Quelle  des3_ede_glue.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Glue Code for assembler optimized version of 3DES
 *
 * Copyright © 2014 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna@mbnet.fi>
 *
 * CBC & ECB parts based on code (crypto/cbc.c,ecb.c) by:
 *   Copyright (c) 2006 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
 */

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

struct des3_ede_x86_ctx {
 struct des3_ede_ctx enc;
 struct des3_ede_ctx dec;
};

/* regular block cipher functions */
asmlinkage void des3_ede_x86_64_crypt_blk(const u32 *expkey, u8 *dst,
       const u8 *src);

/* 3-way parallel cipher functions */
asmlinkage void des3_ede_x86_64_crypt_blk_3way(const u32 *expkey, u8 *dst,
            const u8 *src);

static inline void des3_ede_enc_blk(struct des3_ede_x86_ctx *ctx, u8 *dst,
        const u8 *src)
{
 u32 *enc_ctx = ctx->enc.expkey;

 des3_ede_x86_64_crypt_blk(enc_ctx, dst, src);
}

static inline void des3_ede_dec_blk(struct des3_ede_x86_ctx *ctx, u8 *dst,
        const u8 *src)
{
 u32 *dec_ctx = ctx->dec.expkey;

 des3_ede_x86_64_crypt_blk(dec_ctx, dst, src);
}

static inline void des3_ede_dec_blk_3way(struct des3_ede_x86_ctx *ctx, u8 *dst,
      const u8 *src)
{
 u32 *dec_ctx = ctx->dec.expkey;

 des3_ede_x86_64_crypt_blk_3way(dec_ctx, dst, src);
}

static void des3_ede_x86_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *dst, const u8 *src)
{
 des3_ede_enc_blk(crypto_tfm_ctx(tfm), dst, src);
}

static void des3_ede_x86_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *dst, const u8 *src)
{
 des3_ede_dec_blk(crypto_tfm_ctx(tfm), dst, src);
}

static int ecb_crypt(struct skcipher_request *req, const u32 *expkey)
{
 const unsigned int bsize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE;
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);

 while ((nbytes = walk.nbytes)) {
  const u8 *wsrc = walk.src.virt.addr;
  u8 *wdst = walk.dst.virt.addr;

  /* Process four block batch */
  if (nbytes >= bsize * 3) {
   do {
    des3_ede_x86_64_crypt_blk_3way(expkey, wdst,
              wsrc);

    wsrc += bsize * 3;
    wdst += bsize * 3;
    nbytes -= bsize * 3;
   } while (nbytes >= bsize * 3);

   if (nbytes < bsize)
    goto done;
  }

  /* Handle leftovers */
  do {
   des3_ede_x86_64_crypt_blk(expkey, wdst, wsrc);

   wsrc += bsize;
   wdst += bsize;
   nbytes -= bsize;
  } while (nbytes >= bsize);

done:
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes);
 }

 return err;
}

static int ecb_encrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 struct des3_ede_x86_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);

 return ecb_crypt(req, ctx->enc.expkey);
}

static int ecb_decrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 struct des3_ede_x86_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);

 return ecb_crypt(req, ctx->dec.expkey);
}

static unsigned int __cbc_encrypt(struct des3_ede_x86_ctx *ctx,
      struct skcipher_walk *walk)
{
 unsigned int bsize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE;
 unsigned int nbytes = walk->nbytes;
 u64 *src = (u64 *)walk->src.virt.addr;
 u64 *dst = (u64 *)walk->dst.virt.addr;
 u64 *iv = (u64 *)walk->iv;

 do {
  *dst = *src ^ *iv;
  des3_ede_enc_blk(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)dst);
  iv = dst;

  src += 1;
  dst += 1;
  nbytes -= bsize;
 } while (nbytes >= bsize);

 *(u64 *)walk->iv = *iv;
 return nbytes;
}

static int cbc_encrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 struct des3_ede_x86_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);

 while (walk.nbytes) {
  nbytes = __cbc_encrypt(ctx, &walk);
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes);
 }

 return err;
}

static unsigned int __cbc_decrypt(struct des3_ede_x86_ctx *ctx,
      struct skcipher_walk *walk)
{
 unsigned int bsize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE;
 unsigned int nbytes = walk->nbytes;
 u64 *src = (u64 *)walk->src.virt.addr;
 u64 *dst = (u64 *)walk->dst.virt.addr;
 u64 ivs[3 - 1];
 u64 last_iv;

 /* Start of the last block. */
 src += nbytes / bsize - 1;
 dst += nbytes / bsize - 1;

 last_iv = *src;

 /* Process four block batch */
 if (nbytes >= bsize * 3) {
  do {
   nbytes -= bsize * 3 - bsize;
   src -= 3 - 1;
   dst -= 3 - 1;

   ivs[0] = src[0];
   ivs[1] = src[1];

   des3_ede_dec_blk_3way(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)src);

   dst[1] ^= ivs[0];
   dst[2] ^= ivs[1];

   nbytes -= bsize;
   if (nbytes < bsize)
    goto done;

   *dst ^= *(src - 1);
   src -= 1;
   dst -= 1;
  } while (nbytes >= bsize * 3);
 }

 /* Handle leftovers */
 for (;;) {
  des3_ede_dec_blk(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)src);

  nbytes -= bsize;
  if (nbytes < bsize)
   break;

