3c3d403abe925428dacb64818b58e6279d6011cc
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / s390 / crypto / zcrypt_ep11misc.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  *  Copyright IBM Corp. 2019
4  *  Author(s): Harald Freudenberger <freude@linux.ibm.com>
5  *
6  *  Collection of EP11 misc functions used by zcrypt and pkey
7  */
8
9 #define KMSG_COMPONENT "zcrypt"
10 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
11
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/random.h>
16 #include <asm/zcrypt.h>
17 #include <asm/pkey.h>
18
19 #include "ap_bus.h"
20 #include "zcrypt_api.h"
21 #include "zcrypt_debug.h"
22 #include "zcrypt_msgtype6.h"
23 #include "zcrypt_ep11misc.h"
24 #include "zcrypt_ccamisc.h"
25
26 #define DEBUG_DBG(...)  ZCRYPT_DBF(DBF_DEBUG, ##__VA_ARGS__)
27 #define DEBUG_INFO(...) ZCRYPT_DBF(DBF_INFO, ##__VA_ARGS__)
28 #define DEBUG_WARN(...) ZCRYPT_DBF(DBF_WARN, ##__VA_ARGS__)
29 #define DEBUG_ERR(...)  ZCRYPT_DBF(DBF_ERR, ##__VA_ARGS__)
30
31 /* default iv used here */
32 static const u8 def_iv[16] = { 0x00, 0x11, 0x22, 0x33, 0x44, 0x55, 0x66, 0x77,
33                                0x88, 0x99, 0xaa, 0xbb, 0xcc, 0xdd, 0xee, 0xff };
34
35 /* ep11 card info cache */
36 struct card_list_entry {
37         struct list_head list;
38         u16 cardnr;
39         struct ep11_card_info info;
40 };
41 static LIST_HEAD(card_list);
42 static DEFINE_SPINLOCK(card_list_lock);
43
44 static int card_cache_fetch(u16 cardnr, struct ep11_card_info *ci)
45 {
46         int rc = -ENOENT;
47         struct card_list_entry *ptr;
48
49         spin_lock_bh(&card_list_lock);
50         list_for_each_entry(ptr, &card_list, list) {
51                 if (ptr->cardnr == cardnr) {
52                         memcpy(ci, &ptr->info, sizeof(*ci));
53                         rc = 0;
54                         break;
55                 }
56         }
57         spin_unlock_bh(&card_list_lock);
58
59         return rc;
60 }
61
62 static void card_cache_update(u16 cardnr, const struct ep11_card_info *ci)
63 {
64         int found = 0;
65         struct card_list_entry *ptr;
66
67         spin_lock_bh(&card_list_lock);
68         list_for_each_entry(ptr, &card_list, list) {
69                 if (ptr->cardnr == cardnr) {
70                         memcpy(&ptr->info, ci, sizeof(*ci));
71                         found = 1;
72                         break;
73                 }
74         }
75         if (!found) {
76                 ptr = kmalloc(sizeof(*ptr), GFP_ATOMIC);
77                 if (!ptr) {
78                         spin_unlock_bh(&card_list_lock);
79                         return;
80                 }
81                 ptr->cardnr = cardnr;
82                 memcpy(&ptr->info, ci, sizeof(*ci));
83                 list_add(&ptr->list, &card_list);
84         }
85         spin_unlock_bh(&card_list_lock);
86 }
87
88 static void card_cache_scrub(u16 cardnr)
89 {
90         struct card_list_entry *ptr;
91
92         spin_lock_bh(&card_list_lock);
93         list_for_each_entry(ptr, &card_list, list) {
94                 if (ptr->cardnr == cardnr) {
95                         list_del(&ptr->list);
96                         kfree(ptr);
97                         break;
98                 }
99         }
100         spin_unlock_bh(&card_list_lock);
101 }
102
103 static void __exit card_cache_free(void)
104 {
105         struct card_list_entry *ptr, *pnext;
106
107         spin_lock_bh(&card_list_lock);
108         list_for_each_entry_safe(ptr, pnext, &card_list, list) {
109                 list_del(&ptr->list);
110                 kfree(ptr);
111         }
112         spin_unlock_bh(&card_list_lock);
113 }
114
115 /*
116  * Simple check if the key blob is a valid EP11 secure AES key.
117  */
118 int ep11_check_aeskeyblob(debug_info_t *dbg, int dbflvl,
119                           const u8 *key, int keybitsize,
120                           int checkcpacfexport)
121 {
122         struct ep11keyblob *kb = (struct ep11keyblob *) key;
123
124 #define DBF(...) debug_sprintf_event(dbg, dbflvl, ##__VA_ARGS__)
125
126         if (kb->head.type != TOKTYPE_NON_CCA) {
127                 if (dbg)
128                         DBF("%s key check failed, type 0x%02x != 0x%02x\n",
129                             __func__, (int) kb->head.type, TOKTYPE_NON_CCA);
130                 return -EINVAL;
131         }
132         if (kb->head.version != TOKVER_EP11_AES) {
133                 if (dbg)
134                         DBF("%s key check failed, version 0x%02x != 0x%02x\n",
135                             __func__, (int) kb->head.version, TOKVER_EP11_AES);
136                 return -EINVAL;
137         }
138         if (kb->version != EP11_STRUCT_MAGIC) {
139                 if (dbg)
140                         DBF("%s key check failed, magic 0x%04x != 0x%04x\n",
141                             __func__, (int) kb->version, EP11_STRUCT_MAGIC);
142                 return -EINVAL;
143         }
144         switch (kb->head.keybitlen) {
145         case 128:
146         case 192:
147         case 256:
148                 break;
149         default:
150                 if (dbg)
151                         DBF("%s key check failed, keybitlen %d invalid\n",
152                             __func__, (int) kb->head.keybitlen);
153                 return -EINVAL;
154         }
155         if (keybitsize > 0 && keybitsize != (int) kb->head.keybitlen) {
156                 DBF("%s key check failed, keybitsize %d\n",
157                     __func__, keybitsize);
158                 return -EINVAL;
159         }
160         if (checkcpacfexport && !(kb->attr & EP11_BLOB_PKEY_EXTRACTABLE)) {
161                 if (dbg)
162                         DBF("%s key check failed, PKEY_EXTRACTABLE is 0\n",
163                             __func__);
164                 return -EINVAL;
165         }
166 #undef DBF
167
168         return 0;
169 }
170 EXPORT_SYMBOL(ep11_check_aeskeyblob);
171
172 /*
173  * Helper function which calls zcrypt_send_ep11_cprb with
174  * memory management segment adjusted to kernel space
175  * so that the copy_from_user called within this
176  * function do in fact copy from kernel space.
