Quelle  ccp-crypto-aes.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * AMD Cryptographic Coprocessor (CCP) AES crypto API support
 *
 * Copyright (C) 2013-2019 Advanced Micro Devices, Inc.
 *
 * Author: Tom Lendacky <thomas.lendacky@amd.com>
 */

#include <crypto/aes.h>
#include <crypto/ctr.h>
#include <crypto/internal/skcipher.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/string.h>

#include "ccp-crypto.h"

static int ccp_aes_complete(struct crypto_async_request *async_req, int ret)
{
 struct skcipher_request *req = skcipher_request_cast(async_req);
 struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx_dma(
  crypto_skcipher_reqtfm(req));
 struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx_dma(req);

 if (ret)
  return ret;

 if (ctx->u.aes.mode != CCP_AES_MODE_ECB)
  memcpy(req->iv, rctx->iv, AES_BLOCK_SIZE);

 return 0;
}

static int ccp_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
     unsigned int key_len)
{
 struct ccp_crypto_skcipher_alg *alg = ccp_crypto_skcipher_alg(tfm);
 struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx_dma(tfm);

 switch (key_len) {
 case AES_KEYSIZE_128:
  ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_128;
  break;
 case AES_KEYSIZE_192:
  ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_192;
  break;
 case AES_KEYSIZE_256:
  ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_256;
  break;
 default:
  return -EINVAL;
 }
 ctx->u.aes.mode = alg->mode;
 ctx->u.aes.key_len = key_len;

 memcpy(ctx->u.aes.key, key, key_len);
 sg_init_one(&ctx->u.aes.key_sg, ctx->u.aes.key, key_len);

 return 0;
}

static int ccp_aes_crypt(struct skcipher_request *req, bool encrypt)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx_dma(tfm);
 struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx_dma(req);
 struct scatterlist *iv_sg = NULL;
 unsigned int iv_len = 0;

 if (!ctx->u.aes.key_len)
  return -EINVAL;

 if (((ctx->u.aes.mode == CCP_AES_MODE_ECB) ||
      (ctx->u.aes.mode == CCP_AES_MODE_CBC)) &&
     (req->cryptlen & (AES_BLOCK_SIZE - 1)))
  return -EINVAL;

 if (ctx->u.aes.mode != CCP_AES_MODE_ECB) {
  if (!req->iv)
   return -EINVAL;

  memcpy(rctx->iv, req->iv, AES_BLOCK_SIZE);
  iv_sg = &rctx->iv_sg;
  iv_len = AES_BLOCK_SIZE;
  sg_init_one(iv_sg, rctx->iv, iv_len);
 }

 memset(&rctx->cmd, 0, sizeof(rctx->cmd));
 INIT_LIST_HEAD(&rctx->cmd.entry);
 rctx->cmd.engine = CCP_ENGINE_AES;
 rctx->cmd.u.aes.type = ctx->u.aes.type;
 rctx->cmd.u.aes.mode = ctx->u.aes.mode;
 rctx->cmd.u.aes.action =
  (encrypt) ? CCP_AES_ACTION_ENCRYPT : CCP_AES_ACTION_DECRYPT;
 rctx->cmd.u.aes.key = &ctx->u.aes.key_sg;
 rctx->cmd.u.aes.key_len = ctx->u.aes.key_len;
 rctx->cmd.u.aes.iv = iv_sg;
 rctx->cmd.u.aes.iv_len = iv_len;
 rctx->cmd.u.aes.src = req->src;
 rctx->cmd.u.aes.src_len = req->cryptlen;
 rctx->cmd.u.aes.dst = req->dst;

 return ccp_crypto_enqueue_request(&req->base, &rctx->cmd);
}

static int ccp_aes_encrypt(struct skcipher_request *req)
{
 return ccp_aes_crypt(req, true);
}

static int ccp_aes_decrypt(struct skcipher_request *req)
{
 return ccp_aes_crypt(req, false);
}

static int ccp_aes_init_tfm(struct crypto_skcipher *tfm)
{
 struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx_dma(tfm);

 ctx->complete = ccp_aes_complete;
 ctx->u.aes.key_len = 0;

 crypto_skcipher_set_reqsize(tfm, sizeof(struct ccp_aes_req_ctx));

 return 0;
}

static int ccp_aes_rfc3686_complete(struct crypto_async_request *async_req,
        int ret)
{
 struct skcipher_request *req = skcipher_request_cast(async_req);
 struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx_dma(req);

 /* Restore the original pointer */
 req->iv = rctx->rfc3686_info;

 return ccp_aes_complete(async_req, ret);
}

static int ccp_aes_rfc3686_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
      unsigned int key_len)
{
 struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx_dma(tfm);

 if (key_len < CTR_RFC3686_NONCE_SIZE)
  return -EINVAL;

 key_len -= CTR_RFC3686_NONCE_SIZE;
 memcpy(ctx->u.aes.nonce, key + key_len, CTR_RFC3686_NONCE_SIZE);

 return ccp_aes_setkey(tfm, key, key_len);
}

static int ccp_aes_rfc3686_crypt(struct skcipher_request *req, bool encrypt)
{
 struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx_dma(tfm);
 struct ccp_aes_req_ctx *rctx = skcipher_request_ctx_dma(req);
 u8 *iv;

 /* Initialize the CTR block */
 iv = rctx->rfc3686_iv;
 memcpy(iv, ctx->u.aes.nonce, CTR_RFC3686_NONCE_SIZE);

 iv += CTR_RFC3686_NONCE_SIZE;
 memcpy(iv, req->iv, CTR_RFC3686_IV_SIZE);

 iv += CTR_RFC3686_IV_SIZE;
 *(__be32 *)iv = cpu_to_be32(1);

