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49
50
51#include <crypto/gf128mul.h>
52#include <linux/kernel.h>
53#include <linux/module.h>
54#include <linux/slab.h>
55
56#define gf128mul_dat(q) { \
57 q(0x00), q(0x01), q(0x02), q(0x03), q(0x04), q(0x05), q(0x06), q(0x07),\
58 q(0x08), q(0x09), q(0x0a), q(0x0b), q(0x0c), q(0x0d), q(0x0e), q(0x0f),\
59 q(0x10), q(0x11), q(0x12), q(0x13), q(0x14), q(0x15), q(0x16), q(0x17),\
60 q(0x18), q(0x19), q(0x1a), q(0x1b), q(0x1c), q(0x1d), q(0x1e), q(0x1f),\
61 q(0x20), q(0x21), q(0x22), q(0x23), q(0x24), q(0x25), q(0x26), q(0x27),\
62 q(0x28), q(0x29), q(0x2a), q(0x2b), q(0x2c), q(0x2d), q(0x2e), q(0x2f),\
63 q(0x30), q(0x31), q(0x32), q(0x33), q(0x34), q(0x35), q(0x36), q(0x37),\
64 q(0x38), q(0x39), q(0x3a), q(0x3b), q(0x3c), q(0x3d), q(0x3e), q(0x3f),\
65 q(0x40), q(0x41), q(0x42), q(0x43), q(0x44), q(0x45), q(0x46), q(0x47),\
66 q(0x48), q(0x49), q(0x4a), q(0x4b), q(0x4c), q(0x4d), q(0x4e), q(0x4f),\
67 q(0x50), q(0x51), q(0x52), q(0x53), q(0x54), q(0x55), q(0x56), q(0x57),\
68 q(0x58), q(0x59), q(0x5a), q(0x5b), q(0x5c), q(0x5d), q(0x5e), q(0x5f),\
69 q(0x60), q(0x61), q(0x62), q(0x63), q(0x64), q(0x65), q(0x66), q(0x67),\
70 q(0x68), q(0x69), q(0x6a), q(0x6b), q(0x6c), q(0x6d), q(0x6e), q(0x6f),\
71 q(0x70), q(0x71), q(0x72), q(0x73), q(0x74), q(0x75), q(0x76), q(0x77),\
72 q(0x78), q(0x79), q(0x7a), q(0x7b), q(0x7c), q(0x7d), q(0x7e), q(0x7f),\
73 q(0x80), q(0x81), q(0x82), q(0x83), q(0x84), q(0x85), q(0x86), q(0x87),\
74 q(0x88), q(0x89), q(0x8a), q(0x8b), q(0x8c), q(0x8d), q(0x8e), q(0x8f),\
75 q(0x90), q(0x91), q(0x92), q(0x93), q(0x94), q(0x95), q(0x96), q(0x97),\
76 q(0x98), q(0x99), q(0x9a), q(0x9b), q(0x9c), q(0x9d), q(0x9e), q(0x9f),\
77 q(0xa0), q(0xa1), q(0xa2), q(0xa3), q(0xa4), q(0xa5), q(0xa6), q(0xa7),\
78 q(0xa8), q(0xa9), q(0xaa), q(0xab), q(0xac), q(0xad), q(0xae), q(0xaf),\
79 q(0xb0), q(0xb1), q(0xb2), q(0xb3), q(0xb4), q(0xb5), q(0xb6), q(0xb7),\
80 q(0xb8), q(0xb9), q(0xba), q(0xbb), q(0xbc), q(0xbd), q(0xbe), q(0xbf),\
81 q(0xc0), q(0xc1), q(0xc2), q(0xc3), q(0xc4), q(0xc5), q(0xc6), q(0xc7),\
82 q(0xc8), q(0xc9), q(0xca), q(0xcb), q(0xcc), q(0xcd), q(0xce), q(0xcf),\
83 q(0xd0), q(0xd1), q(0xd2), q(0xd3), q(0xd4), q(0xd5), q(0xd6), q(0xd7),\
84 q(0xd8), q(0xd9), q(0xda), q(0xdb), q(0xdc), q(0xdd), q(0xde), q(0xdf),\
85 q(0xe0), q(0xe1), q(0xe2), q(0xe3), q(0xe4), q(0xe5), q(0xe6), q(0xe7),\
86 q(0xe8), q(0xe9), q(0xea), q(0xeb), q(0xec), q(0xed), q(0xee), q(0xef),\
87 q(0xf0), q(0xf1), q(0xf2), q(0xf3), q(0xf4), q(0xf5), q(0xf6), q(0xf7),\
88 q(0xf8), q(0xf9), q(0xfa), q(0xfb), q(0xfc), q(0xfd), q(0xfe), q(0xff) \
89}
90
91
