Quelle  aes_glue.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/* Glue code for AES encryption optimized for sparc64 crypto opcodes.
 *
 * This is based largely upon arch/x86/crypto/aesni-intel_glue.c
 *
 * Copyright (C) 2008, Intel Corp.
 *    Author: Huang Ying <ying.huang@intel.com>
 *
 * Added RFC4106 AES-GCM support for 128-bit keys under the AEAD
 * interface for 64-bit kernels.
 *    Authors: Adrian Hoban <adrian.hoban@intel.com>
 *             Gabriele Paoloni <gabriele.paoloni@intel.com>
 *             Tadeusz Struk (tadeusz.struk@intel.com)
 *             Aidan O'Mahony (aidan.o.mahony@intel.com)
 *    Copyright (c) 2010, Intel Corporation.
 */

#define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt

#include <linux/crypto.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/types.h>
#include <crypto/algapi.h>
#include <crypto/aes.h>
#include <crypto/internal/skcipher.h>

#include <asm/fpumacro.h>
#include <asm/opcodes.h>
#include <asm/pstate.h>
#include <asm/elf.h>

struct aes_ops {
 void (*encrypt)(const u64 *key, const u32 *input, u32 *output);
 void (*decrypt)(const u64 *key, const u32 *input, u32 *output);
 void (*load_encrypt_keys)(const u64 *key);
 void (*load_decrypt_keys)(const u64 *key);
 void (*ecb_encrypt)(const u64 *key, const u64 *input, u64 *output,
       unsigned int len);
 void (*ecb_decrypt)(const u64 *key, const u64 *input, u64 *output,
       unsigned int len);
 void (*cbc_encrypt)(const u64 *key, const u64 *input, u64 *output,
       unsigned int len, u64 *iv);
 void (*cbc_decrypt)(const u64 *key, const u64 *input, u64 *output,
       unsigned int len, u64 *iv);
 void (*ctr_crypt)(const u64 *key, const u64 *input, u64 *output,
     unsigned int len, u64 *iv);
};

struct crypto_sparc64_aes_ctx {
 struct aes_ops *ops;
 u64 key[AES_MAX_KEYLENGTH / sizeof(u64)];
 u32 key_length;
 u32 expanded_key_length;
};

extern void aes_sparc64_encrypt_128(const u64 *key, const u32 *input,
        u32 *output);
extern void aes_sparc64_encrypt_192(const u64 *key, const u32 *input,
        u32 *output);
extern void aes_sparc64_encrypt_256(const u64 *key, const u32 *input,
        u32 *output);

extern void aes_sparc64_decrypt_128(const u64 *key, const u32 *input,
        u32 *output);
extern void aes_sparc64_decrypt_192(const u64 *key, const u32 *input,
        u32 *output);
extern void aes_sparc64_decrypt_256(const u64 *key, const u32 *input,
        u32 *output);

extern void aes_sparc64_load_encrypt_keys_128(const u64 *key);
extern void aes_sparc64_load_encrypt_keys_192(const u64 *key);
extern void aes_sparc64_load_encrypt_keys_256(const u64 *key);

extern void aes_sparc64_load_decrypt_keys_128(const u64 *key);
extern void aes_sparc64_load_decrypt_keys_192(const u64 *key);
extern void aes_sparc64_load_decrypt_keys_256(const u64 *key);

extern void aes_sparc64_ecb_encrypt_128(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len);
extern void aes_sparc64_ecb_encrypt_192(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len);
extern void aes_sparc64_ecb_encrypt_256(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len);

extern void aes_sparc64_ecb_decrypt_128(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len);
extern void aes_sparc64_ecb_decrypt_192(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len);
extern void aes_sparc64_ecb_decrypt_256(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len);

extern void aes_sparc64_cbc_encrypt_128(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len,
     u64 *iv);

extern void aes_sparc64_cbc_encrypt_192(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len,
     u64 *iv);

extern void aes_sparc64_cbc_encrypt_256(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len,
     u64 *iv);

extern void aes_sparc64_cbc_decrypt_128(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len,
     u64 *iv);

