ipv6: Allow non-gateway ECMP for IPv6
[linux-2.6-block.git] / crypto / cts.c
1 /*
2  * CTS: Cipher Text Stealing mode
3  *
4  * COPYRIGHT (c) 2008
5  * The Regents of the University of Michigan
6  * ALL RIGHTS RESERVED
7  *
8  * Permission is granted to use, copy, create derivative works
9  * and redistribute this software and such derivative works
10  * for any purpose, so long as the name of The University of
11  * Michigan is not used in any advertising or publicity
12  * pertaining to the use of distribution of this software
13  * without specific, written prior authorization.  If the
14  * above copyright notice or any other identification of the
15  * University of Michigan is included in any copy of any
16  * portion of this software, then the disclaimer below must
17  * also be included.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED AS IS, WITHOUT REPRESENTATION
20  * FROM THE UNIVERSITY OF MICHIGAN AS TO ITS FITNESS FOR ANY
21  * PURPOSE, AND WITHOUT WARRANTY BY THE UNIVERSITY OF
22  * MICHIGAN OF ANY KIND, EITHER EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING
23  * WITHOUT LIMITATION THE IMPLIED WARRANTIES OF
24  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. THE
25  * REGENTS OF THE UNIVERSITY OF MICHIGAN SHALL NOT BE LIABLE
26  * FOR ANY DAMAGES, INCLUDING SPECIAL, INDIRECT, INCIDENTAL, OR
27  * CONSEQUENTIAL DAMAGES, WITH RESPECT TO ANY CLAIM ARISING
28  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OF THE SOFTWARE, EVEN
29  * IF IT HAS BEEN OR IS HEREAFTER ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
30  * SUCH DAMAGES.
31  */
32
33 /* Derived from various:
34  *      Copyright (c) 2006 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
35  */
36
37 /*
38  * This is the Cipher Text Stealing mode as described by
39  * Section 8 of rfc2040 and referenced by rfc3962.
40  * rfc3962 includes errata information in its Appendix A.
41  */
42
43 #include <crypto/internal/skcipher.h>
44 #include <linux/err.h>
45 #include <linux/init.h>
46 #include <linux/kernel.h>
47 #include <linux/log2.h>
48 #include <linux/module.h>
49 #include <linux/scatterlist.h>
50 #include <crypto/scatterwalk.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/compiler.h>
53
54 struct crypto_cts_ctx {
55         struct crypto_skcipher *child;
56 };
57
58 struct crypto_cts_reqctx {
59         struct scatterlist sg[2];
60         unsigned offset;
61         struct skcipher_request subreq;
62 };
63
64 static inline u8 *crypto_cts_reqctx_space(struct skcipher_request *req)
65 {
66         struct crypto_cts_reqctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
67         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
68         struct crypto_cts_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
69         struct crypto_skcipher *child = ctx->child;
70
71         return PTR_ALIGN((u8 *)(rctx + 1) + crypto_skcipher_reqsize(child),
72                          crypto_skcipher_alignmask(tfm) + 1);
73 }
74
75 static int crypto_cts_setkey(struct crypto_skcipher *parent, const u8 *key,
76                              unsigned int keylen)
77 {
78         struct crypto_cts_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(parent);
79         struct crypto_skcipher *child = ctx->child;
80         int err;
81
82         crypto_skcipher_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
83         crypto_skcipher_set_flags(child, crypto_skcipher_get_flags(parent) &
84                                          CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
85         err = crypto_skcipher_setkey(child, key, keylen);
86         crypto_skcipher_set_flags(parent, crypto_skcipher_get_flags(child) &
87                                           CRYPTO_TFM_RES_MASK);
88         return err;
89 }
90
91 static void cts_cbc_crypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
92 {
93         struct skcipher_request *req = areq->data;
94
95         if (err == -EINPROGRESS)
96                 return;
97
98         skcipher_request_complete(req, err);
99 }
100
101 static int cts_cbc_encrypt(struct skcipher_request *req)
102 {
