drivers/crypto/geode-aes.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2  /* Copyright (C) 2004-2006, Advanced Micro Devices, Inc.
   3   */
   4
   5 #include <linux/module.h>
   6 #include <linux/kernel.h>
   7 #include <linux/pci.h>
   8 #include <linux/pci_ids.h>
   9 #include <linux/crypto.h>
  10 #include <linux/spinlock.h>
  11 #include <crypto/algapi.h>
  12 #include <crypto/aes.h>
  13 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  14
  15 #include <linux/io.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17
  18 #include "geode-aes.h"
  19
  20 /* Static structures */
  21
  22 static void __iomem *_iobase;
  23 static spinlock_t lock;
  24
  25 /* Write a 128 bit field (either a writable key or IV) */
  26 static inline void
  27 _writefield(u32 offset, const void *value)
  28 {
  29         int i;
  30
  31         for (i = 0; i < 4; i++)
  32                 iowrite32(((const u32 *) value)[i], _iobase + offset + (i * 4));
  33 }
  34
  35 /* Read a 128 bit field (either a writable key or IV) */
  36 static inline void
  37 _readfield(u32 offset, void *value)
  38 {
  39         int i;
  40
  41         for (i = 0; i < 4; i++)
  42                 ((u32 *) value)[i] = ioread32(_iobase + offset + (i * 4));
  43 }
  44
  45 static int
  46 do_crypt(const void *src, void *dst, u32 len, u32 flags)
  47 {
  48         u32 status;
  49         u32 counter = AES_OP_TIMEOUT;
  50
  51         iowrite32(virt_to_phys((void *)src), _iobase + AES_SOURCEA_REG);
  52         iowrite32(virt_to_phys(dst), _iobase + AES_DSTA_REG);
  53         iowrite32(len,  _iobase + AES_LENA_REG);
  54
  55         /* Start the operation */
  56         iowrite32(AES_CTRL_START | flags, _iobase + AES_CTRLA_REG);
  57
  58         do {
  59                 status = ioread32(_iobase + AES_INTR_REG);
  60                 cpu_relax();
  61         } while (!(status & AES_INTRA_PENDING) && --counter);
  62
  63         /* Clear the event */
  64         iowrite32((status & 0xFF) | AES_INTRA_PENDING, _iobase + AES_INTR_REG);
  65         return counter ? 0 : 1;
  66 }
  67
  68 static void
  69 geode_aes_crypt(const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx, const void *src,
  70                 void *dst, u32 len, u8 *iv, int mode, int dir)
  71 {
  72         u32 flags = 0;
  73         unsigned long iflags;
  74         int ret;
  75
  76         /* If the source and destination is the same, then
  77          * we need to turn on the coherent flags, otherwise
  78          * we don't need to worry
  79          */
  80
  81         flags |= (AES_CTRL_DCA | AES_CTRL_SCA);
  82
  83         if (dir == AES_DIR_ENCRYPT)
  84                 flags |= AES_CTRL_ENCRYPT;
  85
  86         /* Start the critical section */
  87
  88         spin_lock_irqsave(&lock, iflags);
  89
  90         if (mode == AES_MODE_CBC) {
  91                 flags |= AES_CTRL_CBC;
  92                 _writefield(AES_WRITEIV0_REG, iv);
  93         }
  94
  95         flags |= AES_CTRL_WRKEY;
  96         _writefield(AES_WRITEKEY0_REG, tctx->key);
  97
  98         ret = do_crypt(src, dst, len, flags);
  99         BUG_ON(ret);
 100
 101         if (mode == AES_MODE_CBC)
 102                 _readfield(AES_WRITEIV0_REG, iv);
 103
 104         spin_unlock_irqrestore(&lock, iflags);
 105 }
 106
 107 /* CRYPTO-API Functions */
 108
 109 static int geode_setkey_cip(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *key,
 110                 unsigned int len)
 111 {
 112         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 113         unsigned int ret;
 114
 115         tctx->keylen = len;
 116
 117         if (len == AES_KEYSIZE_128) {
 118                 memcpy(tctx->key, key, len);
 119                 return 0;
 120         }
 121
 122         if (len != AES_KEYSIZE_192 && len != AES_KEYSIZE_256)
 123                 /* not supported at all */
 124                 return -EINVAL;
 125
 126         /*
 127          * The requested key size is not supported by HW, do a fallback
 128          */
 129         tctx->fallback.cip->base.crt_flags &= ~CRYPTO_TFM_REQ_MASK;
 130         tctx->fallback.cip->base.crt_flags |=
 131                 (tfm->crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 132
 133         ret = crypto_cipher_setkey(tctx->fallback.cip, key, len);