extern void aes_sparc64_cbc_decrypt_192(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len,
     u64 *iv);

extern void aes_sparc64_cbc_decrypt_256(const u64 *key, const u64 *input,
     u64 *output, unsigned int len,
     u64 *iv);

extern void aes_sparc64_ctr_crypt_128(const u64 *key, const u64 *input,
          u64 *output, unsigned int len,
          u64 *iv);
extern void aes_sparc64_ctr_crypt_192(const u64 *key, const u64 *input,
          u64 *output, unsigned int len,
          u64 *iv);
extern void aes_sparc64_ctr_crypt_256(const u64 *key, const u64 *input,
          u64 *output, unsigned int len,
          u64 *iv);

static struct aes_ops aes128_ops = {
 .encrypt  = aes_sparc64_encrypt_128,
 .decrypt  = aes_sparc64_decrypt_128,
 .load_encrypt_keys = aes_sparc64_load_encrypt_keys_128,
 .load_decrypt_keys = aes_sparc64_load_decrypt_keys_128,
 .ecb_encrypt  = aes_sparc64_ecb_encrypt_128,
 .ecb_decrypt  = aes_sparc64_ecb_decrypt_128,
 .cbc_encrypt  = aes_sparc64_cbc_encrypt_128,
 .cbc_decrypt  = aes_sparc64_cbc_decrypt_128,
 .ctr_crypt  = aes_sparc64_ctr_crypt_128,
};

static struct aes_ops aes192_ops = {
 .encrypt  = aes_sparc64_encrypt_192,
 .decrypt  = aes_sparc64_decrypt_192,
 .load_encrypt_keys = aes_sparc64_load_encrypt_keys_192,
 .load_decrypt_keys = aes_sparc64_load_decrypt_keys_192,
 .ecb_encrypt  = aes_sparc64_ecb_encrypt_192,
 .ecb_decrypt  = aes_sparc64_ecb_decrypt_192,
 .cbc_encrypt  = aes_sparc64_cbc_encrypt_192,
 .cbc_decrypt  = aes_sparc64_cbc_decrypt_192,
 .ctr_crypt  = aes_sparc64_ctr_crypt_192,
};

static struct aes_ops aes256_ops = {
 .encrypt  = aes_sparc64_encrypt_256,
 .decrypt  = aes_sparc64_decrypt_256,
 .load_encrypt_keys = aes_sparc64_load_encrypt_keys_256,
 .load_decrypt_keys = aes_sparc64_load_decrypt_keys_256,
 .ecb_encrypt  = aes_sparc64_ecb_encrypt_256,
 .ecb_decrypt  = aes_sparc64_ecb_decrypt_256,
 .cbc_encrypt  = aes_sparc64_cbc_encrypt_256,
 .cbc_decrypt  = aes_sparc64_cbc_decrypt_256,
 .ctr_crypt  = aes_sparc64_ctr_crypt_256,
};

extern void aes_sparc64_key_expand(const u32 *in_key, u64 *output_key,
       unsigned int key_len);

static int aes_set_key(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
         unsigned int key_len)
{
 struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);

 switch (key_len) {
 case AES_KEYSIZE_128:
  ctx->expanded_key_length = 0xb0;
  ctx->ops = &aes128_ops;
  break;

 case AES_KEYSIZE_192:
  ctx->expanded_key_length = 0xd0;
  ctx->ops = &aes192_ops;
  break;

 case AES_KEYSIZE_256:
  ctx->expanded_key_length = 0xf0;
  ctx->ops = &aes256_ops;
  break;

 default:
  return -EINVAL;
 }

 aes_sparc64_key_expand((const u32 *)in_key, &ctx->key[0], key_len);
 ctx->key_length = key_len;

 return 0;
}

static int aes_set_key_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *in_key,
    unsigned int key_len)
{
 return aes_set_key(crypto_skcipher_tfm(tfm), in_key, key_len);
}

static void crypto_aes_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *dst, const u8 *src)
{
 struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);

 ctx->ops->encrypt(&ctx->key[0], (const u32 *) src, (u32 *) dst);
}

static void crypto_aes_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *dst, const u8 *src)
{
 struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);