103         struct crypto_cts_reqctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
104         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
105         struct skcipher_request *subreq = &rctx->subreq;
106         int bsize = crypto_skcipher_blocksize(tfm);
107         u8 d[bsize * 2] __aligned(__alignof__(u32));
108         struct scatterlist *sg;
109         unsigned int offset;
110         int lastn;
111
112         offset = rctx->offset;
113         lastn = req->cryptlen - offset;
114
115         sg = scatterwalk_ffwd(rctx->sg, req->dst, offset - bsize);
116         scatterwalk_map_and_copy(d + bsize, sg, 0, bsize, 0);
117
118         memset(d, 0, bsize);
119         scatterwalk_map_and_copy(d, req->src, offset, lastn, 0);
120
121         scatterwalk_map_and_copy(d, sg, 0, bsize + lastn, 1);
122         memzero_explicit(d, sizeof(d));
123
124         skcipher_request_set_callback(subreq, req->base.flags &
125                                               CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
126                                       cts_cbc_crypt_done, req);
127         skcipher_request_set_crypt(subreq, sg, sg, bsize, req->iv);
128         return crypto_skcipher_encrypt(subreq);
129 }
130
131 static void crypto_cts_encrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
132 {
133         struct skcipher_request *req = areq->data;
134
135         if (err)
136                 goto out;
137
138         err = cts_cbc_encrypt(req);
139         if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
140                 return;
141
142 out:
143         skcipher_request_complete(req, err);
144 }
145
146 static int crypto_cts_encrypt(struct skcipher_request *req)
147 {
148         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
149         struct crypto_cts_reqctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
150         struct crypto_cts_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
151         struct skcipher_request *subreq = &rctx->subreq;
152         int bsize = crypto_skcipher_blocksize(tfm);
153         unsigned int nbytes = req->cryptlen;
154         int cbc_blocks = (nbytes + bsize - 1) / bsize - 1;
155         unsigned int offset;
156
157         skcipher_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
158
159         if (cbc_blocks <= 0) {
160                 skcipher_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
161                                               req->base.complete,
162                                               req->base.data);
163                 skcipher_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst, nbytes,
164                                            req->iv);
165                 return crypto_skcipher_encrypt(subreq);
166         }
167
168         offset = cbc_blocks * bsize;
169         rctx->offset = offset;
170
171         skcipher_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
172                                       crypto_cts_encrypt_done, req);
173         skcipher_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
174                                    offset, req->iv);
175
176         return crypto_skcipher_encrypt(subreq) ?:
177                cts_cbc_encrypt(req);
178 }
179
180 static int cts_cbc_decrypt(struct skcipher_request *req)
181 {
182         struct crypto_cts_reqctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
183         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
184         struct skcipher_request *subreq = &rctx->subreq;
185         int bsize = crypto_skcipher_blocksize(tfm);
186         u8 d[bsize * 2] __aligned(__alignof__(u32));
187         struct scatterlist *sg;
188         unsigned int offset;
189         u8 *space;
190         int lastn;
191
192         offset = rctx->offset;
193         lastn = req->cryptlen - offset;
194
195         sg = scatterwalk_ffwd(rctx->sg, req->dst, offset - bsize);
196
197         /* 1. Decrypt Cn-1 (s) to create Dn */
198         scatterwalk_map_and_copy(d + bsize, sg, 0, bsize, 0);
199         space = crypto_cts_reqctx_space(req);
200         crypto_xor(d + bsize, space, bsize);
201         /* 2. Pad Cn with zeros at the end to create C of length BB */
