Merge remote-tracking branches 'spi/topic/atmel', 'spi/topic/cadence', 'spi/topic...
[cascardo/linux.git] / crypto / drbg.c
1 /*
2  * DRBG: Deterministic Random Bits Generator
3  *       Based on NIST Recommended DRBG from NIST SP800-90A with the following
4  *       properties:
5  *              * CTR DRBG with DF with AES-128, AES-192, AES-256 cores
6  *              * Hash DRBG with DF with SHA-1, SHA-256, SHA-384, SHA-512 cores
7  *              * HMAC DRBG with DF with SHA-1, SHA-256, SHA-384, SHA-512 cores
8  *              * with and without prediction resistance
9  *
10  * Copyright Stephan Mueller <smueller@chronox.de>, 2014
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, and the entire permission notice in its entirety,
17  *    including the disclaimer of warranties.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote
22  *    products derived from this software without specific prior
23  *    written permission.
24  *
25  * ALTERNATIVELY, this product may be distributed under the terms of
26  * the GNU General Public License, in which case the provisions of the GPL are
27  * required INSTEAD OF the above restrictions.  (This clause is
28  * necessary due to a potential bad interaction between the GPL and
29  * the restrictions contained in a BSD-style copyright.)
30  *
31  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
32  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
33  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, ALL OF
34  * WHICH ARE HEREBY DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE
35  * LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
36  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT
37  * OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR
38  * BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
39  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
40  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE
41  * USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF NOT ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
42  * DAMAGE.
43  *
44  * DRBG Usage
45  * ==========
46  * The SP 800-90A DRBG allows the user to specify a personalization string
47  * for initialization as well as an additional information string for each
48  * random number request. The following code fragments show how a caller
49  * uses the kernel crypto API to use the full functionality of the DRBG.
50  *
51  * Usage without any additional data
52  * ---------------------------------
53  * struct crypto_rng *drng;
54  * int err;
55  * char data[DATALEN];
56  *
57  * drng = crypto_alloc_rng(drng_name, 0, 0);
58  * err = crypto_rng_get_bytes(drng, &data, DATALEN);
59  * crypto_free_rng(drng);
60  *
61  *
62  * Usage with personalization string during initialization
63  * -------------------------------------------------------
64  * struct crypto_rng *drng;
65  * int err;
66  * char data[DATALEN];
67  * struct drbg_string pers;
68  * char personalization[11] = "some-string";
69  *
70  * drbg_string_fill(&pers, personalization, strlen(personalization));
71  * drng = crypto_alloc_rng(drng_name, 0, 0);
72  * // The reset completely re-initializes the DRBG with the provided
73  * // personalization string
74  * err = crypto_rng_reset(drng, &personalization, strlen(personalization));
75  * err = crypto_rng_get_bytes(drng, &data, DATALEN);
76  * crypto_free_rng(drng);
77  *
78  *
79  * Usage with additional information string during random number request
80  * ---------------------------------------------------------------------
81  * struct crypto_rng *drng;
82  * int err;
83  * char data[DATALEN];
84  * char addtl_string[11] = "some-string";
85  * string drbg_string addtl;
86  *
87  * drbg_string_fill(&addtl, addtl_string, strlen(addtl_string));
88  * drng = crypto_alloc_rng(drng_name, 0, 0);
89  * // The following call is a wrapper to crypto_rng_get_bytes() and returns
90  * // the same error codes.
91  * err = crypto_drbg_get_bytes_addtl(drng, &data, DATALEN, &addtl);
92  * crypto_free_rng(drng);
93  *
94  *
95  * Usage with personalization and additional information strings
96  * -------------------------------------------------------------
97  * Just mix both scenarios above.
98  */
99
100 #include <crypto/drbg.h>
101
102 /***************************************************************
103  * Backend cipher definitions available to DRBG
104  ***************************************************************/
105
106 /*
107  * The order of the DRBG definitions here matter: every DRBG is registered
108  * as stdrng. Each DRBG receives an increasing cra_priority values the later
109  * they are defined in this array (see drbg_fill_array).
110  *
111  * HMAC DRBGs are favored over Hash DRBGs over CTR DRBGs, and
112  * the SHA256 / AES 256 over other ciphers. Thus, the favored
113  * DRBGs are the latest entries in this array.
114  */
115 static const struct drbg_core drbg_cores[] = {
116 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR
117         {
118                 .flags = DRBG_CTR | DRBG_STRENGTH128,
119                 .statelen = 32, /* 256 bits as defined in 10.2.1 */
120                 .blocklen_bytes = 16,
121                 .cra_name = "ctr_aes128",
122                 .backend_cra_name = "ecb(aes)",
123         }, {
124                 .flags = DRBG_CTR | DRBG_STRENGTH192,
125                 .statelen = 40, /* 320 bits as defined in 10.2.1 */
126                 .blocklen_bytes = 16,
127                 .cra_name = "ctr_aes192",
128                 .backend_cra_name = "ecb(aes)",
129         }, {
130                 .flags = DRBG_CTR | DRBG_STRENGTH256,
131                 .statelen = 48, /* 384 bits as defined in 10.2.1 */
132                 .blocklen_bytes = 16,
133                 .cra_name = "ctr_aes256",
134                 .backend_cra_name = "ecb(aes)",
135         },
136 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR */
137 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH
138         {
139                 .flags = DRBG_HASH | DRBG_STRENGTH128,
140                 .statelen = 55, /* 440 bits */
141                 .blocklen_bytes = 20,
142                 .cra_name = "sha1",
143                 .backend_cra_name = "sha1",
144         }, {
145                 .flags = DRBG_HASH | DRBG_STRENGTH256,
146                 .statelen = 111, /* 888 bits */
147                 .blocklen_bytes = 48,
148                 .cra_name = "sha384",
149                 .backend_cra_name = "sha384",
150         }, {
151                 .flags = DRBG_HASH | DRBG_STRENGTH256,
152                 .statelen = 111, /* 888 bits */
153                 .blocklen_bytes = 64,
154                 .cra_name = "sha512",
155                 .backend_cra_name = "sha512",
156         }, {
157                 .flags = DRBG_HASH | DRBG_STRENGTH256,
158                 .statelen = 55, /* 440 bits */
159                 .blocklen_bytes = 32,
160                 .cra_name = "sha256",
161                 .backend_cra_name = "sha256",
162         },
163 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH */
164 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC
165         {
166                 .flags = DRBG_HMAC | DRBG_STRENGTH128,
167                 .statelen = 20, /* block length of cipher */
168                 .blocklen_bytes = 20,
169                 .cra_name = "hmac_sha1",
170                 .backend_cra_name = "hmac(sha1)",
171         }, {
172                 .flags = DRBG_HMAC | DRBG_STRENGTH256,
173                 .statelen = 48, /* block length of cipher */
174                 .blocklen_bytes = 48,
175                 .cra_name = "hmac_sha384",
176                 .backend_cra_name = "hmac(sha384)",
177         }, {
178                 .flags = DRBG_HMAC | DRBG_STRENGTH256,
179                 .statelen = 64, /* block length of cipher */
180                 .blocklen_bytes = 64,
181                 .cra_name = "hmac_sha512",
182                 .backend_cra_name = "hmac(sha512)",
183         }, {
184                 .flags = DRBG_HMAC | DRBG_STRENGTH256,
185                 .statelen = 32, /* block length of cipher */
186                 .blocklen_bytes = 32,
187                 .cra_name = "hmac_sha256",
188                 .backend_cra_name = "hmac(sha256)",
189         },
190 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC */
191 };
192
193 /******************************************************************
194  * Generic helper functions
195  ******************************************************************/
196
197 /*
198  * Return strength of DRBG according to SP800-90A section 8.4
199  *
200  * @flags DRBG flags reference
201  *
202  * Return: normalized strength in *bytes* value or 32 as default
203  *         to counter programming errors
204  */
205 static inline unsigned short drbg_sec_strength(drbg_flag_t flags)
206 {
207         switch (flags & DRBG_STRENGTH_MASK) {
208         case DRBG_STRENGTH128:
209                 return 16;
210         case DRBG_STRENGTH192:
211                 return 24;
212         case DRBG_STRENGTH256:
213                 return 32;
214         default:
215                 return 32;
216         }
217 }
218
219 /*
220  * FIPS 140-2 continuous self test
221  * The test is performed on the result of one round of the output
222  * function. Thus, the function implicitly knows the size of the
223  * buffer.
224  *
225  * The FIPS test can be called in an endless loop until it returns
226  * true. Although the code looks like a potential for a deadlock, it
227  * is not the case, because returning a false cannot mathematically
228  * occur (except once when a reseed took place and the updated state
229  * would is now set up such that the generation of new value returns
230  * an identical one -- this is most unlikely and would happen only once).
231  * Thus, if this function repeatedly returns false and thus would cause
232  * a deadlock, the integrity of the entire kernel is lost.
233  *
234  * @drbg DRBG handle
235  * @buf output buffer of random data to be checked
236  *
237  * return:
238  *      true on success
239  *      false on error
240  */
241 static bool drbg_fips_continuous_test(struct drbg_state *drbg,
242                                       const unsigned char *buf)
243 {
244 #ifdef CONFIG_CRYPTO_FIPS
245         int ret = 0;
246         /* skip test if we test the overall system */
247         if (drbg->test_data)
248                 return true;
249         /* only perform test in FIPS mode */
250         if (0 == fips_enabled)
251                 return true;
252         if (!drbg->fips_primed) {
253                 /* Priming of FIPS test */
254                 memcpy(drbg->prev, buf, drbg_blocklen(drbg));
255                 drbg->fips_primed = true;
256                 /* return false due to priming, i.e. another round is needed */
257                 return false;
258         }
259         ret = memcmp(drbg->prev, buf, drbg_blocklen(drbg));
260         memcpy(drbg->prev, buf, drbg_blocklen(drbg));
261         /* the test shall pass when the two compared values are not equal */
262         return ret != 0;
263 #else
264         return true;
265 #endif /* CONFIG_CRYPTO_FIPS */
266 }
267
268 /*
269  * Convert an integer into a byte representation of this integer.