 ctx->ops->decrypt(&ctx->key[0], (const u32 *) src, (u32 *) dst);
}

static int ecb_encrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 const struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, true);
 if (err)
  return err;

 ctx->ops->load_encrypt_keys(&ctx->key[0]);
 while ((nbytes = walk.nbytes) != 0) {
  ctx->ops->ecb_encrypt(&ctx->key[0], walk.src.virt.addr,
          walk.dst.virt.addr,
          round_down(nbytes, AES_BLOCK_SIZE));
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes % AES_BLOCK_SIZE);
 }
 fprs_write(0);
 return err;
}

static int ecb_decrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 const struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 const u64 *key_end;
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, true);
 if (err)
  return err;

 ctx->ops->load_decrypt_keys(&ctx->key[0]);
 key_end = &ctx->key[ctx->expanded_key_length / sizeof(u64)];
 while ((nbytes = walk.nbytes) != 0) {
  ctx->ops->ecb_decrypt(key_end, walk.src.virt.addr,
          walk.dst.virt.addr,
          round_down(nbytes, AES_BLOCK_SIZE));
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes % AES_BLOCK_SIZE);
 }
 fprs_write(0);

 return err;
}

static int cbc_encrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 const struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, true);
 if (err)
  return err;

 ctx->ops->load_encrypt_keys(&ctx->key[0]);
 while ((nbytes = walk.nbytes) != 0) {
  ctx->ops->cbc_encrypt(&ctx->key[0], walk.src.virt.addr,
          walk.dst.virt.addr,
          round_down(nbytes, AES_BLOCK_SIZE),
          walk.iv);
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes % AES_BLOCK_SIZE);
 }
 fprs_write(0);
 return err;
}

static int cbc_decrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 const struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 const u64 *key_end;
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, true);
 if (err)
  return err;

 ctx->ops->load_decrypt_keys(&ctx->key[0]);
 key_end = &ctx->key[ctx->expanded_key_length / sizeof(u64)];
 while ((nbytes = walk.nbytes) != 0) {
  ctx->ops->cbc_decrypt(key_end, walk.src.virt.addr,
          walk.dst.virt.addr,
          round_down(nbytes, AES_BLOCK_SIZE),
          walk.iv);
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes % AES_BLOCK_SIZE);
 }
 fprs_write(0);

 return err;
}

static void ctr_crypt_final(const struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx,
       struct skcipher_walk *walk)
{
 u8 *ctrblk = walk->iv;
 u64 keystream[AES_BLOCK_SIZE / sizeof(u64)];
 const u8 *src = walk->src.virt.addr;
 u8 *dst = walk->dst.virt.addr;
 unsigned int nbytes = walk->nbytes;

 ctx->ops->ecb_encrypt(&ctx->key[0], (const u64 *)ctrblk,
         keystream, AES_BLOCK_SIZE);
 crypto_xor_cpy(dst, (u8 *) keystream, src, nbytes);
 crypto_inc(ctrblk, AES_BLOCK_SIZE);
}

static int ctr_crypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 const struct crypto_sparc64_aes_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, true);
 if (err)
  return err;

 ctx->ops->load_encrypt_keys(&ctx->key[0]);
 while ((nbytes = walk.nbytes) >= AES_BLOCK_SIZE) {
  ctx->ops->ctr_crypt(&ctx->key[0], walk.src.virt.addr,
        walk.dst.virt.addr,
        round_down(nbytes, AES_BLOCK_SIZE),
        walk.iv);
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes % AES_BLOCK_SIZE);
 }
 if (walk.nbytes) {
  ctr_crypt_final(ctx, &walk);
  err = skcipher_walk_done(&walk, 0);
 }
 fprs_write(0);
 return err;
}