177  */
178 static inline int _zcrypt_send_ep11_cprb(struct ep11_urb *urb)
179 {
180         int rc;
181         mm_segment_t old_fs = get_fs();
182
183         set_fs(KERNEL_DS);
184         rc = zcrypt_send_ep11_cprb(urb);
185         set_fs(old_fs);
186
187         return rc;
188 }
189
190 /*
191  * Allocate and prepare ep11 cprb plus additional payload.
192  */
193 static inline struct ep11_cprb *alloc_cprb(size_t payload_len)
194 {
195         size_t len = sizeof(struct ep11_cprb) + payload_len;
196         struct ep11_cprb *cprb;
197
198         cprb = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
199         if (!cprb)
200                 return NULL;
201
202         cprb->cprb_len = sizeof(struct ep11_cprb);
203         cprb->cprb_ver_id = 0x04;
204         memcpy(cprb->func_id, "T4", 2);
205         cprb->ret_code = 0xFFFFFFFF;
206         cprb->payload_len = payload_len;
207
208         return cprb;
209 }
210
211 /*
212  * Some helper functions related to ASN1 encoding.
213  * Limited to length info <= 2 byte.
214  */
215
216 #define ASN1TAGLEN(x) (2 + (x) + ((x) > 127 ? 1 : 0) + ((x) > 255 ? 1 : 0))
217
218 static int asn1tag_write(u8 *ptr, u8 tag, const u8 *pvalue, u16 valuelen)
219 {
220         ptr[0] = tag;
221         if (valuelen > 255) {
222                 ptr[1] = 0x82;
223                 *((u16 *)(ptr + 2)) = valuelen;
224                 memcpy(ptr + 4, pvalue, valuelen);
225                 return 4 + valuelen;
226         }
227         if (valuelen > 127) {
228                 ptr[1] = 0x81;
229                 ptr[2] = (u8) valuelen;
230                 memcpy(ptr + 3, pvalue, valuelen);
231                 return 3 + valuelen;
232         }
233         ptr[1] = (u8) valuelen;
234         memcpy(ptr + 2, pvalue, valuelen);
235         return 2 + valuelen;
236 }
237
238 /* EP11 payload > 127 bytes starts with this struct */
239 struct pl_head {
240         u8  tag;
241         u8  lenfmt;
242         u16 len;
243         u8  func_tag;
244         u8  func_len;
245         u32 func;
246         u8  dom_tag;
247         u8  dom_len;
248         u32 dom;
249 } __packed;
250
251 /* prep ep11 payload head helper function */
252 static inline void prep_head(struct pl_head *h,
253                              size_t pl_size, int api, int func)
254 {
255         h->tag = 0x30;
256         h->lenfmt = 0x82;
257         h->len = pl_size - 4;
258         h->func_tag = 0x04;
259         h->func_len = sizeof(u32);
260         h->func = (api << 16) + func;
261         h->dom_tag = 0x04;
262         h->dom_len = sizeof(u32);
263 }
264
265 /* prep urb helper function */
266 static inline void prep_urb(struct ep11_urb *u,
267                             struct ep11_target_dev *t, int nt,
268                             struct ep11_cprb *req, size_t req_len,
269                             struct ep11_cprb *rep, size_t rep_len)
270 {
271         u->targets = (u8 __user *) t;
272         u->targets_num = nt;
273         u->req = (u8 __user *) req;
274         u->req_len = req_len;
275         u->resp = (u8 __user *) rep;
276         u->resp_len = rep_len;
277 }
278
279 /* Check ep11 reply payload, return 0 or suggested errno value. */
280 static int check_reply_pl(const u8 *pl, const char *func)
281 {
282         int len;
283         u32 ret;
284
285         /* start tag */
286         if (*pl++ != 0x30) {
287                 DEBUG_ERR("%s reply start tag mismatch\n", func);
288                 return -EIO;
289         }
290
291         /* payload length format */
292         if (*pl < 127) {
293                 len = *pl;
294                 pl++;
295         } else if (*pl == 0x81) {
296                 pl++;
297                 len = *pl;
298                 pl++;
299         } else if (*pl == 0x82) {
300                 pl++;
301                 len = *((u16 *)pl);
302                 pl += 2;
303         } else {
304                 DEBUG_ERR("%s reply start tag lenfmt mismatch 0x%02hhx\n",
305                           func, *pl);
306                 return -EIO;
307         }
308
309         /* len should cover at least 3 fields with 32 bit value each */
310         if (len < 3 * 6) {
311                 DEBUG_ERR("%s reply length %d too small\n", func, len);
312                 return -EIO;
313         }
314
315         /* function tag, length and value */
316         if (pl[0] != 0x04 || pl[1] != 0x04) {
317                 DEBUG_ERR("%s function tag or length mismatch\n", func);
318                 return -EIO;
319         }
320         pl += 6;
321
322         /* dom tag, length and value */
323         if (pl[0] != 0x04 || pl[1] != 0x04) {
324                 DEBUG_ERR("%s dom tag or length mismatch\n", func);
325                 return -EIO;
326         }
327         pl += 6;
328
329         /* return value tag, length and value */
330         if (pl[0] != 0x04 || pl[1] != 0x04) {
331                 DEBUG_ERR("%s return value tag or length mismatch\n", func);
332                 return -EIO;
333         }
334         pl += 2;
335         ret = *((u32 *)pl);
336         if (ret != 0) {
337                 DEBUG_ERR("%s return value 0x%04x != 0\n", func, ret);
338                 return -EIO;
339         }
340
341         return 0;
342 }
343
344
345 /*
346  * Helper function which does an ep11 query with given query type.
