drivers/crypto/gemini/sl3516-ce-cipher.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * sl3516-ce-cipher.c - hardware cryptographic offloader for Storlink SL3516 SoC
   4  *
   5  * Copyright (C) 2021 Corentin LABBE <clabbe@baylibre.com>
   6  *
   7  * This file adds support for AES cipher with 128,192,256 bits keysize in
   8  * ECB mode.
   9  */
  10
  11 #include <linux/crypto.h>
  12 #include <linux/dma-mapping.h>
  13 #include <linux/delay.h>
  14 #include <linux/io.h>
  15 #include <linux/pm_runtime.h>
  16 #include <crypto/scatterwalk.h>
  17 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  18 #include "sl3516-ce.h"
  19
  20 /* sl3516_ce_need_fallback - check if a request can be handled by the CE */
  21 static bool sl3516_ce_need_fallback(struct skcipher_request *areq)
  22 {
  23         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
  24         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
  25         struct sl3516_ce_dev *ce = op->ce;
  26         struct scatterlist *in_sg = areq->src;
  27         struct scatterlist *out_sg = areq->dst;
  28         struct scatterlist *sg;
  29
  30         if (areq->cryptlen == 0 || areq->cryptlen % 16) {
  31                 ce->fallback_mod16++;
  32                 return true;
  33         }
  34
  35         /*
  36          * check if we have enough descriptors for TX
  37          * Note: TX need one control desc for each SG
  38          */
  39         if (sg_nents(areq->src) > MAXDESC / 2) {
  40                 ce->fallback_sg_count_tx++;
  41                 return true;
  42         }
  43         /* check if we have enough descriptors for RX */
  44         if (sg_nents(areq->dst) > MAXDESC) {
  45                 ce->fallback_sg_count_rx++;
  46                 return true;
  47         }
  48
  49         sg = areq->src;
  50         while (sg) {
  51                 if ((sg->length % 16) != 0) {
  52                         ce->fallback_mod16++;
  53                         return true;
  54                 }
  55                 if ((sg_dma_len(sg) % 16) != 0) {
  56                         ce->fallback_mod16++;
  57                         return true;
  58                 }
  59                 if (!IS_ALIGNED(sg->offset, 16)) {
  60                         ce->fallback_align16++;
  61                         return true;
  62                 }
  63                 sg = sg_next(sg);
  64         }
  65         sg = areq->dst;
  66         while (sg) {
  67                 if ((sg->length % 16) != 0) {
  68                         ce->fallback_mod16++;
  69                         return true;
  70                 }
  71                 if ((sg_dma_len(sg) % 16) != 0) {
  72                         ce->fallback_mod16++;
  73                         return true;
  74                 }
  75                 if (!IS_ALIGNED(sg->offset, 16)) {
  76                         ce->fallback_align16++;
  77                         return true;
  78                 }
  79                 sg = sg_next(sg);
  80         }
  81
  82         /* need same numbers of SG (with same length) for source and destination */
  83         in_sg = areq->src;
  84         out_sg = areq->dst;
  85         while (in_sg && out_sg) {
  86                 if (in_sg->length != out_sg->length) {
  87                         ce->fallback_not_same_len++;
  88                         return true;
  89                 }
  90                 in_sg = sg_next(in_sg);
  91                 out_sg = sg_next(out_sg);
  92         }
  93         if (in_sg || out_sg)
  94                 return true;
  95
  96         return false;
  97 }
  98
  99 static int sl3516_ce_cipher_fallback(struct skcipher_request *areq)
 100 {
 101         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 102         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 103         struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 104         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 105         struct sl3516_ce_alg_template *algt;
 106         int err;
 107
 108         algt = container_of(alg, struct sl3516_ce_alg_template, alg.skcipher);
 109         algt->stat_fb++;
 110
 111         skcipher_request_set_tfm(&rctx->fallback_req, op->fallback_tfm);
 112         skcipher_request_set_callback(&rctx->fallback_req, areq->base.flags,
 113                                       areq->base.complete, areq->base.data);
 114         skcipher_request_set_crypt(&rctx->fallback_req, areq->src, areq->dst,
 115                                    areq->cryptlen, areq->iv);
 116         if (rctx->op_dir == CE_DECRYPTION)
 117                 err = crypto_skcipher_decrypt(&rctx->fallback_req);
 118         else
 119                 err = crypto_skcipher_encrypt(&rctx->fallback_req);
 120         return err;
 121 }
 122
 123 static int sl3516_ce_cipher(struct skcipher_request *areq)
 124 {
 125         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 126         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 127         struct sl3516_ce_dev *ce = op->ce;
 128         struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 129         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 130         struct sl3516_ce_alg_template *algt;
 131         struct scatterlist *sg;