270  * The byte representation is big-endian
271  *
272  * @val value to be converted
273  * @buf buffer holding the converted integer -- caller must ensure that
274  *      buffer size is at least 32 bit
275  */
276 #if (defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH) || defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR))
277 static inline void drbg_cpu_to_be32(__u32 val, unsigned char *buf)
278 {
279         struct s {
280                 __be32 conv;
281         };
282         struct s *conversion = (struct s *) buf;
283
284         conversion->conv = cpu_to_be32(val);
285 }
286
287 /*
288  * Increment buffer
289  *
290  * @dst buffer to increment
291  * @add value to add
292  */
293 static inline void drbg_add_buf(unsigned char *dst, size_t dstlen,
294                                 const unsigned char *add, size_t addlen)
295 {
296         /* implied: dstlen > addlen */
297         unsigned char *dstptr;
298         const unsigned char *addptr;
299         unsigned int remainder = 0;
300         size_t len = addlen;
301
302         dstptr = dst + (dstlen-1);
303         addptr = add + (addlen-1);
304         while (len) {
305                 remainder += *dstptr + *addptr;
306                 *dstptr = remainder & 0xff;
307                 remainder >>= 8;
308                 len--; dstptr--; addptr--;
309         }
310         len = dstlen - addlen;
311         while (len && remainder > 0) {
312                 remainder = *dstptr + 1;
313                 *dstptr = remainder & 0xff;
314                 remainder >>= 8;
315                 len--; dstptr--;
316         }
317 }
318 #endif /* defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH) || defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR) */
319
320 /******************************************************************
321  * CTR DRBG callback functions
322  ******************************************************************/
323
324 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR
325 #define CRYPTO_DRBG_CTR_STRING "CTR "
326 static int drbg_kcapi_sym(struct drbg_state *drbg, const unsigned char *key,
327                           unsigned char *outval, const struct drbg_string *in);
328 static int drbg_init_sym_kernel(struct drbg_state *drbg);
329 static int drbg_fini_sym_kernel(struct drbg_state *drbg);
330
331 /* BCC function for CTR DRBG as defined in 10.4.3 */
332 static int drbg_ctr_bcc(struct drbg_state *drbg,
333                         unsigned char *out, const unsigned char *key,
334                         struct list_head *in)
335 {
336         int ret = 0;
337         struct drbg_string *curr = NULL;
338         struct drbg_string data;
339         short cnt = 0;
340
341         drbg_string_fill(&data, out, drbg_blocklen(drbg));
342
343         /* 10.4.3 step 1 */
344         memset(out, 0, drbg_blocklen(drbg));
345
346         /* 10.4.3 step 2 / 4 */
347         list_for_each_entry(curr, in, list) {
348                 const unsigned char *pos = curr->buf;
349                 size_t len = curr->len;
350                 /* 10.4.3 step 4.1 */
351                 while (len) {
352                         /* 10.4.3 step 4.2 */
353                         if (drbg_blocklen(drbg) == cnt) {
354                                 cnt = 0;
355                                 ret = drbg_kcapi_sym(drbg, key, out, &data);
356                                 if (ret)
357                                         return ret;
358                         }
359                         out[cnt] ^= *pos;
360                         pos++;
361                         cnt++;
362                         len--;
363                 }
364         }
365         /* 10.4.3 step 4.2 for last block */
366         if (cnt)
367                 ret = drbg_kcapi_sym(drbg, key, out, &data);
368
369         return ret;
370 }
371
372 /*
373  * scratchpad usage: drbg_ctr_update is interlinked with drbg_ctr_df
374  * (and drbg_ctr_bcc, but this function does not need any temporary buffers),
375  * the scratchpad is used as follows:
376  * drbg_ctr_update:
377  *      temp
378  *              start: drbg->scratchpad
379  *              length: drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg)
380  *                      note: the cipher writing into this variable works
381  *                      blocklen-wise. Now, when the statelen is not a multiple
382  *                      of blocklen, the generateion loop below "spills over"
383  *                      by at most blocklen. Thus, we need to give sufficient
384  *                      memory.
385  *      df_data
386  *              start: drbg->scratchpad +
387  *                              drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg)
388  *              length: drbg_statelen(drbg)
389  *
390  * drbg_ctr_df:
391  *      pad
392  *              start: df_data + drbg_statelen(drbg)
393  *              length: drbg_blocklen(drbg)
394  *      iv
395  *              start: pad + drbg_blocklen(drbg)
396  *              length: drbg_blocklen(drbg)
397  *      temp
398  *              start: iv + drbg_blocklen(drbg)
399  *              length: drbg_satelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg)
400  *                      note: temp is the buffer that the BCC function operates
401  *                      on. BCC operates blockwise. drbg_statelen(drbg)
402  *                      is sufficient when the DRBG state length is a multiple
403  *                      of the block size. For AES192 (and maybe other ciphers)
404  *                      this is not correct and the length for temp is
405  *                      insufficient (yes, that also means for such ciphers,
406  *                      the final output of all BCC rounds are truncated).
407  *                      Therefore, add drbg_blocklen(drbg) to cover all
408  *                      possibilities.
409  */
410
411 /* Derivation Function for CTR DRBG as defined in 10.4.2 */
412 static int drbg_ctr_df(struct drbg_state *drbg,
413                        unsigned char *df_data, size_t bytes_to_return,
414                        struct list_head *seedlist)
415 {
416         int ret = -EFAULT;
417         unsigned char L_N[8];
418         /* S3 is input */
419         struct drbg_string S1, S2, S4, cipherin;
420         LIST_HEAD(bcc_list);
421         unsigned char *pad = df_data + drbg_statelen(drbg);
422         unsigned char *iv = pad + drbg_blocklen(drbg);
423         unsigned char *temp = iv + drbg_blocklen(drbg);
424         size_t padlen = 0;
425         unsigned int templen = 0;
426         /* 10.4.2 step 7 */
427         unsigned int i = 0;
428         /* 10.4.2 step 8 */
429         const unsigned char *K = (unsigned char *)
430                            "\x00\x01\x02\x03\x04\x05\x06\x07"
431                            "\x08\x09\x0a\x0b\x0c\x0d\x0e\x0f"
432                            "\x10\x11\x12\x13\x14\x15\x16\x17"
433                            "\x18\x19\x1a\x1b\x1c\x1d\x1e\x1f";
434         unsigned char *X;
435         size_t generated_len = 0;
436         size_t inputlen = 0;
437         struct drbg_string *seed = NULL;
438
439         memset(pad, 0, drbg_blocklen(drbg));
440         memset(iv, 0, drbg_blocklen(drbg));
441         memset(temp, 0, drbg_statelen(drbg));
442
443         /* 10.4.2 step 1 is implicit as we work byte-wise */
444
445         /* 10.4.2 step 2 */
446         if ((512/8) < bytes_to_return)
447                 return -EINVAL;
448
449         /* 10.4.2 step 2 -- calculate the entire length of all input data */
450         list_for_each_entry(seed, seedlist, list)
451                 inputlen += seed->len;
452         drbg_cpu_to_be32(inputlen, &L_N[0]);
453
454         /* 10.4.2 step 3 */
455         drbg_cpu_to_be32(bytes_to_return, &L_N[4]);
456
457         /* 10.4.2 step 5: length is L_N, input_string, one byte, padding */
458         padlen = (inputlen + sizeof(L_N) + 1) % (drbg_blocklen(drbg));
459         /* wrap the padlen appropriately */
460         if (padlen)
461                 padlen = drbg_blocklen(drbg) - padlen;
462         /*
463          * pad / padlen contains the 0x80 byte and the following zero bytes.
464          * As the calculated padlen value only covers the number of zero
465          * bytes, this value has to be incremented by one for the 0x80 byte.
466          */
467         padlen++;
468         pad[0] = 0x80;
469
470         /* 10.4.2 step 4 -- first fill the linked list and then order it */
471         drbg_string_fill(&S1, iv, drbg_blocklen(drbg));
472         list_add_tail(&S1.list, &bcc_list);
473         drbg_string_fill(&S2, L_N, sizeof(L_N));
474         list_add_tail(&S2.list, &bcc_list);
475         list_splice_tail(seedlist, &bcc_list);
476         drbg_string_fill(&S4, pad, padlen);
477         list_add_tail(&S4.list, &bcc_list);
478
479         /* 10.4.2 step 9 */
480         while (templen < (drbg_keylen(drbg) + (drbg_blocklen(drbg)))) {
481                 /*
482                  * 10.4.2 step 9.1 - the padding is implicit as the buffer
483                  * holds zeros after allocation -- even the increment of i
484                  * is irrelevant as the increment remains within length of i
485                  */
486                 drbg_cpu_to_be32(i, iv);
487                 /* 10.4.2 step 9.2 -- BCC and concatenation with temp */
488                 ret = drbg_ctr_bcc(drbg, temp + templen, K, &bcc_list);
489                 if (ret)
490                         goto out;
491                 /* 10.4.2 step 9.3 */
492                 i++;
493                 templen += drbg_blocklen(drbg);
494         }
495
496         /* 10.4.2 step 11 */
497         X = temp + (drbg_keylen(drbg));
498         drbg_string_fill(&cipherin, X, drbg_blocklen(drbg));
499
500         /* 10.4.2 step 12: overwriting of outval is implemented in next step */
501
502         /* 10.4.2 step 13 */
503         while (generated_len < bytes_to_return) {
504                 short blocklen = 0;
505                 /*
506                  * 10.4.2 step 13.1: the truncation of the key length is
507                  * implicit as the key is only drbg_blocklen in size based on
508                  * the implementation of the cipher function callback
509                  */
510                 ret = drbg_kcapi_sym(drbg, temp, X, &cipherin);
511                 if (ret)
512                         goto out;
513                 blocklen = (drbg_blocklen(drbg) <
514                                 (bytes_to_return - generated_len)) ?