  *dst ^= *(src - 1);
  src -= 1;
  dst -= 1;
 }

done:
 *dst ^= *(u64 *)walk->iv;
 *(u64 *)walk->iv = last_iv;

 return nbytes;
}

static int cbc_decrypt(struct skcipher_request *req)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 struct des3_ede_x86_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct skcipher_walk walk;
 unsigned int nbytes;
 int err;

 err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);

 while (walk.nbytes) {
  nbytes = __cbc_decrypt(ctx, &walk);
  err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes);
 }

 return err;
}

static int des3_ede_x86_setkey(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *key,
          unsigned int keylen)
{
 struct des3_ede_x86_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 u32 i, j, tmp;
 int err;

 err = des3_ede_expand_key(&ctx->enc, key, keylen);
 if (err == -ENOKEY) {
  if (crypto_tfm_get_flags(tfm) & CRYPTO_TFM_REQ_FORBID_WEAK_KEYS)
   err = -EINVAL;
  else
   err = 0;
 }

 if (err) {
  memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
  return err;
 }

 /* Fix encryption context for this implementation and form decryption
 * context. */
 j = DES3_EDE_EXPKEY_WORDS - 2;
 for (i = 0; i < DES3_EDE_EXPKEY_WORDS; i += 2, j -= 2) {
  tmp = ror32(ctx->enc.expkey[i + 1], 4);
  ctx->enc.expkey[i + 1] = tmp;

  ctx->dec.expkey[j + 0] = ctx->enc.expkey[i + 0];
  ctx->dec.expkey[j + 1] = tmp;
 }

 return 0;
}

static int des3_ede_x86_setkey_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm,
     const u8 *key,
     unsigned int keylen)
{
 return des3_ede_x86_setkey(&tfm->base, key, keylen);
}

static struct crypto_alg des3_ede_cipher = {
 .cra_name  = "des3_ede",
 .cra_driver_name = "des3_ede-asm",
 .cra_priority  = 200,
 .cra_flags  = CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER,
 .cra_blocksize  = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
 .cra_ctxsize  = sizeof(struct des3_ede_x86_ctx),
 .cra_module  = THIS_MODULE,
 .cra_u = {
  .cipher = {
   .cia_min_keysize = DES3_EDE_KEY_SIZE,
   .cia_max_keysize = DES3_EDE_KEY_SIZE,
   .cia_setkey  = des3_ede_x86_setkey,
   .cia_encrypt  = des3_ede_x86_encrypt,
   .cia_decrypt  = des3_ede_x86_decrypt,
  }
 }
};

static struct skcipher_alg des3_ede_skciphers[] = {
 {
  .base.cra_name  = "ecb(des3_ede)",
  .base.cra_driver_name = "ecb-des3_ede-asm",
  .base.cra_priority = 300,
  .base.cra_blocksize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
  .base.cra_ctxsize = sizeof(struct des3_ede_x86_ctx),
  .base.cra_module = THIS_MODULE,
  .min_keysize  = DES3_EDE_KEY_SIZE,
  .max_keysize  = DES3_EDE_KEY_SIZE,
  .setkey   = des3_ede_x86_setkey_skcipher,
  .encrypt  = ecb_encrypt,
  .decrypt  = ecb_decrypt,
 }, {
  .base.cra_name  = "cbc(des3_ede)",
  .base.cra_driver_name = "cbc-des3_ede-asm",
  .base.cra_priority = 300,
  .base.cra_blocksize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
  .base.cra_ctxsize = sizeof(struct des3_ede_x86_ctx),
  .base.cra_module = THIS_MODULE,
  .min_keysize  = DES3_EDE_KEY_SIZE,
  .max_keysize  = DES3_EDE_KEY_SIZE,
  .ivsize   = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
  .setkey   = des3_ede_x86_setkey_skcipher,
  .encrypt  = cbc_encrypt,
  .decrypt  = cbc_decrypt,
 }
};

static bool is_blacklisted_cpu(void)
{
 if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL)
  return false;

 if (boot_cpu_data.x86 == 0x0f) {
  /*
 * On Pentium 4, des3_ede-x86_64 is slower than generic C
 * implementation because use of 64bit rotates (which are really
 * slow on P4). Therefore blacklist P4s.
 */
  return true;
 }

 return false;
}

static int force;
module_param(force, int, 0);
MODULE_PARM_DESC(force, "Force module load, ignore CPU blacklist");

static int __init des3_ede_x86_init(void)
{
 int err;

 if (!force && is_blacklisted_cpu()) {
  pr_info("des3_ede-x86_64: performance on this CPU would be suboptimal: disabling des3_ede-x86_64.\n");
  return -ENODEV;
 }

 err = crypto_register_alg(&des3_ede_cipher);
 if (err)
  return err;

 err = crypto_register_skciphers(des3_ede_skciphers,
     ARRAY_SIZE(des3_ede_skciphers));
 if (err)
  crypto_unregister_alg(&des3_ede_cipher);

 return err;
}

static void __exit des3_ede_x86_fini(void)
{
 crypto_unregister_alg(&des3_ede_cipher);
 crypto_unregister_skciphers(des3_ede_skciphers,
        ARRAY_SIZE(des3_ede_skciphers));
}

module_init(des3_ede_x86_init);
module_exit(des3_ede_x86_fini);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_DESCRIPTION("Triple DES EDE Cipher Algorithm, asm optimized");
MODULE_ALIAS_CRYPTO("des3_ede");
MODULE_ALIAS_CRYPTO("des3_ede-asm");
MODULE_AUTHOR("Jussi Kivilinna ");