Quelle  padlock-sha.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Cryptographic API.
 *
 * Support for VIA PadLock hardware crypto engine.
 *
 * Copyright (c) 2006  Michal Ludvig <michal@logix.cz>
 */

#include <asm/cpu_device_id.h>
#include <crypto/internal/hash.h>
#include <crypto/padlock.h>
#include <crypto/sha1.h>
#include <crypto/sha2.h>
#include <linux/cpufeature.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>

#define PADLOCK_SHA_DESCSIZE (128 + ((PADLOCK_ALIGNMENT - 1) & \
         ~(CRYPTO_MINALIGN - 1)))

struct padlock_sha_ctx {
 struct crypto_ahash *fallback;
};

static inline void *padlock_shash_desc_ctx(struct shash_desc *desc)
{
 return PTR_ALIGN(shash_desc_ctx(desc), PADLOCK_ALIGNMENT);
}

static int padlock_sha1_init(struct shash_desc *desc)
{
 struct sha1_state *sctx = padlock_shash_desc_ctx(desc);

 *sctx = (struct sha1_state){
  .state = { SHA1_H0, SHA1_H1, SHA1_H2, SHA1_H3, SHA1_H4 },
 };

 return 0;
}

static int padlock_sha256_init(struct shash_desc *desc)
{
 struct crypto_sha256_state *sctx = padlock_shash_desc_ctx(desc);

 sha256_block_init(sctx);
 return 0;
}

static int padlock_sha_update(struct shash_desc *desc,
         const u8 *data, unsigned int length)
{
 u8 *state = padlock_shash_desc_ctx(desc);
 struct crypto_shash *tfm = desc->tfm;
 int err, remain;

 remain = length - round_down(length, crypto_shash_blocksize(tfm));
 {
  struct padlock_sha_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(tfm);
  HASH_REQUEST_ON_STACK(req, ctx->fallback);

  ahash_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
  ahash_request_set_virt(req, data, NULL, length - remain);
  err = crypto_ahash_import_core(req, state) ?:
        crypto_ahash_update(req) ?:
        crypto_ahash_export_core(req, state);
  HASH_REQUEST_ZERO(req);
 }

 return err ?: remain;
}

static int padlock_sha_export(struct shash_desc *desc, void *out)
{
 memcpy(out, padlock_shash_desc_ctx(desc),
        crypto_shash_coresize(desc->tfm));
 return 0;
}

static int padlock_sha_import(struct shash_desc *desc, const void *in)
{
 unsigned int bs = crypto_shash_blocksize(desc->tfm);
 unsigned int ss = crypto_shash_coresize(desc->tfm);
 u64 *state = padlock_shash_desc_ctx(desc);

 memcpy(state, in, ss);

 /* Stop evil imports from generating a fault. */
 state[ss / 8 - 1] &= ~(bs - 1);

 return 0;
}

static inline void padlock_output_block(uint32_t *src,
    uint32_t *dst, size_t count)
{
 while (count--)
  *dst++ = swab32(*src++);
}

static int padlock_sha_finup(struct shash_desc *desc, const u8 *in,
        unsigned int count, u8 *out)
{
 struct padlock_sha_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(desc->tfm);
 HASH_REQUEST_ON_STACK(req, ctx->fallback);

 ahash_request_set_callback(req, 0, NULL, NULL);
 ahash_request_set_virt(req, in, out, count);
 return crypto_ahash_import_core(req, padlock_shash_desc_ctx(desc)) ?:
        crypto_ahash_finup(req);
}

static int padlock_sha1_finup(struct shash_desc *desc, const u8 *in,
         unsigned int count, u8 *out)
{
 /* We can't store directly to *out as it may be unaligned. */
 /* BTW Don't reduce the buffer size below 128 Bytes!
 *     PadLock microcode needs it that big. */
 struct sha1_state *state = padlock_shash_desc_ctx(desc);
 u64 start = state->count;

 if (start + count > ULONG_MAX)
  return padlock_sha_finup(desc, in, count, out);

 asm volatile (".byte 0xf3,0x0f,0xa6,0xc8" /* rep xsha1 */
        : \
        : "c"((unsigned long)start + count), \
   "a"((unsigned long)start), \
   "S"(in), "D"(state));

 padlock_output_block(state->state, (uint32_t *)out, 5);
 return 0;
}

static int padlock_sha256_finup(struct shash_desc *desc, const u8 *in,
    unsigned int count, u8 *out)
{
 /* We can't store directly to *out as it may be unaligned. */
 /* BTW Don't reduce the buffer size below 128 Bytes!
 *     PadLock microcode needs it that big. */
 struct sha256_state *state = padlock_shash_desc_ctx(desc);
 u64 start = state->count;

