arch/x86/crypto/blowfish_glue.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Glue Code for assembler optimized version of Blowfish
   4  *
   5  * Copyright (c) 2011 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna@mbnet.fi>
   6  *
   7  * CBC & ECB parts based on code (crypto/cbc.c,ecb.c) by:
   8  *   Copyright (c) 2006 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
   9  */
  10
  11 #include <crypto/algapi.h>
  12 #include <crypto/blowfish.h>
  13 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  14 #include <linux/crypto.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18
  19 /* regular block cipher functions */
  20 asmlinkage void __blowfish_enc_blk(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst, const u8 *src,
  21                                    bool xor);
  22 asmlinkage void blowfish_dec_blk(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst, const u8 *src);
  23
  24 /* 4-way parallel cipher functions */
  25 asmlinkage void __blowfish_enc_blk_4way(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst,
  26                                         const u8 *src, bool xor);
  27 asmlinkage void blowfish_dec_blk_4way(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst,
  28                                       const u8 *src);
  29
  30 static inline void blowfish_enc_blk(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst, const u8 *src)
  31 {
  32         __blowfish_enc_blk(ctx, dst, src, false);
  33 }
  34
  35 static inline void blowfish_enc_blk_xor(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst,
  36                                         const u8 *src)
  37 {
  38         __blowfish_enc_blk(ctx, dst, src, true);
  39 }
  40
  41 static inline void blowfish_enc_blk_4way(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst,
  42                                          const u8 *src)
  43 {
  44         __blowfish_enc_blk_4way(ctx, dst, src, false);
  45 }
  46
  47 static inline void blowfish_enc_blk_xor_4way(struct bf_ctx *ctx, u8 *dst,
  48                                       const u8 *src)
  49 {
  50         __blowfish_enc_blk_4way(ctx, dst, src, true);
  51 }
  52
  53 static void blowfish_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *dst, const u8 *src)
  54 {
  55         blowfish_enc_blk(crypto_tfm_ctx(tfm), dst, src);
  56 }
  57
  58 static void blowfish_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *dst, const u8 *src)
  59 {
  60         blowfish_dec_blk(crypto_tfm_ctx(tfm), dst, src);
  61 }
  62
  63 static int blowfish_setkey_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm,
  64                                     const u8 *key, unsigned int keylen)
  65 {
  66         return blowfish_setkey(&tfm->base, key, keylen);
  67 }
  68
  69 static int ecb_crypt(struct skcipher_request *req,
  70                      void (*fn)(struct bf_ctx *, u8 *, const u8 *),
  71                      void (*fn_4way)(struct bf_ctx *, u8 *, const u8 *))
  72 {
  73         unsigned int bsize = BF_BLOCK_SIZE;
  74         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
  75         struct bf_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  76         struct skcipher_walk walk;
  77         unsigned int nbytes;
  78         int err;
  79
  80         err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);
  81
  82         while ((nbytes = walk.nbytes)) {
  83                 u8 *wsrc = walk.src.virt.addr;
  84                 u8 *wdst = walk.dst.virt.addr;
  85
  86                 /* Process four block batch */
  87                 if (nbytes >= bsize * 4) {
  88                         do {
  89                                 fn_4way(ctx, wdst, wsrc);
  90
  91                                 wsrc += bsize * 4;
  92                                 wdst += bsize * 4;
  93                                 nbytes -= bsize * 4;
  94                         } while (nbytes >= bsize * 4);
  95
  96                         if (nbytes < bsize)
  97                                 goto done;
  98                 }
  99
 100                 /* Handle leftovers */
 101                 do {
 102                         fn(ctx, wdst, wsrc);
 103
 104                         wsrc += bsize;
 105                         wdst += bsize;
 106                         nbytes -= bsize;
 107                 } while (nbytes >= bsize);
 108
 109 done:
 110                 err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes);
 111         }
 112
 113         return err;
