Quelle  sun8i-ce-cipher.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * sun8i-ce-cipher.c - hardware cryptographic offloader for
 * Allwinner H3/A64/H5/H2+/H6/R40 SoC
 *
 * Copyright (C) 2016-2019 Corentin LABBE <clabbe.montjoie@gmail.com>
 *
 * This file add support for AES cipher with 128,192,256 bits keysize in
 * CBC and ECB mode.
 *
 * You could find a link for the datasheet in Documentation/arch/arm/sunxi.rst
 */

#include <linux/bottom_half.h>
#include <linux/crypto.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/pm_runtime.h>
#include <crypto/scatterwalk.h>
#include <crypto/internal/des.h>
#include <crypto/internal/skcipher.h>
#include "sun8i-ce.h"

static int sun8i_ce_cipher_need_fallback(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct scatterlist *sg;
 struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 struct sun8i_ce_alg_template *algt;
 unsigned int todo, len;

 algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher.base);

 if (sg_nents_for_len(areq->src, areq->cryptlen) > MAX_SG ||
     sg_nents_for_len(areq->dst, areq->cryptlen) > MAX_SG) {
  if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
   algt->stat_fb_maxsg++;

  return true;
 }

 if (areq->cryptlen < crypto_skcipher_ivsize(tfm)) {
  if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
   algt->stat_fb_leniv++;

  return true;
 }

 if (areq->cryptlen == 0) {
  if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
   algt->stat_fb_len0++;

  return true;
 }

 if (areq->cryptlen % 16) {
  if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
   algt->stat_fb_mod16++;

  return true;
 }

 len = areq->cryptlen;
 sg = areq->src;
 while (sg) {
  if (!IS_ALIGNED(sg->offset, sizeof(u32))) {
   if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
    algt->stat_fb_srcali++;

   return true;
  }
  todo = min(len, sg->length);
  if (todo % 4) {
   if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
    algt->stat_fb_srclen++;

   return true;
  }
  len -= todo;
  sg = sg_next(sg);
 }

 len = areq->cryptlen;
 sg = areq->dst;
 while (sg) {
  if (!IS_ALIGNED(sg->offset, sizeof(u32))) {
   if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
    algt->stat_fb_dstali++;

   return true;
  }
  todo = min(len, sg->length);
  if (todo % 4) {
   if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
    algt->stat_fb_dstlen++;

   return true;
  }
  len -= todo;
  sg = sg_next(sg);
 }
 return false;
}

static int sun8i_ce_cipher_fallback(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 int err;

 if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG)) {
  struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
  struct sun8i_ce_alg_template *algt __maybe_unused;

  algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template,
        alg.skcipher.base);

  algt->stat_fb++;
 }

 skcipher_request_set_tfm(&rctx->fallback_req, op->fallback_tfm);
 skcipher_request_set_callback(&rctx->fallback_req, areq->base.flags,
          areq->base.complete, areq->base.data);
 skcipher_request_set_crypt(&rctx->fallback_req, areq->src, areq->dst,
       areq->cryptlen, areq->iv);
 if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION)
  err = crypto_skcipher_decrypt(&rctx->fallback_req);
 else
  err = crypto_skcipher_encrypt(&rctx->fallback_req);
 return err;
}

static int sun8i_ce_cipher_prepare(struct crypto_engine *engine, void *async_req)
{
 struct skcipher_request *areq = container_of(async_req, struct skcipher_request, base);
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
 struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 struct sun8i_ce_alg_template *algt;
 struct sun8i_ce_flow *chan;
 struct ce_task *cet;
 struct scatterlist *sg;
 unsigned int todo, len, offset, ivsize;
 u32 common, sym;
 int flow, i;
 int nr_sgs = 0;
 int nr_sgd = 0;
 int err = 0;
 int ns = sg_nents_for_len(areq->src, areq->cryptlen);
 int nd = sg_nents_for_len(areq->dst, areq->cryptlen);

 algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher.base);

 dev_dbg(ce->dev, "%s %s %u %x IV(%p %u) key=%u\n", __func__,
  crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm),
  areq->cryptlen,
  rctx->op_dir, areq->iv, crypto_skcipher_ivsize(tfm),
  op->keylen);

 if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
  algt->stat_req++;

 flow = rctx->flow;

 chan = &ce->chanlist[flow];

 cet = chan->tl;
 memset(cet, 0, sizeof(struct ce_task));

 cet->t_id = cpu_to_le32(flow);
 common = ce->variant->alg_cipher[algt->ce_algo_id];
 common |= rctx->op_dir | CE_COMM_INT;
 cet->t_common_ctl = cpu_to_le32(common);
 /* CTS and recent CE (H6) need length in bytes, in word otherwise */
 if (ce->variant->cipher_t_dlen_in_bytes)
  cet->t_dlen = cpu_to_le32(areq->cryptlen);
 else
  cet->t_dlen = cpu_to_le32(areq->cryptlen / 4);

 sym = ce->variant->op_mode[algt->ce_blockmode];
 len = op->keylen;
 switch (len) {
 case 128 / 8:
  sym |= CE_AES_128BITS;
  break;
 case 192 / 8:
  sym |= CE_AES_192BITS;
  break;
 case 256 / 8:
  sym |= CE_AES_256BITS;
  break;
 }

 cet->t_sym_ctl = cpu_to_le32(sym);
 cet->t_asym_ctl = 0;

 rctx->addr_key = dma_map_single(ce->dev, op->key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
 if (dma_mapping_error(ce->dev, rctx->addr_key)) {
  dev_err(ce->dev, "Cannot DMA MAP KEY\n");
  err = -EFAULT;
  goto theend;
 }
 cet->t_key = desc_addr_val_le32(ce, rctx->addr_key);

 ivsize = crypto_skcipher_ivsize(tfm);
 if (areq->iv && ivsize > 0) {
  if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
   offset = areq->cryptlen - ivsize;
   scatterwalk_map_and_copy(chan->backup_iv, areq->src,
       offset, ivsize, 0);
  }
  memcpy(chan->bounce_iv, areq->iv, ivsize);
  rctx->addr_iv = dma_map_single(ce->dev, chan->bounce_iv, ivsize,
            DMA_TO_DEVICE);
  if (dma_mapping_error(ce->dev, rctx->addr_iv)) {
   dev_err(ce->dev, "Cannot DMA MAP IV\n");
   err = -ENOMEM;
   goto theend_iv;
  }
  cet->t_iv = desc_addr_val_le32(ce, rctx->addr_iv);
 }

 if (areq->src == areq->dst) {
  nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, ns, DMA_BIDIRECTIONAL);
  if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAX_SG) {
   dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
   err = -EINVAL;
   goto theend_iv;
  }
  nr_sgd = nr_sgs;
 } else {
  nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, ns, DMA_TO_DEVICE);
  if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAX_SG) {
   dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
   err = -EINVAL;
   goto theend_iv;
  }
  nr_sgd = dma_map_sg(ce->dev, areq->dst, nd, DMA_FROM_DEVICE);
  if (nr_sgd <= 0 || nr_sgd > MAX_SG) {
   dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgd);
   err = -EINVAL;
   goto theend_sgs;
  }
 }

 len = areq->cryptlen;
 for_each_sg(areq->src, sg, nr_sgs, i) {
  cet->t_src[i].addr = desc_addr_val_le32(ce, sg_dma_address(sg));
  todo = min(len, sg_dma_len(sg));
  cet->t_src[i].len = cpu_to_le32(todo / 4);
  dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SG(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
   areq->cryptlen, i, cet->t_src[i].len, sg->offset, todo);
  len -= todo;
 }
 if (len > 0) {
  dev_err(ce->dev, "remaining len %d\n", len);
  err = -EINVAL;
  goto theend_sgs;
 }

