crypto/evp/e_aes.c

   1 /* ====================================================================
   2  * Copyright (c) 2001-2011 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  *
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  *
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  13  *    the documentation and/or other materials provided with the
  14  *    distribution.
  15  *
  16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
  17  *    software must display the following acknowledgment:
  18  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  19  *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.openssl.org/)"
  20  *
  21  * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
  22  *    endorse or promote products derived from this software without
  23  *    prior written permission. For written permission, please contact
  24  *    openssl-core@openssl.org.
  25  *
  26  * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
  27  *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
  28  *    permission of the OpenSSL Project.
  29  *
  30  * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
  31  *    acknowledgment:
  32  *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
  33  *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.openssl.org/)"
  34  *
  35  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
  36  * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  37  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  38  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
  39  * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  40  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  41  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  42  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  43  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
  44  * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
  45  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
  46  * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  47  * ====================================================================
  48  *
  49  */
  50
  51 #include <openssl/opensslconf.h>
  52 #ifndef OPENSSL_NO_AES
  53 # include <openssl/evp.h>
  54 # include <openssl/err.h>
  55 # include <string.h>
  56 # include <assert.h>
  57 # include <openssl/aes.h>
  58 # include "evp_locl.h"
  59 # include "modes_lcl.h"
  60 # include <openssl/rand.h>
  61
  62 # undef EVP_CIPH_FLAG_FIPS
  63 # define EVP_CIPH_FLAG_FIPS 0
  64
  65 typedef struct {
  66     union {
  67         double align;
  68         AES_KEY ks;
  69     } ks;
  70     block128_f block;
  71     union {
  72         cbc128_f cbc;
  73         ctr128_f ctr;
  74     } stream;
  75 } EVP_AES_KEY;
  76
  77 typedef struct {
  78     union {
  79         double align;
  80         AES_KEY ks;
  81     } ks;                       /* AES key schedule to use */
  82     int key_set;                /* Set if key initialised */
  83     int iv_set;                 /* Set if an iv is set */
  84     GCM128_CONTEXT gcm;
  85     unsigned char *iv;          /* Temporary IV store */
  86     int ivlen;                  /* IV length */
  87     int taglen;
  88     int iv_gen;                 /* It is OK to generate IVs */
  89     int tls_aad_len;            /* TLS AAD length */
  90     ctr128_f ctr;
  91 } EVP_AES_GCM_CTX;
  92
  93 typedef struct {
  94     union {
  95         double align;
  96         AES_KEY ks;
  97     } ks1, ks2;                 /* AES key schedules to use */
  98     XTS128_CONTEXT xts;
  99     void (*stream) (const unsigned char *in,
 100                     unsigned char *out, size_t length,
 101                     const AES_KEY *key1, const AES_KEY *key2,
 102                     const unsigned char iv[16]);
 103 } EVP_AES_XTS_CTX;
 104
 105 typedef struct {
 106     union {
 107         double align;
 108         AES_KEY ks;
 109     } ks;                       /* AES key schedule to use */
 110     int key_set;                /* Set if key initialised */
 111     int iv_set;                 /* Set if an iv is set */
 112     int tag_set;                /* Set if tag is valid */
 113     int len_set;                /* Set if message length set */
 114     int L, M;                   /* L and M parameters from RFC3610 */
 115     CCM128_CONTEXT ccm;
 116     ccm128_f str;
 117 } EVP_AES_CCM_CTX;
 118
 119 # define MAXBITCHUNK     ((size_t)1<<(sizeof(size_t)*8-4))
 120
 121 # ifdef VPAES_ASM
 122 int vpaes_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
 123                           AES_KEY *key);
 124 int vpaes_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
 125                           AES_KEY *key);
 126
 127 void vpaes_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 128                    const AES_KEY *key);
 129 void vpaes_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 130                    const AES_KEY *key);
 131
 132 void vpaes_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
 133                        unsigned char *out,
 134                        size_t length,
 135                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
 136 # endif
 137 # ifdef BSAES_ASM
 138 void bsaes_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 139                        size_t length, const AES_KEY *key,
 140                        unsigned char ivec[16], int enc);
 141 void bsaes_ctr32_encrypt_blocks(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 142                                 size_t len, const AES_KEY *key,
 143                                 const unsigned char ivec[16]);
 144 void bsaes_xts_encrypt(const unsigned char *inp, unsigned char *out,
 145                        size_t len, const AES_KEY *key1,
 146                        const AES_KEY *key2, const unsigned char iv[16]);
 147 void bsaes_xts_decrypt(const unsigned char *inp, unsigned char *out,
 148                        size_t len, const AES_KEY *key1,
 149                        const AES_KEY *key2, const unsigned char iv[16]);
 150 # endif
 151 # ifdef AES_CTR_ASM
 152 void AES_ctr32_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 153                        size_t blocks, const AES_KEY *key,
 154                        const unsigned char ivec[AES_BLOCK_SIZE]);
 155 # endif
 156 # ifdef AES_XTS_ASM
 157 void AES_xts_encrypt(const char *inp, char *out, size_t len,
 158                      const AES_KEY *key1, const AES_KEY *key2,
 159                      const unsigned char iv[16]);
 160 void AES_xts_decrypt(const char *inp, char *out, size_t len,
 161                      const AES_KEY *key1, const AES_KEY *key2,
 162                      const unsigned char iv[16]);
 163 # endif
 164
 165 # if     defined(OPENSSL_CPUID_OBJ) && (defined(__powerpc__) || defined(__ppc__) || defined(_ARCH_PPC))
 166 #  include "ppc_arch.h"
 167 #  ifdef VPAES_ASM
 168 #   define VPAES_CAPABLE (OPENSSL_ppccap_P & PPC_ALTIVEC)
 169 #  endif
 170 #  define HWAES_CAPABLE  (OPENSSL_ppccap_P & PPC_CRYPTO207)
 171 #  define HWAES_set_encrypt_key aes_p8_set_encrypt_key
 172 #  define HWAES_set_decrypt_key aes_p8_set_decrypt_key
 173 #  define HWAES_encrypt aes_p8_encrypt
 174 #  define HWAES_decrypt aes_p8_decrypt
 175 #  define HWAES_cbc_encrypt aes_p8_cbc_encrypt
 176 #  define HWAES_ctr32_encrypt_blocks aes_p8_ctr32_encrypt_blocks
 177 # endif
 178
 179 # if     defined(AES_ASM) && !defined(I386_ONLY) &&      (  \
 180         ((defined(__i386)       || defined(__i386__)    || \
 181           defined(_M_IX86)) && defined(OPENSSL_IA32_SSE2))|| \
 182         defined(__x86_64)       || defined(__x86_64__)  || \
 183         defined(_M_AMD64)       || defined(_M_X64)      || \
 184         defined(__INTEL__)                              )
 185
 186 extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
 187
 188 #  ifdef VPAES_ASM
 189 #   define VPAES_CAPABLE   (OPENSSL_ia32cap_P[1]&(1<<(41-32)))
 190 #  endif
 191 #  ifdef BSAES_ASM
 192 #   define BSAES_CAPABLE   (OPENSSL_ia32cap_P[1]&(1<<(41-32)))
 193 #  endif
 194 /*
 195  * AES-NI section
 196  */
 197 #  define AESNI_CAPABLE   (OPENSSL_ia32cap_P[1]&(1<<(57-32)))
 198
 199 int aesni_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
 200                           AES_KEY *key);
 201 int aesni_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, int bits,
 202                           AES_KEY *key);
 203
 204 void aesni_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 205                    const AES_KEY *key);
 206 void aesni_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 207                    const AES_KEY *key);
 208
 209 void aesni_ecb_encrypt(const unsigned char *in,
 210                        unsigned char *out,
 211                        size_t length, const AES_KEY *key, int enc);
 212 void aesni_cbc_encrypt(const unsigned char *in,
 213                        unsigned char *out,
 214                        size_t length,
 215                        const AES_KEY *key, unsigned char *ivec, int enc);
 216
 217 void aesni_ctr32_encrypt_blocks(const unsigned char *in,
 218                                 unsigned char *out,
 219                                 size_t blocks,
 220                                 const void *key, const unsigned char *ivec);
 221
 222 void aesni_xts_encrypt(const unsigned char *in,
 223                        unsigned char *out,
 224                        size_t length,
 225                        const AES_KEY *key1, const AES_KEY *key2,
 226                        const unsigned char iv[16]);
 227
 228 void aesni_xts_decrypt(const unsigned char *in,
 229                        unsigned char *out,
 230                        size_t length,
 231                        const AES_KEY *key1, const AES_KEY *key2,
 232                        const unsigned char iv[16]);
 233
 234 void aesni_ccm64_encrypt_blocks(const unsigned char *in,
 235                                 unsigned char *out,
 236                                 size_t blocks,
 237                                 const void *key,
 238                                 const unsigned char ivec[16],
 239                                 unsigned char cmac[16]);
 240
 241 void aesni_ccm64_decrypt_blocks(const unsigned char *in,
 242                                 unsigned char *out,
 243                                 size_t blocks,
 244                                 const void *key,
 245                                 const unsigned char ivec[16],
 246                                 unsigned char cmac[16]);
 247
 248 #  if defined(__x86_64) || defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined(_M_X64)
 249 size_t aesni_gcm_encrypt(const unsigned char *in,
 250                          unsigned char *out,
 251                          size_t len,
 252                          const void *key, unsigned char ivec[16], u64 *Xi);
 253 #   define AES_gcm_encrypt aesni_gcm_encrypt
 254 size_t aesni_gcm_decrypt(const unsigned char *in,
 255                          unsigned char *out,
 256                          size_t len,
 257                          const void *key, unsigned char ivec[16], u64 *Xi);
