drivers/crypto/ccp/ccp-crypto-aes.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * AMD Cryptographic Coprocessor (CCP) AES crypto API support
   4  *
   5  * Copyright (C) 2013-2019 Advanced Micro Devices, Inc.
   6  *
   7  * Author: Tom Lendacky <thomas.lendacky@amd.com>
   8  */
   9
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/sched.h>
  12 #include <linux/delay.h>
  13 #include <linux/scatterlist.h>
  14 #include <linux/crypto.h>
  15 #include <crypto/algapi.h>
  16 #include <crypto/aes.h>
  17 #include <crypto/ctr.h>
  18 #include <crypto/scatterwalk.h>
  19
  20 #include "ccp-crypto.h"
  21
  22 static int ccp_aes_complete(struct crypto_async_request *async_req, int ret)
  23 {
  24         struct skcipher_request *req = skcipher_request_cast(async_req);
  25         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
  26         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
  27
  28         if (ret)
  29                 return ret;
  30
  31         if (ctx->u.aes.mode != CCP_AES_MODE_ECB)
  32                 memcpy(req->iv, rctx->iv, AES_BLOCK_SIZE);
  33
  34         return 0;
  35 }
  36
  37 static int ccp_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
  38                           unsigned int key_len)
  39 {
  40         struct ccp_crypto_skcipher_alg *alg = ccp_crypto_skcipher_alg(tfm);
  41         struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  42
  43         switch (key_len) {
  44         case AES_KEYSIZE_128:
  45                 ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_128;
  46                 break;
  47         case AES_KEYSIZE_192:
  48                 ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_192;
  49                 break;
  50         case AES_KEYSIZE_256:
  51                 ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_256;
  52                 break;
  53         default:
  54                 crypto_skcipher_set_flags(tfm, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
  55                 return -EINVAL;
  56         }
  57         ctx->u.aes.mode = alg->mode;
  58         ctx->u.aes.key_len = key_len;
  59
  60         memcpy(ctx->u.aes.key, key, key_len);
  61         sg_init_one(&ctx->u.aes.key_sg, ctx->u.aes.key, key_len);
  62
  63         return 0;
  64 }
  65
  66 static int ccp_aes_crypt(struct skcipher_request *req, bool encrypt)
  67 {
  68         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
  69         struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  70         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
  71         struct scatterlist *iv_sg = NULL;
  72         unsigned int iv_len = 0;
  73         int ret;
  74
  75         if (!ctx->u.aes.key_len)
  76                 return -EINVAL;
  77
  78         if (((ctx->u.aes.mode == CCP_AES_MODE_ECB) ||
  79              (ctx->u.aes.mode == CCP_AES_MODE_CBC)) &&
  80             (req->cryptlen & (AES_BLOCK_SIZE - 1)))
  81                 return -EINVAL;
  82
  83         if (ctx->u.aes.mode != CCP_AES_MODE_ECB) {
  84                 if (!req->iv)
  85                         return -EINVAL;
  86
  87                 memcpy(rctx->iv, req->iv, AES_BLOCK_SIZE);
  88                 iv_sg = &rctx->iv_sg;
  89                 iv_len = AES_BLOCK_SIZE;
  90                 sg_init_one(iv_sg, rctx->iv, iv_len);
  91         }
  92
  93         memset(&rctx->cmd, 0, sizeof(rctx->cmd));
  94         INIT_LIST_HEAD(&rctx->cmd.entry);
  95         rctx->cmd.engine = CCP_ENGINE_AES;
  96         rctx->cmd.u.aes.type = ctx->u.aes.type;
  97         rctx->cmd.u.aes.mode = ctx->u.aes.mode;
  98         rctx->cmd.u.aes.action =
  99                 (encrypt) ? CCP_AES_ACTION_ENCRYPT : CCP_AES_ACTION_DECRYPT;
 100         rctx->cmd.u.aes.key = &ctx->u.aes.key_sg;
 101         rctx->cmd.u.aes.key_len = ctx->u.aes.key_len;
 102         rctx->cmd.u.aes.iv = iv_sg;
 103         rctx->cmd.u.aes.iv_len = iv_len;
 104         rctx->cmd.u.aes.src = req->src;
 105         rctx->cmd.u.aes.src_len = req->cryptlen;
 106         rctx->cmd.u.aes.dst = req->dst;
 107
 108         ret = ccp_crypto_enqueue_request(&req->base, &rctx->cmd);
 109
 110         return ret;
 111 }
 112
 113 static int ccp_aes_encrypt(struct skcipher_request *req)
 114 {
 115         return ccp_aes_crypt(req, true);
 116 }
 117
 118 static int ccp_aes_decrypt(struct skcipher_request *req)
 119 {
 120         return ccp_aes_crypt(req, false);
 121 }
 122
 123 static int ccp_aes_init_tfm(struct crypto_skcipher *tfm)
 124 {
 125         struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 126
 127         ctx->complete = ccp_aes_complete;
 128         ctx->u.aes.key_len = 0;