static struct crypto_alg cipher_alg = {
 .cra_name  = "aes",
 .cra_driver_name = "aes-sparc64",
 .cra_priority  = SPARC_CR_OPCODE_PRIORITY,
 .cra_flags  = CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
 .cra_blocksize  = AES_BLOCK_SIZE,
 .cra_ctxsize  = sizeof(struct crypto_sparc64_aes_ctx),
 .cra_alignmask  = 3,
 .cra_module  = THIS_MODULE,
 .cra_u = {
  .cipher = {
   .cia_min_keysize = AES_MIN_KEY_SIZE,
   .cia_max_keysize = AES_MAX_KEY_SIZE,
   .cia_setkey  = aes_set_key,
   .cia_encrypt  = crypto_aes_encrypt,
   .cia_decrypt  = crypto_aes_decrypt
  }
 }
};

static struct skcipher_alg skcipher_algs[] = {
 {
  .base.cra_name  = "ecb(aes)",
  .base.cra_driver_name = "ecb-aes-sparc64",
  .base.cra_priority = SPARC_CR_OPCODE_PRIORITY,
  .base.cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_sparc64_aes_ctx),
  .base.cra_alignmask = 7,
  .base.cra_module = THIS_MODULE,
  .min_keysize  = AES_MIN_KEY_SIZE,
  .max_keysize  = AES_MAX_KEY_SIZE,
  .setkey   = aes_set_key_skcipher,
  .encrypt  = ecb_encrypt,
  .decrypt  = ecb_decrypt,
 }, {
  .base.cra_name  = "cbc(aes)",
  .base.cra_driver_name = "cbc-aes-sparc64",
  .base.cra_priority = SPARC_CR_OPCODE_PRIORITY,
  .base.cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_sparc64_aes_ctx),
  .base.cra_alignmask = 7,
  .base.cra_module = THIS_MODULE,
  .min_keysize  = AES_MIN_KEY_SIZE,
  .max_keysize  = AES_MAX_KEY_SIZE,
  .ivsize   = AES_BLOCK_SIZE,
  .setkey   = aes_set_key_skcipher,
  .encrypt  = cbc_encrypt,
  .decrypt  = cbc_decrypt,
 }, {
  .base.cra_name  = "ctr(aes)",
  .base.cra_driver_name = "ctr-aes-sparc64",
  .base.cra_priority = SPARC_CR_OPCODE_PRIORITY,
  .base.cra_blocksize = 1,
  .base.cra_ctxsize = sizeof(struct crypto_sparc64_aes_ctx),
  .base.cra_alignmask = 7,
  .base.cra_module = THIS_MODULE,
  .min_keysize  = AES_MIN_KEY_SIZE,
  .max_keysize  = AES_MAX_KEY_SIZE,
  .ivsize   = AES_BLOCK_SIZE,
  .setkey   = aes_set_key_skcipher,
  .encrypt  = ctr_crypt,
  .decrypt  = ctr_crypt,
  .chunksize  = AES_BLOCK_SIZE,
 }
};

static bool __init sparc64_has_aes_opcode(void)
{
 unsigned long cfr;

 if (!(sparc64_elf_hwcap & HWCAP_SPARC_CRYPTO))
  return false;

 __asm__ __volatile__("rd %%asr26, %0" : "=r" (cfr));
 if (!(cfr & CFR_AES))
  return false;

 return true;
}

static int __init aes_sparc64_mod_init(void)
{
 int err;

 if (!sparc64_has_aes_opcode()) {
  pr_info("sparc64 aes opcodes not available.\n");
  return -ENODEV;
 }
 pr_info("Using sparc64 aes opcodes optimized AES implementation\n");
 err = crypto_register_alg(&cipher_alg);
 if (err)
  return err;
 err = crypto_register_skciphers(skcipher_algs,
     ARRAY_SIZE(skcipher_algs));
 if (err)
  crypto_unregister_alg(&cipher_alg);
 return err;
}

static void __exit aes_sparc64_mod_fini(void)
{
 crypto_unregister_alg(&cipher_alg);
 crypto_unregister_skciphers(skcipher_algs, ARRAY_SIZE(skcipher_algs));
}

module_init(aes_sparc64_mod_init);
module_exit(aes_sparc64_mod_fini);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("Rijndael (AES) Cipher Algorithm, sparc64 aes opcode accelerated");

MODULE_ALIAS_CRYPTO("aes");

#include "crop_devid.c"