_request ahreq;
71                 struct ablkcipher_request abreq;
72         } u;
73 };
74
75 struct crypto_gcm_setkey_result {
76         int err;
77         struct completion completion;
78 };
79
80 static struct {
81         u8 buf[16];
82         struct scatterlist sg;
83 } *gcm_zeroes;
84
85 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc);
86
87 static inline struct crypto_gcm_req_priv_ctx *crypto_gcm_reqctx(
88         struct aead_request *req)
89 {
90         unsigned long align = crypto_aead_alignmask(crypto_aead_reqtfm(req));
91
92         return (void *)PTR_ALIGN((u8 *)aead_request_ctx(req), align + 1);
93 }
94
95 static void crypto_gcm_setkey_done(struct crypto_async_request *req, int err)
96 {
97         struct crypto_gcm_setkey_result *result = req->data;
98
99         if (err == -EINPROGRESS)
100                 return;
101
102         result->err = err;
103         complete(&result->completion);
104 }
105
106 static int crypto_gcm_setkey(struct crypto_aead *aead, const u8 *key,
107                              unsigned int keylen)
108 {
109         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
110         struct crypto_ahash *ghash = ctx->ghash;
111         struct crypto_ablkcipher *ctr = ctx->ctr;
112         struct {
113                 be128 hash;
114                 u8 iv[8];
115
116                 struct crypto_gcm_setkey_result result;
117
118                 struct scatterlist sg[1];
119                 struct ablkcipher_request req;
120         } *data;
121         int err;
122
123         crypto_ablkcipher_clear_flags(ctr, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
124         crypto_ablkcipher_set_flags(ctr, crypto_aead_get_flags(aead) &
125                                          CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
126         err = crypto_ablkcipher_setkey(ctr, key, keylen);
127         crypto_aead_set_flags(aead, crypto_ablkcipher_get_flags(ctr) &
128                                     CRYPTO_TFM_RES_MASK);
129         if (err)
130                 return err;
131
132         data = kzalloc(sizeof(*data) + crypto_ablkcipher_reqsize(ctr),
133                        GFP_KERNEL);
134         if (!data)
135                 return -ENOMEM;
136
137         init_completion(&data->result.completion);
138         sg_init_one(data->sg, &data->hash, sizeof(data->hash));
139         ablkcipher_request_set_tfm(&data->req, ctr);
140         ablkcipher_request_set_callback(&data->req, CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP |
141                                                     CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
142                                         crypto_gcm_setkey_done,
143                                         &data->result);
144         ablkcipher_request_set_crypt(&data->req, data->sg, data->sg,
145                                      sizeof(data->hash), data->iv);
146
147         err = crypto_ablkcipher_encrypt(&data->req);
148         if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY) {
149                 err = wait_for_completion_interruptible(
150                         &data->result.completion);
151                 if (!err)
152                         err = data->result.err;
153         }
154
155         if (err)
156                 goto out;
157
158         crypto_ahash_clear_flags(ghash, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
159         crypto_ahash_set_flags(ghash, crypto_aead_get_flags(aead) &
160                                CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
161         err = crypto_ahash_setkey(ghash, (u8 *)&data->hash, sizeof(be128));
162         crypto_aead_set_flags(aead, crypto_ahash_get_flags(ghash) &
163                               CRYPTO_TFM_RES_MASK);
164
165 out:
166         kzfree(data);
167         return err;
168 }
169
170 static int crypto_gcm_setauthsize(struct crypto_aead *tfm,
171                                   unsigned int authsize)
172 {
173         switch (authsize) {
174         case 4:
175         case 8:
176         case 12:
177         case 13:
178         case 14:
179         case 15:
180         case 16:
181                 break;
182         default:
183                 return -EINVAL;
184         }
185
186         return 0;
187 }
188
189 static void crypto_gcm_init_common(struct aead_request *req)
190 {
191         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
192         __be32 counter = cpu_to_be32(1);
193         struct scatterlist *sg;
194
195         memset(pctx->auth_tag, 0, sizeof(pctx->auth_tag));
196         memcpy(pctx->iv, req->iv, 12);
197         memcpy(pctx->iv + 12, &counter, 4);
198
199         sg_init_table(pctx->src, 3);
200         sg_set_buf(pctx->src, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
201         sg = scatterwalk_ffwd(pctx->src + 1, req->src, req->assoclen);
202         if (sg != pctx->src + 1)
203                 scatterwalk_sg_chain(pctx->src, 2, sg);
204
205         if (req->src != req->dst) {
206                 sg_init_table(pctx->dst, 3);
207                 sg_set_buf(pctx->dst, pctx->auth_tag, sizeof(pctx->auth_tag));
208                 sg = scatterwalk_ffwd(pctx->dst + 1, req->dst, req->assoclen);
209                 if (sg != pctx->dst + 1)
210                         scatterwalk_sg_chain(pctx->dst, 2, sg);
211         }
212 }
213
214 static void crypto_gcm_init_crypt(struct aead_request *req,
215                                   unsigned int cryptlen)
216 {
217         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
218         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