 129
 130         crypto_skcipher_set_reqsize(tfm, sizeof(struct ccp_aes_req_ctx));
 131
 132         return 0;
 133 }
 134
 135 static int ccp_aes_rfc3686_complete(struct crypto_async_request *async_req,
 136                                     int ret)
 137 {
 138         struct skcipher_request *req = skcipher_request_cast(async_req);
 139         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
 140
 141         /* Restore the original pointer */
 142         req->iv = rctx->rfc3686_info;
 143
 144         return ccp_aes_complete(async_req, ret);
 145 }
 146
 147 static int ccp_aes_rfc3686_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 148                                   unsigned int key_len)
 149 {
 150         struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 151
 152         if (key_len < CTR_RFC3686_NONCE_SIZE)
 153                 return -EINVAL;
 154
 155         key_len -= CTR_RFC3686_NONCE_SIZE;
 156         memcpy(ctx->u.aes.nonce, key + key_len, CTR_RFC3686_NONCE_SIZE);
 157
 158         return ccp_aes_setkey(tfm, key, key_len);
 159 }
 160
 161 static int ccp_aes_rfc3686_crypt(struct skcipher_request *req, bool encrypt)
 162 {
 163         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 164         struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 165         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(req);
 166         u8 *iv;
 167
 168         /* Initialize the CTR block */
 169         iv = rctx->rfc3686_iv;
 170         memcpy(iv, ctx->u.aes.nonce, CTR_RFC3686_NONCE_SIZE);
 171
 172         iv += CTR_RFC3686_NONCE_SIZE;
 173         memcpy(iv, req->iv, CTR_RFC3686_IV_SIZE);
 174
 175         iv += CTR_RFC3686_IV_SIZE;
 176         *(__be32 *)iv = cpu_to_be32(1);
 177
 178         /* Point to the new IV */
 179         rctx->rfc3686_info = req->iv;
 180         req->iv = rctx->rfc3686_iv;
 181
 182         return ccp_aes_crypt(req, encrypt);
 183 }
 184
 185 static int ccp_aes_rfc3686_encrypt(struct skcipher_request *req)
 186 {
 187         return ccp_aes_rfc3686_crypt(req, true);
 188 }
 189
 190 static int ccp_aes_rfc3686_decrypt(struct skcipher_request *req)
 191 {
 192         return ccp_aes_rfc3686_crypt(req, false);
 193 }
 194
 195 static int ccp_aes_rfc3686_init_tfm(struct crypto_skcipher *tfm)
 196 {
 197         struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 198
 199         ctx->complete = ccp_aes_rfc3686_complete;
 200         ctx->u.aes.key_len = 0;
 201
 202         crypto_skcipher_set_reqsize(tfm, sizeof(struct ccp_aes_req_ctx));
 203
 204         return 0;
 205 }
 206
 207 static const struct skcipher_alg ccp_aes_defaults = {
 208         .setkey                 = ccp_aes_setkey,
 209         .encrypt                = ccp_aes_encrypt,
 210         .decrypt                = ccp_aes_decrypt,
 211         .min_keysize            = AES_MIN_KEY_SIZE,
 212         .max_keysize            = AES_MAX_KEY_SIZE,
 213         .init                   = ccp_aes_init_tfm,
 214
 215         .base.cra_flags         = CRYPTO_ALG_ASYNC |
 216                                   CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 217                                   CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 218         .base.cra_blocksize     = AES_BLOCK_SIZE,
 219         .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct ccp_ctx),
 220         .base.cra_priority      = CCP_CRA_PRIORITY,
 221         .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 222 };
 223
 224 static const struct skcipher_alg ccp_aes_rfc3686_defaults = {
 225         .setkey                 = ccp_aes_rfc3686_setkey,
 226         .encrypt                = ccp_aes_rfc3686_encrypt,
 227         .decrypt                = ccp_aes_rfc3686_decrypt,
 228         .min_keysize            = AES_MIN_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 229         .max_keysize            = AES_MAX_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 230         .init                   = ccp_aes_rfc3686_init_tfm,
 231
 232         .base.cra_flags         = CRYPTO_ALG_ASYNC |
 233                                   CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 234                                   CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 235         .base.cra_blocksize     = CTR_RFC3686_BLOCK_SIZE,
 236         .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct ccp_ctx),
 237         .base.cra_priority      = CCP_CRA_PRIORITY,
 238         .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 239 };
 240
 241 struct ccp_aes_def {
 242         enum ccp_aes_mode mode;
 243         unsigned int version;
 244         const char *name;