347  */
348 static int ep11_query_info(u16 cardnr, u16 domain, u32 query_type,
349                            size_t buflen, u8 *buf)
350 {
351         struct ep11_info_req_pl {
352                 struct pl_head head;
353                 u8  query_type_tag;
354                 u8  query_type_len;
355                 u32 query_type;
356                 u8  query_subtype_tag;
357                 u8  query_subtype_len;
358                 u32 query_subtype;
359         } __packed * req_pl;
360         struct ep11_info_rep_pl {
361                 struct pl_head head;
362                 u8  rc_tag;
363                 u8  rc_len;
364                 u32 rc;
365                 u8  data_tag;
366                 u8  data_lenfmt;
367                 u16 data_len;
368         } __packed * rep_pl;
369         struct ep11_cprb *req = NULL, *rep = NULL;
370         struct ep11_target_dev target;
371         struct ep11_urb *urb = NULL;
372         int api = 1, rc = -ENOMEM;
373
374         /* request cprb and payload */
375         req = alloc_cprb(sizeof(struct ep11_info_req_pl));
376         if (!req)
377                 goto out;
378         req_pl = (struct ep11_info_req_pl *) (((u8 *) req) + sizeof(*req));
379         prep_head(&req_pl->head, sizeof(*req_pl), api, 38); /* get xcp info */
380         req_pl->query_type_tag = 0x04;
381         req_pl->query_type_len = sizeof(u32);
382         req_pl->query_type = query_type;
383         req_pl->query_subtype_tag = 0x04;
384         req_pl->query_subtype_len = sizeof(u32);
385
386         /* reply cprb and payload */
387         rep = alloc_cprb(sizeof(struct ep11_info_rep_pl) + buflen);
388         if (!rep)
389                 goto out;
390         rep_pl = (struct ep11_info_rep_pl *) (((u8 *) rep) + sizeof(*rep));
391
392         /* urb and target */
393         urb = kmalloc(sizeof(struct ep11_urb), GFP_KERNEL);
394         if (!urb)
395                 goto out;
396         target.ap_id = cardnr;
397         target.dom_id = domain;
398         prep_urb(urb, &target, 1,
399                  req, sizeof(*req) + sizeof(*req_pl),
400                  rep, sizeof(*rep) + sizeof(*rep_pl) + buflen);
401
402         rc = _zcrypt_send_ep11_cprb(urb);
403         if (rc) {
404                 DEBUG_ERR(
405                         "%s zcrypt_send_ep11_cprb(card=%d dom=%d) failed, rc=%d\n",
406                         __func__, (int) cardnr, (int) domain, rc);
407                 goto out;
408         }
409
410         rc = check_reply_pl((u8 *)rep_pl, __func__);
411         if (rc)
412                 goto out;
413         if (rep_pl->data_tag != 0x04 || rep_pl->data_lenfmt != 0x82) {
414                 DEBUG_ERR("%s unknown reply data format\n", __func__);
415                 rc = -EIO;
416                 goto out;
417         }
418         if (rep_pl->data_len > buflen) {
419                 DEBUG_ERR("%s mismatch between reply data len and buffer len\n",
420                           __func__);
421                 rc = -ENOSPC;
422                 goto out;
423         }
424
425         memcpy(buf, ((u8 *) rep_pl) + sizeof(*rep_pl), rep_pl->data_len);
426
427 out:
428         kfree(req);
429         kfree(rep);
430         kfree(urb);
431         return rc;
432 }
433
434 /*
435  * Provide information about an EP11 card.
436  */
437 int ep11_get_card_info(u16 card, struct ep11_card_info *info, int verify)
438 {
439         int rc;
440         struct ep11_module_query_info {
441                 u32 API_ord_nr;
442                 u32 firmware_id;
443                 u8  FW_major_vers;
444                 u8  FW_minor_vers;
445                 u8  CSP_major_vers;
446                 u8  CSP_minor_vers;
447                 u8  fwid[32];
448                 u8  xcp_config_hash[32];
449                 u8  CSP_config_hash[32];
450                 u8  serial[16];
451                 u8  module_date_time[16];
452                 u64 op_mode;
453                 u32 PKCS11_flags;
454                 u32 ext_flags;
455                 u32 domains;
456                 u32 sym_state_bytes;
457                 u32 digest_state_bytes;
458                 u32 pin_blob_bytes;
459                 u32 SPKI_bytes;
460                 u32 priv_key_blob_bytes;
461                 u32 sym_blob_bytes;
462                 u32 max_payload_bytes;
463                 u32 CP_profile_bytes;
464                 u32 max_CP_index;
465         } __packed * pmqi = NULL;
466
467         rc = card_cache_fetch(card, info);
468         if (rc || verify) {
469                 pmqi = kmalloc(sizeof(*pmqi), GFP_KERNEL);
470                 if (!pmqi)
471                         return -ENOMEM;
472                 rc = ep11_query_info(card, AUTOSEL_DOM,
473                                      0x01 /* module info query */,
474                                      sizeof(*pmqi), (u8 *) pmqi);
475                 if (rc) {
476                         if (rc == -ENODEV)
477                                 card_cache_scrub(card);
478                         goto out;
479                 }
480                 memset(info, 0, sizeof(*info));
481                 info->API_ord_nr = pmqi->API_ord_nr;
482                 info->FW_version =
483                         (pmqi->FW_major_vers << 8) + pmqi->FW_minor_vers;
484                 memcpy(info->serial, pmqi->serial, sizeof(info->serial));
485                 info->op_mode = pmqi->op_mode;
486                 card_cache_update(card, info);
487         }
488
489 out:
490         kfree(pmqi);
491         return rc;
492 }
493 EXPORT_SYMBOL(ep11_get_card_info);
494
495 /*
496  * Provide information about a domain within an EP11 card.