219         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
220         struct ablkcipher_request *ablk_req = &pctx->u.abreq;
221         struct scatterlist *dst;
222
223         dst = req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst;
224
225         ablkcipher_request_set_tfm(ablk_req, ctx->ctr);
226         ablkcipher_request_set_crypt(ablk_req, pctx->src, dst,
227                                      cryptlen + sizeof(pctx->auth_tag),
228                                      pctx->iv);
229 }
230
231 static inline unsigned int gcm_remain(unsigned int len)
232 {
233         len &= 0xfU;
234         return len ? 16 - len : 0;
235 }
236
237 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err);
238
239 static int gcm_hash_update(struct aead_request *req,
240                            crypto_completion_t compl,
241                            struct scatterlist *src,
242                            unsigned int len, u32 flags)
243 {
244         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
245         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
246
247         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, compl, req);
248         ahash_request_set_crypt(ahreq, src, NULL, len);
249
250         return crypto_ahash_update(ahreq);
251 }
252
253 static int gcm_hash_remain(struct aead_request *req,
254                            unsigned int remain,
255                            crypto_completion_t compl, u32 flags)
256 {
257         return gcm_hash_update(req, compl, &gcm_zeroes->sg, remain, flags);
258 }
259
260 static int gcm_hash_len(struct aead_request *req, u32 flags)
261 {
262         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
263         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
264         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
265         u128 lengths;
266
267         lengths.a = cpu_to_be64(req->assoclen * 8);
268         lengths.b = cpu_to_be64(gctx->cryptlen * 8);
269         memcpy(pctx->iauth_tag, &lengths, 16);
270         sg_init_one(&pctx->sg, pctx->iauth_tag, 16);
271         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_len_done, req);
272         ahash_request_set_crypt(ahreq, &pctx->sg,
273                                 pctx->iauth_tag, sizeof(lengths));
274
275         return crypto_ahash_finup(ahreq);
276 }
277
278 static int gcm_hash_len_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
279 {
280         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
281         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
282
283         return gctx->complete(req, flags);
284 }
285
286 static void gcm_hash_len_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
287 {
288         struct aead_request *req = areq->data;
289
290         if (err)
291                 goto out;
292
293         err = gcm_hash_len_continue(req, 0);
294         if (err == -EINPROGRESS)
295                 return;
296
297 out:
298         aead_request_complete(req, err);
299 }
300
301 static int gcm_hash_crypt_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
302 {
303         return gcm_hash_len(req, flags) ?:
304                gcm_hash_len_continue(req, flags);
305 }
306
307 static void gcm_hash_crypt_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
308                                        int err)
309 {
310         struct aead_request *req = areq->data;
311
312         if (err)
313                 goto out;
314
315         err = gcm_hash_crypt_remain_continue(req, 0);
316         if (err == -EINPROGRESS)
317                 return;
318
319 out:
320         aead_request_complete(req, err);
321 }
322
323 static int gcm_hash_crypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
324 {
325         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
326         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
327         unsigned int remain;
328
329         remain = gcm_remain(gctx->cryptlen);
330         if (remain)
331                 return gcm_hash_remain(req, remain,
332                                        gcm_hash_crypt_remain_done, flags) ?:
333                        gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
334
335         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
336 }
337
338 static void gcm_hash_crypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
339 {
340         struct aead_request *req = areq->data;
341
342         if (err)
343                 goto out;
344
345         err = gcm_hash_crypt_continue(req, 0);
346         if (err == -EINPROGRESS)
347                 return;
348
349 out:
350         aead_request_complete(req, err);
351 }
352
353 static int gcm_hash_assoc_remain_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
354 {
355         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
356         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
357
358         if (gctx->cryptlen)
359                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_crypt_done,
360                                        gctx->src, gctx->cryptlen, flags) ?:
361                        gcm_hash_crypt_continue(req, flags);
362
363         return gcm_hash_crypt_remain_continue(req, flags);
364 }
365
366 static void gcm_hash_assoc_remain_done(struct crypto_async_request *areq,
367                                        int err)
368 {
369         struct aead_request *req = areq->data;
370
371         if (err)
372                 goto out;
373
374         err = gcm_hash_assoc_remain_continue(req, 0);
375         if (err == -EINPROGRESS)
376                 return;
377
378 out:
379         aead_request_complete(req, err);
380 }
381
382 static int gcm_hash_assoc_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
383 {
384         unsigned int remain;
385
386         remain = gcm_remain(req->assoclen);
387         if (remain)
388                 return gcm_hash_remain(req, remain,
389                                        gcm_hash_assoc_remain_done, flags) ?:
390                        gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
391
392         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
393 }
394
395 static void gcm_hash_assoc_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
396 {
397         struct aead_request *req = areq->data;
398
399         if (err)
400                 goto out;
401
402         err = gcm_hash_assoc_continue(req, 0);
403         if (err == -EINPROGRESS)
404                 return;
405
406 out:
407         aead_request_complete(req, err);
408 }
409
410 static int gcm_hash_init_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
411 {
412         if (req->assoclen)
413                 return gcm_hash_update(req, gcm_hash_assoc_done,
414                                        req->src, req->assoclen, flags) ?:
415                        gcm_hash_assoc_continue(req, flags);
416
417         return gcm_hash_assoc_remain_continue(req, flags);
418 }
419
420 static void gcm_hash_init_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
421 {
422         struct aead_request *req = areq->data;
423
424         if (err)
425                 goto out;
426
427         err = gcm_hash_init_continue(req, 0);
428         if (err == -EINPROGRESS)
429                 return;
430
431 out:
432         aead_request_complete(req, err);
433 }
434
435 static int gcm_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
436 {
437         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
438         struct ahash_request *ahreq = &pctx->u.ahreq;
439         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(crypto_aead_reqtfm(req));
440
441         ahash_request_set_tfm(ahreq, ctx->ghash);
442
443         ahash_request_set_callback(ahreq, flags, gcm_hash_init_done, req);
444         return crypto_ahash_init(ahreq) ?:
445                gcm_hash_init_continue(req, flags);
446 }
447
448 static int gcm_enc_copy_hash(struct aead_request *req, u32 flags)
449 {
450         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
451         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
452         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
453
454         crypto_xor(auth_tag, pctx->iauth_tag, 16);
455         scatterwalk_map_and_copy(auth_tag, req->dst,
456                                  req->assoclen + req->cryptlen,
457                                  crypto_aead_authsize(aead), 1);
458         return 0;
459 }
460
461 static int gcm_encrypt_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
462 {
463         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
464         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
465
466         gctx->src = sg_next(req->src == req->dst ? pctx->src : pctx->dst);
467         gctx->cryptlen = req->cryptlen;
468         gctx->complete = gcm_enc_copy_hash;
469
470         return gcm_hash(req, flags);
471 }
472
473 static void gcm_encrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
474 {
475         struct aead_request *req = areq->data;
476
477         if (err)
478                 goto out;
479
480         err = gcm_encrypt_continue(req, 0);
481         if (err == -EINPROGRESS)
482                 return;
483
484 out:
485         aead_request_complete(req, err);
486 }
487
488 static int crypto_gcm_encrypt(struct aead_request *req)
489 {
490         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
491         struct ablkcipher_request *abreq = &pctx->u.abreq;
492         u32 flags = aead_request_flags(req);
493
494         crypto_gcm_init_common(req);
495         crypto_gcm_init_crypt(req, req->cryptlen);
496         ablkcipher_request_set_callback(abreq, flags, gcm_encrypt_done, req);
497
498         return crypto_ablkcipher_encrypt(abreq) ?:
499                gcm_encrypt_continue(req, flags);
500 }
501
502 static int crypto_gcm_verify(struct aead_request *req)
503 {
504         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
505         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
506         u8 *auth_tag = pctx->auth_tag;
507         u8 *iauth_tag = pctx->iauth_tag;
508         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
509         unsigned int cryptlen = req->cryptlen - authsize;
510
511         crypto_xor(auth_tag, iauth_tag, 16);
512         scatterwalk_map_and_copy(iauth_tag, req->src,
513                                  req->assoclen + cryptlen, authsize, 0);
514         return crypto_memneq(iauth_tag, auth_tag, authsize) ? -EBADMSG : 0;
515 }
516
517 static void gcm_decrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
518 {
519         struct aead_request *req = areq->data;
520
521         if (!err)
522                 err = crypto_gcm_verify(req);
523
524         aead_request_complete(req, err);
525 }
526
527 static int gcm_dec_hash_continue(struct aead_request *req, u32 flags)
528 {
529         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
530         struct ablkcipher_request *abreq = &pctx->u.abreq;
531         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
532
533         crypto_gcm_init_crypt(req, gctx->cryptlen);
534         ablkcipher_request_set_callback(abreq, flags, gcm_decrypt_done, req);
535         return crypto_ablkcipher_decrypt(abreq) ?: crypto_gcm_verify(req);
