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/bottom_half.h>
  15 #include <linux/crypto.h>
  16 #include <linux/dma-mapping.h>
  17 #include <linux/io.h>
  18 #include <linux/pm_runtime.h>
  19 #include <crypto/scatterwalk.h>
  20 #include <crypto/internal/des.h>
  21 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  22 #include "sun8i-ce.h"
  23
  24 static int sun8i_ce_cipher_need_fallback(struct skcipher_request *areq)
  25 {
  26         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  27         struct scatterlist *sg;
  28
  29         if (sg_nents(areq->src) > MAX_SG || sg_nents(areq->dst) > MAX_SG)
  30                 return true;
  31
  32         if (areq->cryptlen < crypto_skcipher_ivsize(tfm))
  33                 return true;
  34
  35         if (areq->cryptlen == 0 || areq->cryptlen % 16)
  36                 return true;
  37
  38         sg = areq->src;
  39         while (sg) {
  40                 if (sg->length % 4 || !IS_ALIGNED(sg->offset, sizeof(u32)))
  41                         return true;
  42                 sg = sg_next(sg);
  43         }
  44         sg = areq->dst;
  45         while (sg) {
  46                 if (sg->length % 4 || !IS_ALIGNED(sg->offset, sizeof(u32)))
  47                         return true;
  48                 sg = sg_next(sg);
  49         }
  50         return false;
  51 }
  52
  53 static int sun8i_ce_cipher_fallback(struct skcipher_request *areq)
  54 {
  55         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  56         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  57         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
  58         int err;
  59 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG
  60         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
  61         struct sun8i_ce_alg_template *algt;
  62
  63         algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher);
  64         algt->stat_fb++;
  65 #endif
  66
  67         skcipher_request_set_tfm(&rctx->fallback_req, op->fallback_tfm);
  68         skcipher_request_set_callback(&rctx->fallback_req, areq->base.flags,
  69                                       areq->base.complete, areq->base.data);
  70         skcipher_request_set_crypt(&rctx->fallback_req, areq->src, areq->dst,
  71                                    areq->cryptlen, areq->iv);
  72         if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION)
  73                 err = crypto_skcipher_decrypt(&rctx->fallback_req);
  74         else
  75                 err = crypto_skcipher_encrypt(&rctx->fallback_req);
  76         return err;
  77 }
  78
  79 static int sun8i_ce_cipher_prepare(struct crypto_engine *engine, void *async_req)
  80 {
  81         struct skcipher_request *areq = container_of(async_req, struct skcipher_request, base);
  82         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  83         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  84         struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
  85         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
  86         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
  87         struct sun8i_ce_alg_template *algt;
  88         struct sun8i_ce_flow *chan;
  89         struct ce_task *cet;
  90         struct scatterlist *sg;
  91         unsigned int todo, len, offset, ivsize;
  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->cipher_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         rctx->addr_key = dma_map_single(ce->dev, op->key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 145         if (dma_mapping_error(ce->dev, rctx->addr_key)) {
 146                 dev_err(ce->dev, "Cannot DMA MAP KEY\n");
 147                 err = -EFAULT;
 148                 goto theend;
 149         }
 150         cet->t_key = cpu_to_le32(rctx->addr_key);
 151
 152         ivsize = crypto_skcipher_ivsize(tfm);
 153         if (areq->iv && crypto_skcipher_ivsize(tfm) > 0) {
 154                 rctx->ivlen = ivsize;
 155                 rctx->bounce_iv = kzalloc(ivsize, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 156                 if (!rctx->bounce_iv) {
 157                         err = -ENOMEM;
 158                         goto theend_key;
 159                 }
 160                 if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
 161                         rctx->backup_iv = kzalloc(ivsize, GFP_KERNEL);
 162                         if (!rctx->backup_iv) {
 163                                 err = -ENOMEM;
 164                                 goto theend_key;
 165                         }
 166                         offset = areq->cryptlen - ivsize;
 167                         scatterwalk_map_and_copy(rctx->backup_iv, areq->src,
 168                                                  offset, ivsize, 0);
 169                 }
 170                 memcpy(rctx->bounce_iv, areq->iv, ivsize);
 171                 rctx->addr_iv = dma_map_single(ce->dev, rctx->bounce_iv, rctx->ivlen,
 172                                                DMA_TO_DEVICE);