497  */
498 int ep11_get_domain_info(u16 card, u16 domain, struct ep11_domain_info *info)
499 {
500         int rc;
501         struct ep11_domain_query_info {
502                 u32 dom_index;
503                 u8  cur_WK_VP[32];
504                 u8  new_WK_VP[32];
505                 u32 dom_flags;
506                 u64 op_mode;
507         } __packed * p_dom_info;
508
509         p_dom_info = kmalloc(sizeof(*p_dom_info), GFP_KERNEL);
510         if (!p_dom_info)
511                 return -ENOMEM;
512
513         rc = ep11_query_info(card, domain, 0x03 /* domain info query */,
514                              sizeof(*p_dom_info), (u8 *) p_dom_info);
515         if (rc)
516                 goto out;
517
518         memset(info, 0, sizeof(*info));
519         info->cur_wk_state = '0';
520         info->new_wk_state = '0';
521         if (p_dom_info->dom_flags & 0x10 /* left imprint mode */) {
522                 if (p_dom_info->dom_flags & 0x02 /* cur wk valid */) {
523                         info->cur_wk_state = '1';
524                         memcpy(info->cur_wkvp, p_dom_info->cur_WK_VP, 32);
525                 }
526                 if (p_dom_info->dom_flags & 0x04 /* new wk present */
527                     || p_dom_info->dom_flags & 0x08 /* new wk committed */) {
528                         info->new_wk_state =
529                                 p_dom_info->dom_flags & 0x08 ? '2' : '1';
530                         memcpy(info->new_wkvp, p_dom_info->new_WK_VP, 32);
531                 }
532         }
533         info->op_mode = p_dom_info->op_mode;
534
535 out:
536         kfree(p_dom_info);
537         return rc;
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(ep11_get_domain_info);
540
541 /*
542  * Default EP11 AES key generate attributes, used when no keygenflags given:
543  * XCP_BLOB_ENCRYPT | XCP_BLOB_DECRYPT | XCP_BLOB_PROTKEY_EXTRACTABLE
544  */
545 #define KEY_ATTR_DEFAULTS 0x00200c00
546
547 int ep11_genaeskey(u16 card, u16 domain, u32 keybitsize, u32 keygenflags,
548                    u8 *keybuf, size_t *keybufsize)
549 {
550         struct keygen_req_pl {
551                 struct pl_head head;
552                 u8  var_tag;
553                 u8  var_len;
554                 u32 var;
555                 u8  keybytes_tag;
556                 u8  keybytes_len;
557                 u32 keybytes;
558                 u8  mech_tag;
559                 u8  mech_len;
560                 u32 mech;
561                 u8  attr_tag;
562                 u8  attr_len;
563                 u32 attr_header;
564                 u32 attr_bool_mask;
565                 u32 attr_bool_bits;
566                 u32 attr_val_len_type;
567                 u32 attr_val_len_value;
568                 u8  pin_tag;
569                 u8  pin_len;
570         } __packed * req_pl;
571         struct keygen_rep_pl {
572                 struct pl_head head;
573                 u8  rc_tag;
574                 u8  rc_len;
575                 u32 rc;
576                 u8  data_tag;
577                 u8  data_lenfmt;
578                 u16 data_len;
579                 u8  data[512];
580         } __packed * rep_pl;
581         struct ep11_cprb *req = NULL, *rep = NULL;
582         struct ep11_target_dev target;
583         struct ep11_urb *urb = NULL;
584         struct ep11keyblob *kb;
585         int api, rc = -ENOMEM;
586
587         switch (keybitsize) {
588         case 128:
589         case 192:
590         case 256:
591                 break;
592         default:
593                 DEBUG_ERR(
594                         "%s unknown/unsupported keybitsize %d\n",
595                         __func__, keybitsize);
596                 rc = -EINVAL;
597                 goto out;
598         }
599
600         /* request cprb and payload */
601         req = alloc_cprb(sizeof(struct keygen_req_pl));
602         if (!req)
603                 goto out;
604         req_pl = (struct keygen_req_pl *) (((u8 *) req) + sizeof(*req));
605         api = (!keygenflags || keygenflags & 0x00200000) ? 4 : 1;
606         prep_head(&req_pl->head, sizeof(*req_pl), api, 21); /* GenerateKey */
607         req_pl->var_tag = 0x04;
608         req_pl->var_len = sizeof(u32);
609         req_pl->keybytes_tag = 0x04;
610         req_pl->keybytes_len = sizeof(u32);
611         req_pl->keybytes = keybitsize / 8;
612         req_pl->mech_tag = 0x04;
613         req_pl->mech_len = sizeof(u32);
614         req_pl->mech = 0x00001080; /* CKM_AES_KEY_GEN */
615         req_pl->attr_tag = 0x04;
616         req_pl->attr_len = 5 * sizeof(u32);
617         req_pl->attr_header = 0x10010000;
618         req_pl->attr_bool_mask = keygenflags ? keygenflags : KEY_ATTR_DEFAULTS;
619         req_pl->attr_bool_bits = keygenflags ? keygenflags : KEY_ATTR_DEFAULTS;
620         req_pl->attr_val_len_type = 0x00000161; /* CKA_VALUE_LEN */
621         req_pl->attr_val_len_value = keybitsize / 8;
622         req_pl->pin_tag = 0x04;
623
624         /* reply cprb and payload */
625         rep = alloc_cprb(sizeof(struct keygen_rep_pl));
626         if (!rep)
627                 goto out;
628         rep_pl = (struct keygen_rep_pl *) (((u8 *) rep) + sizeof(*rep));
629
630         /* urb and target */
631         urb = kmalloc(sizeof(struct ep11_urb), GFP_KERNEL);
632         if (!urb)
633                 goto out;
634         target.ap_id = card;
635         target.dom_id = domain;
636         prep_urb(urb, &target, 1,
637                  req, sizeof(*req) + sizeof(*req_pl),
638                  rep, sizeof(*rep) + sizeof(*rep_pl));
639
640         rc = _zcrypt_send_ep11_cprb(urb);
641         if (rc) {
642                 DEBUG_ERR(
643                         "%s zcrypt_send_ep11_cprb(card=%d dom=%d) failed, rc=%d\n",
644                         __func__, (int) card, (int) domain, rc);
645                 goto out;
646         }
647
648         rc = check_reply_pl((u8 *)rep_pl, __func__);
649         if (rc)
650                 goto out;
651         if (rep_pl->data_tag != 0x04 || rep_pl->data_lenfmt != 0x82) {
652                 DEBUG_ERR("%s unknown reply data format\n", __func__);
653                 rc = -EIO;
654                 goto out;
655         }
