drivers/crypto/allwinner/sun8i-ce/sun8i-ce-cipher.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * sun8i-ce-cipher.c - hardware cryptographic offloader for
   4  * Allwinner H3/A64/H5/H2+/H6/R40 SoC
   5  *
   6  * Copyright (C) 2016-2019 Corentin LABBE <clabbe.montjoie@gmail.com>
   7  *
   8  * This file add support for AES cipher with 128,192,256 bits keysize in
   9  * CBC and ECB mode.
  10  *
  11  * You could find a link for the datasheet in Documentation/arm/sunxi/README
  12  */
  13
  14 #include <linux/crypto.h>
  15 #include <linux/dma-mapping.h>
  16 #include <linux/io.h>
  17 #include <linux/pm_runtime.h>
  18 #include <crypto/scatterwalk.h>
  19 #include <crypto/internal/des.h>
  20 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  21 #include "sun8i-ce.h"
  22
  23 static int sun8i_ce_cipher_need_fallback(struct skcipher_request *areq)
  24 {
  25         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  26         struct scatterlist *sg;
  27
  28         if (sg_nents(areq->src) > MAX_SG || sg_nents(areq->dst) > MAX_SG)
  29                 return true;
  30
  31         if (areq->cryptlen < crypto_skcipher_ivsize(tfm))
  32                 return true;
  33
  34         if (areq->cryptlen == 0 || areq->cryptlen % 16)
  35                 return true;
  36
  37         sg = areq->src;
  38         while (sg) {
  39                 if (sg->length % 4 || !IS_ALIGNED(sg->offset, sizeof(u32)))
  40                         return true;
  41                 sg = sg_next(sg);
  42         }
  43         sg = areq->dst;
  44         while (sg) {
  45                 if (sg->length % 4 || !IS_ALIGNED(sg->offset, sizeof(u32)))
  46                         return true;
  47                 sg = sg_next(sg);
  48         }
  49         return false;
  50 }
  51
  52 static int sun8i_ce_cipher_fallback(struct skcipher_request *areq)
  53 {
  54         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  55         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  56         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
  57         int err;
  58 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG
  59         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
  60         struct sun8i_ce_alg_template *algt;
  61 #endif
  62         SYNC_SKCIPHER_REQUEST_ON_STACK(subreq, op->fallback_tfm);
  63
  64 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG
  65         algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher);
  66         algt->stat_fb++;
  67 #endif
  68
  69         skcipher_request_set_sync_tfm(subreq, op->fallback_tfm);
  70         skcipher_request_set_callback(subreq, areq->base.flags, NULL, NULL);
  71         skcipher_request_set_crypt(subreq, areq->src, areq->dst,
  72                                    areq->cryptlen, areq->iv);
  73         if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION)
  74                 err = crypto_skcipher_decrypt(subreq);
  75         else
  76                 err = crypto_skcipher_encrypt(subreq);
  77         skcipher_request_zero(subreq);
  78         return err;
  79 }
  80
  81 static int sun8i_ce_cipher(struct skcipher_request *areq)
  82 {
  83         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  84         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  85         struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
  86         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
  87         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
  88         struct sun8i_ce_alg_template *algt;
  89         struct sun8i_ce_flow *chan;
  90         struct ce_task *cet;
  91         struct scatterlist *sg;
  92         unsigned int todo, len, offset, ivsize;
  93         dma_addr_t addr_iv = 0, addr_key = 0;
  94         void *backup_iv = NULL;
  95         u32 common, sym;
  96         int flow, i;
  97         int nr_sgs = 0;
  98         int nr_sgd = 0;
  99         int err = 0;
 100
 101         algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher);
 102
 103         dev_dbg(ce->dev, "%s %s %u %x IV(%p %u) key=%u\n", __func__,
 104                 crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm),
 105                 areq->cryptlen,
 106                 rctx->op_dir, areq->iv, crypto_skcipher_ivsize(tfm),
 107                 op->keylen);
 108
 109 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG
 110         algt->stat_req++;
 111 #endif
 112
 113         flow = rctx->flow;
 114
 115         chan = &ce->chanlist[flow];