 132         unsigned int todo, len;
 133         struct pkt_control_ecb *ecb;
 134         int nr_sgs = 0;
 135         int nr_sgd = 0;
 136         int err = 0;
 137         int i;
 138
 139         algt = container_of(alg, struct sl3516_ce_alg_template, alg.skcipher);
 140
 141         dev_dbg(ce->dev, "%s %s %u %x IV(%p %u) key=%u\n", __func__,
 142                 crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm),
 143                 areq->cryptlen,
 144                 rctx->op_dir, areq->iv, crypto_skcipher_ivsize(tfm),
 145                 op->keylen);
 146
 147         algt->stat_req++;
 148
 149         if (areq->src == areq->dst) {
 150                 nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 151                                     DMA_BIDIRECTIONAL);
 152                 if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAXDESC / 2) {
 153                         dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
 154                         err = -EINVAL;
 155                         goto theend;
 156                 }
 157                 nr_sgd = nr_sgs;
 158         } else {
 159                 nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 160                                     DMA_TO_DEVICE);
 161                 if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAXDESC / 2) {
 162                         dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
 163                         err = -EINVAL;
 164                         goto theend;
 165                 }
 166                 nr_sgd = dma_map_sg(ce->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst),
 167                                     DMA_FROM_DEVICE);
 168                 if (nr_sgd <= 0 || nr_sgd > MAXDESC) {
 169                         dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgd);
 170                         err = -EINVAL;
 171                         goto theend_sgs;
 172                 }
 173         }
 174
 175         len = areq->cryptlen;
 176         i = 0;
 177         sg = areq->src;
 178         while (i < nr_sgs && sg && len) {
 179                 if (sg_dma_len(sg) == 0)
 180                         goto sgs_next;
 181                 rctx->t_src[i].addr = sg_dma_address(sg);
 182                 todo = min(len, sg_dma_len(sg));
 183                 rctx->t_src[i].len = todo;
 184                 dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SGS(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
 185                         areq->cryptlen, i, rctx->t_src[i].len, sg->offset, todo);
 186                 len -= todo;
 187                 i++;
 188 sgs_next:
 189                 sg = sg_next(sg);
 190         }
 191         if (len > 0) {
 192                 dev_err(ce->dev, "remaining len %d/%u nr_sgs=%d\n", len, areq->cryptlen, nr_sgs);
 193                 err = -EINVAL;
 194                 goto theend_sgs;
 195         }
 196
 197         len = areq->cryptlen;
 198         i = 0;
 199         sg = areq->dst;
 200         while (i < nr_sgd && sg && len) {
 201                 if (sg_dma_len(sg) == 0)
 202                         goto sgd_next;
 203                 rctx->t_dst[i].addr = sg_dma_address(sg);
 204                 todo = min(len, sg_dma_len(sg));
 205                 rctx->t_dst[i].len = todo;
 206                 dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SGD(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
 207                         areq->cryptlen, i, rctx->t_dst[i].len, sg->offset, todo);
 208                 len -= todo;
 209                 i++;
 210
 211 sgd_next:
 212                 sg = sg_next(sg);
 213         }
 214         if (len > 0) {
 215                 dev_err(ce->dev, "remaining len %d\n", len);
 216                 err = -EINVAL;
 217                 goto theend_sgs;
 218         }
 219
 220         switch (algt->mode) {
 221         case ECB_AES:
 222                 rctx->pctrllen = sizeof(struct pkt_control_ecb);
 223                 ecb = (struct pkt_control_ecb *)ce->pctrl;
 224
 225                 rctx->tqflag = TQ0_TYPE_CTRL;
 226                 rctx->tqflag |= TQ1_CIPHER;
 227                 ecb->control.op_mode = rctx->op_dir;
 228                 ecb->control.cipher_algorithm = ECB_AES;
 229                 ecb->cipher.header_len = 0;
 230                 ecb->cipher.algorithm_len = areq->cryptlen;
 231                 cpu_to_be32_array((__be32 *)ecb->key, (u32 *)op->key, op->keylen / 4);
 232                 rctx->h = &ecb->cipher;
 233
 234                 rctx->tqflag |= TQ4_KEY0;
 235                 rctx->tqflag |= TQ5_KEY4;
 236                 rctx->tqflag |= TQ6_KEY6;
 237                 ecb->control.aesnk = op->keylen / 4;
 238                 break;
 239         }
 240
 241         rctx->nr_sgs = nr_sgs;
 242         rctx->nr_sgd = nr_sgd;
 243         err = sl3516_ce_run_task(ce, rctx, crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm));
 244
 245 theend_sgs:
 246         if (areq->src == areq->dst) {
 247                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 248                              DMA_BIDIRECTIONAL);
 249         } else {
 250                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
 251                              DMA_TO_DEVICE);
