Linux加密框架 crypto算法模板以及CBC算法模板实例

参考链接

Linux加密框架中的主要数据结构（四）_家有一希的博客-CSDN博客
algapi.h - include/crypto/algapi.h - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin

struct crypto_instance {struct crypto_alg alg;struct crypto_template *tmpl;union {/* Node in list of instances after registration. */struct hlist_node list;/* List of attached spawns before registration. */struct crypto_spawn *spawns;};void *__ctx[] CRYPTO_MINALIGN_ATTR;
};

算法模板实例数据结构 crypto_instance各成员变量含义如下所示：

1)alg：算法模板实例对应的算法说明
- Linux加密框架crypto crypto_alg|cipher_alg数据结构|AES例子_CHYabc123456hh的博客-CSDN博客
2)tmpl：算法模板实例使用的算法模板
- algapi.h - include/crypto/algapi.h - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin
3)list：算法模板实例在算法模板的实例哈希链表中对应的节点。
- 注册后实例列表中的节点。
spawns:注册前的附加生成列表。
- algapi.h - include/crypto/algapi.h - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin
4)__ctx：算法模板实例的上下文。

例子

由算法模板实例数据结构定义，算法模板实例也是一种算法，如分组算法根据算法模板（如CBC模式）创建的块加密算法。
CBC算法模板的创建实例接口为crypto_cbc_alloc，输入参数为创建CBC算法模板实例的参数tb，返回值为新创建的算法模板实例。
crypto_cbc_alloc函数创建CBC算法模板流程如下所示
上面参考链接的内容，如下，但是在目前较为新的版本中 v5.15.11已经不再使用了

在这里插入图片描述

根据上述流程进行推导
无论是通过alloc接口还是create接口创建算法模板实例，输入参数tb为创建算法模板实例的相关参数，至少包括算法类型及屏蔽位（tb[0]）和基础算法的算法名（tb[1]）。每个参数都是TLV格式，类型T有CRYPTOA_TYPE（算法类型）、CRYPTOA_ALG（基础算法名）、CRYPTOA_U32等多种类型，而每种类型的参数值不同，因此接口输入参数tb的数据类型struct rtattr只包括rta_len和rta_type两个成员变量，分别对应着TLV结构的L和T，参数值数据结构根据参数类型定义。
参数类型为CRYPTOA_TYPE时，算法类型TLV结构（即tb[0]）如下所示，通过函数crypto_get_attr_type可以获取算法类型和屏蔽位。

/* Generic structure for encapsulation of optional route information.It is reminiscent of sockaddr, but with sa_family replacedwith attribute type.*/struct rtattr {unsigned short	rta_len;unsigned short	rta_type;
};

Linux加密框架 crypto 算法模板_CHYabc123456hh的博客-CSDN博客
首先调用 crypto_attr_type

其中 crypto_attr_type 显示如下，包含type和mask
crypto_attr_type返回的类型是 RTA_DATA(rta)，
其中RTA_DATA 定义如下，返回的是void*指向一块内存区域，这个内存区域使用的时候可以转型为crypto_attr_type的结构
#define RTA_DATA(rta) ((void*)(((char*)(rta)) + RTA_LENGTH(0)))
#define RTA_LENGTH(len) (RTA_ALIGN(sizeof(struct rtattr)) + (len))

struct crypto_attr_type {u32 type;u32 mask;
};

Linux加密框架 crypto 算法模板_CHYabc123456hh的博客-CSDN博客

算法类型TLV结构

参数类型为CRYPTOA_ALG时，基础算法名TLV结构（即tb[1]）如下所示，通过函数crypto_attr_alg_name获取基础算法名

crypto_template结构体内部的 create函数，需要输入 crypto_template模板名字和rtattr类型(rta_len 和 rta_type )进行创建
crypto_spawn
- list: 在基础算法的用户链表users中的链表节点
- alg: 关联的基础算法
- frontend: 关联的算法实例前端，即算法类型常量
- mask: 算法的类型屏蔽位
crypto_type

例子
Linux加密框架 crypto 算法模板 CBC模板举例_CHYabc123456hh的博客-CSDN博客

/*** skcipher_alloc_instance_simple - allocate instance of simple block cipher mode** Allocate an skcipher_instance for a simple block cipher mode of operation,* e.g. cbc or ecb.  The instance context will have just a single crypto_spawn,* that for the underlying cipher.  The {min,max}_keysize, ivsize, blocksize,* alignmask, and priority are set from the underlying cipher but can be* overridden if needed.  The tfm context defaults to skcipher_ctx_simple, and* default ->setkey(), ->init(), and ->exit() methods are installed.** @tmpl: the template being instantiated* @tb: the template parameters** Return: a pointer to the new instance, or an ERR_PTR().  The caller still*	   needs to register the instance.*/struct skcipher_instance *skcipher_alloc_instance_simple(struct crypto_template *tmpl, struct rtattr **tb)
{u32 mask;struct skcipher_instance *inst;struct crypto_cipher_spawn *spawn;struct crypto_alg *cipher_alg;int err;err = crypto_check_attr_type(tb, CRYPTO_ALG_TYPE_SKCIPHER, &mask);if (err)return ERR_PTR(err);inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);if (!inst)return ERR_PTR(-ENOMEM);spawn = skcipher_instance_ctx(inst);err = crypto_grab_cipher(spawn, skcipher_crypto_instance(inst),crypto_attr_alg_name(tb[1]), 0, mask);if (err)goto err_free_inst;cipher_alg = crypto_spawn_cipher_alg(spawn);err = crypto_inst_setname(skcipher_crypto_instance(inst), tmpl->name,cipher_alg);if (err)goto err_free_inst;inst->free = skcipher_free_instance_simple;/* Default algorithm properties, can be overridden */inst->alg.base.cra_blocksize = cipher_alg->cra_blocksize;inst->alg.base.cra_alignmask = cipher_alg->cra_alignmask;inst->alg.base.cra_priority = cipher_alg->cra_priority;inst->alg.min_keysize = cipher_alg->cra_cipher.cia_min_keysize;inst->alg.max_keysize = cipher_alg->cra_cipher.cia_max_keysize;inst->alg.ivsize = cipher_alg->cra_blocksize;/* Use skcipher_ctx_simple by default, can be overridden */inst->alg.base.cra_ctxsize = sizeof(struct skcipher_ctx_simple);inst->alg.setkey = skcipher_setkey_simple;inst->alg.init = skcipher_init_tfm_simple;inst->alg.exit = skcipher_exit_tfm_simple;return inst;err_free_inst:skcipher_free_instance_simple(inst);return ERR_PTR(err);
}

	inst = kzalloc(sizeof(*inst) + sizeof(*spawn), GFP_KERNEL);

其中，*spawn的类型是crypto_cipher_spawn，参见代码：crypto_cipher_spawn是在crypto_spawn的基础上是进一步封装

struct crypto_cipher_spawn {struct crypto_spawn base;
};

回到参考链接中
Linux加密框架中的主要数据结构（四）_家有一希的博客-CSDN博客
head为0，表示算法模板实例前不预留空间
spawn = skcipher_instance_ctx(inst)
skcipher.h - include/crypto/internal/skcipher.h - Linux source code (v5.15.11) - Bootlin