 116
 117         cet = chan->tl;
 118         memset(cet, 0, sizeof(struct ce_task));
 119
 120         cet->t_id = cpu_to_le32(flow);
 121         common = ce->variant->alg_cipher[algt->ce_algo_id];
 122         common |= rctx->op_dir | CE_COMM_INT;
 123         cet->t_common_ctl = cpu_to_le32(common);
 124         /* CTS and recent CE (H6) need length in bytes, in word otherwise */
 125         if (ce->variant->has_t_dlen_in_bytes)
 126                 cet->t_dlen = cpu_to_le32(areq->cryptlen);
 127         else
 128                 cet->t_dlen = cpu_to_le32(areq->cryptlen / 4);
 129
 130         sym = ce->variant->op_mode[algt->ce_blockmode];
 131         len = op->keylen;
 132         switch (len) {
 133         case 128 / 8:
 134                 sym |= CE_AES_128BITS;
 135                 break;
 136         case 192 / 8:
 137                 sym |= CE_AES_192BITS;
 138                 break;
 139         case 256 / 8:
 140                 sym |= CE_AES_256BITS;
 141                 break;
 142         }
 143
 144         cet->t_sym_ctl = cpu_to_le32(sym);
 145         cet->t_asym_ctl = 0;
 146
 147         chan->op_mode = ce->variant->op_mode[algt->ce_blockmode];
 148         chan->op_dir = rctx->op_dir;
 149         chan->method = ce->variant->alg_cipher[algt->ce_algo_id];
 150         chan->keylen = op->keylen;
 151
 152         addr_key = dma_map_single(ce->dev, op->key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 153         cet->t_key = cpu_to_le32(addr_key);
 154         if (dma_mapping_error(ce->dev, addr_key)) {
 155                 dev_err(ce->dev, "Cannot DMA MAP KEY\n");
 156                 err = -EFAULT;
 157                 goto theend;
 158         }
 159
 160         ivsize = crypto_skcipher_ivsize(tfm);
 161         if (areq->iv && crypto_skcipher_ivsize(tfm) > 0) {
 162                 chan->ivlen = ivsize;
 163                 chan->bounce_iv = kzalloc(ivsize, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 164                 if (!chan->bounce_iv) {
 165                         err = -ENOMEM;
 166                         goto theend_key;
 167                 }
 168                 if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
 169                         backup_iv = kzalloc(ivsize, GFP_KERNEL);
 170                         if (!backup_iv) {
 171                                 err = -ENOMEM;
 172                                 goto theend_key;
 173                         }
 174                         offset = areq->cryptlen - ivsize;
 175                         scatterwalk_map_and_copy(backup_iv, areq->src, offset,
 176                                                  ivsize, 0);
 177                 }
 178                 memcpy(chan->bounce_iv, areq->iv, ivsize);
 179                 addr_iv = dma_map_single(ce->dev, chan->bounce_iv, chan->ivlen,
 180                                          DMA_TO_DEVICE);
 181                 cet->t_iv = cpu_to_le32(addr_iv);
 182                 if (dma_mapping_error(ce->dev, addr_iv)) {
 183                         dev_err(ce->dev, "Cannot DMA MAP IV\n");
 184                         err = -ENOMEM;
 185                         goto theend_iv;
 186                 }
 187         }
 188
 189         if (areq->src == areq->dst) {
 190                 nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 191                                     DMA_BIDIRECTIONAL);
 192                 if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAX_SG) {
 193                         dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
 194                         err = -EINVAL;
 195                         goto theend_iv;
 196                 }
 197                 nr_sgd = nr_sgs;
 198         } else {
 199                 nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 200                                     DMA_TO_DEVICE);
 201                 if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAX_SG) {
 202                         dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
 203                         err = -EINVAL;
 204                         goto theend_iv;
 205                 }
 206                 nr_sgd = dma_map_sg(ce->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst),
 207                                     DMA_FROM_DEVICE);
 208                 if (nr_sgd <= 0 || nr_sgd > MAX_SG) {
 209                         dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgd);
 210                         err = -EINVAL;