 len = areq->cryptlen;
 for_each_sg(areq->dst, sg, nr_sgd, i) {
  cet->t_dst[i].addr = desc_addr_val_le32(ce, sg_dma_address(sg));
  todo = min(len, sg_dma_len(sg));
  cet->t_dst[i].len = cpu_to_le32(todo / 4);
  dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SG(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
   areq->cryptlen, i, cet->t_dst[i].len, sg->offset, todo);
  len -= todo;
 }
 if (len > 0) {
  dev_err(ce->dev, "remaining len %d\n", len);
  err = -EINVAL;
  goto theend_sgs;
 }

 rctx->nr_sgs = ns;
 rctx->nr_sgd = nd;
 return 0;

theend_sgs:
 if (areq->src == areq->dst) {
  dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, ns, DMA_BIDIRECTIONAL);
 } else {
  if (nr_sgs > 0)
   dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, ns, DMA_TO_DEVICE);

  if (nr_sgd > 0)
   dma_unmap_sg(ce->dev, areq->dst, nd, DMA_FROM_DEVICE);
 }

theend_iv:
 if (areq->iv && ivsize > 0) {
  if (!dma_mapping_error(ce->dev, rctx->addr_iv))
   dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_iv, ivsize,
      DMA_TO_DEVICE);

  offset = areq->cryptlen - ivsize;
  if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
   memcpy(areq->iv, chan->backup_iv, ivsize);
   memzero_explicit(chan->backup_iv, ivsize);
  } else {
   scatterwalk_map_and_copy(areq->iv, areq->dst, offset,
       ivsize, 0);
  }
  memzero_explicit(chan->bounce_iv, ivsize);
 }

 dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);

theend:
 return err;
}

static void sun8i_ce_cipher_unprepare(struct crypto_engine *engine,
          void *async_req)
{
 struct skcipher_request *areq = container_of(async_req, struct skcipher_request, base);
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
 struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct sun8i_ce_flow *chan;
 struct ce_task *cet;
 unsigned int ivsize, offset;
 int nr_sgs = rctx->nr_sgs;
 int nr_sgd = rctx->nr_sgd;
 int flow;

 flow = rctx->flow;
 chan = &ce->chanlist[flow];
 cet = chan->tl;
 ivsize = crypto_skcipher_ivsize(tfm);

 if (areq->src == areq->dst) {
  dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_BIDIRECTIONAL);
 } else {
  if (nr_sgs > 0)
   dma_unmap_sg(ce->dev, areq->src, nr_sgs, DMA_TO_DEVICE);
  dma_unmap_sg(ce->dev, areq->dst, nr_sgd, DMA_FROM_DEVICE);
 }

 if (areq->iv && ivsize > 0) {
  if (cet->t_iv)
   dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_iv, ivsize,
      DMA_TO_DEVICE);
  offset = areq->cryptlen - ivsize;
  if (rctx->op_dir & CE_DECRYPTION) {
   memcpy(areq->iv, chan->backup_iv, ivsize);
   memzero_explicit(chan->backup_iv, ivsize);
  } else {
   scatterwalk_map_and_copy(areq->iv, areq->dst, offset,
       ivsize, 0);
  }
  memzero_explicit(chan->bounce_iv, ivsize);
 }

 dma_unmap_single(ce->dev, rctx->addr_key, op->keylen, DMA_TO_DEVICE);
}

static void sun8i_ce_cipher_run(struct crypto_engine *engine, void *areq)
{
 struct skcipher_request *breq = container_of(areq, struct skcipher_request, base);
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(breq);
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;
 struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(breq);
 int flow, err;

 flow = rctx->flow;
 err = sun8i_ce_run_task(ce, flow, crypto_tfm_alg_name(breq->base.tfm));
 sun8i_ce_cipher_unprepare(engine, areq);
 local_bh_disable();
 crypto_finalize_skcipher_request(engine, breq, err);
 local_bh_enable();
}