656         if (rep_pl->data_len > *keybufsize) {
657                 DEBUG_ERR("%s mismatch reply data len / key buffer len\n",
658                           __func__);
659                 rc = -ENOSPC;
660                 goto out;
661         }
662
663         /* copy key blob and set header values */
664         memcpy(keybuf, rep_pl->data, rep_pl->data_len);
665         *keybufsize = rep_pl->data_len;
666         kb = (struct ep11keyblob *) keybuf;
667         kb->head.type = TOKTYPE_NON_CCA;
668         kb->head.len = rep_pl->data_len;
669         kb->head.version = TOKVER_EP11_AES;
670         kb->head.keybitlen = keybitsize;
671
672 out:
673         kfree(req);
674         kfree(rep);
675         kfree(urb);
676         return rc;
677 }
678 EXPORT_SYMBOL(ep11_genaeskey);
679
680 static int ep11_cryptsingle(u16 card, u16 domain,
681                             u16 mode, u32 mech, const u8 *iv,
682                             const u8 *key, size_t keysize,
683                             const u8 *inbuf, size_t inbufsize,
684                             u8 *outbuf, size_t *outbufsize)
685 {
686         struct crypt_req_pl {
687                 struct pl_head head;
688                 u8  var_tag;
689                 u8  var_len;
690                 u32 var;
691                 u8  mech_tag;
692                 u8  mech_len;
693                 u32 mech;
694                 /*
695                  * maybe followed by iv data
696                  * followed by key tag + key blob
697                  * followed by plaintext tag + plaintext
698                  */
699         } __packed * req_pl;
700         struct crypt_rep_pl {
701                 struct pl_head head;
702                 u8  rc_tag;
703                 u8  rc_len;
704                 u32 rc;
705                 u8  data_tag;
706                 u8  data_lenfmt;
707                 /* data follows */
708         } __packed * rep_pl;
709         struct ep11_cprb *req = NULL, *rep = NULL;
710         struct ep11_target_dev target;
711         struct ep11_urb *urb = NULL;
712         size_t req_pl_size, rep_pl_size;
713         int n, api = 1, rc = -ENOMEM;
714         u8 *p;
715
716         /* the simple asn1 coding used has length limits */
717         if (keysize > 0xFFFF || inbufsize > 0xFFFF)
718                 return -EINVAL;
719
720         /* request cprb and payload */
721         req_pl_size = sizeof(struct crypt_req_pl) + (iv ? 16 : 0)
722                 + ASN1TAGLEN(keysize) + ASN1TAGLEN(inbufsize);
723         req = alloc_cprb(req_pl_size);
724         if (!req)
725                 goto out;
726         req_pl = (struct crypt_req_pl *) (((u8 *) req) + sizeof(*req));
727         prep_head(&req_pl->head, req_pl_size, api, (mode ? 20 : 19));
728         req_pl->var_tag = 0x04;
729         req_pl->var_len = sizeof(u32);
730         /* mech is mech + mech params (iv here) */
731         req_pl->mech_tag = 0x04;
732         req_pl->mech_len = sizeof(u32) + (iv ? 16 : 0);
733         req_pl->mech = (mech ? mech : 0x00001085); /* CKM_AES_CBC_PAD */
734         p = ((u8 *) req_pl) + sizeof(*req_pl);
735         if (iv) {
736                 memcpy(p, iv, 16);
737                 p += 16;
738         }
739         /* key and input data */
740         p += asn1tag_write(p, 0x04, key, keysize);
741         p += asn1tag_write(p, 0x04, inbuf, inbufsize);
742
743         /* reply cprb and payload, assume out data size <= in data size + 32 */
744         rep_pl_size = sizeof(struct crypt_rep_pl) + ASN1TAGLEN(inbufsize + 32);
745         rep = alloc_cprb(rep_pl_size);
746         if (!rep)
747                 goto out;
748         rep_pl = (struct crypt_rep_pl *) (((u8 *) rep) + sizeof(*rep));
749
750         /* urb and target */
751         urb = kmalloc(sizeof(struct ep11_urb), GFP_KERNEL);
752         if (!urb)
753                 goto out;
754         target.ap_id = card;
755         target.dom_id = domain;
756         prep_urb(urb, &target, 1,
757                  req, sizeof(*req) + req_pl_size,
758                  rep, sizeof(*rep) + rep_pl_size);
759
760         rc = _zcrypt_send_ep11_cprb(urb);
761         if (rc) {
762                 DEBUG_ERR(
763                         "%s zcrypt_send_ep11_cprb(card=%d dom=%d) failed, rc=%d\n",
764                         __func__, (int) card, (int) domain, rc);
765                 goto out;
766         }
767
768         rc = check_reply_pl((u8 *)rep_pl, __func__);
769         if (rc)
770                 goto out;
771         if (rep_pl->data_tag != 0x04) {
772                 DEBUG_ERR("%s unknown reply data format\n", __func__);
773                 rc = -EIO;
774                 goto out;
775         }
776         p = ((u8 *) rep_pl) + sizeof(*rep_pl);
777         if (rep_pl->data_lenfmt <= 127)
778                 n = rep_pl->data_lenfmt;
779         else if (rep_pl->data_lenfmt == 0x81)
780                 n = *p++;
781         else if (rep_pl->data_lenfmt == 0x82) {
782                 n = *((u16 *) p);
783                 p += 2;
784         } else {
785                 DEBUG_ERR("%s unknown reply data length format 0x%02hhx\n",
786                           __func__, rep_pl->data_lenfmt);
787                 rc = -EIO;
788                 goto out;
789         }
790         if (n > *outbufsize) {
791                 DEBUG_ERR("%s mismatch reply data len %d / output buffer %zu\n",
792                           __func__, n, *outbufsize);
793                 rc = -ENOSPC;
794                 goto out;
795         }
796
797         memcpy(outbuf, p, n);
798         *outbufsize = n;
799
800 out:
801         kfree(req);
802         kfree(rep);
803         kfree(urb);
804         return rc;
805 }
806
807 static int ep11_unwrapkey(u16 card, u16 domain,
808                           const u8 *kek, size_t keksize,
809                           const u8 *enckey, size_t enckeysize,
810                           u32 mech, const u8 *iv,
811                           u32 keybitsize, u32 keygenflags,
812                           u8 *keybuf, size_t *keybufsize)
813 {
814         struct uw_req_pl {
815                 struct pl_head head;
816                 u8  attr_tag;
817                 u8  attr_len;
818                 u32 attr_header;