 258 #   define AES_gcm_decrypt aesni_gcm_decrypt
 259 void gcm_ghash_avx(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *in,
 260                    size_t len);
 261 #   define AES_GCM_ASM(gctx)       (gctx->ctr==aesni_ctr32_encrypt_blocks && \
 262                                  gctx->gcm.ghash==gcm_ghash_avx)
 263 #   define AES_GCM_ASM2(gctx)      (gctx->gcm.block==(block128_f)aesni_encrypt && \
 264                                  gctx->gcm.ghash==gcm_ghash_avx)
 265 #   undef AES_GCM_ASM2          /* minor size optimization */
 266 #  endif
 267
 268 static int aesni_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 269                           const unsigned char *iv, int enc)
 270 {
 271     int ret, mode;
 272     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
 273
 274     mode = ctx->cipher->flags & EVP_CIPH_MODE;
 275     if ((mode == EVP_CIPH_ECB_MODE || mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 276         && !enc) {
 277         ret = aesni_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 8, ctx->cipher_data);
 278         dat->block = (block128_f) aesni_decrypt;
 279         dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 280             (cbc128_f) aesni_cbc_encrypt : NULL;
 281     } else {
 282         ret = aesni_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, ctx->cipher_data);
 283         dat->block = (block128_f) aesni_encrypt;
 284         if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 285             dat->stream.cbc = (cbc128_f) aesni_cbc_encrypt;
 286         else if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
 287             dat->stream.ctr = (ctr128_f) aesni_ctr32_encrypt_blocks;
 288         else
 289             dat->stream.cbc = NULL;
 290     }
 291
 292     if (ret < 0) {
 293         EVPerr(EVP_F_AESNI_INIT_KEY, EVP_R_AES_KEY_SETUP_FAILED);
 294         return 0;
 295     }
 296
 297     return 1;
 298 }
 299
 300 static int aesni_cbc_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 301                             const unsigned char *in, size_t len)
 302 {
 303     aesni_cbc_encrypt(in, out, len, ctx->cipher_data, ctx->iv, ctx->encrypt);
 304
 305     return 1;
 306 }
 307
 308 static int aesni_ecb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 309                             const unsigned char *in, size_t len)
 310 {
 311     size_t bl = ctx->cipher->block_size;
 312
 313     if (len < bl)
 314         return 1;
 315
 316     aesni_ecb_encrypt(in, out, len, ctx->cipher_data, ctx->encrypt);
 317
 318     return 1;
 319 }
 320
 321 #  define aesni_ofb_cipher aes_ofb_cipher
 322 static int aesni_ofb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 323                             const unsigned char *in, size_t len);
 324
 325 #  define aesni_cfb_cipher aes_cfb_cipher
 326 static int aesni_cfb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 327                             const unsigned char *in, size_t len);
 328
 329 #  define aesni_cfb8_cipher aes_cfb8_cipher
 330 static int aesni_cfb8_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 331                              const unsigned char *in, size_t len);
 332
 333 #  define aesni_cfb1_cipher aes_cfb1_cipher
 334 static int aesni_cfb1_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 335                              const unsigned char *in, size_t len);
 336
 337 #  define aesni_ctr_cipher aes_ctr_cipher
 338 static int aesni_ctr_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 339                             const unsigned char *in, size_t len);
 340
 341 static int aesni_gcm_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 342                               const unsigned char *iv, int enc)
 343 {
 344     EVP_AES_GCM_CTX *gctx = ctx->cipher_data;
 345     if (!iv && !key)
 346         return 1;
 347     if (key) {
 348         aesni_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &gctx->ks.ks);
 349         CRYPTO_gcm128_init(&gctx->gcm, &gctx->ks, (block128_f) aesni_encrypt);
 350         gctx->ctr = (ctr128_f) aesni_ctr32_encrypt_blocks;
 351         /*
 352          * If we have an iv can set it directly, otherwise use saved IV.
 353          */
 354         if (iv == NULL && gctx->iv_set)
 355             iv = gctx->iv;
 356         if (iv) {
 357             CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, iv, gctx->ivlen);
 358             gctx->iv_set = 1;
 359         }
 360         gctx->key_set = 1;
 361     } else {
 362         /* If key set use IV, otherwise copy */
 363         if (gctx->key_set)
 364             CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, iv, gctx->ivlen);
 365         else
 366             memcpy(gctx->iv, iv, gctx->ivlen);
 367         gctx->iv_set = 1;
 368         gctx->iv_gen = 0;
 369     }
 370     return 1;
 371 }
 372
 373 #  define aesni_gcm_cipher aes_gcm_cipher
 374 static int aesni_gcm_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 375                             const unsigned char *in, size_t len);
 376
 377 static int aesni_xts_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 378                               const unsigned char *iv, int enc)
 379 {
 380     EVP_AES_XTS_CTX *xctx = ctx->cipher_data;
 381     if (!iv && !key)
 382         return 1;
 383
 384     if (key) {
 385         /* key_len is two AES keys */
 386         if (enc) {
 387             aesni_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 4, &xctx->ks1.ks);
 388             xctx->xts.block1 = (block128_f) aesni_encrypt;
 389             xctx->stream = aesni_xts_encrypt;
 390         } else {
 391             aesni_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 4, &xctx->ks1.ks);
 392             xctx->xts.block1 = (block128_f) aesni_decrypt;
 393             xctx->stream = aesni_xts_decrypt;
 394         }
 395
 396         aesni_set_encrypt_key(key + ctx->key_len / 2,
 397                               ctx->key_len * 4, &xctx->ks2.ks);
 398         xctx->xts.block2 = (block128_f) aesni_encrypt;
 399
 400         xctx->xts.key1 = &xctx->ks1;
 401     }
 402
 403     if (iv) {
 404         xctx->xts.key2 = &xctx->ks2;
 405         memcpy(ctx->iv, iv, 16);
 406     }
 407
 408     return 1;
 409 }
 410
 411 #  define aesni_xts_cipher aes_xts_cipher
 412 static int aesni_xts_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 413                             const unsigned char *in, size_t len);
 414
 415 static int aesni_ccm_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 416                               const unsigned char *iv, int enc)
 417 {
 418     EVP_AES_CCM_CTX *cctx = ctx->cipher_data;
 419     if (!iv && !key)
 420         return 1;
 421     if (key) {
 422         aesni_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &cctx->ks.ks);
 423         CRYPTO_ccm128_init(&cctx->ccm, cctx->M, cctx->L,
 424                            &cctx->ks, (block128_f) aesni_encrypt);
 425         cctx->str = enc ? (ccm128_f) aesni_ccm64_encrypt_blocks :
 426             (ccm128_f) aesni_ccm64_decrypt_blocks;
 427         cctx->key_set = 1;
 428     }
 429     if (iv) {
 430         memcpy(ctx->iv, iv, 15 - cctx->L);
 431         cctx->iv_set = 1;
 432     }
 433     return 1;
 434 }
 435
 436 #  define aesni_ccm_cipher aes_ccm_cipher
 437 static int aesni_ccm_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 438                             const unsigned char *in, size_t len);
 439
 440 #  define BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,blocksize,ivlen,nmode,mode,MODE,flags) \
 441 static const EVP_CIPHER aesni_##keylen##_##mode = { \
 442         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,keylen/8,ivlen, \
 443         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 444         aesni_init_key,                 \
 445         aesni_##mode##_cipher,          \
 446         NULL,                           \
 447         sizeof(EVP_AES_KEY),            \
 448         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 449 static const EVP_CIPHER aes_##keylen##_##mode = { \
 450         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,     \
 451         keylen/8,ivlen, \
 452         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 453         aes_init_key,                   \
 454         aes_##mode##_cipher,            \
 455         NULL,                           \
 456         sizeof(EVP_AES_KEY),            \
 457         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 458 const EVP_CIPHER *EVP_aes_##keylen##_##mode(void) \
 459 { return AESNI_CAPABLE?&aesni_##keylen##_##mode:&aes_##keylen##_##mode; }
 460
 461 #  define BLOCK_CIPHER_custom(nid,keylen,blocksize,ivlen,mode,MODE,flags) \
 462 static const EVP_CIPHER aesni_##keylen##_##mode = { \
 463         nid##_##keylen##_##mode,blocksize, \
 464         (EVP_CIPH_##MODE##_MODE==EVP_CIPH_XTS_MODE?2:1)*keylen/8, ivlen, \
 465         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 466         aesni_##mode##_init_key,        \
 467         aesni_##mode##_cipher,          \
 468         aes_##mode##_cleanup,           \
 469         sizeof(EVP_AES_##MODE##_CTX),   \
 470         NULL,NULL,aes_##mode##_ctrl,NULL }; \
 471 static const EVP_CIPHER aes_##keylen##_##mode = { \
 472         nid##_##keylen##_##mode,blocksize, \
 473         (EVP_CIPH_##MODE##_MODE==EVP_CIPH_XTS_MODE?2:1)*keylen/8, ivlen, \
 474         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 475         aes_##mode##_init_key,          \
 476         aes_##mode##_cipher,            \
 477         aes_##mode##_cleanup,           \
 478         sizeof(EVP_AES_##MODE##_CTX),   \
 479         NULL,NULL,aes_##mode##_ctrl,NULL }; \
 480 const EVP_CIPHER *EVP_aes_##keylen##_##mode(void) \
 481 { return AESNI_CAPABLE?&aesni_##keylen##_##mode:&aes_##keylen##_##mode; }
 482
 483 # elif   defined(AES_ASM) && (defined(__sparc) || defined(__sparc__))
 484
 485 #  include "sparc_arch.h"
 486
 487 extern unsigned int OPENSSL_sparcv9cap_P[];
 488
 489 #  define SPARC_AES_CAPABLE       (OPENSSL_sparcv9cap_P[1] & CFR_AES)
 490
 491 void aes_t4_set_encrypt_key(const unsigned char *key, int bits, AES_KEY *ks);
 492 void aes_t4_set_decrypt_key(const unsigned char *key, int bits, AES_KEY *ks);
 493 void aes_t4_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 494                     const AES_KEY *key);
 495 void aes_t4_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 496                     const AES_KEY *key);
 497 /*
 498  * Key-length specific subroutines were chosen for following reason.
 499  * Each SPARC T4 core can execute up to 8 threads which share core's
 500  * resources. Loading as much key material to registers allows to
 501  * minimize references to shared memory interface, as well as amount
 502  * of instructions in inner loops [much needed on T4]. But then having
 503  * non-key-length specific routines would require conditional branches
 504  * either in inner loops or on subroutines' entries. Former is hardly
 505  * acceptable, while latter means code size increase to size occupied
 506  * by multiple key-length specfic subroutines, so why fight?