 /* Point to the new IV */
 rctx->rfc3686_info = req->iv;
 req->iv = rctx->rfc3686_iv;

 return ccp_aes_crypt(req, encrypt);
}

static int ccp_aes_rfc3686_encrypt(struct skcipher_request *req)
{
 return ccp_aes_rfc3686_crypt(req, true);
}

static int ccp_aes_rfc3686_decrypt(struct skcipher_request *req)
{
 return ccp_aes_rfc3686_crypt(req, false);
}

static int ccp_aes_rfc3686_init_tfm(struct crypto_skcipher *tfm)
{
 struct ccp_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx_dma(tfm);

 ctx->complete = ccp_aes_rfc3686_complete;
 ctx->u.aes.key_len = 0;

 crypto_skcipher_set_reqsize_dma(tfm, sizeof(struct ccp_aes_req_ctx));

 return 0;
}

static const struct skcipher_alg ccp_aes_defaults = {
 .setkey   = ccp_aes_setkey,
 .encrypt  = ccp_aes_encrypt,
 .decrypt  = ccp_aes_decrypt,
 .min_keysize  = AES_MIN_KEY_SIZE,
 .max_keysize  = AES_MAX_KEY_SIZE,
 .init   = ccp_aes_init_tfm,

 .base.cra_flags  = CRYPTO_ALG_ASYNC |
      CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY |
      CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
      CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 .base.cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
 .base.cra_ctxsize = sizeof(struct ccp_ctx) + CRYPTO_DMA_PADDING,
 .base.cra_priority = CCP_CRA_PRIORITY,
 .base.cra_module = THIS_MODULE,
};

static const struct skcipher_alg ccp_aes_rfc3686_defaults = {
 .setkey   = ccp_aes_rfc3686_setkey,
 .encrypt  = ccp_aes_rfc3686_encrypt,
 .decrypt  = ccp_aes_rfc3686_decrypt,
 .min_keysize  = AES_MIN_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 .max_keysize  = AES_MAX_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 .init   = ccp_aes_rfc3686_init_tfm,

 .base.cra_flags  = CRYPTO_ALG_ASYNC |
      CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY |
      CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
      CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 .base.cra_blocksize = CTR_RFC3686_BLOCK_SIZE,
 .base.cra_ctxsize = sizeof(struct ccp_ctx) + CRYPTO_DMA_PADDING,
 .base.cra_priority = CCP_CRA_PRIORITY,
 .base.cra_module = THIS_MODULE,
};

struct ccp_aes_def {
 enum ccp_aes_mode mode;
 unsigned int version;
 const char *name;
 const char *driver_name;
 unsigned int blocksize;
 unsigned int ivsize;
 const struct skcipher_alg *alg_defaults;
};

static struct ccp_aes_def aes_algs[] = {
 {
  .mode  = CCP_AES_MODE_ECB,
  .version = CCP_VERSION(3, 0),
  .name  = "ecb(aes)",
  .driver_name = "ecb-aes-ccp",
  .blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .ivsize  = 0,
  .alg_defaults = &ccp_aes_defaults,
 },
 {
  .mode  = CCP_AES_MODE_CBC,
  .version = CCP_VERSION(3, 0),
  .name  = "cbc(aes)",
  .driver_name = "cbc-aes-ccp",
  .blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .ivsize  = AES_BLOCK_SIZE,
  .alg_defaults = &ccp_aes_defaults,
 },
 {
  .mode  = CCP_AES_MODE_CTR,
  .version = CCP_VERSION(3, 0),
  .name  = "ctr(aes)",
  .driver_name = "ctr-aes-ccp",
  .blocksize = 1,
  .ivsize  = AES_BLOCK_SIZE,
  .alg_defaults = &ccp_aes_defaults,
 },
 {
  .mode  = CCP_AES_MODE_CTR,
  .version = CCP_VERSION(3, 0),
  .name  = "rfc3686(ctr(aes))",
  .driver_name = "rfc3686-ctr-aes-ccp",
  .blocksize = 1,
  .ivsize  = CTR_RFC3686_IV_SIZE,
  .alg_defaults = &ccp_aes_rfc3686_defaults,
 },
};

static int ccp_register_aes_alg(struct list_head *head,
    const struct ccp_aes_def *def)
{
 struct ccp_crypto_skcipher_alg *ccp_alg;
 struct skcipher_alg *alg;
 int ret;

 ccp_alg = kzalloc(sizeof(*ccp_alg), GFP_KERNEL);
 if (!ccp_alg)
  return -ENOMEM;

 INIT_LIST_HEAD(&ccp_alg->entry);

 ccp_alg->mode = def->mode;

 /* Copy the defaults and override as necessary */
 alg = &ccp_alg->alg;
 *alg = *def->alg_defaults;
 snprintf(alg->base.cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s", def->name);
 snprintf(alg->base.cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s",
   def->driver_name);
 alg->base.cra_blocksize = def->blocksize;
 alg->ivsize = def->ivsize;

 ret = crypto_register_skcipher(alg);
 if (ret) {
  pr_err("%s skcipher algorithm registration error (%d)\n",
         alg->base.cra_name, ret);
  kfree(ccp_alg);
  return ret;
 }

 list_add(&ccp_alg->entry, head);

 return 0;
}

int ccp_register_aes_algs(struct list_head *head)
{
 int i, ret;
 unsigned int ccpversion = ccp_version();

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aes_algs); i++) {
  if (aes_algs[i].version > ccpversion)
   continue;
  ret = ccp_register_aes_alg(head, &aes_algs[i]);
  if (ret)
   return ret;
 }

 return 0;
}