Quelle  sl3516-ce-cipher.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * sl3516-ce-cipher.c - hardware cryptographic offloader for Storlink SL3516 SoC
 *
 * Copyright (C) 2021 Corentin LABBE <clabbe@baylibre.com>
 *
 * This file adds support for AES cipher with 128,192,256 bits keysize in
 * ECB mode.
 */

#include <crypto/engine.h>
#include <crypto/internal/skcipher.h>
#include <crypto/scatterwalk.h>
#include <linux/dma-mapping.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/pm_runtime.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/string.h>
#include "sl3516-ce.h"

/* sl3516_ce_need_fallback - check if a request can be handled by the CE */
static bool sl3516_ce_need_fallback(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sl3516_ce_dev *ce = op->ce;
 struct scatterlist *in_sg;
 struct scatterlist *out_sg;
 struct scatterlist *sg;

 if (areq->cryptlen == 0 || areq->cryptlen % 16) {
  ce->fallback_mod16++;
  return true;
 }

 /*
 * check if we have enough descriptors for TX
 * Note: TX need one control desc for each SG
 */
 if (sg_nents(areq->src) > MAXDESC / 2) {
  ce->fallback_sg_count_tx++;
  return true;
 }
 /* check if we have enough descriptors for RX */
 if (sg_nents(areq->dst) > MAXDESC) {
  ce->fallback_sg_count_rx++;
  return true;
 }

 sg = areq->src;
 while (sg) {
  if ((sg->length % 16) != 0) {
   ce->fallback_mod16++;
   return true;
  }
  if ((sg_dma_len(sg) % 16) != 0) {
   ce->fallback_mod16++;
   return true;
  }
  if (!IS_ALIGNED(sg->offset, 16)) {
   ce->fallback_align16++;
   return true;
  }
  sg = sg_next(sg);
 }
 sg = areq->dst;
 while (sg) {
  if ((sg->length % 16) != 0) {
   ce->fallback_mod16++;
   return true;
  }
  if ((sg_dma_len(sg) % 16) != 0) {
   ce->fallback_mod16++;
   return true;
  }
  if (!IS_ALIGNED(sg->offset, 16)) {
   ce->fallback_align16++;
   return true;
  }
  sg = sg_next(sg);
 }

 /* need same numbers of SG (with same length) for source and destination */
 in_sg = areq->src;
 out_sg = areq->dst;
 while (in_sg && out_sg) {
  if (in_sg->length != out_sg->length) {
   ce->fallback_not_same_len++;
   return true;
  }
  in_sg = sg_next(in_sg);
  out_sg = sg_next(out_sg);
 }
 if (in_sg || out_sg)
  return true;

 return false;
}

static int sl3516_ce_cipher_fallback(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 struct sl3516_ce_alg_template *algt;
 int err;

 algt = container_of(alg, struct sl3516_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 sl3516_ce_cipher(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sl3516_ce_dev *ce = op->ce;
 struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct skcipher_alg *alg = crypto_skcipher_alg(tfm);
 struct sl3516_ce_alg_template *algt;
 struct scatterlist *sg;
 unsigned int todo, len;
 struct pkt_control_ecb *ecb;
 int nr_sgs = 0;
 int nr_sgd = 0;
 int err = 0;
 int i;

 algt = container_of(alg, struct sl3516_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);

 algt->stat_req++;

 if (areq->src == areq->dst) {
  nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
        DMA_BIDIRECTIONAL);
  if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAXDESC / 2) {
   dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
   err = -EINVAL;
   goto theend;
  }
  nr_sgd = nr_sgs;
 } else {
  nr_sgs = dma_map_sg(ce->dev, areq->src, sg_nents(areq->src),
        DMA_TO_DEVICE);
  if (nr_sgs <= 0 || nr_sgs > MAXDESC / 2) {
   dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgs);
   err = -EINVAL;
   goto theend;
  }
  nr_sgd = dma_map_sg(ce->dev, areq->dst, sg_nents(areq->dst),
        DMA_FROM_DEVICE);
  if (nr_sgd <= 0 || nr_sgd > MAXDESC) {
   dev_err(ce->dev, "Invalid sg number %d\n", nr_sgd);
   err = -EINVAL;
   goto theend_sgs;
  }
 }