 507  */
 508 void aes128_t4_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 509                            size_t len, const AES_KEY *key,
 510                            unsigned char *ivec);
 511 void aes128_t4_cbc_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 512                            size_t len, const AES_KEY *key,
 513                            unsigned char *ivec);
 514 void aes192_t4_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 515                            size_t len, const AES_KEY *key,
 516                            unsigned char *ivec);
 517 void aes192_t4_cbc_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 518                            size_t len, const AES_KEY *key,
 519                            unsigned char *ivec);
 520 void aes256_t4_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 521                            size_t len, const AES_KEY *key,
 522                            unsigned char *ivec);
 523 void aes256_t4_cbc_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 524                            size_t len, const AES_KEY *key,
 525                            unsigned char *ivec);
 526 void aes128_t4_ctr32_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 527                              size_t blocks, const AES_KEY *key,
 528                              unsigned char *ivec);
 529 void aes192_t4_ctr32_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 530                              size_t blocks, const AES_KEY *key,
 531                              unsigned char *ivec);
 532 void aes256_t4_ctr32_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 533                              size_t blocks, const AES_KEY *key,
 534                              unsigned char *ivec);
 535 void aes128_t4_xts_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 536                            size_t blocks, const AES_KEY *key1,
 537                            const AES_KEY *key2, const unsigned char *ivec);
 538 void aes128_t4_xts_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 539                            size_t blocks, const AES_KEY *key1,
 540                            const AES_KEY *key2, const unsigned char *ivec);
 541 void aes256_t4_xts_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 542                            size_t blocks, const AES_KEY *key1,
 543                            const AES_KEY *key2, const unsigned char *ivec);
 544 void aes256_t4_xts_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 545                            size_t blocks, const AES_KEY *key1,
 546                            const AES_KEY *key2, const unsigned char *ivec);
 547
 548 static int aes_t4_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 549                            const unsigned char *iv, int enc)
 550 {
 551     int ret, mode, bits;
 552     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
 553
 554     mode = ctx->cipher->flags & EVP_CIPH_MODE;
 555     bits = ctx->key_len * 8;
 556     if ((mode == EVP_CIPH_ECB_MODE || mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 557         && !enc) {
 558         ret = 0;
 559         aes_t4_set_decrypt_key(key, bits, ctx->cipher_data);
 560         dat->block = (block128_f) aes_t4_decrypt;
 561         switch (bits) {
 562         case 128:
 563             dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 564                 (cbc128_f) aes128_t4_cbc_decrypt : NULL;
 565             break;
 566         case 192:
 567             dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 568                 (cbc128_f) aes192_t4_cbc_decrypt : NULL;
 569             break;
 570         case 256:
 571             dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 572                 (cbc128_f) aes256_t4_cbc_decrypt : NULL;
 573             break;
 574         default:
 575             ret = -1;
 576         }
 577     } else {
 578         ret = 0;
 579         aes_t4_set_encrypt_key(key, bits, ctx->cipher_data);
 580         dat->block = (block128_f) aes_t4_encrypt;
 581         switch (bits) {
 582         case 128:
 583             if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 584                 dat->stream.cbc = (cbc128_f) aes128_t4_cbc_encrypt;
 585             else if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
 586                 dat->stream.ctr = (ctr128_f) aes128_t4_ctr32_encrypt;
 587             else
 588                 dat->stream.cbc = NULL;
 589             break;
 590         case 192:
 591             if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 592                 dat->stream.cbc = (cbc128_f) aes192_t4_cbc_encrypt;
 593             else if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
 594                 dat->stream.ctr = (ctr128_f) aes192_t4_ctr32_encrypt;
 595             else
 596                 dat->stream.cbc = NULL;
 597             break;
 598         case 256:
 599             if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 600                 dat->stream.cbc = (cbc128_f) aes256_t4_cbc_encrypt;
 601             else if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
 602                 dat->stream.ctr = (ctr128_f) aes256_t4_ctr32_encrypt;
 603             else
 604                 dat->stream.cbc = NULL;
 605             break;
 606         default:
 607             ret = -1;
 608         }
 609     }
 610
 611     if (ret < 0) {
 612         EVPerr(EVP_F_AES_T4_INIT_KEY, EVP_R_AES_KEY_SETUP_FAILED);
 613         return 0;
 614     }
 615
 616     return 1;
 617 }
 618
 619 #  define aes_t4_cbc_cipher aes_cbc_cipher
 620 static int aes_t4_cbc_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 621                              const unsigned char *in, size_t len);
 622
 623 #  define aes_t4_ecb_cipher aes_ecb_cipher
 624 static int aes_t4_ecb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 625                              const unsigned char *in, size_t len);
 626
 627 #  define aes_t4_ofb_cipher aes_ofb_cipher
 628 static int aes_t4_ofb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 629                              const unsigned char *in, size_t len);
 630
 631 #  define aes_t4_cfb_cipher aes_cfb_cipher
 632 static int aes_t4_cfb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 633                              const unsigned char *in, size_t len);
 634
 635 #  define aes_t4_cfb8_cipher aes_cfb8_cipher
 636 static int aes_t4_cfb8_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 637                               const unsigned char *in, size_t len);
 638
 639 #  define aes_t4_cfb1_cipher aes_cfb1_cipher
 640 static int aes_t4_cfb1_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 641                               const unsigned char *in, size_t len);
 642
 643 #  define aes_t4_ctr_cipher aes_ctr_cipher
 644 static int aes_t4_ctr_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 645                              const unsigned char *in, size_t len);
 646
 647 static int aes_t4_gcm_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 648                                const unsigned char *iv, int enc)
 649 {
 650     EVP_AES_GCM_CTX *gctx = ctx->cipher_data;
 651     if (!iv && !key)
 652         return 1;
 653     if (key) {
 654         int bits = ctx->key_len * 8;
 655         aes_t4_set_encrypt_key(key, bits, &gctx->ks.ks);
 656         CRYPTO_gcm128_init(&gctx->gcm, &gctx->ks,
 657                            (block128_f) aes_t4_encrypt);
 658         switch (bits) {
 659         case 128:
 660             gctx->ctr = (ctr128_f) aes128_t4_ctr32_encrypt;
 661             break;
 662         case 192:
 663             gctx->ctr = (ctr128_f) aes192_t4_ctr32_encrypt;
 664             break;
 665         case 256:
 666             gctx->ctr = (ctr128_f) aes256_t4_ctr32_encrypt;
 667             break;
 668         default:
 669             return 0;
 670         }
 671         /*
 672          * If we have an iv can set it directly, otherwise use saved IV.
 673          */
 674         if (iv == NULL && gctx->iv_set)
 675             iv = gctx->iv;
 676         if (iv) {
 677             CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, iv, gctx->ivlen);
 678             gctx->iv_set = 1;
 679         }
 680         gctx->key_set = 1;
 681     } else {
 682         /* If key set use IV, otherwise copy */
 683         if (gctx->key_set)
 684             CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, iv, gctx->ivlen);
 685         else
 686             memcpy(gctx->iv, iv, gctx->ivlen);
 687         gctx->iv_set = 1;
 688         gctx->iv_gen = 0;
 689     }
 690     return 1;
 691 }
 692
 693 #  define aes_t4_gcm_cipher aes_gcm_cipher
 694 static int aes_t4_gcm_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 695                              const unsigned char *in, size_t len);
 696
 697 static int aes_t4_xts_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 698                                const unsigned char *iv, int enc)
 699 {
 700     EVP_AES_XTS_CTX *xctx = ctx->cipher_data;
 701     if (!iv && !key)
 702         return 1;
 703
 704     if (key) {
 705         int bits = ctx->key_len * 4;
 706         xctx->stream = NULL;
 707         /* key_len is two AES keys */
 708         if (enc) {
 709             aes_t4_set_encrypt_key(key, bits, &xctx->ks1.ks);
 710             xctx->xts.block1 = (block128_f) aes_t4_encrypt;
 711             switch (bits) {
 712             case 128:
 713                 xctx->stream = aes128_t4_xts_encrypt;
 714                 break;
 715 #  if 0                         /* not yet */
 716             case 192:
 717                 xctx->stream = aes192_t4_xts_encrypt;
 718                 break;
 719 #  endif
 720             case 256:
 721                 xctx->stream = aes256_t4_xts_encrypt;
 722                 break;
 723             default:
 724                 return 0;
 725             }
 726         } else {
 727             aes_t4_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 4, &xctx->ks1.ks);
 728             xctx->xts.block1 = (block128_f) aes_t4_decrypt;
 729             switch (bits) {
 730             case 128:
 731                 xctx->stream = aes128_t4_xts_decrypt;
 732                 break;
 733 #  if 0                         /* not yet */
 734             case 192:
 735                 xctx->stream = aes192_t4_xts_decrypt;
 736                 break;
 737 #  endif
 738             case 256:
 739                 xctx->stream = aes256_t4_xts_decrypt;
 740                 break;
 741             default:
 742                 return 0;
 743             }
 744         }
 745
 746         aes_t4_set_encrypt_key(key + ctx->key_len / 2,
 747                                ctx->key_len * 4, &xctx->ks2.ks);
 748         xctx->xts.block2 = (block128_f) aes_t4_encrypt;
 749
 750         xctx->xts.key1 = &xctx->ks1;
 751     }
 752
 753     if (iv) {
 754         xctx->xts.key2 = &xctx->ks2;
 755         memcpy(ctx->iv, iv, 16);
 756     }
 757
 758     return 1;
 759 }
 760
 761 #  define aes_t4_xts_cipher aes_xts_cipher
 762 static int aes_t4_xts_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 763                              const unsigned char *in, size_t len);
 764