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97
98
99
100#define xx(p, q) 0x##p##q
101
102#define xda_bbe(i) ( \
103 (i & 0x80 ? xx(43, 80) : 0) ^ (i & 0x40 ? xx(21, c0) : 0) ^ \
104 (i & 0x20 ? xx(10, e0) : 0) ^ (i & 0x10 ? xx(08, 70) : 0) ^ \
105 (i & 0x08 ? xx(04, 38) : 0) ^ (i & 0x04 ? xx(02, 1c) : 0) ^ \
106 (i & 0x02 ? xx(01, 0e) : 0) ^ (i & 0x01 ? xx(00, 87) : 0) \
107)
108
109#define xda_lle(i) ( \
110 (i & 0x80 ? xx(e1, 00) : 0) ^ (i & 0x40 ? xx(70, 80) : 0) ^ \
111 (i & 0x20 ? xx(38, 40) : 0) ^ (i & 0x10 ? xx(1c, 20) : 0) ^ \
112 (i & 0x08 ? xx(0e, 10) : 0) ^ (i & 0x04 ? xx(07, 08) : 0) ^ \
113 (i & 0x02 ? xx(03, 84) : 0) ^ (i & 0x01 ? xx(01, c2) : 0) \
114)
115
116static const u16 gf128mul_table_lle[256] = gf128mul_dat(xda_lle);
117static const u16 gf128mul_table_bbe[256] = gf128mul_dat(xda_bbe);
118
119
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121
122
123
124
125static void gf128mul_x_lle(be128 *r, const be128 *x)
126{
127 u64 a = be64_to_cpu(x->a);
128 u64 b = be64_to_cpu(x->b);
129 u64 _tt = gf128mul_table_lle[(b << 7) & 0xff];
130
131 r->b = cpu_to_be64((b >> 1) | (a << 63));
132 r->a = cpu_to_be64((a >> 1) ^ (_tt << 48));
133}
134
135static void gf128mul_x_bbe(be128 *r, const be128 *x)
136{
137 u64 a = be64_to_cpu(x->a);
138 u64 b = be64_to_cpu(x->b);
139 u64 _tt = gf128mul_table_bbe[a >> 63];
140
141 r->a = cpu_to_be64((a << 1) | (b >> 63));
142 r->b = cpu_to_be64((b << 1) ^ _tt);
143}
144
145void gf128mul_x_ble(be128 *r, const be128 *x)
146{
147 u64 a = le64_to_cpu(x->a);
148 u64 b = le64_to_cpu(x->b);
149 u64 _tt = gf128mul_table_bbe[b >> 63];
150
151 r->a = cpu_to_le64((a << 1) ^ _tt);
152 r->b = cpu_to_le64((b << 1) | (a >> 63));
153}
154EXPORT_SYMBOL(gf128mul_x_ble);
155
156static void gf128mul_x8_lle(be128 *x)
157{
158 u64 a = be64_to_cpu(x->a);
159 u64 b = be64_to_cpu(x->b);
160 u64 _tt = gf128mul_table_lle[b & 0xff];
161
162 x->b = cpu_to_be64((b >> 8) | (a << 56));
163 x->a = cpu_to_be64((a >> 8) ^ (_tt << 48));
164}
165
166static void gf128mul_x8_bbe(be128 *x)
167{
168 u64 a = be64_to_cpu(x->a);
169 u64 b = be64_to_cpu(x->b);
170 u64 _tt = gf128mul_table_bbe[a >> 56];
171
172 x->a = cpu_to_be64((a << 8) | (b >> 56));
173 x->b = cpu_to_be64((b << 8) ^ _tt);
174}
175
176void gf128mul_lle(be128 *r, const be128 *b)
177{
178 be128 p[8];
179 int i;
180
181 p[0] = *r;
182 for (i = 0; i < 7; ++i)
183 gf128mul_x_lle(&p[i + 1], &p[i]);
184
185 memset(r, 0, sizeof(r));
186 for (i = 0;;) {
187 u8 ch = ((u8 *)b)[15 - i];
188
189 if (ch & 0x80)
190 be128_xor(r, r, &p[0]);
191 if (ch & 0x40)
192 be128_xor(r, r, &p[1]);
193 if (ch & 0x20)
194 be128_xor(r, r, &p[2]);
195 if (ch & 0x10)