 134         if (ret) {
 135                 tfm->crt_flags &= ~CRYPTO_TFM_RES_MASK;
 136                 tfm->crt_flags |= (tctx->fallback.cip->base.crt_flags &
 137                                    CRYPTO_TFM_RES_MASK);
 138         }
 139         return ret;
 140 }
 141
 142 static int geode_setkey_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 143                                  unsigned int len)
 144 {
 145         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 146         unsigned int ret;
 147
 148         tctx->keylen = len;
 149
 150         if (len == AES_KEYSIZE_128) {
 151                 memcpy(tctx->key, key, len);
 152                 return 0;
 153         }
 154
 155         if (len != AES_KEYSIZE_192 && len != AES_KEYSIZE_256)
 156                 /* not supported at all */
 157                 return -EINVAL;
 158
 159         /*
 160          * The requested key size is not supported by HW, do a fallback
 161          */
 162         crypto_skcipher_clear_flags(tctx->fallback.skcipher,
 163                                     CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 164         crypto_skcipher_set_flags(tctx->fallback.skcipher,
 165                                   crypto_skcipher_get_flags(tfm) &
 166                                   CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 167         ret = crypto_skcipher_setkey(tctx->fallback.skcipher, key, len);
 168         crypto_skcipher_set_flags(tfm,
 169                                   crypto_skcipher_get_flags(tctx->fallback.skcipher) &
 170                                   CRYPTO_TFM_RES_MASK);
 171         return ret;
 172 }
 173
 174 static void
 175 geode_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
 176 {
 177         const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 178
 179         if (unlikely(tctx->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
 180                 crypto_cipher_encrypt_one(tctx->fallback.cip, out, in);
 181                 return;
 182         }
 183
 184         geode_aes_crypt(tctx, in, out, AES_BLOCK_SIZE, NULL,
 185                         AES_MODE_ECB, AES_DIR_ENCRYPT);
 186 }
 187
 188
 189 static void
 190 geode_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
 191 {
 192         const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 193
 194         if (unlikely(tctx->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
 195                 crypto_cipher_decrypt_one(tctx->fallback.cip, out, in);
 196                 return;
 197         }
 198
 199         geode_aes_crypt(tctx, in, out, AES_BLOCK_SIZE, NULL,
 200                         AES_MODE_ECB, AES_DIR_DECRYPT);
 201 }
 202
 203 static int fallback_init_cip(struct crypto_tfm *tfm)
 204 {
 205         const char *name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 206         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 207
 208         tctx->fallback.cip = crypto_alloc_cipher(name, 0,
 209                                                  CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 210
 211         if (IS_ERR(tctx->fallback.cip)) {
 212                 printk(KERN_ERR "Error allocating fallback algo %s\n", name);
 213                 return PTR_ERR(tctx->fallback.cip);
 214         }
 215
 216         return 0;
 217 }
 218
 219 static void fallback_exit_cip(struct crypto_tfm *tfm)
 220 {
 221         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 222
 223         crypto_free_cipher(tctx->fallback.cip);
 224 }
 225
 226 static struct crypto_alg geode_alg = {
 227         .cra_name                       =       "aes",
 228         .cra_driver_name        =       "geode-aes",
 229         .cra_priority           =       300,
 230         .cra_alignmask          =       15,
 231         .cra_flags                      =       CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER |
 232                                                         CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 233         .cra_init                       =       fallback_init_cip,
 234         .cra_exit                       =       fallback_exit_cip,
 235         .cra_blocksize          =       AES_BLOCK_SIZE,
 236         .cra_ctxsize            =       sizeof(struct geode_aes_tfm_ctx),