 114 }
 115
 116 static int ecb_encrypt(struct skcipher_request *req)
 117 {
 118         return ecb_crypt(req, blowfish_enc_blk, blowfish_enc_blk_4way);
 119 }
 120
 121 static int ecb_decrypt(struct skcipher_request *req)
 122 {
 123         return ecb_crypt(req, blowfish_dec_blk, blowfish_dec_blk_4way);
 124 }
 125
 126 static unsigned int __cbc_encrypt(struct bf_ctx *ctx,
 127                                   struct skcipher_walk *walk)
 128 {
 129         unsigned int bsize = BF_BLOCK_SIZE;
 130         unsigned int nbytes = walk->nbytes;
 131         u64 *src = (u64 *)walk->src.virt.addr;
 132         u64 *dst = (u64 *)walk->dst.virt.addr;
 133         u64 *iv = (u64 *)walk->iv;
 134
 135         do {
 136                 *dst = *src ^ *iv;
 137                 blowfish_enc_blk(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)dst);
 138                 iv = dst;
 139
 140                 src += 1;
 141                 dst += 1;
 142                 nbytes -= bsize;
 143         } while (nbytes >= bsize);
 144
 145         *(u64 *)walk->iv = *iv;
 146         return nbytes;
 147 }
 148
 149 static int cbc_encrypt(struct skcipher_request *req)
 150 {
 151         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 152         struct bf_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 153         struct skcipher_walk walk;
 154         unsigned int nbytes;
 155         int err;
 156
 157         err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);
 158
 159         while ((nbytes = walk.nbytes)) {
 160                 nbytes = __cbc_encrypt(ctx, &walk);
 161                 err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes);
 162         }
 163
 164         return err;
 165 }
 166
 167 static unsigned int __cbc_decrypt(struct bf_ctx *ctx,
 168                                   struct skcipher_walk *walk)
 169 {
 170         unsigned int bsize = BF_BLOCK_SIZE;
 171         unsigned int nbytes = walk->nbytes;
 172         u64 *src = (u64 *)walk->src.virt.addr;
 173         u64 *dst = (u64 *)walk->dst.virt.addr;
 174         u64 ivs[4 - 1];
 175         u64 last_iv;
 176
 177         /* Start of the last block. */
 178         src += nbytes / bsize - 1;
 179         dst += nbytes / bsize - 1;
 180
 181         last_iv = *src;
 182
 183         /* Process four block batch */
 184         if (nbytes >= bsize * 4) {
 185                 do {
 186                         nbytes -= bsize * 4 - bsize;
 187                         src -= 4 - 1;
 188                         dst -= 4 - 1;
 189
 190                         ivs[0] = src[0];
 191                         ivs[1] = src[1];
 192                         ivs[2] = src[2];
 193
 194                         blowfish_dec_blk_4way(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)src);
 195
 196                         dst[1] ^= ivs[0];
 197                         dst[2] ^= ivs[1];
 198                         dst[3] ^= ivs[2];
 199
 200                         nbytes -= bsize;
 201                         if (nbytes < bsize)
 202                                 goto done;
 203
 204                         *dst ^= *(src - 1);
 205                         src -= 1;
 206                         dst -= 1;
 207                 } while (nbytes >= bsize * 4);
 208         }
 209
 210         /* Handle leftovers */
 211         for (;;) {
 212                 blowfish_dec_blk(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)src);
 213
 214                 nbytes -= bsize;
 215                 if (nbytes < bsize)
 216                         break;
 217
 218                 *dst ^= *(src - 1);
 219                 src -= 1;
 220                 dst -= 1;
 221         }
 222
 223 done:
 224         *dst ^= *(u64 *)walk->iv;
 225         *(u64 *)walk->iv = last_iv;
 226
 227         return nbytes;
 228 }
 229
 230 static int cbc_decrypt(struct skcipher_request *req)
 231 {
 232         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 233         struct bf_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 234         struct skcipher_walk walk;
 235         unsigned int nbytes;
 236         int err;
 237
 238         err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);
 239
 240         while ((nbytes = walk.nbytes)) {
 241                 nbytes = __cbc_decrypt(ctx, &walk);
 242                 err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes);
 243         }
 244
 245         return err;
 246 }
 247
 248 static struct crypto_alg bf_cipher_alg = {