 252                 dma_unmap_sg(ce->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst),
 253                              DMA_FROM_DEVICE);
 254         }
 255
 256 theend:
 257
 258         return err;
 259 }
 260
 261 static int sl3516_ce_handle_cipher_request(struct crypto_engine *engine, void *areq)
 262 {
 263         int err;
 264         struct skcipher_request *breq = container_of(areq, struct skcipher_request, base);
 265
 266         err = sl3516_ce_cipher(breq);
 267         local_bh_disable();
 268         crypto_finalize_skcipher_request(engine, breq, err);
 269         local_bh_enable();
 270
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 int sl3516_ce_skdecrypt(struct skcipher_request *areq)
 275 {
 276         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 277         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 278         struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 279         struct crypto_engine *engine;
 280
 281         memset(rctx, 0, sizeof(struct sl3516_ce_cipher_req_ctx));
 282         rctx->op_dir = CE_DECRYPTION;
 283
 284         if (sl3516_ce_need_fallback(areq))
 285                 return sl3516_ce_cipher_fallback(areq);
 286
 287         engine = op->ce->engine;
 288
 289         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 290 }
 291
 292 int sl3516_ce_skencrypt(struct skcipher_request *areq)
 293 {
 294         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 295         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 296         struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 297         struct crypto_engine *engine;
 298
 299         memset(rctx, 0, sizeof(struct sl3516_ce_cipher_req_ctx));
 300         rctx->op_dir = CE_ENCRYPTION;
 301
 302         if (sl3516_ce_need_fallback(areq))
 303                 return sl3516_ce_cipher_fallback(areq);
 304
 305         engine = op->ce->engine;
 306
 307         return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
 308 }
 309
 310 int sl3516_ce_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm)
 311 {
 312         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 313         struct sl3516_ce_alg_template *algt;
 314         const char *name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 315         struct crypto_skcipher *sktfm = __crypto_skcipher_cast(tfm);
 316         struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(sktfm);
 317         int err;
 318
 319         memset(op, 0, sizeof(struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx));
 320
 321         algt = container_of(alg, struct sl3516_ce_alg_template, alg.skcipher);
 322         op->ce = algt->ce;
 323
 324         op->fallback_tfm = crypto_alloc_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 325         if (IS_ERR(op->fallback_tfm)) {
 326                 dev_err(op->ce->dev, "ERROR: Cannot allocate fallback for %s %ld\n",
 327                         name, PTR_ERR(op->fallback_tfm));
 328                 return PTR_ERR(op->fallback_tfm);
 329         }
 330
 331         sktfm->reqsize = sizeof(struct sl3516_ce_cipher_req_ctx) +
 332                          crypto_skcipher_reqsize(op->fallback_tfm);
 333
 334         dev_info(op->ce->dev, "Fallback for %s is %s\n",
 335                  crypto_tfm_alg_driver_name(&sktfm->base),
 336                  crypto_tfm_alg_driver_name(crypto_skcipher_tfm(op->fallback_tfm)));
 337
 338         op->enginectx.op.do_one_request = sl3516_ce_handle_cipher_request;
 339         op->enginectx.op.prepare_request = NULL;
 340         op->enginectx.op.unprepare_request = NULL;
 341
 342         err = pm_runtime_get_sync(op->ce->dev);
 343         if (err < 0)
 344                 goto error_pm;
 345
 346         return 0;
 347 error_pm:
 348         pm_runtime_put_noidle(op->ce->dev);
 349         crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 350         return err;
 351 }
 352
 353 void sl3516_ce_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 354 {
 355         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 356
 357         kfree_sensitive(op->key);
 358         crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 359         pm_runtime_put_sync_suspend(op->ce->dev);
 360 }
 361
 362 int sl3516_ce_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 363                          unsigned int keylen)
 364 {
 365         struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 366         struct sl3516_ce_dev *ce = op->ce;
 367
 368         switch (keylen) {
 369         case 128 / 8:
 370                 break;
 371         case 192 / 8:
 372                 break;
 373         case 256 / 8:
 374                 break;
 375         default:
 376                 dev_dbg(ce->dev, "ERROR: Invalid keylen %u\n", keylen);
 377                 return -EINVAL;
 378         }
 379         kfree_sensitive(op->key);
 380         op->keylen = keylen;
 381         op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 382         if (!op->key)
 383                 return -ENOMEM;
 384
 385         crypto_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 386         crypto_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 387
 388         return crypto_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
 389 }