515                             drbg_blocklen(drbg) :
516                                 (bytes_to_return - generated_len);
517                 /* 10.4.2 step 13.2 and 14 */
518                 memcpy(df_data + generated_len, X, blocklen);
519                 generated_len += blocklen;
520         }
521
522         ret = 0;
523
524 out:
525         memset(iv, 0, drbg_blocklen(drbg));
526         memset(temp, 0, drbg_statelen(drbg));
527         memset(pad, 0, drbg_blocklen(drbg));
528         return ret;
529 }
530
531 /*
532  * update function of CTR DRBG as defined in 10.2.1.2
533  *
534  * The reseed variable has an enhanced meaning compared to the update
535  * functions of the other DRBGs as follows:
536  * 0 => initial seed from initialization
537  * 1 => reseed via drbg_seed
538  * 2 => first invocation from drbg_ctr_update when addtl is present. In
539  *      this case, the df_data scratchpad is not deleted so that it is
540  *      available for another calls to prevent calling the DF function
541  *      again.
542  * 3 => second invocation from drbg_ctr_update. When the update function
543  *      was called with addtl, the df_data memory already contains the
544  *      DFed addtl information and we do not need to call DF again.
545  */
546 static int drbg_ctr_update(struct drbg_state *drbg, struct list_head *seed,
547                            int reseed)
548 {
549         int ret = -EFAULT;
550         /* 10.2.1.2 step 1 */
551         unsigned char *temp = drbg->scratchpad;
552         unsigned char *df_data = drbg->scratchpad + drbg_statelen(drbg) +
553                                  drbg_blocklen(drbg);
554         unsigned char *temp_p, *df_data_p; /* pointer to iterate over buffers */
555         unsigned int len = 0;
556         struct drbg_string cipherin;
557         unsigned char prefix = DRBG_PREFIX1;
558
559         memset(temp, 0, drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg));
560         if (3 > reseed)
561                 memset(df_data, 0, drbg_statelen(drbg));
562
563         /* 10.2.1.3.2 step 2 and 10.2.1.4.2 step 2 */
564         if (seed) {
565                 ret = drbg_ctr_df(drbg, df_data, drbg_statelen(drbg), seed);
566                 if (ret)
567                         goto out;
568         }
569
570         drbg_string_fill(&cipherin, drbg->V, drbg_blocklen(drbg));
571         /*
572          * 10.2.1.3.2 steps 2 and 3 are already covered as the allocation
573          * zeroizes all memory during initialization
574          */
575         while (len < (drbg_statelen(drbg))) {
576                 /* 10.2.1.2 step 2.1 */
577                 drbg_add_buf(drbg->V, drbg_blocklen(drbg), &prefix, 1);
578                 /*
579                  * 10.2.1.2 step 2.2 */
580                 ret = drbg_kcapi_sym(drbg, drbg->C, temp + len, &cipherin);
581                 if (ret)
582                         goto out;
583                 /* 10.2.1.2 step 2.3 and 3 */
584                 len += drbg_blocklen(drbg);
585         }
586
587         /* 10.2.1.2 step 4 */
588         temp_p = temp;
589         df_data_p = df_data;
590         for (len = 0; len < drbg_statelen(drbg); len++) {
591                 *temp_p ^= *df_data_p;
592                 df_data_p++; temp_p++;
593         }
594
595         /* 10.2.1.2 step 5 */
596         memcpy(drbg->C, temp, drbg_keylen(drbg));
597         /* 10.2.1.2 step 6 */
598         memcpy(drbg->V, temp + drbg_keylen(drbg), drbg_blocklen(drbg));
599         ret = 0;
600
601 out:
602         memset(temp, 0, drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg));
603         if (2 != reseed)
604                 memset(df_data, 0, drbg_statelen(drbg));
605         return ret;
606 }
607
608 /*
609  * scratchpad use: drbg_ctr_update is called independently from
610  * drbg_ctr_extract_bytes. Therefore, the scratchpad is reused
611  */
612 /* Generate function of CTR DRBG as defined in 10.2.1.5.2 */
613 static int drbg_ctr_generate(struct drbg_state *drbg,
614                              unsigned char *buf, unsigned int buflen,
615                              struct list_head *addtl)
616 {
617         int len = 0;
618         int ret = 0;
619         struct drbg_string data;
620         unsigned char prefix = DRBG_PREFIX1;
621
622         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_blocklen(drbg));
623
624         /* 10.2.1.5.2 step 2 */
625         if (addtl && !list_empty(addtl)) {
626                 ret = drbg_ctr_update(drbg, addtl, 2);
627                 if (ret)
628                         return 0;
629         }
630
631         /* 10.2.1.5.2 step 4.1 */
632         drbg_add_buf(drbg->V, drbg_blocklen(drbg), &prefix, 1);
633         drbg_string_fill(&data, drbg->V, drbg_blocklen(drbg));
634         while (len < buflen) {
635                 int outlen = 0;
636                 /* 10.2.1.5.2 step 4.2 */
637                 ret = drbg_kcapi_sym(drbg, drbg->C, drbg->scratchpad, &data);
638                 if (ret) {
639                         len = ret;
640                         goto out;
641                 }
642                 outlen = (drbg_blocklen(drbg) < (buflen - len)) ?
643                           drbg_blocklen(drbg) : (buflen - len);
644                 if (!drbg_fips_continuous_test(drbg, drbg->scratchpad)) {
645                         /* 10.2.1.5.2 step 6 */
646                         drbg_add_buf(drbg->V, drbg_blocklen(drbg), &prefix, 1);
647                         continue;
648                 }
649                 /* 10.2.1.5.2 step 4.3 */
650                 memcpy(buf + len, drbg->scratchpad, outlen);
651                 len += outlen;
652                 /* 10.2.1.5.2 step 6 */
653                 if (len < buflen)
654                         drbg_add_buf(drbg->V, drbg_blocklen(drbg), &prefix, 1);
655         }
656
657         /* 10.2.1.5.2 step 6 */
658         ret = drbg_ctr_update(drbg, NULL, 3);
659         if (ret)
660                 len = ret;
661
662 out:
663         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_blocklen(drbg));
664         return len;
665 }
666
667 static struct drbg_state_ops drbg_ctr_ops = {
668         .update         = drbg_ctr_update,
669         .generate       = drbg_ctr_generate,
670         .crypto_init    = drbg_init_sym_kernel,
671         .crypto_fini    = drbg_fini_sym_kernel,
672 };
673 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR */
674
675 /******************************************************************
676  * HMAC DRBG callback functions
677  ******************************************************************/
678
679 #if defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH) || defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC)
680 static int drbg_kcapi_hash(struct drbg_state *drbg, const unsigned char *key,
681                            unsigned char *outval, const struct list_head *in);
682 static int drbg_init_hash_kernel(struct drbg_state *drbg);
683 static int drbg_fini_hash_kernel(struct drbg_state *drbg);
684 #endif /* (CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH || CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC) */
685
686 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC
687 #define CRYPTO_DRBG_HMAC_STRING "HMAC "
688 /* update function of HMAC DRBG as defined in 10.1.2.2 */
689 static int drbg_hmac_update(struct drbg_state *drbg, struct list_head *seed,
690                             int reseed)
691 {
692         int ret = -EFAULT;
693         int i = 0;
694         struct drbg_string seed1, seed2, vdata;
695         LIST_HEAD(seedlist);
696         LIST_HEAD(vdatalist);
697
698         if (!reseed)
699                 /* 10.1.2.3 step 2 -- memset(0) of C is implicit with kzalloc */
700                 memset(drbg->V, 1, drbg_statelen(drbg));
701
702         drbg_string_fill(&seed1, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
703         list_add_tail(&seed1.list, &seedlist);
704         /* buffer of seed2 will be filled in for loop below with one byte */
705         drbg_string_fill(&seed2, NULL, 1);
706         list_add_tail(&seed2.list, &seedlist);
707         /* input data of seed is allowed to be NULL at this point */
708         if (seed)
709                 list_splice_tail(seed, &seedlist);
710
711         drbg_string_fill(&vdata, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
712         list_add_tail(&vdata.list, &vdatalist);
713         for (i = 2; 0 < i; i--) {
714                 /* first round uses 0x0, second 0x1 */
715                 unsigned char prefix = DRBG_PREFIX0;
716                 if (1 == i)
717                         prefix = DRBG_PREFIX1;
718                 /* 10.1.2.2 step 1 and 4 -- concatenation and HMAC for key */
719                 seed2.buf = &prefix;
720                 ret = drbg_kcapi_hash(drbg, drbg->C, drbg->C, &seedlist);
721                 if (ret)
722                         return ret;
723
724                 /* 10.1.2.2 step 2 and 5 -- HMAC for V */
725                 ret = drbg_kcapi_hash(drbg, drbg->C, drbg->V, &vdatalist);
726                 if (ret)
727                         return ret;
728
729                 /* 10.1.2.2 step 3 */
730                 if (!seed)
731                         return ret;
732         }
733
734         return 0;
735 }
736
737 /* generate function of HMAC DRBG as defined in 10.1.2.5 */
738 static int drbg_hmac_generate(struct drbg_state *drbg,
739                               unsigned char *buf,
740                               unsigned int buflen,
741                               struct list_head *addtl)
742 {
743         int len = 0;
744         int ret = 0;
745         struct drbg_string data;
746         LIST_HEAD(datalist);
747
748         /* 10.1.2.5 step 2 */
749         if (addtl && !list_empty(addtl)) {
750                 ret = drbg_hmac_update(drbg, addtl, 1);
751                 if (ret)
752                         return ret;
753         }
754
755         drbg_string_fill(&data, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
756         list_add_tail(&data.list, &datalist);
757         while (len < buflen) {
758                 unsigned int outlen = 0;
759                 /* 10.1.2.5 step 4.1 */
760                 ret = drbg_kcapi_hash(drbg, drbg->C, drbg->V, &datalist);
761                 if (ret)
762                         return ret;
763                 outlen = (drbg_blocklen(drbg) < (buflen - len)) ?