196 be128_xor(r, r, &p[3]);
197 if (ch & 0x08)
198 be128_xor(r, r, &p[4]);
199 if (ch & 0x04)
200 be128_xor(r, r, &p[5]);
201 if (ch & 0x02)
202 be128_xor(r, r, &p[6]);
203 if (ch & 0x01)
204 be128_xor(r, r, &p[7]);
205
206 if (++i >= 16)
207 break;
208
209 gf128mul_x8_lle(r);
210 }
211}
212EXPORT_SYMBOL(gf128mul_lle);
213
214void gf128mul_bbe(be128 *r, const be128 *b)
215{
216 be128 p[8];
217 int i;
218
219 p[0] = *r;
220 for (i = 0; i < 7; ++i)
221 gf128mul_x_bbe(&p[i + 1], &p[i]);
222
223 memset(r, 0, sizeof(r));
224 for (i = 0;;) {
225 u8 ch = ((u8 *)b)[i];
226
227 if (ch & 0x80)
228 be128_xor(r, r, &p[7]);
229 if (ch & 0x40)
230 be128_xor(r, r, &p[6]);
231 if (ch & 0x20)
232 be128_xor(r, r, &p[5]);
233 if (ch & 0x10)
234 be128_xor(r, r, &p[4]);
235 if (ch & 0x08)
236 be128_xor(r, r, &p[3]);
237 if (ch & 0x04)
238 be128_xor(r, r, &p[2]);
239 if (ch & 0x02)
240 be128_xor(r, r, &p[1]);
241 if (ch & 0x01)
242 be128_xor(r, r, &p[0]);
243
244 if (++i >= 16)
245 break;
246
247 gf128mul_x8_bbe(r);
248 }
249}
250EXPORT_SYMBOL(gf128mul_bbe);
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266struct gf128mul_64k *gf128mul_init_64k_lle(const be128 *g)
267{
268 struct gf128mul_64k *t;
269 int i, j, k;
270
271 t = kzalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
272 if (!t)
273 goto out;
274
275 for (i = 0; i < 16; i++) {
276 t->t[i] = kzalloc(sizeof(*t->t[i]), GFP_KERNEL);
277 if (!t->t[i]) {
278 gf128mul_free_64k(t);
279 t = NULL;
280 goto out;
281 }
282 }
283
284 t->t[0]->t[128] = *g;
285 for (j = 64; j > 0; j >>= 1)
286 gf128mul_x_lle(&t->t[0]->t[j], &t->t[0]->t[j + j]);
287
288 for (i = 0;;) {
289 for (j = 2; j < 256; j += j)
290 for (k = 1; k < j; ++k)
291 be128_xor(&t->t[i]->t[j + k],
292 &t->t[i]->t[j], &t->t[i]->t[k]);
293
294 if (++i >= 16)
295 break;
296
297 for (j = 128; j > 0; j >>= 1) {
298 t->t[i]->t[j] = t->t[i - 1]->t[j];
299 gf128mul_x8_lle(&t->t[i]->t[j]);
300 }
301 }
302
303out:
304 return t;
305}
306EXPORT_SYMBOL(gf128mul_init_64k_lle);
307
308struct gf128mul_64k *gf128mul_init_64k_bbe(const be128 *g)
309{
310 struct gf128mul_64k *t;
311 int i, j, k;
312
313 t = kzalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
314 if (!t)
315 goto out;
316
317 for (i = 0; i < 16; i++) {
318 t->t[i] = kzalloc(sizeof(*t->t[i]), GFP_KERNEL);
319 if (!t->t[i]) {
320 gf128mul_free_64k(t);
321 t = NULL;
322 goto out;
323 }
324 }
325
326 t->t[0]->t[1] = *g;
327 for (j = 1; j <= 64; j <<= 1)
328 gf128mul_x_bbe(&t->t[0]->t[j + j], &t->t[0]->t[j]);
329
330 for (i = 0;;) {
331 for (j = 2; j < 256; j += j)
332 for (k = 1; k < j; ++k)
333 be128_xor(&t->t[i]->t[j + k],
334 &t->t[i]->t[j], &t->t[i]->t[k]);