 245         const char *driver_name;
 246         unsigned int blocksize;
 247         unsigned int ivsize;
 248         const struct skcipher_alg *alg_defaults;
 249 };
 250
 251 static struct ccp_aes_def aes_algs[] = {
 252         {
 253                 .mode           = CCP_AES_MODE_ECB,
 254                 .version        = CCP_VERSION(3, 0),
 255                 .name           = "ecb(aes)",
 256                 .driver_name    = "ecb-aes-ccp",
 257                 .blocksize      = AES_BLOCK_SIZE,
 258                 .ivsize         = 0,
 259                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 260         },
 261         {
 262                 .mode           = CCP_AES_MODE_CBC,
 263                 .version        = CCP_VERSION(3, 0),
 264                 .name           = "cbc(aes)",
 265                 .driver_name    = "cbc-aes-ccp",
 266                 .blocksize      = AES_BLOCK_SIZE,
 267                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 268                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 269         },
 270         {
 271                 .mode           = CCP_AES_MODE_CFB,
 272                 .version        = CCP_VERSION(3, 0),
 273                 .name           = "cfb(aes)",
 274                 .driver_name    = "cfb-aes-ccp",
 275                 .blocksize      = 1,
 276                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 277                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 278         },
 279         {
 280                 .mode           = CCP_AES_MODE_OFB,
 281                 .version        = CCP_VERSION(3, 0),
 282                 .name           = "ofb(aes)",
 283                 .driver_name    = "ofb-aes-ccp",
 284                 .blocksize      = 1,
 285                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 286                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 287         },
 288         {
 289                 .mode           = CCP_AES_MODE_CTR,
 290                 .version        = CCP_VERSION(3, 0),
 291                 .name           = "ctr(aes)",
 292                 .driver_name    = "ctr-aes-ccp",
 293                 .blocksize      = 1,
 294                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 295                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 296         },
 297         {
 298                 .mode           = CCP_AES_MODE_CTR,
 299                 .version        = CCP_VERSION(3, 0),
 300                 .name           = "rfc3686(ctr(aes))",
 301                 .driver_name    = "rfc3686-ctr-aes-ccp",
 302                 .blocksize      = 1,
 303                 .ivsize         = CTR_RFC3686_IV_SIZE,
 304                 .alg_defaults   = &ccp_aes_rfc3686_defaults,
 305         },
 306 };
 307
 308 static int ccp_register_aes_alg(struct list_head *head,
 309                                 const struct ccp_aes_def *def)
 310 {
 311         struct ccp_crypto_skcipher_alg *ccp_alg;
 312         struct skcipher_alg *alg;
 313         int ret;
 314
 315         ccp_alg = kzalloc(sizeof(*ccp_alg), GFP_KERNEL);
 316         if (!ccp_alg)
 317                 return -ENOMEM;
 318
 319         INIT_LIST_HEAD(&ccp_alg->entry);
 320
 321         ccp_alg->mode = def->mode;
 322
 323         /* Copy the defaults and override as necessary */
 324         alg = &ccp_alg->alg;
 325         *alg = *def->alg_defaults;
 326         snprintf(alg->base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s", def->name);
 327         snprintf(alg->base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s",
 328                  def->driver_name);
 329         alg->base.cra_blocksize = def->blocksize;
 330         alg->ivsize = def->ivsize;
 331
 332         ret = crypto_register_skcipher(alg);
 333         if (ret) {
 334                 pr_err("%s skcipher algorithm registration error (%d)\n",
 335                        alg->base.cra_name, ret);
 336                 kfree(ccp_alg);
 337                 return ret;
 338         }
 339
 340         list_add(&ccp_alg->entry, head);
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 int ccp_register_aes_algs(struct list_head *head)
 346 {
 347         int i, ret;
 348         unsigned int ccpversion = ccp_version();
 349
 350         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aes_algs); i++) {
 351                 if (aes_algs[i].version > ccpversion)
 352                         continue;
 353                 ret = ccp_register_aes_alg(head, &aes_algs[i]);
 354                 if (ret)
 355                         return ret;
 356         }
 357
 358         return 0;
 359 }