drivers/crypto/allwinner/sun8i-ss/sun8i-ss-cipher.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * sun8i-ss-cipher.c - hardware cryptographic offloader for
   4  * Allwinner A80/A83T 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/skcipher.h>
  21 #include "sun8i-ss.h"
  22
  23 static bool sun8i_ss_need_fallback(struct skcipher_request *areq)
  24 {
  25         struct scatterlist *in_sg = areq->src;
  26         struct scatterlist *out_sg = areq->dst;
  27         struct scatterlist *sg;
  28
  29         if (areq->cryptlen == 0 || areq->cryptlen % 16)
  30                 return true;
  31
  32         if (sg_nents(areq->src) > 8 || sg_nents(areq->dst) > 8)
  33                 return true;
  34
  35         sg = areq->src;
  36         while (sg) {
  37                 if ((sg->length % 16) != 0)
  38                         return true;
  39                 if ((sg_dma_len(sg) % 16) != 0)
  40                         return true;
  41                 if (!IS_ALIGNED(sg->offset, 16))
  42                         return true;
  43                 sg = sg_next(sg);
  44         }
  45         sg = areq->dst;
  46         while (sg) {
  47                 if ((sg->length % 16) != 0)
  48                         return true;
  49                 if ((sg_dma_len(sg) % 16) != 0)
  50                         return true;
  51                 if (!IS_ALIGNED(sg->offset, 16))
  52                         return true;
  53                 sg = sg_next(sg);
  54         }
  55
  56         /* SS need same numbers of SG (with same length) for source and destination */
  57         in_sg = areq->src;
  58         out_sg = areq->dst;
  59         while (in_sg && out_sg) {
  60                 if (in_sg->length != out_sg->length)
  61                         return true;
  62                 in_sg = sg_next(in_sg);
  63                 out_sg = sg_next(out_sg);
  64         }
  65         if (in_sg || out_sg)
  66                 return true;
  67         return false;
  68 }
  69
  70 static int sun8i_ss_cipher_fallback(struct skcipher_request *areq)
  71 {
  72         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  73         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  74         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
  75         int err;
  76
  77 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_SS_DEBUG
  78         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
  79         struct sun8i_ss_alg_template *algt;
  80
  81         algt = container_of(alg, struct sun8i_ss_alg_template, alg.skcipher);
  82         algt->stat_fb++;
  83 #endif
  84         skcipher_request_set_tfm(&rctx->fallback_req, op->fallback_tfm);
  85         skcipher_request_set_callback(&rctx->fallback_req, areq->base.flags,
  86                                       areq->base.complete, areq->base.data);
  87         skcipher_request_set_crypt(&rctx->fallback_req, areq->src, areq->dst,
  88                                    areq->cryptlen, areq->iv);
  89         if (rctx->op_dir & SS_DECRYPTION)
  90                 err = crypto_skcipher_decrypt(&rctx->fallback_req);
  91         else
  92                 err = crypto_skcipher_encrypt(&rctx->fallback_req);
  93         return err;
  94 }
  95
  96 static int sun8i_ss_cipher(struct skcipher_request *areq)
  97 {
  98         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  99         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 100         struct sun8i_ss_dev *ss = op->ss;
 101         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 102         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 103         struct sun8i_ss_alg_template *algt;
 104         struct scatterlist *sg;
 105         unsigned int todo, len, offset, ivsize;
 106         void *backup_iv = NULL;
 107         int nr_sgs = 0;
 108         int nr_sgd = 0;
 109         int err = 0;
 110         int i;
 111
 112         algt = container_of(alg, struct sun8i_ss_alg_template, alg.skcipher);
 113
 114         dev_dbg(ss->dev, "%s %s %u %x IV(%p %u) key=%u\n", __func__,
 115                 crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm),
 116                 areq->cryptlen,
 117                 rctx->op_dir, areq->iv, crypto_skcipher_ivsize(tfm),
 118                 op->keylen);
 119
 120 #ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_SS_DEBUG
 121         algt->stat_req++;
 122 #endif
 123
 124         rctx->op_mode = ss->variant->op_mode[algt->ss_blockmode];
 125         rctx->method = ss->variant->alg_cipher[algt->ss_algo_id];
 126         rctx->keylen = op->keylen;
 127
 128         rctx->p_key = dma_map_single(ss->dev, op->key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 129         if (dma_mapping_error(ss->dev, rctx->p_key)) {
 130                 dev_err(ss->dev, "Cannot DMA MAP KEY\n");
 131                 err = -EFAULT;
 132                 goto theend;
 133         }
 134
 135         ivsize = crypto_skcipher_ivsize(tfm);
 136         if (areq->iv && crypto_skcipher_ivsize(tfm) > 0) {
 137                 rctx->ivlen = ivsize;
 138                 rctx->biv = kzalloc(ivsize, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 139                 if (!rctx->biv) {
 140                         err = -ENOMEM;
 141                         goto theend_key;
 142                 }
 143                 if (rctx->op_dir & SS_DECRYPTION) {
 144                         backup_iv = kzalloc(ivsize, GFP_KERNEL);
 145                         if (!backup_iv) {
 146                                 err = -ENOMEM;
 147                                 goto theend_key;
 148                         }
 149                         offset = areq->cryptlen - ivsize;