 173                 if (dma_mapping_error(ce->dev, rctx->addr_iv)) {
 174                         dev_err(ce->dev, "Cannot DMA MAP IV\n");
 175                         err = -ENOMEM;
 176                         goto theend_iv;
 177                 }
 178                 cet->t_iv = cpu_to_le32(rctx->addr_iv);
 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         rctx->nr_sgs = nr_sgs;
 239         rctx->nr_sgd = nr_sgd;
 240         return 0;
 241
 242 theend_sgs:
 243         if (areq->src == areq->dst) {
 244                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_BIDIRECTIONAL);
 245         } else {
 246                 if (nr_sgs > 0)
 247                         dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_TO_DEVICE);
 248                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->dst, nr_sgd, DMA_FROM_DEVICE);
 249         }
 250
 251 theend_iv:
 252         if (areq->iv && ivsize > 0) {
 253                 if (rctx->addr_iv)
 254                         dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_iv, rctx->ivlen, DMA_TO_DEVICE);
 255                 offset = areq->cryptlen - ivsize;
 256                 if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
 257                         memcpy(areq->iv, rctx->backup_iv, ivsize);
 258                         kfree_sensitive(rctx->backup_iv);
 259                 } else {
 260                         scatterwalk_map_and_copy(areq->iv, areq->dst, offset,
 261                                                  ivsize, 0);
 262                 }
 263                 kfree(rctx->bounce_iv);
 264         }
 265
 266 theend_key:
 267         dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 268
 269 theend:
 270         return err;
 271 }
 272
 273 static int sun8i_ce_cipher_run(struct crypto_engine *engine, void *areq)
 274 {
 275         struct skcipher_request *breq = container_of(areq, struct skcipher_request, base);
 276         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(breq);
 277         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 278         struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
 279         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(breq);
 280         int flow, err;
 281
 282         flow = rctx->flow;
 283         err = sun8i_ce_run_task(ce, flow, crypto_tfm_alg_name(breq->base.tfm));
 284         local_bh_disable();
 285         crypto_finalize_skcipher_request(engine, breq, err);
 286         local_bh_enable();
 287         return 0;
 288 }
 289
 290 static int sun8i_ce_cipher_unprepare(struct crypto_engine *engine, void *async_req)
 291 {
 292         struct skcipher_request *areq = container_of(async_req, struct skcipher_request, base);
 293         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 294         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 295         struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
 296         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 297         struct sun8i_ce_flow *chan;
 298         struct ce_task *cet;
 299         unsigned int ivsize, offset;
 300         int nr_sgs = rctx->nr_sgs;
 301         int nr_sgd = rctx->nr_sgd;
 302         int flow;
 303
 304         flow = rctx->flow;
 305         chan = &ce->chanlist[flow];
 306         cet = chan->tl;
 307         ivsize = crypto_skcipher_ivsize(tfm);
 308
 309         if (areq->src == areq->dst) {
 310                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_BIDIRECTIONAL);
 311         } else {
 312                 if (nr_sgs > 0)
 313                         dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_TO_DEVICE);
 314                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->dst, nr_sgd, DMA_FROM_DEVICE);
 315         }
 316
 317         if (areq->iv && ivsize > 0) {
 318                 if (cet->t_iv)
 319                         dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_iv, rctx->ivlen, DMA_TO_DEVICE);
 320                 offset = areq->cryptlen - ivsize;
 321                 if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
 322                         memcpy(areq->iv, rctx->backup_iv, ivsize);
 323                         kfree_sensitive(rctx->backup_iv);
 324                 } else {
 325                         scatterwalk_map_and_copy(areq->iv, areq->dst, offset,
 326                                                  ivsize, 0);
 327                 }
 328                 kfree(rctx->bounce_iv);
 329         }
 330
 331         dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 332
 333         return 0;
 334 }
 335
 336 int sun8i_ce_skdecrypt(struct skcipher_request *areq)
 337 {
 338         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 339         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 340         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 341         struct crypto_engine *engine;
 342         int e;
 343
 344         rctx->op_dir = CE_DECRYPTION;
 345         if (sun8i_ce_cipher_need_fallback(areq))