819                 u32 attr_bool_mask;
820                 u32 attr_bool_bits;
821                 u32 attr_key_type;
822                 u32 attr_key_type_value;
823                 u32 attr_val_len;
824                 u32 attr_val_len_value;
825                 u8  mech_tag;
826                 u8  mech_len;
827                 u32 mech;
828                 /*
829                  * maybe followed by iv data
830                  * followed by kek tag + kek blob
831                  * followed by empty mac tag
832                  * followed by empty pin tag
833                  * followed by encryted key tag + bytes
834                  */
835         } __packed * req_pl;
836         struct uw_rep_pl {
837                 struct pl_head head;
838                 u8  rc_tag;
839                 u8  rc_len;
840                 u32 rc;
841                 u8  data_tag;
842                 u8  data_lenfmt;
843                 u16 data_len;
844                 u8  data[512];
845         } __packed * rep_pl;
846         struct ep11_cprb *req = NULL, *rep = NULL;
847         struct ep11_target_dev target;
848         struct ep11_urb *urb = NULL;
849         struct ep11keyblob *kb;
850         size_t req_pl_size;
851         int api, rc = -ENOMEM;
852         u8 *p;
853
854         /* request cprb and payload */
855         req_pl_size = sizeof(struct uw_req_pl) + (iv ? 16 : 0)
856                 + ASN1TAGLEN(keksize) + 4 + ASN1TAGLEN(enckeysize);
857         req = alloc_cprb(req_pl_size);
858         if (!req)
859                 goto out;
860         req_pl = (struct uw_req_pl *) (((u8 *) req) + sizeof(*req));
861         api = (!keygenflags || keygenflags & 0x00200000) ? 4 : 1;
862         prep_head(&req_pl->head, req_pl_size, api, 34); /* UnwrapKey */
863         req_pl->attr_tag = 0x04;
864         req_pl->attr_len = 7 * sizeof(u32);
865         req_pl->attr_header = 0x10020000;
866         req_pl->attr_bool_mask = keygenflags ? keygenflags : KEY_ATTR_DEFAULTS;
867         req_pl->attr_bool_bits = keygenflags ? keygenflags : KEY_ATTR_DEFAULTS;
868         req_pl->attr_key_type = 0x00000100; /* CKA_KEY_TYPE */
869         req_pl->attr_key_type_value = 0x0000001f; /* CKK_AES */
870         req_pl->attr_val_len = 0x00000161; /* CKA_VALUE_LEN */
871         req_pl->attr_val_len_value = keybitsize / 8;
872         /* mech is mech + mech params (iv here) */
873         req_pl->mech_tag = 0x04;
874         req_pl->mech_len = sizeof(u32) + (iv ? 16 : 0);
875         req_pl->mech = (mech ? mech : 0x00001085); /* CKM_AES_CBC_PAD */
876         p = ((u8 *) req_pl) + sizeof(*req_pl);
877         if (iv) {
878                 memcpy(p, iv, 16);
879                 p += 16;
880         }
881         /* kek */
882         p += asn1tag_write(p, 0x04, kek, keksize);
883         /* empty mac key tag */
884         *p++ = 0x04;
885         *p++ = 0;
886         /* empty pin tag */
887         *p++ = 0x04;
888         *p++ = 0;
889         /* encrypted key value tag and bytes */
890         p += asn1tag_write(p, 0x04, enckey, enckeysize);
891
892         /* reply cprb and payload */
893         rep = alloc_cprb(sizeof(struct uw_rep_pl));
894         if (!rep)
895                 goto out;
896         rep_pl = (struct uw_rep_pl *) (((u8 *) rep) + sizeof(*rep));
897
898         /* urb and target */
899         urb = kmalloc(sizeof(struct ep11_urb), GFP_KERNEL);
900         if (!urb)
901                 goto out;
902         target.ap_id = card;
903         target.dom_id = domain;
904         prep_urb(urb, &target, 1,
905                  req, sizeof(*req) + req_pl_size,
906                  rep, sizeof(*rep) + sizeof(*rep_pl));
907
908         rc = _zcrypt_send_ep11_cprb(urb);
909         if (rc) {
910                 DEBUG_ERR(
911                         "%s zcrypt_send_ep11_cprb(card=%d dom=%d) failed, rc=%d\n",
912                         __func__, (int) card, (int) domain, rc);
913                 goto out;
914         }
915
916         rc = check_reply_pl((u8 *)rep_pl, __func__);
917         if (rc)
918                 goto out;
919         if (rep_pl->data_tag != 0x04 || rep_pl->data_lenfmt != 0x82) {
920                 DEBUG_ERR("%s unknown reply data format\n", __func__);
921                 rc = -EIO;
922                 goto out;
923         }
924         if (rep_pl->data_len > *keybufsize) {
925                 DEBUG_ERR("%s mismatch reply data len / key buffer len\n",
926                           __func__);
927                 rc = -ENOSPC;
928                 goto out;
929         }
930
931         /* copy key blob and set header values */
932         memcpy(keybuf, rep_pl->data, rep_pl->data_len);
933         *keybufsize = rep_pl->data_len;
934         kb = (struct ep11keyblob *) keybuf;
935         kb->head.type = TOKTYPE_NON_CCA;
936         kb->head.len = rep_pl->data_len;
937         kb->head.version = TOKVER_EP11_AES;
938         kb->head.keybitlen = keybitsize;
939
940 out:
941         kfree(req);
942         kfree(rep);
943         kfree(urb);
944         return rc;
945 }
946
947 static int ep11_wrapkey(u16 card, u16 domain,
948                         const u8 *key, size_t keysize,
949                         u32 mech, const u8 *iv,
950                         u8 *databuf, size_t *datasize)
951 {
952         struct wk_req_pl {
953                 struct pl_head head;
954                 u8  var_tag;
955                 u8  var_len;
956                 u32 var;
957                 u8  mech_tag;
958                 u8  mech_len;
959                 u32 mech;
960                 /*
961                  * followed by iv data
962                  * followed by key tag + key blob
963                  * followed by dummy kek param
964                  * followed by dummy mac param
965                  */
966         } __packed * req_pl;
967         struct wk_rep_pl {
968                 struct pl_head head;
969                 u8  rc_tag;
970                 u8  rc_len;
971                 u32 rc;
972                 u8  data_tag;
973                 u8  data_lenfmt;
974                 u16 data_len;
975                 u8  data[512];
976         } __packed * rep_pl;
977         struct ep11_cprb *req = NULL, *rep = NULL;
978         struct ep11_target_dev target;