 150                         scatterwalk_map_and_copy(backup_iv, areq->src, offset,
 151                                                  ivsize, 0);
 152                 }
 153                 memcpy(rctx->biv, areq->iv, ivsize);
 154                 rctx->p_iv = dma_map_single(ss->dev, rctx->biv, rctx->ivlen,
 155                                             DMA_TO_DEVICE);
 156                 if (dma_mapping_error(ss->dev, rctx->p_iv)) {
 157                         dev_err(ss->dev, "Cannot DMA MAP IV\n");
 158                         err = -ENOMEM;
 159                         goto theend_iv;
 160                 }
 161         }
 162         if (areq->src == areq->dst) {
 163                 nr_sgs = dma_map_sg(ss->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 164                                     DMA_BIDIRECTIONAL);
 165                 if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > 8) {
 166                         dev_err(ss->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
 167                         err = -EINVAL;
 168                         goto theend_iv;
 169                 }
 170                 nr_sgd = nr_sgs;
 171         } else {
 172                 nr_sgs = dma_map_sg(ss->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 173                                     DMA_TO_DEVICE);
 174                 if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > 8) {
 175                         dev_err(ss->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
 176                         err = -EINVAL;
 177                         goto theend_iv;
 178                 }
 179                 nr_sgd = dma_map_sg(ss->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst),
 180                                     DMA_FROM_DEVICE);
 181                 if (nr_sgd <= 0 || nr_sgd > 8) {
 182                         dev_err(ss->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgd);
 183                         err = -EINVAL;
 184                         goto theend_sgs;
 185                 }
 186         }
 187
 188         len = areq->cryptlen;
 189         i = 0;
 190         sg = areq->src;
 191         while (i < nr_sgs && sg && len) {
 192                 if (sg_dma_len(sg) == 0)
 193                         goto sgs_next;
 194                 rctx->t_src[i].addr = sg_dma_address(sg);
 195                 todo = min(len, sg_dma_len(sg));
 196                 rctx->t_src[i].len = todo / 4;
 197                 dev_dbg(ss->dev, "%s total=%u SGS(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
 198                         areq->cryptlen, i, rctx->t_src[i].len, sg->offset, todo);
 199                 len -= todo;
 200                 i++;
 201 sgs_next:
 202                 sg = sg_next(sg);
 203         }
 204         if (len > 0) {
 205                 dev_err(ss->dev, "remaining len %d\n", len);
 206                 err = -EINVAL;
 207                 goto theend_sgs;
 208         }
 209
 210         len = areq->cryptlen;
 211         i = 0;
 212         sg = areq->dst;
 213         while (i < nr_sgd && sg && len) {
 214                 if (sg_dma_len(sg) == 0)
 215                         goto sgd_next;
 216                 rctx->t_dst[i].addr = sg_dma_address(sg);
 217                 todo = min(len, sg_dma_len(sg));
 218                 rctx->t_dst[i].len = todo / 4;
 219                 dev_dbg(ss->dev, "%s total=%u SGD(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
 220                         areq->cryptlen, i, rctx->t_dst[i].len, sg->offset, todo);
 221                 len -= todo;
 222                 i++;
 223 sgd_next:
 224                 sg = sg_next(sg);
 225         }
 226         if (len > 0) {
 227                 dev_err(ss->dev, "remaining len %d\n", len);
 228                 err = -EINVAL;
 229                 goto theend_sgs;
 230         }
 231
 232         err = sun8i_ss_run_task(ss, rctx, crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm));
 233
 234 theend_sgs:
 235         if (areq->src == areq->dst) {
 236                 dma_unmap_sg(ss->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 237                              DMA_BIDIRECTIONAL);
 238         } else {
 239                 dma_unmap_sg(ss->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 240                              DMA_TO_DEVICE);
 241                 dma_unmap_sg(ss->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst),
 242                              DMA_FROM_DEVICE);
 243         }
 244
 245 theend_iv:
 246         if (rctx->p_iv)
 247                 dma_unmap_single(ss->dev, rctx->p_iv, rctx->ivlen,
 248                                  DMA_TO_DEVICE);
 249
 250         if (areq->iv && ivsize > 0) {
 251                 if (rctx->biv) {
 252                         offset = areq->cryptlen - ivsize;
 253                         if (rctx->op_dir & SS_DECRYPTION) {
 254                                 memcpy(areq->iv, backup_iv, ivsize);
 255                                 kfree_sensitive(backup_iv);
 256                         } else {
 257                                 scatterwalk_map_and_copy(areq->iv, areq->dst, offset,
 258                                                          ivsize, 0);
 259                         }
 260                         kfree(rctx->biv);
 261                 }
 262         }
 263
 264 theend_key:
 265         dma_unmap_single(ss->dev, rctx->p_key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 266
 267 theend:
 268
 269         return err;
 270 }
 271
 272 static int sun8i_ss_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_ss_cipher(breq);
 278         local_bh_disable();
 279         crypto_finalize_skcipher_request(engine, breq, err);
 280         local_bh_enable();