 346                 return sun8i_ce_cipher_fallback(areq);
 347
 348         e = sun8i_ce_get_engine_number(op->ce);
 349         rctx->flow = e;
 350         engine = op->ce->chanlist[e].engine;
 351
 352         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 353 }
 354
 355 int sun8i_ce_skencrypt(struct skcipher_request *areq)
 356 {
 357         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 358         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 359         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 360         struct crypto_engine *engine;
 361         int e;
 362
 363         rctx->op_dir = CE_ENCRYPTION;
 364         if (sun8i_ce_cipher_need_fallback(areq))
 365                 return sun8i_ce_cipher_fallback(areq);
 366
 367         e = sun8i_ce_get_engine_number(op->ce);
 368         rctx->flow = e;
 369         engine = op->ce->chanlist[e].engine;
 370
 371         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 372 }
 373
 374 int sun8i_ce_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm)
 375 {
 376         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 377         struct sun8i_ce_alg_template *algt;
 378         const char *name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 379         struct crypto_skcipher *sktfm = __crypto_skcipher_cast(tfm);
 380         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(sktfm);
 381         int err;
 382
 383         memset(op, 0, sizeof(struct sun8i_cipher_tfm_ctx));
 384
 385         algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher);
 386         op->ce = algt->ce;
 387
 388         op->fallback_tfm = crypto_alloc_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 389         if (IS_ERR(op->fallback_tfm)) {
 390                 dev_err(op->ce->dev, "ERROR: Cannot allocate fallback for %s %ld\n",
 391                         name, PTR_ERR(op->fallback_tfm));
 392                 return PTR_ERR(op->fallback_tfm);
 393         }
 394
 395         sktfm->reqsize = sizeof(struct sun8i_cipher_req_ctx) +
 396                          crypto_skcipher_reqsize(op->fallback_tfm);
 397
 398
 399         dev_info(op->ce->dev, "Fallback for %s is %s\n",
 400                  crypto_tfm_alg_driver_name(&sktfm->base),
 401                  crypto_tfm_alg_driver_name(crypto_skcipher_tfm(op->fallback_tfm)));
 402
 403         op->enginectx.op.do_one_request = sun8i_ce_cipher_run;
 404         op->enginectx.op.prepare_request = sun8i_ce_cipher_prepare;
 405         op->enginectx.op.unprepare_request = sun8i_ce_cipher_unprepare;
 406
 407         err = pm_runtime_get_sync(op->ce->dev);
 408         if (err < 0)
 409                 goto error_pm;
 410
 411         return 0;
 412 error_pm:
 413         pm_runtime_put_noidle(op->ce->dev);
 414         crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 415         return err;
 416 }
 417
 418 void sun8i_ce_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 419 {
 420         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 421
 422         kfree_sensitive(op->key);
 423         crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 424         pm_runtime_put_sync_suspend(op->ce->dev);
 425 }
 426
 427 int sun8i_ce_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 428                         unsigned int keylen)
 429 {
 430         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 431         struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
 432
 433         switch (keylen) {
 434         case 128 / 8:
 435                 break;
 436         case 192 / 8:
 437                 break;
 438         case 256 / 8:
 439                 break;
 440         default:
 441                 dev_dbg(ce->dev, "ERROR: Invalid keylen %u\n", keylen);
 442                 return -EINVAL;
 443         }
 444         kfree_sensitive(op->key);
 445         op->keylen = keylen;
 446         op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 447         if (!op->key)
 448                 return -ENOMEM;
 449
 450         crypto_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 451         crypto_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 452
 453         return crypto_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
 454 }
 455
 456 int sun8i_ce_des3_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 457                          unsigned int keylen)
 458 {
 459         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 460         int err;
 461
 462         err = verify_skcipher_des3_key(tfm, key);
 463         if (err)
 464                 return err;
 465
 466         kfree_sensitive(op->key);
 467         op->keylen = keylen;
 468         op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 469         if (!op->key)
 470                 return -ENOMEM;
 471
 472         crypto_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 473         crypto_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 474
 475         return crypto_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
 476 }