 if (start + count > ULONG_MAX)
  return padlock_sha_finup(desc, in, count, out);

 asm volatile (".byte 0xf3,0x0f,0xa6,0xd0" /* rep xsha256 */
        : \
        : "c"((unsigned long)start + count), \
   "a"((unsigned long)start), \
   "S"(in), "D"(state));

 padlock_output_block(state->state, (uint32_t *)out, 8);
 return 0;
}

static int padlock_init_tfm(struct crypto_shash *hash)
{
 const char *fallback_driver_name = crypto_shash_alg_name(hash);
 struct padlock_sha_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(hash);
 struct crypto_ahash *fallback_tfm;

 /* Allocate a fallback and abort if it failed. */
 fallback_tfm = crypto_alloc_ahash(fallback_driver_name, 0,
       CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK |
       CRYPTO_ALG_ASYNC);
 if (IS_ERR(fallback_tfm)) {
  printk(KERN_WARNING PFX "Fallback driver '%s' could not be loaded!\n",
         fallback_driver_name);
  return PTR_ERR(fallback_tfm);
 }

 if (crypto_shash_statesize(hash) !=
     crypto_ahash_statesize(fallback_tfm)) {
  crypto_free_ahash(fallback_tfm);
  return -EINVAL;
 }

 ctx->fallback = fallback_tfm;

 return 0;
}

static void padlock_exit_tfm(struct crypto_shash *hash)
{
 struct padlock_sha_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(hash);

 crypto_free_ahash(ctx->fallback);
}

static struct shash_alg sha1_alg = {
 .digestsize = SHA1_DIGEST_SIZE,
 .init    =  padlock_sha1_init,
 .update  = padlock_sha_update,
 .finup   = padlock_sha1_finup,
 .export  = padlock_sha_export,
 .import  = padlock_sha_import,
 .init_tfm = padlock_init_tfm,
 .exit_tfm = padlock_exit_tfm,
 .descsize = PADLOCK_SHA_DESCSIZE,
 .statesize = SHA1_STATE_SIZE,
 .base  = {
  .cra_name  = "sha1",
  .cra_driver_name = "sha1-padlock",
  .cra_priority  = PADLOCK_CRA_PRIORITY,
  .cra_flags  = CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK |
      CRYPTO_AHASH_ALG_BLOCK_ONLY |
      CRYPTO_AHASH_ALG_FINUP_MAX,
  .cra_blocksize  = SHA1_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize  = sizeof(struct padlock_sha_ctx),
  .cra_module  = THIS_MODULE,
 }
};

static struct shash_alg sha256_alg = {
 .digestsize = SHA256_DIGEST_SIZE,
 .init    =  padlock_sha256_init,
 .update  = padlock_sha_update,
 .finup   = padlock_sha256_finup,
 .init_tfm = padlock_init_tfm,
 .export  = padlock_sha_export,
 .import  = padlock_sha_import,
 .exit_tfm = padlock_exit_tfm,
 .descsize = PADLOCK_SHA_DESCSIZE,
 .statesize = sizeof(struct crypto_sha256_state),
 .base  = {
  .cra_name  = "sha256",
  .cra_driver_name = "sha256-padlock",
  .cra_priority  = PADLOCK_CRA_PRIORITY,
  .cra_flags  = CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK |
      CRYPTO_AHASH_ALG_BLOCK_ONLY |
      CRYPTO_AHASH_ALG_FINUP_MAX,
  .cra_blocksize  = SHA256_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize  = sizeof(struct padlock_sha_ctx),
  .cra_module  = THIS_MODULE,
 }
};

/* Add two shash_alg instance for hardware-implemented *
* multiple-parts hash supported by VIA Nano Processor.*/

static int padlock_sha1_update_nano(struct shash_desc *desc,
        const u8 *src, unsigned int len)
{
 /*The PHE require the out buffer must 128 bytes and 16-bytes aligned*/
 struct sha1_state *state = padlock_shash_desc_ctx(desc);
 int blocks = len / SHA1_BLOCK_SIZE;

 len -= blocks * SHA1_BLOCK_SIZE;
 state->count += blocks * SHA1_BLOCK_SIZE;