int sun8i_ce_cipher_do_one(struct crypto_engine *engine, void *areq)
{
 int err = sun8i_ce_cipher_prepare(engine, areq);

 if (err)
  return err;

 sun8i_ce_cipher_run(engine, areq);
 return 0;
}

int sun8i_ce_skdecrypt(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct crypto_engine *engine;
 int e;

 rctx->op_dir = CE_DECRYPTION;
 if (sun8i_ce_cipher_need_fallback(areq))
  return sun8i_ce_cipher_fallback(areq);

 e = sun8i_ce_get_engine_number(op->ce);
 rctx->flow = e;
 engine = op->ce->chanlist[e].engine;

 return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
}

int sun8i_ce_skencrypt(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sun8i_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct crypto_engine *engine;
 int e;

 rctx->op_dir = CE_ENCRYPTION;
 if (sun8i_ce_cipher_need_fallback(areq))
  return sun8i_ce_cipher_fallback(areq);

 e = sun8i_ce_get_engine_number(op->ce);
 rctx->flow = e;
 engine = op->ce->chanlist[e].engine;

 return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
}

int sun8i_ce_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm)
{
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 struct sun8i_ce_alg_template *algt;
 const char *name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 struct crypto_skcipher *sktfm = __crypto_skcipher_cast(tfm);
 struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(sktfm);
 int err;

 memset(op, 0, sizeof(struct sun8i_cipher_tfm_ctx));

 algt = container_of(alg, struct sun8i_ce_alg_template, alg.skcipher.base);
 op->ce = algt->ce;

 op->fallback_tfm = crypto_alloc_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 if (IS_ERR(op->fallback_tfm)) {
  dev_err(op->ce->dev, "ERROR: Cannot allocate fallback for %s %ld\n",
   name, PTR_ERR(op->fallback_tfm));
  return PTR_ERR(op->fallback_tfm);
 }

 crypto_skcipher_set_reqsize(sktfm, sizeof(struct sun8i_cipher_req_ctx) +
        crypto_skcipher_reqsize(op->fallback_tfm));

 if (IS_ENABLED(CONFIG_CRYPTO_DEV_SUN8I_CE_DEBUG))
  memcpy(algt->fbname,
         crypto_skcipher_driver_name(op->fallback_tfm),
         CRYPTO_MAX_ALG_NAME);

 err = pm_runtime_resume_and_get(op->ce->dev);
 if (err < 0)
  goto error_pm;

 return 0;
error_pm:
 crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 return err;
}

void sun8i_ce_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm)
{
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);

 kfree_sensitive(op->key);
 crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
 pm_runtime_put_sync_suspend(op->ce->dev);
}

int sun8i_ce_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
   unsigned int keylen)
{
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sun8i_ce_dev *ce = op->ce;

 switch (keylen) {
 case 128 / 8:
  break;
 case 192 / 8:
  break;
 case 256 / 8:
  break;
 default:
  dev_dbg(ce->dev, "ERROR: Invalid keylen %u\n", keylen);
  return -EINVAL;
 }
 kfree_sensitive(op->key);
 op->keylen = keylen;
 op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 if (!op->key)
  return -ENOMEM;

 crypto_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 crypto_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);

 return crypto_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
}

int sun8i_ce_des3_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
    unsigned int keylen)
{
 struct sun8i_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 int err;

 err = verify_skcipher_des3_key(tfm, key);
 if (err)
  return err;

 kfree_sensitive(op->key);
 op->keylen = keylen;
 op->key = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 if (!op->key)
  return -ENOMEM;

 crypto_skcipher_clear_flags(op->fallback_tfm, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 crypto_skcipher_set_flags(op->fallback_tfm, tfm->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);

 return crypto_skcipher_setkey(op->fallback_tfm, key, keylen);
}