 765 static int aes_t4_ccm_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 766                                const unsigned char *iv, int enc)
 767 {
 768     EVP_AES_CCM_CTX *cctx = ctx->cipher_data;
 769     if (!iv && !key)
 770         return 1;
 771     if (key) {
 772         int bits = ctx->key_len * 8;
 773         aes_t4_set_encrypt_key(key, bits, &cctx->ks.ks);
 774         CRYPTO_ccm128_init(&cctx->ccm, cctx->M, cctx->L,
 775                            &cctx->ks, (block128_f) aes_t4_encrypt);
 776 #  if 0                         /* not yet */
 777         switch (bits) {
 778         case 128:
 779             cctx->str = enc ? (ccm128_f) aes128_t4_ccm64_encrypt :
 780                 (ccm128_f) ae128_t4_ccm64_decrypt;
 781             break;
 782         case 192:
 783             cctx->str = enc ? (ccm128_f) aes192_t4_ccm64_encrypt :
 784                 (ccm128_f) ae192_t4_ccm64_decrypt;
 785             break;
 786         case 256:
 787             cctx->str = enc ? (ccm128_f) aes256_t4_ccm64_encrypt :
 788                 (ccm128_f) ae256_t4_ccm64_decrypt;
 789             break;
 790         default:
 791             return 0;
 792         }
 793 #  else
 794         cctx->str = NULL;
 795 #  endif
 796         cctx->key_set = 1;
 797     }
 798     if (iv) {
 799         memcpy(ctx->iv, iv, 15 - cctx->L);
 800         cctx->iv_set = 1;
 801     }
 802     return 1;
 803 }
 804
 805 #  define aes_t4_ccm_cipher aes_ccm_cipher
 806 static int aes_t4_ccm_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
 807                              const unsigned char *in, size_t len);
 808
 809 #  define BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,blocksize,ivlen,nmode,mode,MODE,flags) \
 810 static const EVP_CIPHER aes_t4_##keylen##_##mode = { \
 811         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,keylen/8,ivlen, \
 812         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 813         aes_t4_init_key,                \
 814         aes_t4_##mode##_cipher,         \
 815         NULL,                           \
 816         sizeof(EVP_AES_KEY),            \
 817         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 818 static const EVP_CIPHER aes_##keylen##_##mode = { \
 819         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,     \
 820         keylen/8,ivlen, \
 821         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 822         aes_init_key,                   \
 823         aes_##mode##_cipher,            \
 824         NULL,                           \
 825         sizeof(EVP_AES_KEY),            \
 826         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 827 const EVP_CIPHER *EVP_aes_##keylen##_##mode(void) \
 828 { return SPARC_AES_CAPABLE?&aes_t4_##keylen##_##mode:&aes_##keylen##_##mode; }
 829
 830 #  define BLOCK_CIPHER_custom(nid,keylen,blocksize,ivlen,mode,MODE,flags) \
 831 static const EVP_CIPHER aes_t4_##keylen##_##mode = { \
 832         nid##_##keylen##_##mode,blocksize, \
 833         (EVP_CIPH_##MODE##_MODE==EVP_CIPH_XTS_MODE?2:1)*keylen/8, ivlen, \
 834         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 835         aes_t4_##mode##_init_key,       \
 836         aes_t4_##mode##_cipher,         \
 837         aes_##mode##_cleanup,           \
 838         sizeof(EVP_AES_##MODE##_CTX),   \
 839         NULL,NULL,aes_##mode##_ctrl,NULL }; \
 840 static const EVP_CIPHER aes_##keylen##_##mode = { \
 841         nid##_##keylen##_##mode,blocksize, \
 842         (EVP_CIPH_##MODE##_MODE==EVP_CIPH_XTS_MODE?2:1)*keylen/8, ivlen, \
 843         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 844         aes_##mode##_init_key,          \
 845         aes_##mode##_cipher,            \
 846         aes_##mode##_cleanup,           \
 847         sizeof(EVP_AES_##MODE##_CTX),   \
 848         NULL,NULL,aes_##mode##_ctrl,NULL }; \
 849 const EVP_CIPHER *EVP_aes_##keylen##_##mode(void) \
 850 { return SPARC_AES_CAPABLE?&aes_t4_##keylen##_##mode:&aes_##keylen##_##mode; }
 851
 852 # else
 853
 854 #  define BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,blocksize,ivlen,nmode,mode,MODE,flags) \
 855 static const EVP_CIPHER aes_##keylen##_##mode = { \
 856         nid##_##keylen##_##nmode,blocksize,keylen/8,ivlen, \
 857         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 858         aes_init_key,                   \
 859         aes_##mode##_cipher,            \
 860         NULL,                           \
 861         sizeof(EVP_AES_KEY),            \
 862         NULL,NULL,NULL,NULL }; \
 863 const EVP_CIPHER *EVP_aes_##keylen##_##mode(void) \
 864 { return &aes_##keylen##_##mode; }
 865
 866 #  define BLOCK_CIPHER_custom(nid,keylen,blocksize,ivlen,mode,MODE,flags) \
 867 static const EVP_CIPHER aes_##keylen##_##mode = { \
 868         nid##_##keylen##_##mode,blocksize, \
 869         (EVP_CIPH_##MODE##_MODE==EVP_CIPH_XTS_MODE?2:1)*keylen/8, ivlen, \
 870         flags|EVP_CIPH_##MODE##_MODE,   \
 871         aes_##mode##_init_key,          \
 872         aes_##mode##_cipher,            \
 873         aes_##mode##_cleanup,           \
 874         sizeof(EVP_AES_##MODE##_CTX),   \
 875         NULL,NULL,aes_##mode##_ctrl,NULL }; \
 876 const EVP_CIPHER *EVP_aes_##keylen##_##mode(void) \
 877 { return &aes_##keylen##_##mode; }
 878 # endif
 879
 880 # if defined(OPENSSL_CPUID_OBJ) && (defined(__arm__) || defined(__arm) || defined(__aarch64__))
 881 #  include "arm_arch.h"
 882 #  if __ARM_MAX_ARCH__>=7
 883 #   if defined(BSAES_ASM)
 884 #    define BSAES_CAPABLE (OPENSSL_armcap_P & ARMV7_NEON)
 885 #   endif
 886 #   define HWAES_CAPABLE (OPENSSL_armcap_P & ARMV8_AES)
 887 #   define HWAES_set_encrypt_key aes_v8_set_encrypt_key
 888 #   define HWAES_set_decrypt_key aes_v8_set_decrypt_key
 889 #   define HWAES_encrypt aes_v8_encrypt
 890 #   define HWAES_decrypt aes_v8_decrypt
 891 #   define HWAES_cbc_encrypt aes_v8_cbc_encrypt
 892 #   define HWAES_ctr32_encrypt_blocks aes_v8_ctr32_encrypt_blocks
 893 #  endif
 894 # endif
 895
 896 # if defined(HWAES_CAPABLE)
 897 int HWAES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
 898                           AES_KEY *key);
 899 int HWAES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
 900                           AES_KEY *key);
 901 void HWAES_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 902                    const AES_KEY *key);
 903 void HWAES_decrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 904                    const AES_KEY *key);
 905 void HWAES_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 906                        size_t length, const AES_KEY *key,
 907                        unsigned char *ivec, const int enc);
 908 void HWAES_ctr32_encrypt_blocks(const unsigned char *in, unsigned char *out,
 909                                 size_t len, const AES_KEY *key,
 910                                 const unsigned char ivec[16]);
 911 # endif
 912
 913 # define BLOCK_CIPHER_generic_pack(nid,keylen,flags)             \
 914         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,16,16,cbc,cbc,CBC,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)     \
 915         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,16,0,ecb,ecb,ECB,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)      \
 916         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,ofb128,ofb,OFB,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)   \
 917         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,cfb128,cfb,CFB,flags|EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)   \
 918         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,cfb1,cfb1,CFB,flags)       \
 919         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,cfb8,cfb8,CFB,flags)       \
 920         BLOCK_CIPHER_generic(nid,keylen,1,16,ctr,ctr,CTR,flags)
 921
 922 static int aes_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
 923                         const unsigned char *iv, int enc)
 924 {
 925     int ret, mode;
 926     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
 927
 928     mode = ctx->cipher->flags & EVP_CIPH_MODE;
 929     if ((mode == EVP_CIPH_ECB_MODE || mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 930         && !enc)
 931 # ifdef HWAES_CAPABLE
 932         if (HWAES_CAPABLE) {
 933             ret = HWAES_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 934             dat->block = (block128_f) HWAES_decrypt;
 935             dat->stream.cbc = NULL;
 936 #  ifdef HWAES_cbc_encrypt
 937             if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 938                 dat->stream.cbc = (cbc128_f) HWAES_cbc_encrypt;
 939 #  endif
 940         } else
 941 # endif
 942 # ifdef BSAES_CAPABLE
 943         if (BSAES_CAPABLE && mode == EVP_CIPH_CBC_MODE) {
 944             ret = AES_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 945             dat->block = (block128_f) AES_decrypt;
 946             dat->stream.cbc = (cbc128_f) bsaes_cbc_encrypt;
 947         } else
 948 # endif
 949 # ifdef VPAES_CAPABLE
 950         if (VPAES_CAPABLE) {
 951             ret = vpaes_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 952             dat->block = (block128_f) vpaes_decrypt;
 953             dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 954                 (cbc128_f) vpaes_cbc_encrypt : NULL;
 955         } else
 956 # endif
 957         {
 958             ret = AES_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 959             dat->block = (block128_f) AES_decrypt;
 960             dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 961                 (cbc128_f) AES_cbc_encrypt : NULL;
 962     } else
 963 # ifdef HWAES_CAPABLE
 964     if (HWAES_CAPABLE) {
 965         ret = HWAES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 966         dat->block = (block128_f) HWAES_encrypt;
 967         dat->stream.cbc = NULL;
 968 #  ifdef HWAES_cbc_encrypt
 969         if (mode == EVP_CIPH_CBC_MODE)
 970             dat->stream.cbc = (cbc128_f) HWAES_cbc_encrypt;
 971         else
 972 #  endif
 973 #  ifdef HWAES_ctr32_encrypt_blocks
 974         if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
 975             dat->stream.ctr = (ctr128_f) HWAES_ctr32_encrypt_blocks;
 976         else
 977 #  endif
 978             (void)0;            /* terminate potentially open 'else' */
 979     } else
 980 # endif
 981 # ifdef BSAES_CAPABLE
 982     if (BSAES_CAPABLE && mode == EVP_CIPH_CTR_MODE) {
 983         ret = AES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 984         dat->block = (block128_f) AES_encrypt;
 985         dat->stream.ctr = (ctr128_f) bsaes_ctr32_encrypt_blocks;
 986     } else
 987 # endif
 988 # ifdef VPAES_CAPABLE
 989     if (VPAES_CAPABLE) {
 990         ret = vpaes_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 991         dat->block = (block128_f) vpaes_encrypt;
 992         dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
 993             (cbc128_f) vpaes_cbc_encrypt : NULL;
 994     } else
 995 # endif
 996     {
 997         ret = AES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &dat->ks.ks);
 998         dat->block = (block128_f) AES_encrypt;
 999         dat->stream.cbc = mode == EVP_CIPH_CBC_MODE ?