764                           drbg_blocklen(drbg) : (buflen - len);
765                 if (!drbg_fips_continuous_test(drbg, drbg->V))
766                         continue;
767
768                 /* 10.1.2.5 step 4.2 */
769                 memcpy(buf + len, drbg->V, outlen);
770                 len += outlen;
771         }
772
773         /* 10.1.2.5 step 6 */
774         if (addtl && !list_empty(addtl))
775                 ret = drbg_hmac_update(drbg, addtl, 1);
776         else
777                 ret = drbg_hmac_update(drbg, NULL, 1);
778         if (ret)
779                 return ret;
780
781         return len;
782 }
783
784 static struct drbg_state_ops drbg_hmac_ops = {
785         .update         = drbg_hmac_update,
786         .generate       = drbg_hmac_generate,
787         .crypto_init    = drbg_init_hash_kernel,
788         .crypto_fini    = drbg_fini_hash_kernel,
789
790 };
791 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC */
792
793 /******************************************************************
794  * Hash DRBG callback functions
795  ******************************************************************/
796
797 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH
798 #define CRYPTO_DRBG_HASH_STRING "HASH "
799 /*
800  * scratchpad usage: as drbg_hash_update and drbg_hash_df are used
801  * interlinked, the scratchpad is used as follows:
802  * drbg_hash_update
803  *      start: drbg->scratchpad
804  *      length: drbg_statelen(drbg)
805  * drbg_hash_df:
806  *      start: drbg->scratchpad + drbg_statelen(drbg)
807  *      length: drbg_blocklen(drbg)
808  *
809  * drbg_hash_process_addtl uses the scratchpad, but fully completes
810  * before either of the functions mentioned before are invoked. Therefore,
811  * drbg_hash_process_addtl does not need to be specifically considered.
812  */
813
814 /* Derivation Function for Hash DRBG as defined in 10.4.1 */
815 static int drbg_hash_df(struct drbg_state *drbg,
816                         unsigned char *outval, size_t outlen,
817                         struct list_head *entropylist)
818 {
819         int ret = 0;
820         size_t len = 0;
821         unsigned char input[5];
822         unsigned char *tmp = drbg->scratchpad + drbg_statelen(drbg);
823         struct drbg_string data;
824
825         memset(tmp, 0, drbg_blocklen(drbg));
826
827         /* 10.4.1 step 3 */
828         input[0] = 1;
829         drbg_cpu_to_be32((outlen * 8), &input[1]);
830
831         /* 10.4.1 step 4.1 -- concatenation of data for input into hash */
832         drbg_string_fill(&data, input, 5);
833         list_add(&data.list, entropylist);
834
835         /* 10.4.1 step 4 */
836         while (len < outlen) {
837                 short blocklen = 0;
838                 /* 10.4.1 step 4.1 */
839                 ret = drbg_kcapi_hash(drbg, NULL, tmp, entropylist);
840                 if (ret)
841                         goto out;
842                 /* 10.4.1 step 4.2 */
843                 input[0]++;
844                 blocklen = (drbg_blocklen(drbg) < (outlen - len)) ?
845                             drbg_blocklen(drbg) : (outlen - len);
846                 memcpy(outval + len, tmp, blocklen);
847                 len += blocklen;
848         }
849
850 out:
851         memset(tmp, 0, drbg_blocklen(drbg));
852         return ret;
853 }
854
855 /* update function for Hash DRBG as defined in 10.1.1.2 / 10.1.1.3 */
856 static int drbg_hash_update(struct drbg_state *drbg, struct list_head *seed,
857                             int reseed)
858 {
859         int ret = 0;
860         struct drbg_string data1, data2;
861         LIST_HEAD(datalist);
862         LIST_HEAD(datalist2);
863         unsigned char *V = drbg->scratchpad;
864         unsigned char prefix = DRBG_PREFIX1;
865
866         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_statelen(drbg));
867         if (!seed)
868                 return -EINVAL;
869
870         if (reseed) {
871                 /* 10.1.1.3 step 1 */
872                 memcpy(V, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
873                 drbg_string_fill(&data1, &prefix, 1);
874                 list_add_tail(&data1.list, &datalist);
875                 drbg_string_fill(&data2, V, drbg_statelen(drbg));
876                 list_add_tail(&data2.list, &datalist);
877         }
878         list_splice_tail(seed, &datalist);
879
880         /* 10.1.1.2 / 10.1.1.3 step 2 and 3 */
881         ret = drbg_hash_df(drbg, drbg->V, drbg_statelen(drbg), &datalist);
882         if (ret)
883                 goto out;
884
885         /* 10.1.1.2 / 10.1.1.3 step 4  */
886         prefix = DRBG_PREFIX0;
887         drbg_string_fill(&data1, &prefix, 1);
888         list_add_tail(&data1.list, &datalist2);
889         drbg_string_fill(&data2, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
890         list_add_tail(&data2.list, &datalist2);
891         /* 10.1.1.2 / 10.1.1.3 step 4 */
892         ret = drbg_hash_df(drbg, drbg->C, drbg_statelen(drbg), &datalist2);
893
894 out:
895         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_statelen(drbg));
896         return ret;
897 }
898
899 /* processing of additional information string for Hash DRBG */
900 static int drbg_hash_process_addtl(struct drbg_state *drbg,
901                                    struct list_head *addtl)
902 {
903         int ret = 0;
904         struct drbg_string data1, data2;
905         LIST_HEAD(datalist);
906         unsigned char prefix = DRBG_PREFIX2;
907
908         /* this is value w as per documentation */
909         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_blocklen(drbg));
910
911         /* 10.1.1.4 step 2 */
912         if (!addtl || list_empty(addtl))
913                 return 0;
914
915         /* 10.1.1.4 step 2a */
916         drbg_string_fill(&data1, &prefix, 1);
917         drbg_string_fill(&data2, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
918         list_add_tail(&data1.list, &datalist);
919         list_add_tail(&data2.list, &datalist);
920         list_splice_tail(addtl, &datalist);
921         ret = drbg_kcapi_hash(drbg, NULL, drbg->scratchpad, &datalist);
922         if (ret)
923                 goto out;
924
925         /* 10.1.1.4 step 2b */
926         drbg_add_buf(drbg->V, drbg_statelen(drbg),
927                      drbg->scratchpad, drbg_blocklen(drbg));
928
929 out:
930         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_blocklen(drbg));
931         return ret;
932 }
933
934 /* Hashgen defined in 10.1.1.4 */
935 static int drbg_hash_hashgen(struct drbg_state *drbg,
936                              unsigned char *buf,
937                              unsigned int buflen)
938 {
939         int len = 0;
940         int ret = 0;
941         unsigned char *src = drbg->scratchpad;
942         unsigned char *dst = drbg->scratchpad + drbg_statelen(drbg);
943         struct drbg_string data;
944         LIST_HEAD(datalist);
945         unsigned char prefix = DRBG_PREFIX1;
946
947         memset(src, 0, drbg_statelen(drbg));
948         memset(dst, 0, drbg_blocklen(drbg));
949
950         /* 10.1.1.4 step hashgen 2 */
951         memcpy(src, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
952
953         drbg_string_fill(&data, src, drbg_statelen(drbg));
954         list_add_tail(&data.list, &datalist);
955         while (len < buflen) {
956                 unsigned int outlen = 0;
957                 /* 10.1.1.4 step hashgen 4.1 */
958                 ret = drbg_kcapi_hash(drbg, NULL, dst, &datalist);
959                 if (ret) {
960                         len = ret;
961                         goto out;
962                 }
963                 outlen = (drbg_blocklen(drbg) < (buflen - len)) ?