 len = areq->cryptlen;
 i = 0;
 sg = areq->src;
 while (i < nr_sgs && sg && len) {
  if (sg_dma_len(sg) == 0)
   goto sgs_next;
  rctx->t_src[i].addr = sg_dma_address(sg);
  todo = min(len, sg_dma_len(sg));
  rctx->t_src[i].len = todo;
  dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SGS(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
   areq->cryptlen, i, rctx->t_src[i].len, sg->offset, todo);
  len -= todo;
  i++;
sgs_next:
  sg = sg_next(sg);
 }
 if (len > 0) {
  dev_err(ce->dev, "remaining len %d/%u nr_sgs=%d\n", len, areq->cryptlen, nr_sgs);
  err = -EINVAL;
  goto theend_sgs;
 }

 len = areq->cryptlen;
 i = 0;
 sg = areq->dst;
 while (i < nr_sgd && sg && len) {
  if (sg_dma_len(sg) == 0)
   goto sgd_next;
  rctx->t_dst[i].addr = sg_dma_address(sg);
  todo = min(len, sg_dma_len(sg));
  rctx->t_dst[i].len = todo;
  dev_dbg(ce->dev, "%s total=%u SGD(%d %u off=%d) todo=%u\n", __func__,
   areq->cryptlen, i, rctx->t_dst[i].len, sg->offset, todo);
  len -= todo;
  i++;

sgd_next:
  sg = sg_next(sg);
 }
 if (len > 0) {
  dev_err(ce->dev, "remaining len %d\n", len);
  err = -EINVAL;
  goto theend_sgs;
 }

 switch (algt->mode) {
 case ECB_AES:
  rctx->pctrllen = sizeof(struct pkt_control_ecb);
  ecb = (struct pkt_control_ecb *)ce->pctrl;

  rctx->tqflag = TQ0_TYPE_CTRL;
  rctx->tqflag |= TQ1_CIPHER;
  ecb->control.op_mode = rctx->op_dir;
  ecb->control.cipher_algorithm = ECB_AES;
  ecb->cipher.header_len = 0;
  ecb->cipher.algorithm_len = areq->cryptlen;
  cpu_to_be32_array((__be32 *)ecb->key, (u32 *)op->key, op->keylen / 4);
  rctx->h = &ecb->cipher;

  rctx->tqflag |= TQ4_KEY0;
  rctx->tqflag |= TQ5_KEY4;
  rctx->tqflag |= TQ6_KEY6;
  ecb->control.aesnk = op->keylen / 4;
  break;
 }

 rctx->nr_sgs = nr_sgs;
 rctx->nr_sgd = nr_sgd;
 err = sl3516_ce_run_task(ce, rctx, crypto_tfm_alg_name(areq->base.tfm));

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

theend:

 return err;
}

int sl3516_ce_handle_cipher_request(struct crypto_engine *engine, void *areq)
{
 int err;
 struct skcipher_request *breq = container_of(areq, struct skcipher_request, base);

 err = sl3516_ce_cipher(breq);
 local_bh_disable();
 crypto_finalize_skcipher_request(engine, breq, err);
 local_bh_enable();

 return 0;
}

int sl3516_ce_skdecrypt(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct crypto_engine *engine;

 memset(rctx, 0, sizeof(struct sl3516_ce_cipher_req_ctx));
 rctx->op_dir = CE_DECRYPTION;

 if (sl3516_ce_need_fallback(areq))
  return sl3516_ce_cipher_fallback(areq);

 engine = op->ce->engine;

 return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
}

int sl3516_ce_skencrypt(struct skcipher_request *areq)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(areq);
 struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx(areq);
 struct crypto_engine *engine;

 memset(rctx, 0, sizeof(struct sl3516_ce_cipher_req_ctx));
 rctx->op_dir = CE_ENCRYPTION;

 if (sl3516_ce_need_fallback(areq))
  return sl3516_ce_cipher_fallback(areq);

 engine = op->ce->engine;

 return crypto_transfer_skcipher_request_to_engine(engine, areq);
}

int sl3516_ce_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm)
{
 struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
 struct sl3516_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 sl3516_ce_cipher_tfm_ctx));

 algt = container_of(alg, struct sl3516_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 sl3516_ce_cipher_req_ctx) +
        crypto_skcipher_reqsize(op->fallback_tfm));

 dev_info(op->ce->dev, "Fallback for %s is %s\n",
   crypto_tfm_alg_driver_name(&sktfm->base),
   crypto_tfm_alg_driver_name(crypto_skcipher_tfm(op->fallback_tfm)));

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

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

void sl3516_ce_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm)
{
 struct sl3516_ce_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 sl3516_ce_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
    unsigned int keylen)
{
 struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx *op = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct sl3516_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);
}