 237         .cra_module                     =       THIS_MODULE,
 238         .cra_u                          =       {
 239                 .cipher =       {
 240                         .cia_min_keysize        =       AES_MIN_KEY_SIZE,
 241                         .cia_max_keysize        =       AES_MAX_KEY_SIZE,
 242                         .cia_setkey                     =       geode_setkey_cip,
 243                         .cia_encrypt            =       geode_encrypt,
 244                         .cia_decrypt            =       geode_decrypt
 245                 }
 246         }
 247 };
 248
 249 static int geode_init_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm)
 250 {
 251         const char *name = crypto_tfm_alg_name(&tfm->base);
 252         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 253
 254         tctx->fallback.skcipher =
 255                 crypto_alloc_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK |
 256                                       CRYPTO_ALG_ASYNC);
 257         if (IS_ERR(tctx->fallback.skcipher)) {
 258                 printk(KERN_ERR "Error allocating fallback algo %s\n", name);
 259                 return PTR_ERR(tctx->fallback.skcipher);
 260         }
 261
 262         crypto_skcipher_set_reqsize(tfm, sizeof(struct skcipher_request) +
 263                                     crypto_skcipher_reqsize(tctx->fallback.skcipher));
 264         return 0;
 265 }
 266
 267 static void geode_exit_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm)
 268 {
 269         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 270
 271         crypto_free_skcipher(tctx->fallback.skcipher);
 272 }
 273
 274 static int geode_skcipher_crypt(struct skcipher_request *req, int mode, int dir)
 275 {
 276         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 277         const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 278         struct skcipher_walk walk;
 279         unsigned int nbytes;
 280         int err;
 281
 282         if (unlikely(tctx->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
 283                 struct skcipher_request *subreq = skcipher_request_ctx(req);
 284
 285                 *subreq = *req;
 286                 skcipher_request_set_tfm(subreq, tctx->fallback.skcipher);
 287                 if (dir == AES_DIR_DECRYPT)
 288                         return crypto_skcipher_decrypt(subreq);
 289                 else
 290                         return crypto_skcipher_encrypt(subreq);
 291         }
 292
 293         err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);
 294
 295         while ((nbytes = walk.nbytes) != 0) {
 296                 geode_aes_crypt(tctx, walk.src.virt.addr, walk.dst.virt.addr,
 297                                 round_down(nbytes, AES_BLOCK_SIZE),
 298                                 walk.iv, mode, dir);
 299                 err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes % AES_BLOCK_SIZE);
 300         }
 301
 302         return err;
 303 }
 304
 305 static int geode_cbc_encrypt(struct skcipher_request *req)
 306 {
 307         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_CBC, AES_DIR_ENCRYPT);
 308 }
 309
 310 static int geode_cbc_decrypt(struct skcipher_request *req)
 311 {
 312         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_CBC, AES_DIR_DECRYPT);
 313 }
 314
 315 static int geode_ecb_encrypt(struct skcipher_request *req)
 316 {
 317         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_ECB, AES_DIR_ENCRYPT);
 318 }
 319
 320 static int geode_ecb_decrypt(struct skcipher_request *req)
 321 {
 322         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_ECB, AES_DIR_DECRYPT);
 323 }
 324
 325 static struct skcipher_alg geode_skcipher_algs[] = {
 326         {
 327                 .base.cra_name          = "cbc(aes)",
 328                 .base.cra_driver_name   = "cbc-aes-geode",
 329                 .base.cra_priority      = 400,
 330                 .base.cra_flags         = CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 331                                           CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 332                 .base.cra_blocksize     = AES_BLOCK_SIZE,
 333                 .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct geode_aes_tfm_ctx),