202         memset(d, 0, bsize);
203         scatterwalk_map_and_copy(d, req->src, offset, lastn, 0);
204         /* 3. Exclusive-or Dn with C to create Xn */
205         /* 4. Select the first Ln bytes of Xn to create Pn */
206         crypto_xor(d + bsize, d, lastn);
207
208         /* 5. Append the tail (BB - Ln) bytes of Xn to Cn to create En */
209         memcpy(d + lastn, d + bsize + lastn, bsize - lastn);
210         /* 6. Decrypt En to create Pn-1 */
211
212         scatterwalk_map_and_copy(d, sg, 0, bsize + lastn, 1);
213         memzero_explicit(d, sizeof(d));
214
215         skcipher_request_set_callback(subreq, req->base.flags &
216                                               CRYPTO_TFM_REQ_MAY_BACKLOG,
217                                       cts_cbc_crypt_done, req);
218
219         skcipher_request_set_crypt(subreq, sg, sg, bsize, space);
220         return crypto_skcipher_decrypt(subreq);
221 }
222
223 static void crypto_cts_decrypt_done(struct crypto_async_request *areq, int err)
224 {
225         struct skcipher_request *req = areq->data;
226
227         if (err)
228                 goto out;
229
230         err = cts_cbc_decrypt(req);
231         if (err == -EINPROGRESS || err == -EBUSY)
232                 return;
233
234 out:
235         skcipher_request_complete(req, err);
236 }
237
238 static int crypto_cts_decrypt(struct skcipher_request *req)
239 {
240         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
241         struct crypto_cts_reqctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
242         struct crypto_cts_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
243         struct skcipher_request *subreq = &rctx->subreq;
244         int bsize = crypto_skcipher_blocksize(tfm);
245         unsigned int nbytes = req->cryptlen;
246         int cbc_blocks = (nbytes + bsize - 1) / bsize - 1;
247         unsigned int offset;
248         u8 *space;
249
250         skcipher_request_set_tfm(subreq, ctx->child);
251
252         if (cbc_blocks <= 0) {
253                 skcipher_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
254                                               req->base.complete,
255                                               req->base.data);
256                 skcipher_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst, nbytes,
257                                            req->iv);
258                 return crypto_skcipher_decrypt(subreq);
259         }
260
261         skcipher_request_set_callback(subreq, req->base.flags,
262                                       crypto_cts_decrypt_done, req);
263
264         space = crypto_cts_reqctx_space(req);
265
266         offset = cbc_blocks * bsize;
267         rctx->offset = offset;
268
269         if (cbc_blocks <= 1)
270                 memcpy(space, req->iv, bsize);
271         else
272                 scatterwalk_map_and_copy(space, req->src, offset - 2 * bsize,
273                                          bsize, 0);
274
275         skcipher_request_set_crypt(subreq, req->src, req->dst,
276                                    offset, req->iv);
277
278         return crypto_skcipher_decrypt(subreq) ?:
279                cts_cbc_decrypt(req);
280 }
281
282 static int crypto_cts_init_tfm(struct crypto_skcipher *tfm)
283 {
284         struct skcipher_instance *inst = skcipher_alg_instance(tfm);
285         struct crypto_skcipher_spawn *spawn = skcipher_instance_ctx(inst);
286         struct crypto_cts_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
287         struct crypto_skcipher *cipher;
288         unsigned reqsize;
289         unsigned bsize;
290         unsigned align;
291
292         cipher = crypto_spawn_skcipher(spawn);
293         if (IS_ERR(cipher))
294                 return PTR_ERR(cipher);
295
296         ctx->child = cipher;
297
298         align = crypto_skcipher_alignmask(tfm);
299         bsize = crypto_skcipher_blocksize(cipher);
300         reqsize = ALIGN(sizeof(struct crypto_cts_reqctx) +
301                         crypto_skcipher_reqsize(cipher),
302                         crypto_tfm_ctx_alignment()) +