1000             (cbc128_f) AES_cbc_encrypt : NULL;
1001 # ifdef AES_CTR_ASM
1002         if (mode == EVP_CIPH_CTR_MODE)
1003             dat->stream.ctr = (ctr128_f) AES_ctr32_encrypt;
1004 # endif
1005     }
1006
1007     if (ret < 0) {
1008         EVPerr(EVP_F_AES_INIT_KEY, EVP_R_AES_KEY_SETUP_FAILED);
1009         return 0;
1010     }
1011
1012     return 1;
1013 }
1014
1015 static int aes_cbc_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1016                           const unsigned char *in, size_t len)
1017 {
1018     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
1019
1020     if (dat->stream.cbc)
1021         (*dat->stream.cbc) (in, out, len, &dat->ks, ctx->iv, ctx->encrypt);
1022     else if (ctx->encrypt)
1023         CRYPTO_cbc128_encrypt(in, out, len, &dat->ks, ctx->iv, dat->block);
1024     else
1025         CRYPTO_cbc128_decrypt(in, out, len, &dat->ks, ctx->iv, dat->block);
1026
1027     return 1;
1028 }
1029
1030 static int aes_ecb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1031                           const unsigned char *in, size_t len)
1032 {
1033     size_t bl = ctx->cipher->block_size;
1034     size_t i;
1035     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
1036
1037     if (len < bl)
1038         return 1;
1039
1040     for (i = 0, len -= bl; i <= len; i += bl)
1041         (*dat->block) (in + i, out + i, &dat->ks);
1042
1043     return 1;
1044 }
1045
1046 static int aes_ofb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1047                           const unsigned char *in, size_t len)
1048 {
1049     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
1050
1051     CRYPTO_ofb128_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
1052                           ctx->iv, &ctx->num, dat->block);
1053     return 1;
1054 }
1055
1056 static int aes_cfb_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1057                           const unsigned char *in, size_t len)
1058 {
1059     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
1060
1061     CRYPTO_cfb128_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
1062                           ctx->iv, &ctx->num, ctx->encrypt, dat->block);
1063     return 1;
1064 }
1065
1066 static int aes_cfb8_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1067                            const unsigned char *in, size_t len)
1068 {
1069     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
1070
1071     CRYPTO_cfb128_8_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
1072                             ctx->iv, &ctx->num, ctx->encrypt, dat->block);
1073     return 1;
1074 }
1075
1076 static int aes_cfb1_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1077                            const unsigned char *in, size_t len)
1078 {
1079     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
1080
1081     if (ctx->flags & EVP_CIPH_FLAG_LENGTH_BITS) {
1082         CRYPTO_cfb128_1_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
1083                                 ctx->iv, &ctx->num, ctx->encrypt, dat->block);
1084         return 1;
1085     }
1086
1087     while (len >= MAXBITCHUNK) {
1088         CRYPTO_cfb128_1_encrypt(in, out, MAXBITCHUNK * 8, &dat->ks,
1089                                 ctx->iv, &ctx->num, ctx->encrypt, dat->block);
1090         len -= MAXBITCHUNK;
1091     }
1092     if (len)
1093         CRYPTO_cfb128_1_encrypt(in, out, len * 8, &dat->ks,
1094                                 ctx->iv, &ctx->num, ctx->encrypt, dat->block);
1095
1096     return 1;
1097 }
1098
1099 static int aes_ctr_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1100                           const unsigned char *in, size_t len)
1101 {
1102     unsigned int num = ctx->num;
1103     EVP_AES_KEY *dat = (EVP_AES_KEY *) ctx->cipher_data;
1104
1105     if (dat->stream.ctr)
1106         CRYPTO_ctr128_encrypt_ctr32(in, out, len, &dat->ks,
1107                                     ctx->iv, ctx->buf, &num, dat->stream.ctr);
1108     else
1109         CRYPTO_ctr128_encrypt(in, out, len, &dat->ks,
1110                               ctx->iv, ctx->buf, &num, dat->block);
1111     ctx->num = (size_t)num;
1112     return 1;
1113 }
1114
1115 BLOCK_CIPHER_generic_pack(NID_aes, 128, EVP_CIPH_FLAG_FIPS)
1116     BLOCK_CIPHER_generic_pack(NID_aes, 192, EVP_CIPH_FLAG_FIPS)
1117     BLOCK_CIPHER_generic_pack(NID_aes, 256, EVP_CIPH_FLAG_FIPS)
1118
1119 static int aes_gcm_cleanup(EVP_CIPHER_CTX *c)
1120 {
1121     EVP_AES_GCM_CTX *gctx = c->cipher_data;
1122     OPENSSL_cleanse(&gctx->gcm, sizeof(gctx->gcm));
1123     if (gctx->iv != c->iv)
1124         OPENSSL_free(gctx->iv);
1125     return 1;
1126 }
1127
1128 /* increment counter (64-bit int) by 1 */
1129 static void ctr64_inc(unsigned char *counter)
1130 {
1131     int n = 8;
1132     unsigned char c;
1133
1134     do {
1135         --n;
1136         c = counter[n];
1137         ++c;
1138         counter[n] = c;
1139         if (c)
1140             return;
1141     } while (n);
1142 }
1143
1144 static int aes_gcm_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *c, int type, int arg, void *ptr)
1145 {
1146     EVP_AES_GCM_CTX *gctx = c->cipher_data;
1147     switch (type) {
1148     case EVP_CTRL_INIT:
1149         gctx->key_set = 0;
1150         gctx->iv_set = 0;
1151         gctx->ivlen = c->cipher->iv_len;
1152         gctx->iv = c->iv;
1153         gctx->taglen = -1;
1154         gctx->iv_gen = 0;
1155         gctx->tls_aad_len = -1;
1156         return 1;
1157
1158     case EVP_CTRL_GCM_SET_IVLEN:
1159         if (arg <= 0)
1160             return 0;
1161         /* Allocate memory for IV if needed */
1162         if ((arg > EVP_MAX_IV_LENGTH) && (arg > gctx->ivlen)) {
1163             if (gctx->iv != c->iv)
1164                 OPENSSL_free(gctx->iv);
1165             gctx->iv = OPENSSL_malloc(arg);
1166             if (!gctx->iv)
1167                 return 0;
1168         }
1169         gctx->ivlen = arg;
1170         return 1;
1171
1172     case EVP_CTRL_GCM_SET_TAG:
1173         if (arg <= 0 || arg > 16 || c->encrypt)
1174             return 0;
1175         memcpy(c->buf, ptr, arg);
1176         gctx->taglen = arg;
1177         return 1;
1178
1179     case EVP_CTRL_GCM_GET_TAG:
1180         if (arg <= 0 || arg > 16 || !c->encrypt || gctx->taglen < 0)
1181             return 0;
1182         memcpy(ptr, c->buf, arg);
1183         return 1;
1184
1185     case EVP_CTRL_GCM_SET_IV_FIXED:
1186         /* Special case: -1 length restores whole IV */
1187         if (arg == -1) {
1188             memcpy(gctx->iv, ptr, gctx->ivlen);
1189             gctx->iv_gen = 1;
1190             return 1;
1191         }
1192         /*
1193          * Fixed field must be at least 4 bytes and invocation field at least
1194          * 8.
1195          */
1196         if ((arg < 4) || (gctx->ivlen - arg) < 8)
1197             return 0;
1198         if (arg)
1199             memcpy(gctx->iv, ptr, arg);
1200         if (c->encrypt && RAND_bytes(gctx->iv + arg, gctx->ivlen - arg) <= 0)
1201             return 0;
1202         gctx->iv_gen = 1;
1203         return 1;
1204
1205     case EVP_CTRL_GCM_IV_GEN:
1206         if (gctx->iv_gen == 0 || gctx->key_set == 0)
1207             return 0;
1208         CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, gctx->iv, gctx->ivlen);
1209         if (arg <= 0 || arg > gctx->ivlen)
1210             arg = gctx->ivlen;
1211         memcpy(ptr, gctx->iv + gctx->ivlen - arg, arg);
1212         /*
1213          * Invocation field will be at least 8 bytes in size and so no need
1214          * to check wrap around or increment more than last 8 bytes.