964                           drbg_blocklen(drbg) : (buflen - len);
965                 if (!drbg_fips_continuous_test(drbg, dst)) {
966                         drbg_add_buf(src, drbg_statelen(drbg), &prefix, 1);
967                         continue;
968                 }
969                 /* 10.1.1.4 step hashgen 4.2 */
970                 memcpy(buf + len, dst, outlen);
971                 len += outlen;
972                 /* 10.1.1.4 hashgen step 4.3 */
973                 if (len < buflen)
974                         drbg_add_buf(src, drbg_statelen(drbg), &prefix, 1);
975         }
976
977 out:
978         memset(drbg->scratchpad, 0,
979                (drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg)));
980         return len;
981 }
982
983 /* generate function for Hash DRBG as defined in  10.1.1.4 */
984 static int drbg_hash_generate(struct drbg_state *drbg,
985                               unsigned char *buf, unsigned int buflen,
986                               struct list_head *addtl)
987 {
988         int len = 0;
989         int ret = 0;
990         union {
991                 unsigned char req[8];
992                 __be64 req_int;
993         } u;
994         unsigned char prefix = DRBG_PREFIX3;
995         struct drbg_string data1, data2;
996         LIST_HEAD(datalist);
997
998         /* 10.1.1.4 step 2 */
999         ret = drbg_hash_process_addtl(drbg, addtl);
1000         if (ret)
1001                 return ret;
1002         /* 10.1.1.4 step 3 */
1003         len = drbg_hash_hashgen(drbg, buf, buflen);
1004
1005         /* this is the value H as documented in 10.1.1.4 */
1006         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_blocklen(drbg));
1007         /* 10.1.1.4 step 4 */
1008         drbg_string_fill(&data1, &prefix, 1);
1009         list_add_tail(&data1.list, &datalist);
1010         drbg_string_fill(&data2, drbg->V, drbg_statelen(drbg));
1011         list_add_tail(&data2.list, &datalist);
1012         ret = drbg_kcapi_hash(drbg, NULL, drbg->scratchpad, &datalist);
1013         if (ret) {
1014                 len = ret;
1015                 goto out;
1016         }
1017
1018         /* 10.1.1.4 step 5 */
1019         drbg_add_buf(drbg->V, drbg_statelen(drbg),
1020                      drbg->scratchpad, drbg_blocklen(drbg));
1021         drbg_add_buf(drbg->V, drbg_statelen(drbg),
1022                      drbg->C, drbg_statelen(drbg));
1023         u.req_int = cpu_to_be64(drbg->reseed_ctr);
1024         drbg_add_buf(drbg->V, drbg_statelen(drbg), u.req, 8);
1025
1026 out:
1027         memset(drbg->scratchpad, 0, drbg_blocklen(drbg));
1028         return len;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * scratchpad usage: as update and generate are used isolated, both
1033  * can use the scratchpad
1034  */
1035 static struct drbg_state_ops drbg_hash_ops = {
1036         .update         = drbg_hash_update,
1037         .generate       = drbg_hash_generate,
1038         .crypto_init    = drbg_init_hash_kernel,
1039         .crypto_fini    = drbg_fini_hash_kernel,
1040 };
1041 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH */
1042
1043 /******************************************************************
1044  * Functions common for DRBG implementations
1045  ******************************************************************/
1046
1047 /*
1048  * Seeding or reseeding of the DRBG
1049  *
1050  * @drbg: DRBG state struct
1051  * @pers: personalization / additional information buffer
1052  * @reseed: 0 for initial seed process, 1 for reseeding
1053  *
1054  * return:
1055  *      0 on success
1056  *      error value otherwise
1057  */
1058 static int drbg_seed(struct drbg_state *drbg, struct drbg_string *pers,
1059                      bool reseed)
1060 {
1061         int ret = 0;
1062         unsigned char *entropy = NULL;
1063         size_t entropylen = 0;
1064         struct drbg_string data1;
1065         LIST_HEAD(seedlist);
1066
1067         /* 9.1 / 9.2 / 9.3.1 step 3 */
1068         if (pers && pers->len > (drbg_max_addtl(drbg))) {
1069                 pr_devel("DRBG: personalization string too long %zu\n",
1070                          pers->len);
1071                 return -EINVAL;
1072         }
1073
1074         if (drbg->test_data && drbg->test_data->testentropy) {
1075                 drbg_string_fill(&data1, drbg->test_data->testentropy->buf,
1076                                  drbg->test_data->testentropy->len);
1077                 pr_devel("DRBG: using test entropy\n");
1078         } else {
1079                 /*
1080                  * Gather entropy equal to the security strength of the DRBG.
1081                  * With a derivation function, a nonce is required in addition
1082                  * to the entropy. A nonce must be at least 1/2 of the security
1083                  * strength of the DRBG in size. Thus, entropy * nonce is 3/2
1084                  * of the strength. The consideration of a nonce is only
1085                  * applicable during initial seeding.
1086                  */
1087                 entropylen = drbg_sec_strength(drbg->core->flags);
1088                 if (!entropylen)
1089                         return -EFAULT;
1090                 if (!reseed)
1091                         entropylen = ((entropylen + 1) / 2) * 3;
1092                 pr_devel("DRBG: (re)seeding with %zu bytes of entropy\n",
1093                          entropylen);
1094                 entropy = kzalloc(entropylen, GFP_KERNEL);
1095                 if (!entropy)
1096                         return -ENOMEM;
1097                 get_random_bytes(entropy, entropylen);
1098                 drbg_string_fill(&data1, entropy, entropylen);
1099         }
1100         list_add_tail(&data1.list, &seedlist);
1101
1102         /*
1103          * concatenation of entropy with personalization str / addtl input)
1104          * the variable pers is directly handed in by the caller, so check its
1105          * contents whether it is appropriate
1106          */
1107         if (pers && pers->buf && 0 < pers->len) {
1108                 list_add_tail(&pers->list, &seedlist);
1109                 pr_devel("DRBG: using personalization string\n");
1110         }
1111
1112         if (!reseed) {
1113                 memset(drbg->V, 0, drbg_statelen(drbg));
1114                 memset(drbg->C, 0, drbg_statelen(drbg));
1115         }
1116
1117         ret = drbg->d_ops->update(drbg, &seedlist, reseed);
1118         if (ret)
1119                 goto out;
1120
1121         drbg->seeded = true;
1122         /* 10.1.1.2 / 10.1.1.3 step 5 */
1123         drbg->reseed_ctr = 1;
1124
1125 out:
1126         kzfree(entropy);
1127         return ret;
1128 }
1129
1130 /* Free all substructures in a DRBG state without the DRBG state structure */
1131 static inline void drbg_dealloc_state(struct drbg_state *drbg)
1132 {
1133         if (!drbg)
1134                 return;
1135         kzfree(drbg->V);
1136         drbg->V = NULL;
1137         kzfree(drbg->C);
1138         drbg->C = NULL;
1139         kzfree(drbg->scratchpad);
1140         drbg->scratchpad = NULL;
1141         drbg->reseed_ctr = 0;
1142 #ifdef CONFIG_CRYPTO_FIPS
1143         kzfree(drbg->prev);
1144         drbg->prev = NULL;
1145         drbg->fips_primed = false;
1146 #endif
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Allocate all sub-structures for a DRBG state.
1151  * The DRBG state structure must already be allocated.
1152  */
1153 static inline int drbg_alloc_state(struct drbg_state *drbg)
1154 {
1155         int ret = -ENOMEM;
1156         unsigned int sb_size = 0;
1157
1158         drbg->V = kmalloc(drbg_statelen(drbg), GFP_KERNEL);
1159         if (!drbg->V)
1160                 goto err;
1161         drbg->C = kmalloc(drbg_statelen(drbg), GFP_KERNEL);
1162         if (!drbg->C)
1163                 goto err;
1164 #ifdef CONFIG_CRYPTO_FIPS
1165         drbg->prev = kmalloc(drbg_blocklen(drbg), GFP_KERNEL);
1166         if (!drbg->prev)
1167                 goto err;
1168         drbg->fips_primed = false;
1169 #endif
1170         /* scratchpad is only generated for CTR and Hash */
1171         if (drbg->core->flags & DRBG_HMAC)
1172                 sb_size = 0;
1173         else if (drbg->core->flags & DRBG_CTR)
1174                 sb_size = drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg) + /* temp */
1175                           drbg_statelen(drbg) + /* df_data */
1176                           drbg_blocklen(drbg) + /* pad */
1177                           drbg_blocklen(drbg) + /* iv */
1178                           drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg); /* temp */
1179         else
1180                 sb_size = drbg_statelen(drbg) + drbg_blocklen(drbg);
1181
1182         if (0 < sb_size) {
1183                 drbg->scratchpad = kzalloc(sb_size, GFP_KERNEL);
1184                 if (!drbg->scratchpad)
1185                         goto err;
1186         }
1187         spin_lock_init(&drbg->drbg_lock);
1188         return 0;
1189
1190 err:
1191         drbg_dealloc_state(drbg);
1192         return ret;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Strategy to avoid holding long term locks: generate a shadow copy of DRBG
1197  * and perform all operations on this shadow copy. After finishing, restore
1198  * the updated state of the shadow copy into original drbg state. This way,
1199  * only the read and write operations of the original drbg state must be
1200  * locked
1201  */
1202 static inline void drbg_copy_drbg(struct drbg_state *src,
1203                                   struct drbg_state *dst)
1204 {
1205         if (!src || !dst)
1206                 return;
1207         memcpy(dst->V, src->V, drbg_statelen(src));
1208         memcpy(dst->C, src->C, drbg_statelen(src));
1209         dst->reseed_ctr = src->reseed_ctr;
1210         dst->seeded = src->seeded;
1211         dst->pr = src->pr;
1212 #ifdef CONFIG_CRYPTO_FIPS
1213         dst->fips_primed = src->fips_primed;
1214         memcpy(dst->prev, src->prev, drbg_blocklen(src));
1215 #endif
1216         /*
1217          * Not copied:
1218          * scratchpad is initialized drbg_alloc_state;
1219          * priv_data is initialized with call to crypto_init;
1220          * d_ops and core are set outside, as these parameters are const;
1221          * test_data is set outside to prevent it being copied back.
1222          */
1223 }
1224
1225 static int drbg_make_shadow(struct drbg_state *drbg, struct drbg_state **shadow)
1226 {
1227         int ret = -ENOMEM;
1228         struct drbg_state *tmp = NULL;
1229
1230         tmp = kzalloc(sizeof(struct drbg_state), GFP_KERNEL);
1231         if (!tmp)
1232                 return -ENOMEM;
1233
1234         /* read-only data as they are defined as const, no lock needed */
1235         tmp->core = drbg->core;
1236         tmp->d_ops = drbg->d_ops;
1237
1238         ret = drbg_alloc_state(tmp);
1239         if (ret)
1240                 goto err;
1241
1242         spin_lock_bh(&drbg->drbg_lock);
1243         drbg_copy_drbg(drbg, tmp);
1244         /* only make a link to the test buffer, as we only read that data */
1245         tmp->test_data = drbg->test_data;
1246         spin_unlock_bh(&drbg->drbg_lock);
1247         *shadow = tmp;
1248         return 0;
1249
1250 err:
1251         kzfree(tmp);
1252         return ret;
1253 }
1254
1255 static void drbg_restore_shadow(struct drbg_state *drbg,
1256                                 struct drbg_state **shadow)
1257 {
1258         struct drbg_state *tmp = *shadow;
1259
1260         spin_lock_bh(&drbg->drbg_lock);
1261         drbg_copy_drbg(tmp, drbg);
1262         spin_unlock_bh(&drbg->drbg_lock);
1263         drbg_dealloc_state(tmp);
1264         kzfree(tmp);
1265         *shadow = NULL;
1266 }
1267
1268 /*************************************************************************
1269  * DRBG interface functions
1270  *************************************************************************/
1271
1272 /*
1273  * DRBG generate function as required by SP800-90A - this function
1274  * generates random numbers
1275  *
1276  * @drbg DRBG state handle
1277  * @buf Buffer where to store the random numbers -- the buffer must already
1278  *      be pre-allocated by caller
1279  * @buflen Length of output buffer - this value defines the number of random
1280  *         bytes pulled from DRBG
1281  * @addtl Additional input that is mixed into state, may be NULL -- note
1282  *        the entropy is pulled by the DRBG internally unconditionally
1283  *        as defined in SP800-90A. The additional input is mixed into
1284  *        the state in addition to the pulled entropy.