 281
 282         return 0;
 283 }
 284
 285 int sun8i_ss_skdecrypt(struct skcipher_request *areq)
 286 {
 287         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 288         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 289         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 290         struct crypto_engine *engine;
 291         int e;
 292
 293         memset(rctx, 0, sizeof(struct sun8i_cipher_req_ctx));
 294         rctx->op_dir = SS_DECRYPTION;
 295
 296         if (sun8i_ss_need_fallback(areq))
 297                 return sun8i_ss_cipher_fallback(areq);
 298
 299         e = sun8i_ss_get_engine_number(op->ss);
 300         engine = op->ss->flows[e].engine;
 301         rctx->flow = e;
 302
 303         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 304 }
 305
 306 int sun8i_ss_skencrypt(struct skcipher_request *areq)
 307 {
 308         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 309         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 310         struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 311         struct crypto_engine *engine;
 312         int e;
 313
 314         memset(rctx, 0, sizeof(struct sun8i_cipher_req_ctx));
 315         rctx->op_dir = SS_ENCRYPTION;
 316
 317         if (sun8i_ss_need_fallback(areq))
 318                 return sun8i_ss_cipher_fallback(areq);
 319
 320         e = sun8i_ss_get_engine_number(op->ss);
 321         engine = op->ss->flows[e].engine;
 322         rctx->flow = e;
 323
 324         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 325 }
 326
 327 int sun8i_ss_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm)
 328 {
 329         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 330         struct sun8i_ss_alg_template *algt;
 331         const char *name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 332         struct crypto_skcipher *sktfm = __crypto_skcipher_cast(tfm);
 333         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(sktfm);
 334         int err;
 335
 336         memset(op, 0, sizeof(struct sun8i_cipher_tfm_ctx));
 337
 338         algt = container_of(alg, struct sun8i_ss_alg_template, alg.skcipher);
 339         op->ss = algt->ss;
 340
 341         op->fallback_tfm = crypto_alloc_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 342         if (IS_ERR(op->fallback_tfm)) {
 343                 dev_err(op->ss->dev, "ERROR: Cannot allocate fallback for %s %ld\n",
 344                         name, PTR_ERR(op->fallback_tfm));
 345                 return PTR_ERR(op->fallback_tfm);
 346         }
 347
 348         sktfm->reqsize = sizeof(struct sun8i_cipher_req_ctx) +
 349                          crypto_skcipher_reqsize(op->fallback_tfm);
 350
 351
 352         dev_info(op->ss->dev, "Fallback for %s is %s\n",
 353                  crypto_tfm_alg_driver_name(&sktfm->base),
 354                  crypto_tfm_alg_driver_name(crypto_skcipher_tfm(op->fallback_tfm)));
 355
 356         op->enginectx.op.do_one_request = sun8i_ss_handle_cipher_request;
 357         op->enginectx.op.prepare_request = NULL;
 358         op->enginectx.op.unprepare_request = NULL;
 359
 360         err = pm_runtime_resume_and_get(op->ss->dev);
 361         if (err < 0) {
 362                 dev_err(op->ss->dev, "pm error %d\n", err);
 363                 goto error_pm;
 364         }
 365
 366         return 0;
 367 error_pm:
 368         crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 369         return err;
 370 }
 371
 372 void sun8i_ss_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 373 {
 374         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 375
 376         kfree_sensitive(op->key);
 377         crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 378         pm_runtime_put_sync(op->ss->dev);
 379 }
 380
 381 int sun8i_ss_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 382                         unsigned int keylen)
 383 {
 384         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 385         struct sun8i_ss_dev *ss = op->ss;
 386
 387         switch (keylen) {
 388         case 128 / 8:
 389                 break;
 390         case 192 / 8:
 391                 break;
 392         case 256 / 8:
 393                 break;
 394         default:
 395                 dev_dbg(ss->dev, "ERROR: Invalid keylen %u\n", keylen);
 396                 return -EINVAL;
 397         }
 398         kfree_sensitive(op->key);
 399         op->keylen = keylen;
 400         op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 401         if (!op->key)
 402                 return -ENOMEM;
 403
 404         crypto_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 405         crypto_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 406
 407         return crypto_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
 408 }
 409
 410 int sun8i_ss_des3_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 411                          unsigned int keylen)
 412 {
 413         struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 414         struct sun8i_ss_dev *ss = op->ss;
 415
 416         if (unlikely(keylen != 3 * DES_KEY_SIZE)) {
 417                 dev_dbg(ss->dev, "Invalid keylen %u\n", keylen);
 418                 return -EINVAL;
 419         }
 420
 421         kfree_sensitive(op->key);
 422         op->keylen = keylen;
 423         op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 424         if (!op->key)
 425                 return -ENOMEM;
 426
 427         crypto_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 428         crypto_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 429
 430         return crypto_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
 431 }