Quelle  amlogic-gxl-cipher.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * amlogic-cipher.c - hardware cryptographic offloader for Amlogic GXL SoC
 *
 * Copyright (C) 2018-2019 Corentin LABBE <clabbe@baylibre.com>
 *
 * This file add support for AES cipher with 128,192,256 bits keysize in
 * CBC and ECB mode.
 */

#include <linux/crypto.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/io.h>
#include <crypto/scatterwalk.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <crypto/internal/skcipher.h>
#include "amlogic-gxl.h"

static int get_engine_number(struct meson_dev *mc)
{
 return atomic_inc_return(&mc->flow) % MAXFLOW;
}

static bool meson_cipher_need_fallback(struct skcipher_request *areq)
{
 struct scatterlist *src_sg = areq->src;
 struct scatterlist *dst_sg = areq->dst;

 if (areq->cryptlen == 0)
  return true;

 if (sg_nents(src_sg) != sg_nents(dst_sg))
  return true;

 /* KEY/IV descriptors use 3 desc */
 if (sg_nents(src_sg) > MAXDESC - 3 || sg_nents(dst_sg) > MAXDESC - 3)
  return true;

 while (src_sg && dst_sg) {
  if ((src_sg->length % 16) != 0)
   return true;
  if ((dst_sg->length % 16) != 0)
   return true;
  if (src_sg->length != dst_sg->length)
   return true;
  if (!IS_ALIGNED(src_sg->offset, sizeof(u32)))
   return true;
  if (!IS_ALIGNED(dst_sg->offset, sizeof(u32)))
   return true;
  src_sg = sg_next(src_sg);
  dst_sg = sg_next(dst_sg);
 }

 return false;
}

static int meson_cipher_do_fallback(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct meson_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct meson_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 int err;
#ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_AMLOGIC_GXL_DEBUG
 struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 struct meson_alg_template *algt;

 algt = container_of(alg, struct meson_alg_template, alg.skcipher.base);
 algt->stat_fb++;
#endif
 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 == MESON_DECRYPT)
  err = crypto_skcipher_decrypt(&rctx->fallback_req);
 else
  err = crypto_skcipher_encrypt(&rctx->fallback_req);
 return err;
}

static int meson_cipher(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct meson_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct meson_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct meson_dev *mc = op->mc;
 struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 struct meson_alg_template *algt;
 int flow = rctx->flow;
 unsigned int todo, eat, len;
 struct scatterlist *src_sg = areq->src;
 struct scatterlist *dst_sg = areq->dst;
 struct meson_desc *desc;
 int nr_sgs, nr_sgd;
 int i, err = 0;
 unsigned int keyivlen, ivsize, offset, tloffset;
 dma_addr_t phykeyiv;
 void *backup_iv = NULL, *bkeyiv;
 u32 v;

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

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

#ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_AMLOGIC_GXL_DEBUG
 algt->stat_req++;
 mc->chanlist[flow].stat_req++;
#endif

 /*
 * The hardware expect a list of meson_desc structures.
 * The 2 first structures store key
 * The third stores IV
 */
 bkeyiv = kzalloc(48, GFP_KERNEL | GFP_DMA);
 if (!bkeyiv)
  return -ENOMEM;

 memcpy(bkeyiv, op->key, op->keylen);
 keyivlen = op->keylen;

 ivsize = crypto_skcipher_ivsize(tfm);
 if (areq->iv && ivsize > 0) {
  if (ivsize > areq->cryptlen) {
   dev_err(mc->dev, "invalid ivsize=%d vs len=%d\n", ivsize, areq->cryptlen);
   err = -EINVAL;
   goto theend;
  }
  memcpy(bkeyiv + 32, areq->iv, ivsize);
  keyivlen = 48;
  if (rctx->op_dir == MESON_DECRYPT) {
   backup_iv = kzalloc(ivsize, GFP_KERNEL);
   if (!backup_iv) {
    err = -ENOMEM;
    goto theend;
   }
   offset = areq->cryptlen - ivsize;
   scatterwalk_map_and_copy(backup_iv, areq->src, offset,
       ivsize, 0);
  }
 }
 if (keyivlen == 24)
  keyivlen = 32;

 phykeyiv = dma_map_single(mc->dev, bkeyiv, keyivlen,
      DMA_TO_DEVICE);
 err = dma_mapping_error(mc->dev, phykeyiv);
 if (err) {
  dev_err(mc->dev, "Cannot DMA MAP KEY IV\n");
  goto theend;
 }

 tloffset = 0;
 eat = 0;
 i = 0;
 while (keyivlen > eat) {
  desc = &mc->chanlist[flow].tl[tloffset];
  memset(desc, 0, sizeof(struct meson_desc));
  todo = min(keyivlen - eat, 16u);
  desc->t_src = cpu_to_le32(phykeyiv + i * 16);
  desc->t_dst = cpu_to_le32(i * 16);
  v = (MODE_KEY << 20) | DESC_OWN | 16;
  desc->t_status = cpu_to_le32(v);