536 }
537
538 static int crypto_gcm_decrypt(struct aead_request *req)
539 {
540         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
541         struct crypto_gcm_req_priv_ctx *pctx = crypto_gcm_reqctx(req);
542         struct crypto_gcm_ghash_ctx *gctx = &pctx->ghash_ctx;
543         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
544         unsigned int cryptlen = req->cryptlen;
545         u32 flags = aead_request_flags(req);
546
547         cryptlen -= authsize;
548
549         crypto_gcm_init_common(req);
550
551         gctx->src = sg_next(pctx->src);
552         gctx->cryptlen = cryptlen;
553         gctx->complete = gcm_dec_hash_continue;
554
555         return gcm_hash(req, flags);
556 }
557
558 static int crypto_gcm_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
559 {
560         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
561         struct gcm_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
562         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
563         struct crypto_ablkcipher *ctr;
564         struct crypto_ahash *ghash;
565         unsigned long align;
566         int err;
567
568         ghash = crypto_spawn_ahash(&ictx->ghash);
569         if (IS_ERR(ghash))
570                 return PTR_ERR(ghash);
571
572         ctr = crypto_spawn_skcipher(&ictx->ctr);
573         err = PTR_ERR(ctr);
574         if (IS_ERR(ctr))
575                 goto err_free_hash;
576
577         ctx->ctr = ctr;
578         ctx->ghash = ghash;
579
580         align = crypto_aead_alignmask(tfm);
581         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
582         crypto_aead_set_reqsize(tfm,
583                 align + offsetof(struct crypto_gcm_req_priv_ctx, u) +
584                 max(sizeof(struct ablkcipher_request) +
585                     crypto_ablkcipher_reqsize(ctr),
586                     sizeof(struct ahash_request) +
587                     crypto_ahash_reqsize(ghash)));
588
589         return 0;
590
591 err_free_hash:
592         crypto_free_ahash(ghash);
593         return err;
594 }
595
596 static void crypto_gcm_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
597 {
598         struct crypto_gcm_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
599
600         crypto_free_ahash(ctx->ghash);
601         crypto_free_ablkcipher(ctx->ctr);
602 }
603
604 static int crypto_gcm_create_common(struct crypto_template *tmpl,
605                                     struct rtattr **tb,
606                                     const char *full_name,
607                                     const char *ctr_name,
608                                     const char *ghash_name)
609 {
610         struct crypto_attr_type *algt;
611         struct aead_instance *inst;
612         struct crypto_alg *ctr;
613         struct crypto_alg *ghash_alg;
614         struct hash_alg_common *ghash;
615         struct gcm_instance_ctx *ctx;
616         int err;
617
618         algt = crypto_get_attr_type(tb);
619         if (IS_ERR(algt))
620                 return PTR_ERR(algt);
621
622         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
623                 return -EINVAL;
624
625         ghash_alg = crypto_find_alg(ghash_name, &crypto_ahash_type,
626                                     CRYPTO_ALG_TYPE_HASH,
627                                     CRYPTO_ALG_TYPE_AHASH_MASK);
628         if (IS_ERR(ghash_alg))
629                 return PTR_ERR(ghash_alg);
630
631         ghash = __crypto_hash_alg_common(ghash_alg);
632
633         err = -ENOMEM;
634         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
635         if (!inst)
636                 goto out_put_ghash;
637
638         ctx = aead_instance_ctx(inst);
639         err = crypto_init_ahash_spawn(&ctx->ghash, ghash,
640                                       aead_crypto_instance(inst));
641         if (err)
642                 goto err_free_inst;
643
644         err = -EINVAL;
645         if (ghash->digestsize != 16)
646                 goto err_drop_ghash;
647
648         crypto_set_skcipher_spawn(&ctx->ctr, aead_crypto_instance(inst));
649         err = crypto_grab_skcipher(&ctx->ctr, ctr_name, 0,
650                                    crypto_requires_sync(algt->type,
651                                                         algt->mask));
652         if (err)
653                 goto err_drop_ghash;
654
655         ctr = crypto_skcipher_spawn_alg(&ctx->ctr);
656
657         /* We only support 16-byte blocks. */
658         if (ctr->cra_ablkcipher.ivsize != 16)
659                 goto out_put_ctr;
660
661         /* Not a stream cipher? */
662         err = -EINVAL;
663         if (ctr->cra_blocksize != 1)
664                 goto out_put_ctr;
665
666         err = -ENAMETOOLONG;
667         if (snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
668                      "gcm_base(%s,%s)", ctr->cra_driver_name,
669                      ghash_alg->cra_driver_name) >=
670             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
671                 goto out_put_ctr;
672
673         memcpy(inst->alg.base.cra_name, full_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME);
674
675         inst->alg.base.cra_flags = (ghash->base.cra_flags | ctr->cra_flags) &
676                                    CRYPTO_ALG_ASYNC;
677         inst->alg.base.cra_priority = (ghash->base.cra_priority +
678                                        ctr->cra_priority) / 2;
679         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
680         inst->alg.base.cra_alignmask = ghash->base.cra_alignmask |