979         struct ep11_urb *urb = NULL;
980         struct ep11keyblob *kb;
981         size_t req_pl_size;
982         int api, rc = -ENOMEM;
983         u8 *p;
984
985         /* request cprb and payload */
986         req_pl_size = sizeof(struct wk_req_pl) + (iv ? 16 : 0)
987                 + ASN1TAGLEN(keysize) + 4;
988         req = alloc_cprb(req_pl_size);
989         if (!req)
990                 goto out;
991         if (!mech || mech == 0x80060001)
992                 req->flags |= 0x20; /* CPACF_WRAP needs special bit */
993         req_pl = (struct wk_req_pl *) (((u8 *) req) + sizeof(*req));
994         api = (!mech || mech == 0x80060001) ? 4 : 1; /* CKM_IBM_CPACF_WRAP */
995         prep_head(&req_pl->head, req_pl_size, api, 33); /* WrapKey */
996         req_pl->var_tag = 0x04;
997         req_pl->var_len = sizeof(u32);
998         /* mech is mech + mech params (iv here) */
999         req_pl->mech_tag = 0x04;
1000         req_pl->mech_len = sizeof(u32) + (iv ? 16 : 0);
1001         req_pl->mech = (mech ? mech : 0x80060001); /* CKM_IBM_CPACF_WRAP */
1002         p = ((u8 *) req_pl) + sizeof(*req_pl);
1003         if (iv) {
1004                 memcpy(p, iv, 16);
1005                 p += 16;
1006         }
1007         /* key blob */
1008         p += asn1tag_write(p, 0x04, key, keysize);
1009         /* maybe the key argument needs the head data cleaned out */
1010         kb = (struct ep11keyblob *)(p - keysize);
1011         if (kb->head.version == TOKVER_EP11_AES)
1012                 memset(&kb->head, 0, sizeof(kb->head));
1013         /* empty kek tag */
1014         *p++ = 0x04;
1015         *p++ = 0;
1016         /* empty mac tag */
1017         *p++ = 0x04;
1018         *p++ = 0;
1019
1020         /* reply cprb and payload */
1021         rep = alloc_cprb(sizeof(struct wk_rep_pl));
1022         if (!rep)
1023                 goto out;
1024         rep_pl = (struct wk_rep_pl *) (((u8 *) rep) + sizeof(*rep));
1025
1026         /* urb and target */
1027         urb = kmalloc(sizeof(struct ep11_urb), GFP_KERNEL);
1028         if (!urb)
1029                 goto out;
1030         target.ap_id = card;
1031         target.dom_id = domain;
1032         prep_urb(urb, &target, 1,
1033                  req, sizeof(*req) + req_pl_size,
1034                  rep, sizeof(*rep) + sizeof(*rep_pl));
1035
1036         rc = _zcrypt_send_ep11_cprb(urb);
1037         if (rc) {
1038                 DEBUG_ERR(
1039                         "%s zcrypt_send_ep11_cprb(card=%d dom=%d) failed, rc=%d\n",
1040                         __func__, (int) card, (int) domain, rc);
1041                 goto out;
1042         }
1043
1044         rc = check_reply_pl((u8 *)rep_pl, __func__);
1045         if (rc)
1046                 goto out;
1047         if (rep_pl->data_tag != 0x04 || rep_pl->data_lenfmt != 0x82) {
1048                 DEBUG_ERR("%s unknown reply data format\n", __func__);
1049                 rc = -EIO;
1050                 goto out;
1051         }
1052         if (rep_pl->data_len > *datasize) {
1053                 DEBUG_ERR("%s mismatch reply data len / data buffer len\n",
1054                           __func__);
1055                 rc = -ENOSPC;
1056                 goto out;
1057         }
1058
1059         /* copy the data from the cprb to the data buffer */
1060         memcpy(databuf, rep_pl->data, rep_pl->data_len);
1061         *datasize = rep_pl->data_len;
1062
1063 out:
1064         kfree(req);
1065         kfree(rep);
1066         kfree(urb);
1067         return rc;
1068 }
1069
1070 int ep11_clr2keyblob(u16 card, u16 domain, u32 keybitsize, u32 keygenflags,
1071                      const u8 *clrkey, u8 *keybuf, size_t *keybufsize)
1072 {
1073         int rc;
1074         struct ep11keyblob *kb;
1075         u8 encbuf[64], *kek = NULL;
1076         size_t clrkeylen, keklen, encbuflen = sizeof(encbuf);
1077
1078         if (keybitsize == 128 || keybitsize == 192 || keybitsize == 256)
1079                 clrkeylen = keybitsize / 8;
1080         else {
1081                 DEBUG_ERR(
1082                         "%s unknown/unsupported keybitsize %d\n",
1083                         __func__, keybitsize);
1084                 return -EINVAL;
1085         }
1086
1087         /* allocate memory for the temp kek */
1088         keklen = MAXEP11AESKEYBLOBSIZE;
1089         kek = kmalloc(keklen, GFP_ATOMIC);
1090         if (!kek) {
1091                 rc = -ENOMEM;
1092                 goto out;
1093         }
1094
1095         /* Step 1: generate AES 256 bit random kek key */
1096         rc = ep11_genaeskey(card, domain, 256,
1097                             0x00006c00, /* EN/DECRYPT, WRAP/UNWRAP */
1098                             kek, &keklen);
1099         if (rc) {
1100                 DEBUG_ERR(
1101                         "%s generate kek key failed, rc=%d\n",
1102                         __func__, rc);
1103                 goto out;
1104         }
1105         kb = (struct ep11keyblob *) kek;
1106         memset(&kb->head, 0, sizeof(kb->head));
1107
1108         /* Step 2: encrypt clear key value with the kek key */
1109         rc = ep11_cryptsingle(card, domain, 0, 0, def_iv, kek, keklen,
1110                               clrkey, clrkeylen, encbuf, &encbuflen);
1111         if (rc) {
1112                 DEBUG_ERR(
1113                         "%s encrypting key value with kek key failed, rc=%d\n",
1114                         __func__, rc);
1115                 goto out;
1116         }
1117
1118         /* Step 3: import the encrypted key value as a new key */
1119         rc = ep11_unwrapkey(card, domain, kek, keklen,
1120                             encbuf, encbuflen, 0, def_iv,
1121                             keybitsize, 0, keybuf, keybufsize);
1122         if (rc) {
1123                 DEBUG_ERR(
1124                         "%s importing key value as new key failed,, rc=%d\n",
1125                         __func__, rc);
1126                 goto out;
1127         }
1128
1129 out:
1130         kfree(kek);
1131         return rc;
1132 }
1133 EXPORT_SYMBOL(ep11_clr2keyblob);
1134
1135 int ep11_key2protkey(u16 card, u16 dom, const u8 *key, size_t keylen,