303                   (align & ~(crypto_tfm_ctx_alignment() - 1)) + bsize;
304
305         crypto_skcipher_set_reqsize(tfm, reqsize);
306
307         return 0;
308 }
309
310 static void crypto_cts_exit_tfm(struct crypto_skcipher *tfm)
311 {
312         struct crypto_cts_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
313
314         crypto_free_skcipher(ctx->child);
315 }
316
317 static void crypto_cts_free(struct skcipher_instance *inst)
318 {
319         crypto_drop_skcipher(skcipher_instance_ctx(inst));
320         kfree(inst);
321 }
322
323 static int crypto_cts_create(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
324 {
325         struct crypto_skcipher_spawn *spawn;
326         struct skcipher_instance *inst;
327         struct crypto_attr_type *algt;
328         struct skcipher_alg *alg;
329         const char *cipher_name;
330         int err;
331
332         algt = crypto_get_attr_type(tb);
333         if (IS_ERR(algt))
334                 return PTR_ERR(algt);
335
336         if ((algt->type ^ CRYPTO_ALG_TYPE_SKCIPHER) & algt->mask)
337                 return -EINVAL;
338
339         cipher_name = crypto_attr_alg_name(tb[1]);
340         if (IS_ERR(cipher_name))
341                 return PTR_ERR(cipher_name);
342
343         inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);
344         if (!inst)
345                 return -ENOMEM;
346
347         spawn = skcipher_instance_ctx(inst);
348
349         crypto_set_skcipher_spawn(spawn, skcipher_crypto_instance(inst));
350         err = crypto_grab_skcipher(spawn, cipher_name, 0,
351                                    crypto_requires_sync(algt->type,
352                                                         algt->mask));
353         if (err)
354                 goto err_free_inst;
355
356         alg = crypto_spawn_skcipher_alg(spawn);
357
358         err = -EINVAL;
359         if (crypto_skcipher_alg_ivsize(alg) != alg->base.cra_blocksize)
360                 goto err_drop_spawn;
361
362         if (strncmp(alg->base.cra_name, "cbc(", 4))
363                 goto err_drop_spawn;
364
365         err = crypto_inst_setname(skcipher_crypto_instance(inst), "cts",
366                                   &alg->base);
367         if (err)
368                 goto err_drop_spawn;
369
370         inst->alg.base.cra_flags = alg->base.cra_flags & CRYPTO_ALG_ASYNC;
371         inst->alg.base.cra_priority = alg->base.cra_priority;
372         inst->alg.base.cra_blocksize = alg->base.cra_blocksize;
373         inst->alg.base.cra_alignmask = alg->base.cra_alignmask;
374
375         inst->alg.ivsize = alg->base.cra_blocksize;
376         inst->alg.chunksize = crypto_skcipher_alg_chunksize(alg);
377         inst->alg.min_keysize = crypto_skcipher_alg_min_keysize(alg);
378         inst->alg.max_keysize = crypto_skcipher_alg_max_keysize(alg);
379
380         inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_cts_ctx);
381
382         inst->alg.init = crypto_cts_init_tfm;
383         inst->alg.exit = crypto_cts_exit_tfm;
384
385         inst->alg.setkey = crypto_cts_setkey;
386         inst->alg.encrypt = crypto_cts_encrypt;
387         inst->alg.decrypt = crypto_cts_decrypt;
388
389         inst->free = crypto_cts_free;
390
391         err = skcipher_register_instance(tmpl, inst);
392         if (err)
393                 goto err_drop_spawn;
394
395 out:
396         return err;
397
398 err_drop_spawn:
399         crypto_drop_skcipher(spawn);
400 err_free_inst:
401         kfree(inst);
402         goto out;
403 }
404
405 static struct crypto_template crypto_cts_tmpl = {
406         .name = "cts",
407         .create = crypto_cts_create,
408         .module = THIS_MODULE,
409 };
410
411 static int __init crypto_cts_module_init(void)
412 {
413         return crypto_register_template(&crypto_cts_tmpl);
414 }
415
416 static void __exit crypto_cts_module_exit(void)
417 {
418         crypto_unregister_template(&crypto_cts_tmpl);
419 }
420
421 module_init(crypto_cts_module_init);
422 module_exit(crypto_cts_module_exit);
423
424 MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
425 MODULE_DESCRIPTION("CTS-CBC CipherText Stealing for CBC");
426 MODULE_ALIAS_CRYPTO("cts");