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