1285  *
1286  * return: generated number of bytes
1287  */
1288 static int drbg_generate(struct drbg_state *drbg,
1289                          unsigned char *buf, unsigned int buflen,
1290                          struct drbg_string *addtl)
1291 {
1292         int len = 0;
1293         struct drbg_state *shadow = NULL;
1294         LIST_HEAD(addtllist);
1295         struct drbg_string timestamp;
1296         union {
1297                 cycles_t cycles;
1298                 unsigned char char_cycles[sizeof(cycles_t)];
1299         } now;
1300
1301         if (0 == buflen || !buf) {
1302                 pr_devel("DRBG: no output buffer provided\n");
1303                 return -EINVAL;
1304         }
1305         if (addtl && NULL == addtl->buf && 0 < addtl->len) {
1306                 pr_devel("DRBG: wrong format of additional information\n");
1307                 return -EINVAL;
1308         }
1309
1310         len = drbg_make_shadow(drbg, &shadow);
1311         if (len) {
1312                 pr_devel("DRBG: shadow copy cannot be generated\n");
1313                 return len;
1314         }
1315
1316         /* 9.3.1 step 2 */
1317         len = -EINVAL;
1318         if (buflen > (drbg_max_request_bytes(shadow))) {
1319                 pr_devel("DRBG: requested random numbers too large %u\n",
1320                          buflen);
1321                 goto err;
1322         }
1323
1324         /* 9.3.1 step 3 is implicit with the chosen DRBG */
1325
1326         /* 9.3.1 step 4 */
1327         if (addtl && addtl->len > (drbg_max_addtl(shadow))) {
1328                 pr_devel("DRBG: additional information string too long %zu\n",
1329                          addtl->len);
1330                 goto err;
1331         }
1332         /* 9.3.1 step 5 is implicit with the chosen DRBG */
1333
1334         /*
1335          * 9.3.1 step 6 and 9 supplemented by 9.3.2 step c is implemented
1336          * here. The spec is a bit convoluted here, we make it simpler.
1337          */
1338         if ((drbg_max_requests(shadow)) < shadow->reseed_ctr)
1339                 shadow->seeded = false;
1340
1341         /* allocate cipher handle */
1342         len = shadow->d_ops->crypto_init(shadow);
1343         if (len)
1344                 goto err;
1345
1346         if (shadow->pr || !shadow->seeded) {
1347                 pr_devel("DRBG: reseeding before generation (prediction "
1348                          "resistance: %s, state %s)\n",
1349                          drbg->pr ? "true" : "false",
1350                          drbg->seeded ? "seeded" : "unseeded");
1351                 /* 9.3.1 steps 7.1 through 7.3 */
1352                 len = drbg_seed(shadow, addtl, true);
1353                 if (len)
1354                         goto err;
1355                 /* 9.3.1 step 7.4 */
1356                 addtl = NULL;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * Mix the time stamp into the DRBG state if the DRBG is not in
1361          * test mode. If there are two callers invoking the DRBG at the same
1362          * time, i.e. before the first caller merges its shadow state back,
1363          * both callers would obtain the same random number stream without
1364          * changing the state here.
1365          */
1366         if (!drbg->test_data) {
1367                 now.cycles = random_get_entropy();
1368                 drbg_string_fill(&timestamp, now.char_cycles, sizeof(cycles_t));
1369                 list_add_tail(&timestamp.list, &addtllist);
1370         }
1371         if (addtl && 0 < addtl->len)
1372                 list_add_tail(&addtl->list, &addtllist);
1373         /* 9.3.1 step 8 and 10 */
1374         len = shadow->d_ops->generate(shadow, buf, buflen, &addtllist);
1375
1376         /* 10.1.1.4 step 6, 10.1.2.5 step 7, 10.2.1.5.2 step 7 */
1377         shadow->reseed_ctr++;
1378         if (0 >= len)
1379                 goto err;
1380
1381         /*
1382          * Section 11.3.3 requires to re-perform self tests after some
1383          * generated random numbers. The chosen value after which self
1384          * test is performed is arbitrary, but it should be reasonable.
1385          * However, we do not perform the self tests because of the following
1386          * reasons: it is mathematically impossible that the initial self tests
1387          * were successfully and the following are not. If the initial would
1388          * pass and the following would not, the kernel integrity is violated.
1389          * In this case, the entire kernel operation is questionable and it
1390          * is unlikely that the integrity violation only affects the
1391          * correct operation of the DRBG.
1392          *
1393          * Albeit the following code is commented out, it is provided in
1394          * case somebody has a need to implement the test of 11.3.3.
1395          */
1396 #if 0
1397         if (shadow->reseed_ctr && !(shadow->reseed_ctr % 4096)) {
1398                 int err = 0;
1399                 pr_devel("DRBG: start to perform self test\n");
1400                 if (drbg->core->flags & DRBG_HMAC)
1401                         err = alg_test("drbg_pr_hmac_sha256",
1402                                        "drbg_pr_hmac_sha256", 0, 0);
1403                 else if (drbg->core->flags & DRBG_CTR)
1404                         err = alg_test("drbg_pr_ctr_aes128",
1405                                        "drbg_pr_ctr_aes128", 0, 0);
1406                 else
1407                         err = alg_test("drbg_pr_sha256",
1408                                        "drbg_pr_sha256", 0, 0);
1409                 if (err) {
1410                         pr_err("DRBG: periodical self test failed\n");
1411                         /*
1412                          * uninstantiate implies that from now on, only errors
1413                          * are returned when reusing this DRBG cipher handle
1414                          */
1415                         drbg_uninstantiate(drbg);
1416                         drbg_dealloc_state(shadow);
1417                         kzfree(shadow);
1418                         return 0;
1419                 } else {
1420                         pr_devel("DRBG: self test successful\n");
1421                 }
1422         }
1423 #endif
1424
1425 err:
1426         shadow->d_ops->crypto_fini(shadow);
1427         drbg_restore_shadow(drbg, &shadow);
1428         return len;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Wrapper around drbg_generate which can pull arbitrary long strings
1433  * from the DRBG without hitting the maximum request limitation.
1434  *
1435  * Parameters: see drbg_generate
1436  * Return codes: see drbg_generate -- if one drbg_generate request fails,
1437  *               the entire drbg_generate_long request fails
1438  */
1439 static int drbg_generate_long(struct drbg_state *drbg,
1440                               unsigned char *buf, unsigned int buflen,
1441                               struct drbg_string *addtl)
1442 {
1443         int len = 0;
1444         unsigned int slice = 0;
1445         do {
1446                 int tmplen = 0;
1447                 unsigned int chunk = 0;
1448                 slice = ((buflen - len) / drbg_max_request_bytes(drbg));
1449                 chunk = slice ? drbg_max_request_bytes(drbg) : (buflen - len);
1450                 tmplen = drbg_generate(drbg, buf + len, chunk, addtl);
1451                 if (0 >= tmplen)
1452                         return tmplen;
1453                 len += tmplen;
1454         } while (slice > 0 && (len < buflen));
1455         return len;
1456 }
1457
1458 /*
1459  * DRBG instantiation function as required by SP800-90A - this function
1460  * sets up the DRBG handle, performs the initial seeding and all sanity
1461  * checks required by SP800-90A
1462  *
1463  * @drbg memory of state -- if NULL, new memory is allocated
1464  * @pers Personalization string that is mixed into state, may be NULL -- note
1465  *       the entropy is pulled by the DRBG internally unconditionally
1466  *       as defined in SP800-90A. The additional input is mixed into
1467  *       the state in addition to the pulled entropy.