335
336 if (++i >= 16)
337 break;
338
339 for (j = 128; j > 0; j >>= 1) {
340 t->t[i]->t[j] = t->t[i - 1]->t[j];
341 gf128mul_x8_bbe(&t->t[i]->t[j]);
342 }
343 }
344
345out:
346 return t;
347}
348EXPORT_SYMBOL(gf128mul_init_64k_bbe);
349
350void gf128mul_free_64k(struct gf128mul_64k *t)
351{
352 int i;
353
354 for (i = 0; i < 16; i++)
355 kfree(t->t[i]);
356 kfree(t);
357}
358EXPORT_SYMBOL(gf128mul_free_64k);
359
360void gf128mul_64k_lle(be128 *a, struct gf128mul_64k *t)
361{
362 u8 *ap = (u8 *)a;
363 be128 r[1];
364 int i;
365
366 *r = t->t[0]->t[ap[0]];
367 for (i = 1; i < 16; ++i)
368 be128_xor(r, r, &t->t[i]->t[ap[i]]);
369 *a = *r;
370}
371EXPORT_SYMBOL(gf128mul_64k_lle);
372
373void gf128mul_64k_bbe(be128 *a, struct gf128mul_64k *t)
374{
375 u8 *ap = (u8 *)a;
376 be128 r[1];
377 int i;
378
379 *r = t->t[0]->t[ap[15]];
380 for (i = 1; i < 16; ++i)
381 be128_xor(r, r, &t->t[i]->t[ap[15 - i]]);
382 *a = *r;
383}
384EXPORT_SYMBOL(gf128mul_64k_bbe);
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402struct gf128mul_4k *gf128mul_init_4k_lle(const be128 *g)
403{
404 struct gf128mul_4k *t;
405 int j, k;
406
407 t = kzalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
408 if (!t)
409 goto out;
410
411 t->t[128] = *g;
412 for (j = 64; j > 0; j >>= 1)
413 gf128mul_x_lle(&t->t[j], &t->t[j+j]);
414
415 for (j = 2; j < 256; j += j)
416 for (k = 1; k < j; ++k)
417 be128_xor(&t->t[j + k], &t->t[j], &t->t[k]);
418
419out:
420 return t;
421}
422EXPORT_SYMBOL(gf128mul_init_4k_lle);
423
424struct gf128mul_4k *gf128mul_init_4k_bbe(const be128 *g)
425{
426 struct gf128mul_4k *t;
427 int j, k;
428
429 t = kzalloc(sizeof(*t), GFP_KERNEL);
430 if (!t)
431 goto out;
432
433 t->t[1] = *g;
434 for (j = 1; j <= 64; j <<= 1)
435 gf128mul_x_bbe(&t->t[j + j], &t->t[j]);
436
437 for (j = 2; j < 256; j += j)
438 for (k = 1; k < j; ++k)
439 be128_xor(&t->t[j + k], &t->t[j], &t->t[k]);
440
441out:
442 return t;
443}
444EXPORT_SYMBOL(gf128mul_init_4k_bbe);
445
446void gf128mul_4k_lle(be128 *a, struct gf128mul_4k *t)
447{
448 u8 *ap = (u8 *)a;
449 be128 r[1];
450 int i = 15;
451
452 *r = t->t[ap[15]];
453 while (i--) {
454 gf128mul_x8_lle(r);
455 be128_xor(r, r, &t->t[ap[i]]);
456 }
457 *a = *r;
458}
459EXPORT_SYMBOL(gf128mul_4k_lle);
460
461void gf128mul_4k_bbe(be128 *a, struct gf128mul_4k *t)
462{
463 u8 *ap = (u8 *)a;
464 be128 r[1];
465 int i = 0;
466
467 *r = t->t[ap[0]];
468 while (++i < 16) {
469 gf128mul_x8_bbe(r);
470 be128_xor(r, r, &t->t[ap[i]]);
471 }
472 *a = *r;
473}
474EXPORT_SYMBOL(gf128mul_4k_bbe);
475
476MODULE_LICENSE("GPL");
477MODULE_DESCRIPTION("Functions for multiplying elements of GF(2^128)");
478