 /* Process the left bytes from the input data */
 asm volatile (".byte 0xf3,0x0f,0xa6,0xc8"
        : "+S"(src), "+D"(state)
        : "a"((long)-1),
   "c"((unsigned long)blocks));
 return len;
}

static int padlock_sha256_update_nano(struct shash_desc *desc, const u8 *src,
     unsigned int len)
{
 /*The PHE require the out buffer must 128 bytes and 16-bytes aligned*/
 struct crypto_sha256_state *state = padlock_shash_desc_ctx(desc);
 int blocks = len / SHA256_BLOCK_SIZE;

 len -= blocks * SHA256_BLOCK_SIZE;
 state->count += blocks * SHA256_BLOCK_SIZE;

 /* Process the left bytes from input data*/
 asm volatile (".byte 0xf3,0x0f,0xa6,0xd0"
        : "+S"(src), "+D"(state)
        : "a"((long)-1),
        "c"((unsigned long)blocks));
 return len;
}

static struct shash_alg sha1_alg_nano = {
 .digestsize = SHA1_DIGEST_SIZE,
 .init  = padlock_sha1_init,
 .update  = padlock_sha1_update_nano,
 .finup   = padlock_sha1_finup,
 .export  = padlock_sha_export,
 .import  = padlock_sha_import,
 .descsize = PADLOCK_SHA_DESCSIZE,
 .statesize = SHA1_STATE_SIZE,
 .base  = {
  .cra_name  = "sha1",
  .cra_driver_name = "sha1-padlock-nano",
  .cra_priority  = PADLOCK_CRA_PRIORITY,
  .cra_flags  = CRYPTO_AHASH_ALG_BLOCK_ONLY |
      CRYPTO_AHASH_ALG_FINUP_MAX,
  .cra_blocksize  = SHA1_BLOCK_SIZE,
  .cra_module  = THIS_MODULE,
 }
};

static struct shash_alg sha256_alg_nano = {
 .digestsize = SHA256_DIGEST_SIZE,
 .init  = padlock_sha256_init,
 .update  = padlock_sha256_update_nano,
 .finup  = padlock_sha256_finup,
 .export  = padlock_sha_export,
 .import  = padlock_sha_import,
 .descsize = PADLOCK_SHA_DESCSIZE,
 .statesize = sizeof(struct crypto_sha256_state),
 .base  = {
  .cra_name  = "sha256",
  .cra_driver_name = "sha256-padlock-nano",
  .cra_priority  = PADLOCK_CRA_PRIORITY,
  .cra_flags  = CRYPTO_AHASH_ALG_BLOCK_ONLY |
      CRYPTO_AHASH_ALG_FINUP_MAX,
  .cra_blocksize  = SHA256_BLOCK_SIZE,
  .cra_module  = THIS_MODULE,
 }
};

static const struct x86_cpu_id padlock_sha_ids[] = {
 X86_MATCH_FEATURE(X86_FEATURE_PHE, NULL),
 {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(x86cpu, padlock_sha_ids);

static int __init padlock_init(void)
{
 int rc = -ENODEV;
 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);
 struct shash_alg *sha1;
 struct shash_alg *sha256;

 if (!x86_match_cpu(padlock_sha_ids) || !boot_cpu_has(X86_FEATURE_PHE_EN))
  return -ENODEV;

 /* Register the newly added algorithm module if on *
* VIA Nano processor, or else just do as before */
 if (c->x86_model < 0x0f) {
  sha1 = &sha1_alg;
  sha256 = &sha256_alg;
 } else {
  sha1 = &sha1_alg_nano;
  sha256 = &sha256_alg_nano;
 }

 rc = crypto_register_shash(sha1);
 if (rc)
  goto out;

 rc = crypto_register_shash(sha256);
 if (rc)
  goto out_unreg1;

 printk(KERN_NOTICE PFX "Using VIA PadLock ACE for SHA1/SHA256 algorithms.\n");

 return 0;

out_unreg1:
 crypto_unregister_shash(sha1);

out:
 printk(KERN_ERR PFX "VIA PadLock SHA1/SHA256 initialization failed.\n");
 return rc;
}

static void __exit padlock_fini(void)
{
 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);

 if (c->x86_model >= 0x0f) {
  crypto_unregister_shash(&sha1_alg_nano);
  crypto_unregister_shash(&sha256_alg_nano);
 } else {
  crypto_unregister_shash(&sha1_alg);
  crypto_unregister_shash(&sha256_alg);
 }
}

module_init(padlock_init);
module_exit(padlock_fini);

MODULE_DESCRIPTION("VIA PadLock SHA1/SHA256 algorithms support.");
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Michal Ludvig");

MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha1-all");
MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha256-all");
MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha1-padlock");
MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha256-padlock");