681                                        ctr->cra_alignmask;
682         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_gcm_ctx);
683         inst->alg.ivsize = 12;
684         inst->alg.maxauthsize = 16;
685         inst->alg.init = crypto_gcm_init_tfm;
686         inst->alg.exit = crypto_gcm_exit_tfm;
687         inst->alg.setkey = crypto_gcm_setkey;
688         inst->alg.setauthsize = crypto_gcm_setauthsize;
689         inst->alg.encrypt = crypto_gcm_encrypt;
690         inst->alg.decrypt = crypto_gcm_decrypt;
691
692         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
693         if (err)
694                 goto out_put_ctr;
695
696 out_put_ghash:
697         crypto_mod_put(ghash_alg);
698         return err;
699
700 out_put_ctr:
701         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
702 err_drop_ghash:
703         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
704 err_free_inst:
705         kfree(inst);
706         goto out_put_ghash;
707 }
708
709 static int crypto_gcm_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
710 {
711         const char *cipher_name;
712         char ctr_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
713         char full_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
714
715         cipher_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
716         if (IS_ERR(cipher_name))
717                 return PTR_ERR(cipher_name);
718
719         if (snprintf(ctr_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "ctr(%s)", cipher_name) >=
720             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
721                 return -ENAMETOOLONG;
722
723         if (snprintf(full_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "gcm(%s)", cipher_name) >=
724             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
725                 return -ENAMETOOLONG;
726
727         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, full_name,
728                                         ctr_name, "ghash");
729 }
730
731 static void crypto_gcm_free(struct crypto_instance *inst)
732 {
733         struct gcm_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
734
735         crypto_drop_skcipher(&ctx->ctr);
736         crypto_drop_ahash(&ctx->ghash);
737         kfree(aead_instance(inst));
738 }
739
740 static struct crypto_template crypto_gcm_tmpl = {
741         .name = "gcm",
742         .create = crypto_gcm_create,
743         .free = crypto_gcm_free,
744         .module = THIS_MODULE,
745 };
746
747 static int crypto_gcm_base_create(struct crypto_template *tmpl,
748                                   struct rtattr **tb)
749 {
750         const char *ctr_name;
751         const char *ghash_name;
752         char full_name[CRYPTO_MAX_ALG_NAME];
753
754         ctr_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
755         if (IS_ERR(ctr_name))
756                 return PTR_ERR(ctr_name);
757
758         ghash_name = crypto_attr_alg_name(tb[2]);
759         if (IS_ERR(ghash_name))
760                 return PTR_ERR(ghash_name);
761
762         if (snprintf(full_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "gcm_base(%s,%s)",
763                      ctr_name, ghash_name) >= CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
764                 return -ENAMETOOLONG;
765
766         return crypto_gcm_create_common(tmpl, tb, full_name,
767                                         ctr_name, ghash_name);
768 }
769
770 static struct crypto_template crypto_gcm_base_tmpl = {
771         .name = "gcm_base",
772         .create = crypto_gcm_base_create,
773         .free = crypto_gcm_free,
774         .module = THIS_MODULE,
775 };
776
777 static int crypto_rfc4106_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
778                                  unsigned int keylen)
779 {
780         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
781         struct crypto_aead *child = ctx->child;
782         int err;
783
784         if (keylen < 4)
785                 return -EINVAL;
786
787         keylen -= 4;
788         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
789
790         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
791         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
792                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
793         err = crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
794         crypto_aead_set_flags(parent, crypto_aead_get_flags(child) &
795                                       CRYPTO_TFM_RES_MASK);
796
797         return err;
798 }
799
800 static int crypto_rfc4106_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
801                                       unsigned int authsize)
802 {
803         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
804
805         switch (authsize) {
806         case 8:
807         case 12:
808         case 16:
809                 break;
810         default:
811                 return -EINVAL;
812         }
813
814         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
815 }
816
817 static struct aead_request *crypto_rfc4106_crypt(struct aead_request *req)
818 {
819         struct aead_request *subreq = aead_request_ctx(req);
820         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
821         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
822         struct crypto_aead *child = ctx->child;
823         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(subreq + 1) + crypto_aead_reqsize(child),
824                            crypto_aead_alignmask(child) + 1);
825