1215          */
1216         ctr64_inc(gctx->iv + gctx->ivlen - 8);
1217         gctx->iv_set = 1;
1218         return 1;
1219
1220     case EVP_CTRL_GCM_SET_IV_INV:
1221         if (gctx->iv_gen == 0 || gctx->key_set == 0 || c->encrypt)
1222             return 0;
1223         memcpy(gctx->iv + gctx->ivlen - arg, ptr, arg);
1224         CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, gctx->iv, gctx->ivlen);
1225         gctx->iv_set = 1;
1226         return 1;
1227
1228     case EVP_CTRL_AEAD_TLS1_AAD:
1229         /* Save the AAD for later use */
1230         if (arg != 13)
1231             return 0;
1232         memcpy(c->buf, ptr, arg);
1233         gctx->tls_aad_len = arg;
1234         {
1235             unsigned int len = c->buf[arg - 2] << 8 | c->buf[arg - 1];
1236             /* Correct length for explicit IV */
1237             len -= EVP_GCM_TLS_EXPLICIT_IV_LEN;
1238             /* If decrypting correct for tag too */
1239             if (!c->encrypt)
1240                 len -= EVP_GCM_TLS_TAG_LEN;
1241             c->buf[arg - 2] = len >> 8;
1242             c->buf[arg - 1] = len & 0xff;
1243         }
1244         /* Extra padding: tag appended to record */
1245         return EVP_GCM_TLS_TAG_LEN;
1246
1247     case EVP_CTRL_COPY:
1248         {
1249             EVP_CIPHER_CTX *out = ptr;
1250             EVP_AES_GCM_CTX *gctx_out = out->cipher_data;
1251             if (gctx->gcm.key) {
1252                 if (gctx->gcm.key != &gctx->ks)
1253                     return 0;
1254                 gctx_out->gcm.key = &gctx_out->ks;
1255             }
1256             if (gctx->iv == c->iv)
1257                 gctx_out->iv = out->iv;
1258             else {
1259                 gctx_out->iv = OPENSSL_malloc(gctx->ivlen);
1260                 if (!gctx_out->iv)
1261                     return 0;
1262                 memcpy(gctx_out->iv, gctx->iv, gctx->ivlen);
1263             }
1264             return 1;
1265         }
1266
1267     default:
1268         return -1;
1269
1270     }
1271 }
1272
1273 static int aes_gcm_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
1274                             const unsigned char *iv, int enc)
1275 {
1276     EVP_AES_GCM_CTX *gctx = ctx->cipher_data;
1277     if (!iv && !key)
1278         return 1;
1279     if (key) {
1280         do {
1281 # ifdef HWAES_CAPABLE
1282             if (HWAES_CAPABLE) {
1283                 HWAES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &gctx->ks.ks);
1284                 CRYPTO_gcm128_init(&gctx->gcm, &gctx->ks,
1285                                    (block128_f) HWAES_encrypt);
1286 #  ifdef HWAES_ctr32_encrypt_blocks
1287                 gctx->ctr = (ctr128_f) HWAES_ctr32_encrypt_blocks;
1288 #  else
1289                 gctx->ctr = NULL;
1290 #  endif
1291                 break;
1292             } else
1293 # endif
1294 # ifdef BSAES_CAPABLE
1295             if (BSAES_CAPABLE) {
1296                 AES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &gctx->ks.ks);
1297                 CRYPTO_gcm128_init(&gctx->gcm, &gctx->ks,
1298                                    (block128_f) AES_encrypt);
1299                 gctx->ctr = (ctr128_f) bsaes_ctr32_encrypt_blocks;
1300                 break;
1301             } else
1302 # endif
1303 # ifdef VPAES_CAPABLE
1304             if (VPAES_CAPABLE) {
1305                 vpaes_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &gctx->ks.ks);
1306                 CRYPTO_gcm128_init(&gctx->gcm, &gctx->ks,
1307                                    (block128_f) vpaes_encrypt);
1308                 gctx->ctr = NULL;
1309                 break;
1310             } else
1311 # endif
1312                 (void)0;        /* terminate potentially open 'else' */
1313
1314             AES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &gctx->ks.ks);
1315             CRYPTO_gcm128_init(&gctx->gcm, &gctx->ks,
1316                                (block128_f) AES_encrypt);
1317 # ifdef AES_CTR_ASM
1318             gctx->ctr = (ctr128_f) AES_ctr32_encrypt;
1319 # else
1320             gctx->ctr = NULL;
1321 # endif
1322         } while (0);
1323
1324         /*
1325          * If we have an iv can set it directly, otherwise use saved IV.
1326          */
1327         if (iv == NULL && gctx->iv_set)
1328             iv = gctx->iv;
1329         if (iv) {
1330             CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, iv, gctx->ivlen);
1331             gctx->iv_set = 1;
1332         }
1333         gctx->key_set = 1;
1334     } else {
1335         /* If key set use IV, otherwise copy */
1336         if (gctx->key_set)
1337             CRYPTO_gcm128_setiv(&gctx->gcm, iv, gctx->ivlen);
1338         else
1339             memcpy(gctx->iv, iv, gctx->ivlen);
1340         gctx->iv_set = 1;
1341         gctx->iv_gen = 0;
1342     }
1343     return 1;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Handle TLS GCM packet format. This consists of the last portion of the IV
1348  * followed by the payload and finally the tag. On encrypt generate IV,
1349  * encrypt payload and write the tag. On verify retrieve IV, decrypt payload
1350  * and verify tag.
1351  */
1352
1353 static int aes_gcm_tls_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1354                               const unsigned char *in, size_t len)
1355 {
1356     EVP_AES_GCM_CTX *gctx = ctx->cipher_data;
1357     int rv = -1;
1358     /* Encrypt/decrypt must be performed in place */
1359     if (out != in
1360         || len < (EVP_GCM_TLS_EXPLICIT_IV_LEN + EVP_GCM_TLS_TAG_LEN))
1361         return -1;
1362     /*
1363      * Set IV from start of buffer or generate IV and write to start of
1364      * buffer.
1365      */
1366     if (EVP_CIPHER_CTX_ctrl(ctx, ctx->encrypt ?
1367                             EVP_CTRL_GCM_IV_GEN : EVP_CTRL_GCM_SET_IV_INV,
1368                             EVP_GCM_TLS_EXPLICIT_IV_LEN, out) <= 0)
1369         goto err;
1370     /* Use saved AAD */
1371     if (CRYPTO_gcm128_aad(&gctx->gcm, ctx->buf, gctx->tls_aad_len))
1372         goto err;
1373     /* Fix buffer and length to point to payload */
1374     in += EVP_GCM_TLS_EXPLICIT_IV_LEN;
1375     out += EVP_GCM_TLS_EXPLICIT_IV_LEN;
1376     len -= EVP_GCM_TLS_EXPLICIT_IV_LEN + EVP_GCM_TLS_TAG_LEN;
1377     if (ctx->encrypt) {
1378         /* Encrypt payload */
1379         if (gctx->ctr) {
1380             size_t bulk = 0;
1381 # if defined(AES_GCM_ASM)
1382             if (len >= 32 && AES_GCM_ASM(gctx)) {
1383                 if (CRYPTO_gcm128_encrypt(&gctx->gcm, NULL, NULL, 0))
1384                     return -1;
1385
1386                 bulk = AES_gcm_encrypt(in, out, len,
1387                                        gctx->gcm.key,
1388                                        gctx->gcm.Yi.c, gctx->gcm.Xi.u);
1389                 gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1390             }
1391 # endif
1392             if (CRYPTO_gcm128_encrypt_ctr32(&gctx->gcm,
1393                                             in + bulk,
1394                                             out + bulk,
1395                                             len - bulk, gctx->ctr))
1396                 goto err;
1397         } else {
1398             size_t bulk = 0;
1399 # if defined(AES_GCM_ASM2)
1400             if (len >= 32 && AES_GCM_ASM2(gctx)) {
1401                 if (CRYPTO_gcm128_encrypt(&gctx->gcm, NULL, NULL, 0))
1402                     return -1;
1403
1404                 bulk = AES_gcm_encrypt(in, out, len,
1405                                        gctx->gcm.key,
1406                                        gctx->gcm.Yi.c, gctx->gcm.Xi.u);
1407                 gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1408             }
1409 # endif
1410             if (CRYPTO_gcm128_encrypt(&gctx->gcm,
1411                                       in + bulk, out + bulk, len - bulk))
1412                 goto err;
1413         }
1414         out += len;
1415         /* Finally write tag */
1416         CRYPTO_gcm128_tag(&gctx->gcm, out, EVP_GCM_TLS_TAG_LEN);
1417         rv = len + EVP_GCM_TLS_EXPLICIT_IV_LEN + EVP_GCM_TLS_TAG_LEN;
1418     } else {
1419         /* Decrypt */
1420         if (gctx->ctr) {
1421             size_t bulk = 0;
1422 # if defined(AES_GCM_ASM)
1423             if (len >= 16 && AES_GCM_ASM(gctx)) {
1424                 if (CRYPTO_gcm128_decrypt(&gctx->gcm, NULL, NULL, 0))
1425                     return -1;
1426
1427                 bulk = AES_gcm_decrypt(in, out, len,
1428                                        gctx->gcm.key,
1429                                        gctx->gcm.Yi.c, gctx->gcm.Xi.u);
1430                 gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1431             }
1432 # endif
1433             if (CRYPTO_gcm128_decrypt_ctr32(&gctx->gcm,
1434                                             in + bulk,
1435                                             out + bulk,
1436                                             len - bulk, gctx->ctr))
1437                 goto err;
1438         } else {
1439             size_t bulk = 0;
1440 # if defined(AES_GCM_ASM2)
1441             if (len >= 16 && AES_GCM_ASM2(gctx)) {
1442                 if (CRYPTO_gcm128_decrypt(&gctx->gcm, NULL, NULL, 0))
1443                     return -1;
1444
1445                 bulk = AES_gcm_decrypt(in, out, len,
1446                                        gctx->gcm.key,
1447                                        gctx->gcm.Yi.c, gctx->gcm.Xi.u);
1448                 gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1449             }
1450 # endif
1451             if (CRYPTO_gcm128_decrypt(&gctx->gcm,
1452                                       in + bulk, out + bulk, len - bulk))
1453                 goto err;
1454         }
1455         /* Retrieve tag */
1456         CRYPTO_gcm128_tag(&gctx->gcm, ctx->buf, EVP_GCM_TLS_TAG_LEN);
1457         /* If tag mismatch wipe buffer */
1458         if (memcmp(ctx->buf, in + len, EVP_GCM_TLS_TAG_LEN)) {
1459             OPENSSL_cleanse(out, len);
1460             goto err;
1461         }
1462         rv = len;
1463     }
1464
1465  err:
1466     gctx->iv_set = 0;
1467     gctx->tls_aad_len = -1;
1468     return rv;
1469 }
1470
1471 static int aes_gcm_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1472                           const unsigned char *in, size_t len)
1473 {
1474     EVP_AES_GCM_CTX *gctx = ctx->cipher_data;
1475     /* If not set up, return error */