 249         .cra_name               = "blowfish",
 250         .cra_driver_name        = "blowfish-asm",
 251         .cra_priority           = 200,
 252         .cra_flags              = CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
 253         .cra_blocksize          = BF_BLOCK_SIZE,
 254         .cra_ctxsize            = sizeof(struct bf_ctx),
 255         .cra_alignmask          = 0,
 256         .cra_module             = THIS_MODULE,
 257         .cra_u = {
 258                 .cipher = {
 259                         .cia_min_keysize        = BF_MIN_KEY_SIZE,
 260                         .cia_max_keysize        = BF_MAX_KEY_SIZE,
 261                         .cia_setkey             = blowfish_setkey,
 262                         .cia_encrypt            = blowfish_encrypt,
 263                         .cia_decrypt            = blowfish_decrypt,
 264                 }
 265         }
 266 };
 267
 268 static struct skcipher_alg bf_skcipher_algs[] = {
 269         {
 270                 .base.cra_name          = "ecb(blowfish)",
 271                 .base.cra_driver_name   = "ecb-blowfish-asm",
 272                 .base.cra_priority      = 300,
 273                 .base.cra_blocksize     = BF_BLOCK_SIZE,
 274                 .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct bf_ctx),
 275                 .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 276                 .min_keysize            = BF_MIN_KEY_SIZE,
 277                 .max_keysize            = BF_MAX_KEY_SIZE,
 278                 .setkey                 = blowfish_setkey_skcipher,
 279                 .encrypt                = ecb_encrypt,
 280                 .decrypt                = ecb_decrypt,
 281         }, {
 282                 .base.cra_name          = "cbc(blowfish)",
 283                 .base.cra_driver_name   = "cbc-blowfish-asm",
 284                 .base.cra_priority      = 300,
 285                 .base.cra_blocksize     = BF_BLOCK_SIZE,
 286                 .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct bf_ctx),
 287                 .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 288                 .min_keysize            = BF_MIN_KEY_SIZE,
 289                 .max_keysize            = BF_MAX_KEY_SIZE,
 290                 .ivsize                 = BF_BLOCK_SIZE,
 291                 .setkey                 = blowfish_setkey_skcipher,
 292                 .encrypt                = cbc_encrypt,
 293                 .decrypt                = cbc_decrypt,
 294         },
 295 };
 296
 297 static bool is_blacklisted_cpu(void)
 298 {
 299         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL)
 300                 return false;
 301
 302         if (boot_cpu_data.x86 == 0x0f) {
 303                 /*
 304                  * On Pentium 4, blowfish-x86_64 is slower than generic C
 305                  * implementation because use of 64bit rotates (which are really
 306                  * slow on P4). Therefore blacklist P4s.
 307                  */
 308                 return true;
 309         }
 310
 311         return false;
 312 }
 313
 314 static int force;
 315 module_param(force, int, 0);
 316 MODULE_PARM_DESC(force, "Force module load, ignore CPU blacklist");
 317
 318 static int __init init(void)
 319 {
 320         int err;
 321
 322         if (!force && is_blacklisted_cpu()) {
 323                 printk(KERN_INFO
 324                         "blowfish-x86_64: performance on this CPU "
 325                         "would be suboptimal: disabling "
 326                         "blowfish-x86_64.\n");
 327                 return -ENODEV;
 328         }
 329
 330         err = crypto_register_alg(&bf_cipher_alg);
 331         if (err)
 332                 return err;
 333
 334         err = crypto_register_skciphers(bf_skcipher_algs,
 335                                         ARRAY_SIZE(bf_skcipher_algs));
 336         if (err)
 337                 crypto_unregister_alg(&bf_cipher_alg);
 338
 339         return err;
 340 }
 341
 342 static void __exit fini(void)
 343 {
 344         crypto_unregister_alg(&bf_cipher_alg);
 345         crypto_unregister_skciphers(bf_skcipher_algs,
 346                                     ARRAY_SIZE(bf_skcipher_algs));
 347 }
 348
 349 module_init(init);
 350 module_exit(fini);
 351
 352 MODULE_LICENSE("GPL");
 353 MODULE_DESCRIPTION("Blowfish Cipher Algorithm, asm optimized");
 354 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blowfish");
 355 MODULE_ALIAS_CRYPTO("blowfish-asm");