826         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
827         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
828
829         aead_request_set_tfm(subreq, child);
830         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags, req->base.complete,
831                                   req->base.data);
832         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst, req->cryptlen, iv);
833         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen);
834
835         return subreq;
836 }
837
838 static int crypto_rfc4106_encrypt(struct aead_request *req)
839 {
840         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
841
842         return crypto_aead_encrypt(req);
843 }
844
845 static int crypto_rfc4106_decrypt(struct aead_request *req)
846 {
847         req = crypto_rfc4106_crypt(req);
848
849         return crypto_aead_decrypt(req);
850 }
851
852 static int crypto_rfc4106_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
853 {
854         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
855         struct crypto_aead_spawn *spawn = aead_instance_ctx(inst);
856         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
857         struct crypto_aead *aead;
858         unsigned long align;
859
860         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
861         if (IS_ERR(aead))
862                 return PTR_ERR(aead);
863
864         ctx->child = aead;
865
866         align = crypto_aead_alignmask(aead);
867         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
868         crypto_aead_set_reqsize(
869                 tfm,
870                 sizeof(struct aead_request) +
871                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
872                 align + 12);
873
874         return 0;
875 }
876
877 static void crypto_rfc4106_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
878 {
879         struct crypto_rfc4106_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
880
881         crypto_free_aead(ctx->child);
882 }
883
884 static int crypto_rfc4106_create(struct crypto_template *tmpl,
885                                  struct rtattr **tb)
886 {
887         struct crypto_attr_type *algt;
888         struct aead_instance *inst;
889         struct crypto_aead_spawn *spawn;
890         struct aead_alg *alg;
891         const char *ccm_name;
892         int err;
893
894         algt = crypto_get_attr_type(tb);
895         if (IS_ERR(algt))
896                 return PTR_ERR(algt);
897
898         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
899                 return -EINVAL;
900
901         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
902         if (IS_ERR(ccm_name))
903                 return PTR_ERR(ccm_name);
904
905         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
906         if (!inst)
907                 return -ENOMEM;
908
909         spawn = aead_instance_ctx(inst);
910         crypto_set_aead_spawn(spawn, aead_crypto_instance(inst));
911         err = crypto_grab_aead(spawn, ccm_name, 0,
912                                crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask));
913         if (err)
914                 goto out_free_inst;
915
916         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
917
918         err = -EINVAL;
919
920         /* Underlying IV size must be 12. */
921         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != 12)
922                 goto out_drop_alg;
923
924         /* Not a stream cipher? */
925         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
926                 goto out_drop_alg;
927
928         err = -ENAMETOOLONG;
929         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
930                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_name) >=
931             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
932             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
933                      "rfc4106(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
934             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
935                 goto out_drop_alg;
936
937         inst->alg.base.cra_flags |= alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
938         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
939         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
940         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
941
942         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4106_ctx);
943
944         inst->alg.ivsize = 8;
945         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
946
947         inst->alg.init = crypto_rfc4106_init_tfm;
948         inst->alg.exit = crypto_rfc4106_exit_tfm;
949
950         inst->alg.setkey = crypto_rfc4106_setkey;
951         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4106_setauthsize;
952         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4106_encrypt;
953         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4106_decrypt;
954
955         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
956         if (err)
957                 goto out_drop_alg;
958
959 out:
960         return err;
961
962 out_drop_alg:
963         crypto_drop_aead(spawn);
964 out_free_inst:
965         kfree(inst);
966         goto out;
967 }
968
969 static void crypto_rfc4106_free(struct crypto_instance *inst)
970 {
971         crypto_drop_aead(crypto_instance_ctx(inst));
972         kfree(aead_instance(inst));
973 }
974
975 static struct crypto_template crypto_rfc4106_tmpl = {
976         .name = "rfc4106",
977         .create = crypto_rfc4106_create,