1468  * @coreref reference to core
1469  * @pr prediction resistance enabled
1470  *
1471  * return
1472  *      0 on success
1473  *      error value otherwise
1474  */
1475 static int drbg_instantiate(struct drbg_state *drbg, struct drbg_string *pers,
1476                             int coreref, bool pr)
1477 {
1478         int ret = -ENOMEM;
1479
1480         pr_devel("DRBG: Initializing DRBG core %d with prediction resistance "
1481                  "%s\n", coreref, pr ? "enabled" : "disabled");
1482         drbg->core = &drbg_cores[coreref];
1483         drbg->pr = pr;
1484         drbg->seeded = false;
1485         switch (drbg->core->flags & DRBG_TYPE_MASK) {
1486 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC
1487         case DRBG_HMAC:
1488                 drbg->d_ops = &drbg_hmac_ops;
1489                 break;
1490 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC */
1491 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH
1492         case DRBG_HASH:
1493                 drbg->d_ops = &drbg_hash_ops;
1494                 break;
1495 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH */
1496 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR
1497         case DRBG_CTR:
1498                 drbg->d_ops = &drbg_ctr_ops;
1499                 break;
1500 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR */
1501         default:
1502                 return -EOPNOTSUPP;
1503         }
1504
1505         /* 9.1 step 1 is implicit with the selected DRBG type */
1506
1507         /*
1508          * 9.1 step 2 is implicit as caller can select prediction resistance
1509          * and the flag is copied into drbg->flags --
1510          * all DRBG types support prediction resistance
1511          */
1512
1513         /* 9.1 step 4 is implicit in  drbg_sec_strength */
1514
1515         ret = drbg_alloc_state(drbg);
1516         if (ret)
1517                 return ret;
1518
1519         ret = -EFAULT;
1520         if (drbg->d_ops->crypto_init(drbg))
1521                 goto err;
1522         ret = drbg_seed(drbg, pers, false);
1523         drbg->d_ops->crypto_fini(drbg);
1524         if (ret)
1525                 goto err;
1526
1527         return 0;
1528
1529 err:
1530         drbg_dealloc_state(drbg);
1531         return ret;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * DRBG uninstantiate function as required by SP800-90A - this function
1536  * frees all buffers and the DRBG handle
1537  *
1538  * @drbg DRBG state handle
1539  *
1540  * return
1541  *      0 on success
1542  */
1543 static int drbg_uninstantiate(struct drbg_state *drbg)
1544 {
1545         spin_lock_bh(&drbg->drbg_lock);
1546         drbg_dealloc_state(drbg);
1547         /* no scrubbing of test_data -- this shall survive an uninstantiate */
1548         spin_unlock_bh(&drbg->drbg_lock);
1549         return 0;
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Helper function for setting the test data in the DRBG
1554  *
1555  * @drbg DRBG state handle
1556  * @test_data test data to sets
1557  */
1558 static inline void drbg_set_testdata(struct drbg_state *drbg,
1559                                      struct drbg_test_data *test_data)
1560 {
1561         if (!test_data || !test_data->testentropy)
1562                 return;
1563         spin_lock_bh(&drbg->drbg_lock);
1564         drbg->test_data = test_data;
1565         spin_unlock_bh(&drbg->drbg_lock);
1566 }
1567
1568 /***************************************************************
1569  * Kernel crypto API cipher invocations requested by DRBG
1570  ***************************************************************/
1571
1572 #if defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH) || defined(CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC)
1573 struct sdesc {
1574         struct shash_desc shash;
1575         char ctx[];
1576 };
1577
1578 static int drbg_init_hash_kernel(struct drbg_state *drbg)
1579 {
1580         struct sdesc *sdesc;
1581         struct crypto_shash *tfm;
1582
1583         tfm = crypto_alloc_shash(drbg->core->backend_cra_name, 0, 0);
1584         if (IS_ERR(tfm)) {
1585                 pr_info("DRBG: could not allocate digest TFM handle\n");
1586                 return PTR_ERR(tfm);
1587         }
1588         BUG_ON(drbg_blocklen(drbg) != crypto_shash_digestsize(tfm));
1589         sdesc = kzalloc(sizeof(struct shash_desc) + crypto_shash_descsize(tfm),
1590                         GFP_KERNEL);
1591         if (!sdesc) {
1592                 crypto_free_shash(tfm);
1593                 return -ENOMEM;
1594         }
1595
1596         sdesc->shash.tfm = tfm;
1597         sdesc->shash.flags = 0;
1598         drbg->priv_data = sdesc;
1599         return 0;
1600 }
1601
1602 static int drbg_fini_hash_kernel(struct drbg_state *drbg)
1603 {
1604         struct sdesc *sdesc = (struct sdesc *)drbg->priv_data;
1605         if (sdesc) {
1606                 crypto_free_shash(sdesc->shash.tfm);
1607                 kzfree(sdesc);
1608         }
1609         drbg->priv_data = NULL;
1610         return 0;
1611 }
1612
1613 static int drbg_kcapi_hash(struct drbg_state *drbg, const unsigned char *key,
1614                            unsigned char *outval, const struct list_head *in)
1615 {
1616         struct sdesc *sdesc = (struct sdesc *)drbg->priv_data;
1617         struct drbg_string *input = NULL;
1618
1619         if (key)
1620                 crypto_shash_setkey(sdesc->shash.tfm, key, drbg_statelen(drbg));
1621         crypto_shash_init(&sdesc->shash);
1622         list_for_each_entry(input, in, list)
1623                 crypto_shash_update(&sdesc->shash, input->buf, input->len);
1624         return crypto_shash_final(&sdesc->shash, outval);
1625 }
1626 #endif /* (CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH || CONFIG_CRYPTO_DRBG_HMAC) */
1627
1628 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR
1629 static int drbg_init_sym_kernel(struct drbg_state *drbg)
1630 {
1631         int ret = 0;
1632         struct crypto_blkcipher *tfm;
1633
1634         tfm = crypto_alloc_blkcipher(drbg->core->backend_cra_name, 0, 0);
1635         if (IS_ERR(tfm)) {
1636                 pr_info("DRBG: could not allocate cipher TFM handle\n");
1637                 return PTR_ERR(tfm);
1638         }
1639         BUG_ON(drbg_blocklen(drbg) != crypto_blkcipher_blocksize(tfm));
1640         drbg->priv_data = tfm;
1641         return ret;
1642 }
1643
1644 static int drbg_fini_sym_kernel(struct drbg_state *drbg)
1645 {
1646         struct crypto_blkcipher *tfm =
1647                 (struct crypto_blkcipher *)drbg->priv_data;
1648         if (tfm)
1649                 crypto_free_blkcipher(tfm);
1650         drbg->priv_data = NULL;
1651         return 0;
1652 }
1653
1654 static int drbg_kcapi_sym(struct drbg_state *drbg, const unsigned char *key,
1655                           unsigned char *outval, const struct drbg_string *in)
1656 {
1657         int ret = 0;
1658         struct scatterlist sg_in, sg_out;
1659         struct blkcipher_desc desc;
1660         struct crypto_blkcipher *tfm =
1661                 (struct crypto_blkcipher *)drbg->priv_data;
1662
1663         desc.tfm = tfm;
1664         desc.flags = 0;
1665         crypto_blkcipher_setkey(tfm, key, (drbg_keylen(drbg)));
1666         /* there is only component in *in */
1667         sg_init_one(&sg_in, in->buf, in->len);
1668         sg_init_one(&sg_out, outval, drbg_blocklen(drbg));
1669         ret = crypto_blkcipher_encrypt(&desc, &sg_out, &sg_in, in->len);
1670
1671         return ret;
1672 }
1673 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR */
1674
1675 /***************************************************************
1676  * Kernel crypto API interface to register DRBG
1677  ***************************************************************/
1678
1679 /*
1680  * Look up the DRBG flags by given kernel crypto API cra_name
1681  * The code uses the drbg_cores definition to do this
1682  *
1683  * @cra_name kernel crypto API cra_name
1684  * @coreref reference to integer which is filled with the pointer to
1685  *  the applicable core
1686  * @pr reference for setting prediction resistance
1687  *
1688  * return: flags
1689  */
1690 static inline void drbg_convert_tfm_core(const char *cra_driver_name,
1691                                          int *coreref, bool *pr)
1692 {
1693         int i = 0;
1694         size_t start = 0;
1695         int len = 0;
1696
1697         *pr = true;
1698         /* disassemble the names */
1699         if (!memcmp(cra_driver_name, "drbg_nopr_", 10)) {
1700                 start = 10;
1701                 *pr = false;
1702         } else if (!memcmp(cra_driver_name, "drbg_pr_", 8)) {
1703                 start = 8;
1704         } else {
1705                 return;
1706         }
1707
1708         /* remove the first part */
1709         len = strlen(cra_driver_name) - start;
1710         for (i = 0; ARRAY_SIZE(drbg_cores) > i; i++) {
1711                 if (!memcmp(cra_driver_name + start, drbg_cores[i].cra_name,
1712                             len)) {
1713                         *coreref = i;
1714                         return;
1715                 }
1716         }
1717 }
1718
1719 static int drbg_kcapi_init(struct crypto_tfm *tfm)
1720 {
1721         struct drbg_state *drbg = crypto_tfm_ctx(tfm);
1722         bool pr = false;
1723         int coreref = 0;
1724
1725         drbg_convert_tfm_core(crypto_tfm_alg_driver_name(tfm), &coreref, &pr);
1726         /*
1727          * when personalization string is needed, the caller must call reset
1728          * and provide the personalization string as seed information
1729          */
1730         return drbg_instantiate(drbg, NULL, coreref, pr);
1731 }
1732
1733 static void drbg_kcapi_cleanup(struct crypto_tfm *tfm)
1734 {
1735         drbg_uninstantiate(crypto_tfm_ctx(tfm));
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Generate random numbers invoked by the kernel crypto API:
1740  * The API of the kernel crypto API is extended as follows:
1741  *
1742  * If dlen is larger than zero, rdata is interpreted as the output buffer
1743  * where random data is to be stored.
1744  *
1745  * If dlen is zero, rdata is interpreted as a pointer to a struct drbg_gen
1746  * which holds the additional information string that is used for the
1747  * DRBG generation process. The output buffer that is to be used to store
1748  * data is also pointed to by struct drbg_gen.