 211                         goto theend_sgs;
 212                 }
 213         }
 214
 215         len = areq->cryptlen;
 216         for_each_sg(areq->src, sg, nr_sgs, i) {
 217                 cet->t_src[i].addr = cpu_to_le32(sg_dma_address(sg));
 218                 todo = min(len, sg_dma_len(sg));
 219                 cet->t_src[i].len = cpu_to_le32(todo / 4);
 220                 dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SG(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
 221                         areq->cryptlen, i, cet->t_src[i].len, sg->offset, todo);
 222                 len -= todo;
 223         }
 224         if (len > 0) {
 225                 dev_err(ce->dev, "remaining len %d\n", len);
 226                 err = -EINVAL;
 227                 goto theend_sgs;
 228         }
 229
 230         len = areq->cryptlen;
 231         for_each_sg(areq->dst, sg, nr_sgd, i) {
 232                 cet->t_dst[i].addr = cpu_to_le32(sg_dma_address(sg));
 233                 todo = min(len, sg_dma_len(sg));
 234                 cet->t_dst[i].len = cpu_to_le32(todo / 4);
 235                 dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SG(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
 236                         areq->cryptlen, i, cet->t_dst[i].len, sg->offset, todo);
 237                 len -= todo;
 238         }
 239         if (len > 0) {
 240                 dev_err(ce->dev, "remaining len %d\n", len);
 241                 err = -EINVAL;
 242                 goto theend_sgs;
 243         }
 244
 245         chan->timeout = areq->cryptlen;
 246         err = sun8i_ce_run_task(ce, flow, crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm));
 247
 248 theend_sgs:
 249         if (areq->src == areq->dst) {
 250                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_BIDIRECTIONAL);
 251         } else {
 252                 if (nr_sgs > 0)
 253                         dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_TO_DEVICE);
 254                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->dst, nr_sgd, DMA_FROM_DEVICE);
 255         }
 256
 257 theend_iv:
 258         if (areq->iv && ivsize > 0) {
 259                 if (addr_iv)
 260                         dma_unmap_single(ce->dev, addr_iv, chan->ivlen,
 261                                          DMA_TO_DEVICE);
 262                 offset = areq->cryptlen - ivsize;
 263                 if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
 264                         memcpy(areq->iv, backup_iv, ivsize);
 265                         kzfree(backup_iv);
 266                 } else {
 267                         scatterwalk_map_and_copy(areq->iv, areq->dst, offset,
 268                                                  ivsize, 0);
 269                 }
 270                 kfree(chan->bounce_iv);
 271         }
 272
 273 theend_key:
 274         dma_unmap_single(ce->dev, addr_key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 275
 276 theend:
 277         return err;
 278 }
 279
 280 static int sun8i_ce_handle_cipher_request(struct crypto_engine *engine, void *areq)
 281 {
 282         int err;
 283         struct skcipher_request *breq = container_of(areq, struct skcipher_request, base);
 284
 285         err = sun8i_ce_cipher(breq);
 286         crypto_finalize_skcipher_request(engine, breq, err);
 287
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 int sun8i_ce_skdecrypt(struct skcipher_request *areq)
 292 {
 293         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 294         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 295         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 296         struct crypto_engine *engine;
 297         int e;
 298
 299         rctx->op_dir = CE_DECRYPTION;
 300         if (sun8i_ce_cipher_need_fallback(areq))
 301                 return sun8i_ce_cipher_fallback(areq);
 302
 303         e = sun8i_ce_get_engine_number(op->ce);
 304         rctx->flow = e;
 305         engine = op->ce->chanlist[e].engine;
 306
 307         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 308 }
 309
 310 int sun8i_ce_skencrypt(struct skcipher_request *areq)
 311 {
 312         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 313         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 314         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 315         struct crypto_engine *engine;
 316         int e;
 317
 318         rctx->op_dir = CE_ENCRYPTION;
 319         if (sun8i_ce_cipher_need_fallback(areq))