  eat += todo;
  i++;
  tloffset++;
 }

 if (areq->src == areq->dst) {
  nr_sgs = dma_map_sg(mc->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
        DMA_BIDIRECTIONAL);
  if (!nr_sgs) {
   dev_err(mc->dev, "Invalid SG count %d\n", nr_sgs);
   err = -EINVAL;
   goto theend;
  }
  nr_sgd = nr_sgs;
 } else {
  nr_sgs = dma_map_sg(mc->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
        DMA_TO_DEVICE);
  if (!nr_sgs || nr_sgs > MAXDESC - 3) {
   dev_err(mc->dev, "Invalid SG count %d\n", nr_sgs);
   err = -EINVAL;
   goto theend;
  }
  nr_sgd = dma_map_sg(mc->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst),
        DMA_FROM_DEVICE);
  if (!nr_sgd || nr_sgd > MAXDESC - 3) {
   dev_err(mc->dev, "Invalid SG count %d\n", nr_sgd);
   err = -EINVAL;
   goto theend;
  }
 }

 src_sg = areq->src;
 dst_sg = areq->dst;
 len = areq->cryptlen;
 while (src_sg) {
  desc = &mc->chanlist[flow].tl[tloffset];
  memset(desc, 0, sizeof(struct meson_desc));

  desc->t_src = cpu_to_le32(sg_dma_address(src_sg));
  desc->t_dst = cpu_to_le32(sg_dma_address(dst_sg));
  todo = min(len, sg_dma_len(src_sg));
  v = (op->keymode << 20) | DESC_OWN | todo | (algt->blockmode << 26);
  if (rctx->op_dir)
   v |= DESC_ENCRYPTION;
  len -= todo;

  if (!sg_next(src_sg))
   v |= DESC_LAST;
  desc->t_status = cpu_to_le32(v);
  tloffset++;
  src_sg = sg_next(src_sg);
  dst_sg = sg_next(dst_sg);
 }

 reinit_completion(&mc->chanlist[flow].complete);
 mc->chanlist[flow].status = 0;
 writel(mc->chanlist[flow].t_phy | 2, mc->base + (flow << 2));
 wait_for_completion_interruptible_timeout(&mc->chanlist[flow].complete,
        msecs_to_jiffies(500));
 if (mc->chanlist[flow].status == 0) {
  dev_err(mc->dev, "DMA timeout for flow %d\n", flow);
  err = -EINVAL;
 }

 dma_unmap_single(mc->dev, phykeyiv, keyivlen, DMA_TO_DEVICE);

 if (areq->src == areq->dst) {
  dma_unmap_sg(mc->dev, areq->src, sg_nents(areq->src), DMA_BIDIRECTIONAL);
 } else {
  dma_unmap_sg(mc->dev, areq->src, sg_nents(areq->src), DMA_TO_DEVICE);
  dma_unmap_sg(mc->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst), DMA_FROM_DEVICE);
 }

 if (areq->iv && ivsize > 0) {
  if (rctx->op_dir == MESON_DECRYPT) {
   memcpy(areq->iv, backup_iv, ivsize);
  } else {
   scatterwalk_map_and_copy(areq->iv, areq->dst,
       areq->cryptlen - ivsize,
       ivsize, 0);
  }
 }
theend:
 kfree_sensitive(bkeyiv);
 kfree_sensitive(backup_iv);

 return err;
}

int meson_handle_cipher_request(struct crypto_engine *engine, void *areq)
{
 int err;
 struct skcipher_request *breq = container_of(areq, struct skcipher_request, base);

 err = meson_cipher(breq);
 local_bh_disable();
 crypto_finalize_skcipher_request(engine, breq, err);
 local_bh_enable();

 return 0;
}

int meson_skdecrypt(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct meson_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct meson_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct crypto_engine *engine;
 int e;

 rctx->op_dir = MESON_DECRYPT;
 if (meson_cipher_need_fallback(areq))
  return meson_cipher_do_fallback(areq);
 e = get_engine_number(op->mc);
 engine = op->mc->chanlist[e].engine;
 rctx->flow = e;

 return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
}

int meson_skencrypt(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct meson_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct meson_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct crypto_engine *engine;
 int e;

 rctx->op_dir = MESON_ENCRYPT;
 if (meson_cipher_need_fallback(areq))
  return meson_cipher_do_fallback(areq);
 e = get_engine_number(op->mc);
 engine = op->mc->chanlist[e].engine;
 rctx->flow = e;

 return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
}

int meson_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm)
{
 struct meson_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 struct meson_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);

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

 algt = container_of(alg, struct meson_alg_template, alg.skcipher.base);
 op->mc = algt->mc;

 op->fallback_tfm = crypto_alloc_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 if (IS_ERR(op->fallback_tfm)) {
  dev_err(op->mc->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 meson_cipher_req_ctx) +
        crypto_skcipher_reqsize(op->fallback_tfm));

 return 0;
}

void meson_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm)
{
 struct meson_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);

 kfree_sensitive(op->key);
 crypto_free_skcipher(op->fallback_tfm);
}

int meson_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
       unsigned int keylen)
{
 struct meson_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct meson_dev *mc = op->mc;

 switch (keylen) {
 case 128 / 8:
  op->keymode = MODE_AES_128;
  break;
 case 192 / 8:
  op->keymode = MODE_AES_192;
  break;
 case 256 / 8:
  op->keymode = MODE_AES_256;
  break;
 default:
  dev_dbg(mc->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;

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