1749  */
1750 static int drbg_kcapi_random(struct crypto_rng *tfm, u8 *rdata,
1751                              unsigned int dlen)
1752 {
1753         struct drbg_state *drbg = crypto_rng_ctx(tfm);
1754         if (0 < dlen) {
1755                 return drbg_generate_long(drbg, rdata, dlen, NULL);
1756         } else {
1757                 struct drbg_gen *data = (struct drbg_gen *)rdata;
1758                 struct drbg_string addtl;
1759                 /* catch NULL pointer */
1760                 if (!data)
1761                         return 0;
1762                 drbg_set_testdata(drbg, data->test_data);
1763                 /* linked list variable is now local to allow modification */
1764                 drbg_string_fill(&addtl, data->addtl->buf, data->addtl->len);
1765                 return drbg_generate_long(drbg, data->outbuf, data->outlen,
1766                                           &addtl);
1767         }
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Reset the DRBG invoked by the kernel crypto API
1772  * The reset implies a full re-initialization of the DRBG. Similar to the
1773  * generate function of drbg_kcapi_random, this function extends the
1774  * kernel crypto API interface with struct drbg_gen
1775  */
1776 static int drbg_kcapi_reset(struct crypto_rng *tfm, u8 *seed, unsigned int slen)
1777 {
1778         struct drbg_state *drbg = crypto_rng_ctx(tfm);
1779         struct crypto_tfm *tfm_base = crypto_rng_tfm(tfm);
1780         bool pr = false;
1781         struct drbg_string seed_string;
1782         int coreref = 0;
1783
1784         drbg_uninstantiate(drbg);
1785         drbg_convert_tfm_core(crypto_tfm_alg_driver_name(tfm_base), &coreref,
1786                               &pr);
1787         if (0 < slen) {
1788                 drbg_string_fill(&seed_string, seed, slen);
1789                 return drbg_instantiate(drbg, &seed_string, coreref, pr);
1790         } else {
1791                 struct drbg_gen *data = (struct drbg_gen *)seed;
1792                 /* allow invocation of API call with NULL, 0 */
1793                 if (!data)
1794                         return drbg_instantiate(drbg, NULL, coreref, pr);
1795                 drbg_set_testdata(drbg, data->test_data);
1796                 /* linked list variable is now local to allow modification */
1797                 drbg_string_fill(&seed_string, data->addtl->buf,
1798                                  data->addtl->len);
1799                 return drbg_instantiate(drbg, &seed_string, coreref, pr);
1800         }
1801 }
1802
1803 /***************************************************************
1804  * Kernel module: code to load the module
1805  ***************************************************************/
1806
1807 /*
1808  * Tests as defined in 11.3.2 in addition to the cipher tests: testing
1809  * of the error handling.
1810  *
1811  * Note: testing of failing seed source as defined in 11.3.2 is not applicable
1812  * as seed source of get_random_bytes does not fail.
1813  *
1814  * Note 2: There is no sensible way of testing the reseed counter
1815  * enforcement, so skip it.
1816  */
1817 static inline int __init drbg_healthcheck_sanity(void)
1818 {
1819 #ifdef CONFIG_CRYPTO_FIPS
1820         int len = 0;
1821 #define OUTBUFLEN 16
1822         unsigned char buf[OUTBUFLEN];
1823         struct drbg_state *drbg = NULL;
1824         int ret = -EFAULT;
1825         int rc = -EFAULT;
1826         bool pr = false;
1827         int coreref = 0;
1828         struct drbg_string addtl;
1829         size_t max_addtllen, max_request_bytes;
1830
1831         /* only perform test in FIPS mode */
1832         if (!fips_enabled)
1833                 return 0;
1834
1835 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DRBG_CTR
1836         drbg_convert_tfm_core("drbg_nopr_ctr_aes128", &coreref, &pr);
1837 #elif defined CONFIG_CRYPTO_DRBG_HASH
1838         drbg_convert_tfm_core("drbg_nopr_sha256", &coreref, &pr);
1839 #else
1840         drbg_convert_tfm_core("drbg_nopr_hmac_sha256", &coreref, &pr);
1841 #endif
1842
1843         drbg = kzalloc(sizeof(struct drbg_state), GFP_KERNEL);
1844         if (!drbg)
1845                 return -ENOMEM;
1846
1847         /*
1848          * if the following tests fail, it is likely that there is a buffer
1849          * overflow as buf is much smaller than the requested or provided
1850          * string lengths -- in case the error handling does not succeed
1851          * we may get an OOPS. And we want to get an OOPS as this is a
1852          * grave bug.
1853          */
1854
1855         /* get a valid instance of DRBG for following tests */
1856         ret = drbg_instantiate(drbg, NULL, coreref, pr);
1857         if (ret) {
1858                 rc = ret;
1859                 goto outbuf;
1860         }
1861         max_addtllen = drbg_max_addtl(drbg);
1862         max_request_bytes = drbg_max_request_bytes(drbg);
1863         drbg_string_fill(&addtl, buf, max_addtllen + 1);
1864         /* overflow addtllen with additonal info string */
1865         len = drbg_generate(drbg, buf, OUTBUFLEN, &addtl);
1866         BUG_ON(0 < len);
1867         /* overflow max_bits */
1868         len = drbg_generate(drbg, buf, (max_request_bytes + 1), NULL);
1869         BUG_ON(0 < len);
1870         drbg_uninstantiate(drbg);
1871
1872         /* overflow max addtllen with personalization string */
1873         ret = drbg_instantiate(drbg, &addtl, coreref, pr);
1874         BUG_ON(0 == ret);
1875         /* all tests passed */
1876         rc = 0;
1877
1878         pr_devel("DRBG: Sanity tests for failure code paths successfully "
1879                  "completed\n");
1880
1881         drbg_uninstantiate(drbg);
1882 outbuf:
1883         kzfree(drbg);
1884         return rc;
1885 #else /* CONFIG_CRYPTO_FIPS */
1886         return 0;
1887 #endif /* CONFIG_CRYPTO_FIPS */
1888 }
1889
1890 static struct crypto_alg drbg_algs[22];
1891
1892 /*
1893  * Fill the array drbg_algs used to register the different DRBGs
1894  * with the kernel crypto API. To fill the array, the information
1895  * from drbg_cores[] is used.
1896  */
1897 static inline void __init drbg_fill_array(struct crypto_alg *alg,
1898                                           const struct drbg_core *core, int pr)
1899 {
1900         int pos = 0;
1901         static int priority = 100;
1902
1903         memset(alg, 0, sizeof(struct crypto_alg));
1904         memcpy(alg->cra_name, "stdrng", 6);
1905         if (pr) {
1906                 memcpy(alg->cra_driver_name, "drbg_pr_", 8);
1907                 pos = 8;
1908         } else {
1909                 memcpy(alg->cra_driver_name, "drbg_nopr_", 10);
1910                 pos = 10;
1911         }
1912         memcpy(alg->cra_driver_name + pos, core->cra_name,
1913                strlen(core->cra_name));
1914
1915         alg->cra_priority = priority;
1916         priority++;
1917         /*
1918          * If FIPS mode enabled, the selected DRBG shall have the
1919          * highest cra_priority over other stdrng instances to ensure
1920          * it is selected.
1921          */
1922         if (fips_enabled)
1923                 alg->cra_priority += 200;
1924
1925         alg->cra_flags          = CRYPTO_ALG_TYPE_RNG;
1926         alg->cra_ctxsize        = sizeof(struct drbg_state);
1927         alg->cra_type           = &crypto_rng_type;
1928         alg->cra_module         = THIS_MODULE;
1929         alg->cra_init           = drbg_kcapi_init;
1930         alg->cra_exit           = drbg_kcapi_cleanup;
1931         alg->cra_u.rng.rng_make_random  = drbg_kcapi_random;
1932         alg->cra_u.rng.rng_reset        = drbg_kcapi_reset;
1933         alg->cra_u.rng.seedsize = 0;
1934 }
1935
1936 static int __init drbg_init(void)
1937 {
1938         unsigned int i = 0; /* pointer to drbg_algs */
1939         unsigned int j = 0; /* pointer to drbg_cores */
1940         int ret = -EFAULT;
1941
1942         ret = drbg_healthcheck_sanity();
1943         if (ret)
1944                 return ret;
1945
1946         if (ARRAY_SIZE(drbg_cores) * 2 > ARRAY_SIZE(drbg_algs)) {
1947                 pr_info("DRBG: Cannot register all DRBG types"
1948                         "(slots needed: %zu, slots available: %zu)\n",
1949                         ARRAY_SIZE(drbg_cores) * 2, ARRAY_SIZE(drbg_algs));
1950                 return ret;
1951         }
1952
1953         /*
1954          * each DRBG definition can be used with PR and without PR, thus
1955          * we instantiate each DRBG in drbg_cores[] twice.
1956          *
1957          * As the order of placing them into the drbg_algs array matters
1958          * (the later DRBGs receive a higher cra_priority) we register the
1959          * prediction resistance DRBGs first as the should not be too
1960          * interesting.
1961          */
1962         for (j = 0; ARRAY_SIZE(drbg_cores) > j; j++, i++)
1963                 drbg_fill_array(&drbg_algs[i], &drbg_cores[j], 1);
1964         for (j = 0; ARRAY_SIZE(drbg_cores) > j; j++, i++)
1965                 drbg_fill_array(&drbg_algs[i], &drbg_cores[j], 0);
1966         return crypto_register_algs(drbg_algs, (ARRAY_SIZE(drbg_cores) * 2));
1967 }
1968
1969 static void __exit drbg_exit(void)
1970 {
1971         crypto_unregister_algs(drbg_algs, (ARRAY_SIZE(drbg_cores) * 2));
1972 }
1973
1974 module_init(drbg_init);
1975 module_exit(drbg_exit);
1976 #ifndef CRYPTO_DRBG_HASH_STRING
1977 #define CRYPTO_DRBG_HASH_STRING ""
1978 #endif
1979 #ifndef CRYPTO_DRBG_HMAC_STRING
1980 #define CRYPTO_DRBG_HMAC_STRING ""
1981 #endif
1982 #ifndef CRYPTO_DRBG_CTR_STRING
1983 #define CRYPTO_DRBG_CTR_STRING ""
1984 #endif
1985 MODULE_LICENSE("GPL");
1986 MODULE_AUTHOR("Stephan Mueller <smueller@chronox.de>");
1987 MODULE_DESCRIPTION("NIST SP800-90A Deterministic Random Bit Generator (DRBG) "
1988                    "using following cores: "
1989                    CRYPTO_DRBG_HASH_STRING
1990                    CRYPTO_DRBG_HMAC_STRING
1991                    CRYPTO_DRBG_CTR_STRING);