1136                      u8 *protkey, u32 *protkeylen, u32 *protkeytype)
1137 {
1138         int rc = -EIO;
1139         u8 *wkbuf = NULL;
1140         size_t wkbuflen = 256;
1141         struct wk_info {
1142                 u16 version;
1143                 u8  res1[16];
1144                 u32 pkeytype;
1145                 u32 pkeybitsize;
1146                 u64 pkeysize;
1147                 u8  res2[8];
1148                 u8  pkey[0];
1149         } __packed * wki;
1150
1151         /* alloc temp working buffer */
1152         wkbuf = kmalloc(wkbuflen, GFP_ATOMIC);
1153         if (!wkbuf)
1154                 return -ENOMEM;
1155
1156         /* ep11 secure key -> protected key + info */
1157         rc = ep11_wrapkey(card, dom, key, keylen,
1158                           0, def_iv, wkbuf, &wkbuflen);
1159         if (rc) {
1160                 DEBUG_ERR(
1161                         "%s rewrapping ep11 key to pkey failed, rc=%d\n",
1162                         __func__, rc);
1163                 goto out;
1164         }
1165         wki = (struct wk_info *) wkbuf;
1166
1167         /* check struct version and pkey type */
1168         if (wki->version != 1 || wki->pkeytype != 1) {
1169                 DEBUG_ERR("%s wk info version %d or pkeytype %d mismatch.\n",
1170                           __func__, (int) wki->version, (int) wki->pkeytype);
1171                 rc = -EIO;
1172                 goto out;
1173         }
1174
1175         /* copy the tanslated protected key */
1176         switch (wki->pkeysize) {
1177         case 16+32:
1178                 /* AES 128 protected key */
1179                 if (protkeytype)
1180                         *protkeytype = PKEY_KEYTYPE_AES_128;
1181                 break;
1182         case 24+32:
1183                 /* AES 192 protected key */
1184                 if (protkeytype)
1185                         *protkeytype = PKEY_KEYTYPE_AES_192;
1186                 break;
1187         case 32+32:
1188                 /* AES 256 protected key */
1189                 if (protkeytype)
1190                         *protkeytype = PKEY_KEYTYPE_AES_256;
1191                 break;
1192         default:
1193                 DEBUG_ERR("%s unknown/unsupported pkeysize %d\n",
1194                           __func__, (int) wki->pkeysize);
1195                 rc = -EIO;
1196                 goto out;
1197         }
1198         memcpy(protkey, wki->pkey, wki->pkeysize);
1199         if (protkeylen)
1200                 *protkeylen = (u32) wki->pkeysize;
1201         rc = 0;
1202
1203 out:
1204         kfree(wkbuf);
1205         return rc;
1206 }
1207 EXPORT_SYMBOL(ep11_key2protkey);
1208
1209 int ep11_findcard2(u32 **apqns, u32 *nr_apqns, u16 cardnr, u16 domain,
1210                    int minhwtype, int minapi, const u8 *wkvp)
1211 {
1212         struct zcrypt_device_status_ext *device_status;
1213         u32 *_apqns = NULL, _nr_apqns = 0;
1214         int i, card, dom, rc = -ENOMEM;
1215         struct ep11_domain_info edi;
1216         struct ep11_card_info eci;
1217
1218         /* fetch status of all crypto cards */
1219         device_status = kvmalloc_array(MAX_ZDEV_ENTRIES_EXT,
1220                                        sizeof(struct zcrypt_device_status_ext),
1221                                        GFP_KERNEL);
1222         if (!device_status)
1223                 return -ENOMEM;
1224         zcrypt_device_status_mask_ext(device_status);
1225
1226         /* allocate 1k space for up to 256 apqns */
1227         _apqns = kmalloc_array(256, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
1228         if (!_apqns) {
1229                 kvfree(device_status);
1230                 return -ENOMEM;
1231         }
1232
1233         /* walk through all the crypto apqnss */
1234         for (i = 0; i < MAX_ZDEV_ENTRIES_EXT; i++) {
1235                 card = AP_QID_CARD(device_status[i].qid);
1236                 dom = AP_QID_QUEUE(device_status[i].qid);
1237                 /* check online state */
1238                 if (!device_status[i].online)
1239                         continue;
1240                 /* check for ep11 functions */
1241                 if (!(device_status[i].functions & 0x01))
1242                         continue;
1243                 /* check cardnr */
1244                 if (cardnr != 0xFFFF && card != cardnr)
1245                         continue;
1246                 /* check domain */
1247                 if (domain != 0xFFFF && dom != domain)
1248                         continue;
1249                 /* check min hardware type */
1250                 if (minhwtype && device_status[i].hwtype < minhwtype)
1251                         continue;
1252                 /* check min api version if given */
1253                 if (minapi > 0) {
1254                         if (ep11_get_card_info(card, &eci, 0))
1255                                 continue;
1256                         if (minapi > eci.API_ord_nr)
1257                                 continue;
1258                 }
1259                 /* check wkvp if given */
1260                 if (wkvp) {
1261                         if (ep11_get_domain_info(card, dom, &edi))
1262                                 continue;
1263                         if (edi.cur_wk_state != '1')
1264                                 continue;
1265                         if (memcmp(wkvp, edi.cur_wkvp, 16))
1266                                 continue;
1267                 }
1268                 /* apqn passed all filtering criterons, add to the array */
1269                 if (_nr_apqns < 256)
1270                         _apqns[_nr_apqns++] = (((u16)card) << 16) | ((u16) dom);
1271         }
1272
1273         /* nothing found ? */
1274         if (!_nr_apqns) {
1275                 kfree(_apqns);
1276                 rc = -ENODEV;
1277         } else {
1278                 /* no re-allocation, simple return the _apqns array */
1279                 *apqns = _apqns;
1280                 *nr_apqns = _nr_apqns;
1281                 rc = 0;
1282         }
1283
1284         kvfree(device_status);
1285         return rc;
1286 }
1287 EXPORT_SYMBOL(ep11_findcard2);
1288
1289 void __exit zcrypt_ep11misc_exit(void)
1290 {
1291         card_cache_free();
1292 }