978         .free = crypto_rfc4106_free,
979         .module = THIS_MODULE,
980 };
981
982 static int crypto_rfc4543_setkey(struct crypto_aead *parent, const u8 *key,
983                                  unsigned int keylen)
984 {
985         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
986         struct crypto_aead *child = ctx->child;
987         int err;
988
989         if (keylen < 4)
990                 return -EINVAL;
991
992         keylen -= 4;
993         memcpy(ctx->nonce, key + keylen, 4);
994
995         crypto_aead_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
996         crypto_aead_set_flags(child, crypto_aead_get_flags(parent) &
997                                      CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
998         err = crypto_aead_setkey(child, key, keylen);
999         crypto_aead_set_flags(parent, crypto_aead_get_flags(child) &
1000                                       CRYPTO_TFM_RES_MASK);
1001
1002         return err;
1003 }
1004
1005 static int crypto_rfc4543_setauthsize(struct crypto_aead *parent,
1006                                       unsigned int authsize)
1007 {
1008         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(parent);
1009
1010         if (authsize != 16)
1011                 return -EINVAL;
1012
1013         return crypto_aead_setauthsize(ctx->child, authsize);
1014 }
1015
1016 static int crypto_rfc4543_crypt(struct aead_request *req, bool enc)
1017 {
1018         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
1019         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
1020         struct crypto_rfc4543_req_ctx *rctx = aead_request_ctx(req);
1021         struct aead_request *subreq = &rctx->subreq;
1022         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
1023         u8 *iv = PTR_ALIGN((u8 *)(rctx + 1) + crypto_aead_reqsize(ctx->child),
1024                            crypto_aead_alignmask(ctx->child) + 1);
1025         int err;
1026
1027         if (req->src != req->dst) {
1028                 err = crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(req, enc);
1029                 if (err)
1030                         return err;
1031         }
1032
1033         memcpy(iv, ctx->nonce, 4);
1034         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
1035
1036         aead_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
1037         aead_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
1038                                   req->base.complete, req->base.data);
1039         aead_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
1040                                enc ? 0 : authsize, iv);
1041         aead_request_set_ad(subreq, req->assoclen + req->cryptlen -
1042                                     subreq->cryptlen);
1043
1044         return enc ? crypto_aead_encrypt(subreq) : crypto_aead_decrypt(subreq);
1045 }
1046
1047 static int crypto_rfc4543_copy_src_to_dst(struct aead_request *req, bool enc)
1048 {
1049         struct crypto_aead *aead = crypto_aead_reqtfm(req);
1050         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(aead);
1051         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(aead);
1052         unsigned int nbytes = req->assoclen + req->cryptlen -
1053                               (enc ? 0 : authsize);
1054         struct blkcipher_desc desc = {
1055                 .tfm = ctx->null,
1056         };
1057
1058         return crypto_blkcipher_encrypt(&desc, req->dst, req->src, nbytes);
1059 }
1060
1061 static int crypto_rfc4543_encrypt(struct aead_request *req)
1062 {
1063         return crypto_rfc4543_crypt(req, true);
1064 }
1065
1066 static int crypto_rfc4543_decrypt(struct aead_request *req)
1067 {
1068         return crypto_rfc4543_crypt(req, false);
1069 }
1070
1071 static int crypto_rfc4543_init_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1072 {
1073         struct aead_instance *inst = aead_alg_instance(tfm);
1074         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ictx = aead_instance_ctx(inst);
1075         struct crypto_aead_spawn *spawn = &ictx->aead;
1076         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1077         struct crypto_aead *aead;
1078         struct crypto_blkcipher *null;
1079         unsigned long align;
1080         int err = 0;
1081
1082         aead = crypto_spawn_aead(spawn);
1083         if (IS_ERR(aead))
1084                 return PTR_ERR(aead);
1085
1086         null = crypto_get_default_null_skcipher();
1087         err = PTR_ERR(null);
1088         if (IS_ERR(null))
1089                 goto err_free_aead;
1090
1091         ctx->child = aead;
1092         ctx->null = null;
1093
1094         align = crypto_aead_alignmask(aead);
1095         align &= ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1);
1096         crypto_aead_set_reqsize(
1097                 tfm,
1098                 sizeof(struct crypto_rfc4543_req_ctx) +
1099                 ALIGN(crypto_aead_reqsize(aead), crypto_tfm_ctx_alignment()) +
1100                 align + 12);
1101
1102         return 0;
1103
1104 err_free_aead:
1105         crypto_free_aead(aead);
1106         return err;
1107 }
1108
1109 static void crypto_rfc4543_exit_tfm(struct crypto_aead *tfm)
1110 {
1111         struct crypto_rfc4543_ctx *ctx = crypto_aead_ctx(tfm);
1112
1113         crypto_free_aead(ctx->child);
1114         crypto_put_default_null_skcipher();
1115 }
1116
1117 static int crypto_rfc4543_create(struct crypto_template *tmpl,
1118                                 struct rtattr **tb)
1119 {
1120         struct crypto_attr_type *algt;