 334                 .base.cra_alignmask     = 15,
 335                 .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 336                 .init                   = geode_init_skcipher,
 337                 .exit                   = geode_exit_skcipher,
 338                 .setkey                 = geode_setkey_skcipher,
 339                 .encrypt                = geode_cbc_encrypt,
 340                 .decrypt                = geode_cbc_decrypt,
 341                 .min_keysize            = AES_MIN_KEY_SIZE,
 342                 .max_keysize            = AES_MAX_KEY_SIZE,
 343                 .ivsize                 = AES_BLOCK_SIZE,
 344         }, {
 345                 .base.cra_name          = "ecb(aes)",
 346                 .base.cra_driver_name   = "ecb-aes-geode",
 347                 .base.cra_priority      = 400,
 348                 .base.cra_flags         = CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 349                                           CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 350                 .base.cra_blocksize     = AES_BLOCK_SIZE,
 351                 .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct geode_aes_tfm_ctx),
 352                 .base.cra_alignmask     = 15,
 353                 .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 354                 .init                   = geode_init_skcipher,
 355                 .exit                   = geode_exit_skcipher,
 356                 .setkey                 = geode_setkey_skcipher,
 357                 .encrypt                = geode_ecb_encrypt,
 358                 .decrypt                = geode_ecb_decrypt,
 359                 .min_keysize            = AES_MIN_KEY_SIZE,
 360                 .max_keysize            = AES_MAX_KEY_SIZE,
 361         },
 362 };
 363
 364 static void geode_aes_remove(struct pci_dev *dev)
 365 {
 366         crypto_unregister_alg(&geode_alg);
 367         crypto_unregister_skciphers(geode_skcipher_algs,
 368                                     ARRAY_SIZE(geode_skcipher_algs));
 369
 370         pci_iounmap(dev, _iobase);
 371         _iobase = NULL;
 372
 373         pci_release_regions(dev);
 374         pci_disable_device(dev);
 375 }
 376
 377
 378 static int geode_aes_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
 379 {
 380         int ret;
 381
 382         ret = pci_enable_device(dev);
 383         if (ret)
 384                 return ret;
 385
 386         ret = pci_request_regions(dev, "geode-aes");
 387         if (ret)
 388                 goto eenable;
 389
 390         _iobase = pci_iomap(dev, 0, 0);
 391
 392         if (_iobase == NULL) {
 393                 ret = -ENOMEM;
 394                 goto erequest;
 395         }
 396
 397         spin_lock_init(&lock);
 398
 399         /* Clear any pending activity */
 400         iowrite32(AES_INTR_PENDING | AES_INTR_MASK, _iobase + AES_INTR_REG);
 401
 402         ret = crypto_register_alg(&geode_alg);
 403         if (ret)
 404                 goto eiomap;
 405
 406         ret = crypto_register_skciphers(geode_skcipher_algs,
 407                                         ARRAY_SIZE(geode_skcipher_algs));
 408         if (ret)
 409                 goto ealg;
 410
 411         dev_notice(&dev->dev, "GEODE AES engine enabled.\n");
 412         return 0;
 413
 414  ealg:
 415         crypto_unregister_alg(&geode_alg);
 416
 417  eiomap:
 418         pci_iounmap(dev, _iobase);
 419
 420  erequest:
 421         pci_release_regions(dev);
 422
 423  eenable:
 424         pci_disable_device(dev);
 425
 426         dev_err(&dev->dev, "GEODE AES initialization failed.\n");
 427         return ret;
 428 }
 429
 430 static struct pci_device_id geode_aes_tbl[] = {
 431         { PCI_VDEVICE(AMD, PCI_DEVICE_ID_AMD_LX_AES), },
 432         { 0, }
 433 };
 434
 435 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, geode_aes_tbl);
 436
 437 static struct pci_driver geode_aes_driver = {
 438         .name = "Geode LX AES",
 439         .id_table = geode_aes_tbl,
 440         .probe = geode_aes_probe,
 441         .remove = geode_aes_remove,
 442 };
 443
 444 module_pci_driver(geode_aes_driver);
 445
 446 MODULE_AUTHOR("Advanced Micro Devices, Inc.");
 447 MODULE_DESCRIPTION("Geode LX Hardware AES driver");
 448 MODULE_LICENSE("GPL");