1476     if (!gctx->key_set)
1477         return -1;
1478
1479     if (gctx->tls_aad_len >= 0)
1480         return aes_gcm_tls_cipher(ctx, out, in, len);
1481
1482     if (!gctx->iv_set)
1483         return -1;
1484     if (in) {
1485         if (out == NULL) {
1486             if (CRYPTO_gcm128_aad(&gctx->gcm, in, len))
1487                 return -1;
1488         } else if (ctx->encrypt) {
1489             if (gctx->ctr) {
1490                 size_t bulk = 0;
1491 # if defined(AES_GCM_ASM)
1492                 if (len >= 32 && AES_GCM_ASM(gctx)) {
1493                     size_t res = (16 - gctx->gcm.mres) % 16;
1494
1495                     if (CRYPTO_gcm128_encrypt(&gctx->gcm, in, out, res))
1496                         return -1;
1497
1498                     bulk = AES_gcm_encrypt(in + res,
1499                                            out + res, len - res,
1500                                            gctx->gcm.key, gctx->gcm.Yi.c,
1501                                            gctx->gcm.Xi.u);
1502                     gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1503                     bulk += res;
1504                 }
1505 # endif
1506                 if (CRYPTO_gcm128_encrypt_ctr32(&gctx->gcm,
1507                                                 in + bulk,
1508                                                 out + bulk,
1509                                                 len - bulk, gctx->ctr))
1510                     return -1;
1511             } else {
1512                 size_t bulk = 0;
1513 # if defined(AES_GCM_ASM2)
1514                 if (len >= 32 && AES_GCM_ASM2(gctx)) {
1515                     size_t res = (16 - gctx->gcm.mres) % 16;
1516
1517                     if (CRYPTO_gcm128_encrypt(&gctx->gcm, in, out, res))
1518                         return -1;
1519
1520                     bulk = AES_gcm_encrypt(in + res,
1521                                            out + res, len - res,
1522                                            gctx->gcm.key, gctx->gcm.Yi.c,
1523                                            gctx->gcm.Xi.u);
1524                     gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1525                     bulk += res;
1526                 }
1527 # endif
1528                 if (CRYPTO_gcm128_encrypt(&gctx->gcm,
1529                                           in + bulk, out + bulk, len - bulk))
1530                     return -1;
1531             }
1532         } else {
1533             if (gctx->ctr) {
1534                 size_t bulk = 0;
1535 # if defined(AES_GCM_ASM)
1536                 if (len >= 16 && AES_GCM_ASM(gctx)) {
1537                     size_t res = (16 - gctx->gcm.mres) % 16;
1538
1539                     if (CRYPTO_gcm128_decrypt(&gctx->gcm, in, out, res))
1540                         return -1;
1541
1542                     bulk = AES_gcm_decrypt(in + res,
1543                                            out + res, len - res,
1544                                            gctx->gcm.key,
1545                                            gctx->gcm.Yi.c, gctx->gcm.Xi.u);
1546                     gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1547                     bulk += res;
1548                 }
1549 # endif
1550                 if (CRYPTO_gcm128_decrypt_ctr32(&gctx->gcm,
1551                                                 in + bulk,
1552                                                 out + bulk,
1553                                                 len - bulk, gctx->ctr))
1554                     return -1;
1555             } else {
1556                 size_t bulk = 0;
1557 # if defined(AES_GCM_ASM2)
1558                 if (len >= 16 && AES_GCM_ASM2(gctx)) {
1559                     size_t res = (16 - gctx->gcm.mres) % 16;
1560
1561                     if (CRYPTO_gcm128_decrypt(&gctx->gcm, in, out, res))
1562                         return -1;
1563
1564                     bulk = AES_gcm_decrypt(in + res,
1565                                            out + res, len - res,
1566                                            gctx->gcm.key,
1567                                            gctx->gcm.Yi.c, gctx->gcm.Xi.u);
1568                     gctx->gcm.len.u[1] += bulk;
1569                     bulk += res;
1570                 }
1571 # endif
1572                 if (CRYPTO_gcm128_decrypt(&gctx->gcm,
1573                                           in + bulk, out + bulk, len - bulk))
1574                     return -1;
1575             }
1576         }
1577         return len;
1578     } else {
1579         if (!ctx->encrypt) {
1580             if (gctx->taglen < 0)
1581                 return -1;
1582             if (CRYPTO_gcm128_finish(&gctx->gcm, ctx->buf, gctx->taglen) != 0)
1583                 return -1;
1584             gctx->iv_set = 0;
1585             return 0;
1586         }
1587         CRYPTO_gcm128_tag(&gctx->gcm, ctx->buf, 16);
1588         gctx->taglen = 16;
1589         /* Don't reuse the IV */
1590         gctx->iv_set = 0;
1591         return 0;
1592     }
1593
1594 }
1595
1596 # define CUSTOM_FLAGS    (EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 \
1597                 | EVP_CIPH_CUSTOM_IV | EVP_CIPH_FLAG_CUSTOM_CIPHER \
1598                 | EVP_CIPH_ALWAYS_CALL_INIT | EVP_CIPH_CTRL_INIT \
1599                 | EVP_CIPH_CUSTOM_COPY)
1600
1601 BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 128, 1, 12, gcm, GCM,
1602                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER |
1603                     CUSTOM_FLAGS)
1604     BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 192, 1, 12, gcm, GCM,
1605                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER |
1606                     CUSTOM_FLAGS)
1607     BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 256, 1, 12, gcm, GCM,
1608                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | EVP_CIPH_FLAG_AEAD_CIPHER |
1609                     CUSTOM_FLAGS)
1610
1611 static int aes_xts_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *c, int type, int arg, void *ptr)
1612 {
1613     EVP_AES_XTS_CTX *xctx = c->cipher_data;
1614     if (type == EVP_CTRL_COPY) {
1615         EVP_CIPHER_CTX *out = ptr;
1616         EVP_AES_XTS_CTX *xctx_out = out->cipher_data;
1617         if (xctx->xts.key1) {
1618             if (xctx->xts.key1 != &xctx->ks1)
1619                 return 0;
1620             xctx_out->xts.key1 = &xctx_out->ks1;
1621         }
1622         if (xctx->xts.key2) {
1623             if (xctx->xts.key2 != &xctx->ks2)
1624                 return 0;
1625             xctx_out->xts.key2 = &xctx_out->ks2;
1626         }
1627         return 1;
1628     } else if (type != EVP_CTRL_INIT)
1629         return -1;
1630     /* key1 and key2 are used as an indicator both key and IV are set */
1631     xctx->xts.key1 = NULL;
1632     xctx->xts.key2 = NULL;
1633     return 1;
1634 }
1635
1636 static int aes_xts_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
1637                             const unsigned char *iv, int enc)
1638 {
1639     EVP_AES_XTS_CTX *xctx = ctx->cipher_data;
1640     if (!iv && !key)
1641         return 1;
1642
1643     if (key)
1644         do {
1645 # ifdef AES_XTS_ASM
1646             xctx->stream = enc ? AES_xts_encrypt : AES_xts_decrypt;
1647 # else
1648             xctx->stream = NULL;
1649 # endif
1650             /* key_len is two AES keys */
1651 # ifdef HWAES_CAPABLE
1652             if (HWAES_CAPABLE) {
1653                 if (enc) {
1654                     HWAES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 4,
1655                                           &xctx->ks1.ks);
1656                     xctx->xts.block1 = (block128_f) HWAES_encrypt;
1657                 } else {
1658                     HWAES_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 4,
1659                                           &xctx->ks1.ks);
1660                     xctx->xts.block1 = (block128_f) HWAES_decrypt;
1661                 }
1662
1663                 HWAES_set_encrypt_key(key + ctx->key_len / 2,
1664                                       ctx->key_len * 4, &xctx->ks2.ks);
1665                 xctx->xts.block2 = (block128_f) HWAES_encrypt;
1666
1667                 xctx->xts.key1 = &xctx->ks1;
1668                 break;
1669             } else
1670 # endif
1671 # ifdef BSAES_CAPABLE
1672             if (BSAES_CAPABLE)
1673                 xctx->stream = enc ? bsaes_xts_encrypt : bsaes_xts_decrypt;
1674             else
1675 # endif
1676 # ifdef VPAES_CAPABLE
1677             if (VPAES_CAPABLE) {
1678                 if (enc) {
1679                     vpaes_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 4,
1680                                           &xctx->ks1.ks);
1681                     xctx->xts.block1 = (block128_f) vpaes_encrypt;
1682                 } else {
1683                     vpaes_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 4,
1684                                           &xctx->ks1.ks);
1685                     xctx->xts.block1 = (block128_f) vpaes_decrypt;
1686                 }
1687
1688                 vpaes_set_encrypt_key(key + ctx->key_len / 2,
1689                                       ctx->key_len * 4, &xctx->ks2.ks);
1690                 xctx->xts.block2 = (block128_f) vpaes_encrypt;
1691
1692                 xctx->xts.key1 = &xctx->ks1;
1693                 break;
1694             } else
1695 # endif
1696                 (void)0;        /* terminate potentially open 'else' */
1697
1698             if (enc) {
1699                 AES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 4, &xctx->ks1.ks);
1700                 xctx->xts.block1 = (block128_f) AES_encrypt;
1701             } else {
1702                 AES_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 4, &xctx->ks1.ks);
1703                 xctx->xts.block1 = (block128_f) AES_decrypt;
1704             }
1705
1706             AES_set_encrypt_key(key + ctx->key_len / 2,
1707                                 ctx->key_len * 4, &xctx->ks2.ks);
1708             xctx->xts.block2 = (block128_f) AES_encrypt;
1709
1710             xctx->xts.key1 = &xctx->ks1;
1711         } while (0);
1712
1713     if (iv) {
1714         xctx->xts.key2 = &xctx->ks2;
1715         memcpy(ctx->iv, iv, 16);
1716     }
1717
1718     return 1;
1719 }
1720
1721 static int aes_xts_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1722                           const unsigned char *in, size_t len)