1121         struct aead_instance *inst;
1122         struct crypto_aead_spawn *spawn;
1123         struct aead_alg *alg;
1124         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx;
1125         const char *ccm_name;
1126         int err;
1127
1128         algt = crypto_get_attr_type(tb);
1129         if (IS_ERR(algt))
1130                 return PTR_ERR(algt);
1131
1132         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD) & algt->mask)
1133                 return -EINVAL;
1134
1135         ccm_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
1136         if (IS_ERR(ccm_name))
1137                 return PTR_ERR(ccm_name);
1138
1139         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*ctx), GFP_KERNEL);
1140         if (!inst)
1141                 return -ENOMEM;
1142
1143         ctx = aead_instance_ctx(inst);
1144         spawn = &ctx->aead;
1145         crypto_set_aead_spawn(spawn, aead_crypto_instance(inst));
1146         err = crypto_grab_aead(spawn, ccm_name, 0,
1147                                crypto_requires_sync(algt->type, algt->mask));
1148         if (err)
1149                 goto out_free_inst;
1150
1151         alg = crypto_spawn_aead_alg(spawn);
1152
1153         err = -EINVAL;
1154
1155         /* Underlying IV size must be 12. */
1156         if (crypto_aead_alg_ivsize(alg) != 12)
1157                 goto out_drop_alg;
1158
1159         /* Not a stream cipher? */
1160         if (alg->base.cra_blocksize != 1)
1161                 goto out_drop_alg;
1162
1163         err = -ENAMETOOLONG;
1164         if (snprintf(inst->alg.base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1165                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_name) >=
1166             CRYPTO_MAX_ALG_NAME ||
1167             snprintf(inst->alg.base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME,
1168                      "rfc4543(%s)", alg->base.cra_driver_name) >=
1169             CRYPTO_MAX_ALG_NAME)
1170                 goto out_drop_alg;
1171
1172         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
1173         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
1174         inst->alg.base.cra_blocksize = 1;
1175         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
1176
1177         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_rfc4543_ctx);
1178
1179         inst->alg.ivsize = 8;
1180         inst->alg.maxauthsize = crypto_aead_alg_maxauthsize(alg);
1181
1182         inst->alg.init = crypto_rfc4543_init_tfm;
1183         inst->alg.exit = crypto_rfc4543_exit_tfm;
1184
1185         inst->alg.setkey = crypto_rfc4543_setkey;
1186         inst->alg.setauthsize = crypto_rfc4543_setauthsize;
1187         inst->alg.encrypt = crypto_rfc4543_encrypt;
1188         inst->alg.decrypt = crypto_rfc4543_decrypt;
1189
1190         err = aead_register_instance(tmpl, inst);
1191         if (err)
1192                 goto out_drop_alg;
1193
1194 out:
1195         return err;
1196
1197 out_drop_alg:
1198         crypto_drop_aead(spawn);
1199 out_free_inst:
1200         kfree(inst);
1201         goto out;
1202 }
1203
1204 static void crypto_rfc4543_free(struct crypto_instance *inst)
1205 {
1206         struct crypto_rfc4543_instance_ctx *ctx = crypto_instance_ctx(inst);
1207
1208         crypto_drop_aead(&ctx->aead);
1209
1210         kfree(aead_instance(inst));
1211 }
1212
1213 static struct crypto_template crypto_rfc4543_tmpl = {
1214         .name = "rfc4543",
1215         .create = crypto_rfc4543_create,
1216         .free = crypto_rfc4543_free,
1217         .module = THIS_MODULE,
1218 };
1219
1220 static int __init crypto_gcm_module_init(void)
1221 {
1222         int err;
1223
1224         gcm_zeroes = kzalloc(sizeof(*gcm_zeroes), GFP_KERNEL);
1225         if (!gcm_zeroes)
1226                 return -ENOMEM;
1227
1228         sg_init_one(&gcm_zeroes->sg, gcm_zeroes->buf, sizeof(gcm_zeroes->buf));
1229
1230         err = crypto_register_template(&crypto_gcm_base_tmpl);
1231         if (err)
1232                 goto out;
1233
1234         err = crypto_register_template(&crypto_gcm_tmpl);
1235         if (err)
1236                 goto out_undo_base;
1237
1238         err = crypto_register_template(&crypto_rfc4106_tmpl);
1239         if (err)
1240                 goto out_undo_gcm;
1241
1242         err = crypto_register_template(&crypto_rfc4543_tmpl);
1243         if (err)
1244                 goto out_undo_rfc4106;
1245
1246         return 0;
1247
1248 out_undo_rfc4106:
1249         crypto_unregister_template(&crypto_rfc4106_tmpl);
1250 out_undo_gcm:
1251         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_tmpl);
1252 out_undo_base:
1253         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_base_tmpl);
1254 out:
1255         kfree(gcm_zeroes);
1256         return err;
1257 }
1258
1259 static void __exit crypto_gcm_module_exit(void)
1260 {
1261         kfree(gcm_zeroes);
1262         crypto_unregister_template(&crypto_rfc4543_tmpl);
1263         crypto_unregister_template(&crypto_rfc4106_tmpl);
1264         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_tmpl);
1265         crypto_unregister_template(&crypto_gcm_base_tmpl);
1266 }
1267
1268 module_init(crypto_gcm_module_init);
1269 module_exit(crypto_gcm_module_exit);
1270
1271 MODULE_LICENSE("GPL");
1272 MODULE_DESCRIPTION("Galois/Counter Mode");
1273 MODULE_AUTHOR("Mikko Herranen <mh1@iki.fi>");
1274 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm_base");
1275 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4106");
1276 MODULE_ALIAS_CRYPTO("rfc4543");
1277 MODULE_ALIAS_CRYPTO("gcm");