 320                 return sun8i_ce_cipher_fallback(areq);
 321
 322         e = sun8i_ce_get_engine_number(op->ce);
 323         rctx->flow = e;
 324         engine = op->ce->chanlist[e].engine;
 325
 326         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 327 }
 328
 329 int sun8i_ce_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm)
 330 {
 331         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 332         struct sun8i_ce_alg_template *algt;
 333         const char *name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 334         struct crypto_skcipher *sktfm = __crypto_skcipher_cast(tfm);
 335         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(sktfm);
 336         int err;
 337
 338         memset(op, 0, sizeof(struct sun8i_cipher_tfm_ctx));
 339
 340         algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher);
 341         op->ce = algt->ce;
 342
 343         sktfm->reqsize = sizeof(struct sun8i_cipher_req_ctx);
 344
 345         op->fallback_tfm = crypto_alloc_sync_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 346         if (IS_ERR(op->fallback_tfm)) {
 347                 dev_err(op->ce->dev, "ERROR: Cannot allocate fallback for %s %ld\n",
 348                         name, PTR_ERR(op->fallback_tfm));
 349                 return PTR_ERR(op->fallback_tfm);
 350         }
 351
 352         dev_info(op->ce->dev, "Fallback for %s is %s\n",
 353                  crypto_tfm_alg_driver_name(&sktfm->base),
 354                  crypto_tfm_alg_driver_name(crypto_skcipher_tfm(&op->fallback_tfm->base)));
 355
 356         op->enginectx.op.do_one_request = sun8i_ce_handle_cipher_request;
 357         op->enginectx.op.prepare_request = NULL;
 358         op->enginectx.op.unprepare_request = NULL;
 359
 360         err = pm_runtime_get_sync(op->ce->dev);
 361         if (err < 0)
 362                 goto error_pm;
 363
 364         return 0;
 365 error_pm:
 366         crypto_free_sync_skcipher(op->fallback_tfm);
 367         return err;
 368 }
 369
 370 void sun8i_ce_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 371 {
 372         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 373
 374         if (op->key) {
 375                 memzero_explicit(op->key, op->keylen);
 376                 kfree(op->key);
 377         }
 378         crypto_free_sync_skcipher(op->fallback_tfm);
 379         pm_runtime_put_sync_suspend(op->ce->dev);
 380 }
 381
 382 int sun8i_ce_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 383                         unsigned int keylen)
 384 {
 385         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 386         struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
 387
 388         switch (keylen) {
 389         case 128 / 8:
 390                 break;
 391         case 192 / 8:
 392                 break;
 393         case 256 / 8:
 394                 break;
 395         default:
 396                 dev_dbg(ce->dev, "ERROR: Invalid keylen %u\n", keylen);
 397                 return -EINVAL;
 398         }
 399         if (op->key) {
 400                 memzero_explicit(op->key, op->keylen);
 401                 kfree(op->key);
 402         }
 403         op->keylen = keylen;
 404         op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 405         if (!op->key)
 406                 return -ENOMEM;
 407
 408         crypto_sync_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 409         crypto_sync_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 410
 411         return crypto_sync_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
 412 }
 413
 414 int sun8i_ce_des3_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 415                          unsigned int keylen)
 416 {
 417         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 418         int err;
 419
 420         err = verify_skcipher_des3_key(tfm, key);
 421         if (err)
 422                 return err;
 423
 424         if (op->key) {
 425                 memzero_explicit(op->key, op->keylen);
 426                 kfree(op->key);
 427         }
 428         op->keylen = keylen;
 429         op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 430         if (!op->key)
 431                 return -ENOMEM;
 432
 433         crypto_sync_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 434         crypto_sync_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 435
 436         return crypto_sync_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
 437 }