1723 {
1724     EVP_AES_XTS_CTX *xctx = ctx->cipher_data;
1725     if (!xctx->xts.key1 || !xctx->xts.key2)
1726         return 0;
1727     if (!out || !in || len < AES_BLOCK_SIZE)
1728         return 0;
1729     if (xctx->stream)
1730         (*xctx->stream) (in, out, len,
1731                          xctx->xts.key1, xctx->xts.key2, ctx->iv);
1732     else if (CRYPTO_xts128_encrypt(&xctx->xts, ctx->iv, in, out, len,
1733                                    ctx->encrypt))
1734         return 0;
1735     return 1;
1736 }
1737
1738 # define aes_xts_cleanup NULL
1739
1740 # define XTS_FLAGS       (EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1 | EVP_CIPH_CUSTOM_IV \
1741                          | EVP_CIPH_ALWAYS_CALL_INIT | EVP_CIPH_CTRL_INIT \
1742                          | EVP_CIPH_CUSTOM_COPY)
1743
1744 BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 128, 1, 16, xts, XTS,
1745                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | XTS_FLAGS)
1746     BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 256, 1, 16, xts, XTS,
1747                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | XTS_FLAGS)
1748
1749 static int aes_ccm_ctrl(EVP_CIPHER_CTX *c, int type, int arg, void *ptr)
1750 {
1751     EVP_AES_CCM_CTX *cctx = c->cipher_data;
1752     switch (type) {
1753     case EVP_CTRL_INIT:
1754         cctx->key_set = 0;
1755         cctx->iv_set = 0;
1756         cctx->L = 8;
1757         cctx->M = 12;
1758         cctx->tag_set = 0;
1759         cctx->len_set = 0;
1760         return 1;
1761
1762     case EVP_CTRL_CCM_SET_IVLEN:
1763         arg = 15 - arg;
1764     case EVP_CTRL_CCM_SET_L:
1765         if (arg < 2 || arg > 8)
1766             return 0;
1767         cctx->L = arg;
1768         return 1;
1769
1770     case EVP_CTRL_CCM_SET_TAG:
1771         if ((arg & 1) || arg < 4 || arg > 16)
1772             return 0;
1773         if ((c->encrypt && ptr) || (!c->encrypt && !ptr))
1774             return 0;
1775         if (ptr) {
1776             cctx->tag_set = 1;
1777             memcpy(c->buf, ptr, arg);
1778         }
1779         cctx->M = arg;
1780         return 1;
1781
1782     case EVP_CTRL_CCM_GET_TAG:
1783         if (!c->encrypt || !cctx->tag_set)
1784             return 0;
1785         if (!CRYPTO_ccm128_tag(&cctx->ccm, ptr, (size_t)arg))
1786             return 0;
1787         cctx->tag_set = 0;
1788         cctx->iv_set = 0;
1789         cctx->len_set = 0;
1790         return 1;
1791
1792     case EVP_CTRL_COPY:
1793         {
1794             EVP_CIPHER_CTX *out = ptr;
1795             EVP_AES_CCM_CTX *cctx_out = out->cipher_data;
1796             if (cctx->ccm.key) {
1797                 if (cctx->ccm.key != &cctx->ks)
1798                     return 0;
1799                 cctx_out->ccm.key = &cctx_out->ks;
1800             }
1801             return 1;
1802         }
1803
1804     default:
1805         return -1;
1806
1807     }
1808 }
1809
1810 static int aes_ccm_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
1811                             const unsigned char *iv, int enc)
1812 {
1813     EVP_AES_CCM_CTX *cctx = ctx->cipher_data;
1814     if (!iv && !key)
1815         return 1;
1816     if (key)
1817         do {
1818 # ifdef HWAES_CAPABLE
1819             if (HWAES_CAPABLE) {
1820                 HWAES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &cctx->ks.ks);
1821
1822                 CRYPTO_ccm128_init(&cctx->ccm, cctx->M, cctx->L,
1823                                    &cctx->ks, (block128_f) HWAES_encrypt);
1824                 cctx->str = NULL;
1825                 cctx->key_set = 1;
1826                 break;
1827             } else
1828 # endif
1829 # ifdef VPAES_CAPABLE
1830             if (VPAES_CAPABLE) {
1831                 vpaes_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &cctx->ks.ks);
1832                 CRYPTO_ccm128_init(&cctx->ccm, cctx->M, cctx->L,
1833                                    &cctx->ks, (block128_f) vpaes_encrypt);
1834                 cctx->str = NULL;
1835                 cctx->key_set = 1;
1836                 break;
1837             }
1838 # endif
1839             AES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &cctx->ks.ks);
1840             CRYPTO_ccm128_init(&cctx->ccm, cctx->M, cctx->L,
1841                                &cctx->ks, (block128_f) AES_encrypt);
1842             cctx->str = NULL;
1843             cctx->key_set = 1;
1844         } while (0);
1845     if (iv) {
1846         memcpy(ctx->iv, iv, 15 - cctx->L);
1847         cctx->iv_set = 1;
1848     }
1849     return 1;
1850 }
1851
1852 static int aes_ccm_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1853                           const unsigned char *in, size_t len)
1854 {
1855     EVP_AES_CCM_CTX *cctx = ctx->cipher_data;
1856     CCM128_CONTEXT *ccm = &cctx->ccm;
1857     /* If not set up, return error */
1858     if (!cctx->iv_set && !cctx->key_set)
1859         return -1;
1860     if (!ctx->encrypt && !cctx->tag_set)
1861         return -1;
1862     if (!out) {
1863         if (!in) {
1864             if (CRYPTO_ccm128_setiv(ccm, ctx->iv, 15 - cctx->L, len))
1865                 return -1;
1866             cctx->len_set = 1;
1867             return len;
1868         }
1869         /* If have AAD need message length */
1870         if (!cctx->len_set && len)
1871             return -1;
1872         CRYPTO_ccm128_aad(ccm, in, len);
1873         return len;
1874     }
1875     /* EVP_*Final() doesn't return any data */
1876     if (!in)
1877         return 0;
1878     /* If not set length yet do it */
1879     if (!cctx->len_set) {
1880         if (CRYPTO_ccm128_setiv(ccm, ctx->iv, 15 - cctx->L, len))
1881             return -1;
1882         cctx->len_set = 1;
1883     }
1884     if (ctx->encrypt) {
1885         if (cctx->str ? CRYPTO_ccm128_encrypt_ccm64(ccm, in, out, len,
1886                                                     cctx->str) :
1887             CRYPTO_ccm128_encrypt(ccm, in, out, len))
1888             return -1;
1889         cctx->tag_set = 1;
1890         return len;
1891     } else {
1892         int rv = -1;
1893         if (cctx->str ? !CRYPTO_ccm128_decrypt_ccm64(ccm, in, out, len,
1894                                                      cctx->str) :
1895             !CRYPTO_ccm128_decrypt(ccm, in, out, len)) {
1896             unsigned char tag[16];
1897             if (CRYPTO_ccm128_tag(ccm, tag, cctx->M)) {
1898                 if (!memcmp(tag, ctx->buf, cctx->M))
1899                     rv = len;
1900             }
1901         }
1902         if (rv == -1)
1903             OPENSSL_cleanse(out, len);
1904         cctx->iv_set = 0;
1905         cctx->tag_set = 0;
1906         cctx->len_set = 0;
1907         return rv;
1908     }
1909
1910 }
1911
1912 # define aes_ccm_cleanup NULL
1913
1914 BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 128, 1, 12, ccm, CCM,
1915                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | CUSTOM_FLAGS)
1916     BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 192, 1, 12, ccm, CCM,
1917                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | CUSTOM_FLAGS)
1918     BLOCK_CIPHER_custom(NID_aes, 256, 1, 12, ccm, CCM,
1919                     EVP_CIPH_FLAG_FIPS | CUSTOM_FLAGS)
1920 #endif
1921 typedef struct {
1922     union {
1923         double align;
1924         AES_KEY ks;
1925     } ks;
1926     /* Indicates if IV has been set */
1927     unsigned char *iv;
1928 } EVP_AES_WRAP_CTX;
1929
1930 static int aes_wrap_init_key(EVP_CIPHER_CTX *ctx, const unsigned char *key,
1931                              const unsigned char *iv, int enc)
1932 {
1933     EVP_AES_WRAP_CTX *wctx = ctx->cipher_data;
1934     if (!iv && !key)
1935         return 1;
1936     if (key) {
1937         if (ctx->encrypt)
1938             AES_set_encrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &wctx->ks.ks);
1939         else
1940             AES_set_decrypt_key(key, ctx->key_len * 8, &wctx->ks.ks);
1941         if (!iv)
1942             wctx->iv = NULL;
1943     }
1944     if (iv) {
1945         memcpy(ctx->iv, iv, 8);
1946         wctx->iv = ctx->iv;
1947     }
1948     return 1;
1949 }
1950
1951 static int aes_wrap_cipher(EVP_CIPHER_CTX *ctx, unsigned char *out,
1952                            const unsigned char *in, size_t inlen)
1953 {
1954     EVP_AES_WRAP_CTX *wctx = ctx->cipher_data;
1955     size_t rv;
1956     if (!in)
1957         return 0;
1958     if (inlen % 8)
1959         return -1;
1960     if (ctx->encrypt && inlen < 8)
1961         return -1;
1962     if (!ctx->encrypt && inlen < 16)
1963         return -1;
1964     if (!out) {
1965         if (ctx->encrypt)
1966             return inlen + 8;
1967         else
1968             return inlen - 8;
1969     }
1970     if (ctx->encrypt)
1971         rv = CRYPTO_128_wrap(&wctx->ks.ks, wctx->iv, out, in, inlen,
1972                              (block128_f) AES_encrypt);
1973     else
1974         rv = CRYPTO_128_unwrap(&wctx->ks.ks, wctx->iv, out, in, inlen,
1975                                (block128_f) AES_decrypt);
1976     return rv ? (int)rv : -1;
1977 }
1978
1979 #define WRAP_FLAGS      (EVP_CIPH_WRAP_MODE \
1980                 | EVP_CIPH_CUSTOM_IV | EVP_CIPH_FLAG_CUSTOM_CIPHER \
1981                 | EVP_CIPH_ALWAYS_CALL_INIT | EVP_CIPH_FLAG_DEFAULT_ASN1)
1982
1983 static const EVP_CIPHER aes_128_wrap = {
1984     NID_id_aes128_wrap,
1985     8, 16, 8, WRAP_FLAGS,
1986     aes_wrap_init_key, aes_wrap_cipher,
1987     NULL,
1988     sizeof(EVP_AES_WRAP_CTX),
1989     NULL, NULL, NULL, NULL
1990 };
1991
1992 const EVP_CIPHER *EVP_aes_128_wrap(void)
1993 {
1994     return &aes_128_wrap;
1995 }
1996
1997 static const EVP_CIPHER aes_192_wrap = {
1998     NID_id_aes192_wrap,
1999     8, 24, 8, WRAP_FLAGS,
2000     aes_wrap_init_key, aes_wrap_cipher,
2001     NULL,
2002     sizeof(EVP_AES_WRAP_CTX),
2003     NULL, NULL, NULL, NULL
2004 };
2005
2006 const EVP_CIPHER *EVP_aes_192_wrap(void)
2007 {
2008     return &aes_192_wrap;
2009 }
2010
2011 static const EVP_CIPHER aes_256_wrap = {
2012     NID_id_aes256_wrap,
2013     8, 32, 8, WRAP_FLAGS,
2014     aes_wrap_init_key, aes_wrap_cipher,
2015     NULL,
2016     sizeof(EVP_AES_WRAP_CTX),
2017     NULL, NULL, NULL, NULL
2018 };
2019
2020 const EVP_CIPHER *EVP_aes_256_wrap(void)
2021 {
2022     return &aes_256_wrap;
2023 }