Quelle  virtio_crypto_akcipher_algs.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
 /* Asymmetric algorithms supported by virtio crypto device
  *
  * Authors: zhenwei pi <pizhenwei@bytedance.com>
  *          lei he <helei.sig11@bytedance.com>
  *
  * Copyright 2022 Bytedance CO., LTD.
  */

#include <crypto/engine.h>
#include <crypto/internal/akcipher.h>
#include <crypto/internal/rsa.h>
#include <crypto/scatterwalk.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/mpi.h>
#include <linux/scatterlist.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/string.h>
#include <uapi/linux/virtio_crypto.h>
#include "virtio_crypto_common.h"

struct virtio_crypto_rsa_ctx {
 unsigned int key_size;
};

struct virtio_crypto_akcipher_ctx {
 struct virtio_crypto *vcrypto;
 bool session_valid;
 __u64 session_id;
 union {
  struct virtio_crypto_rsa_ctx rsa_ctx;
 };
};

struct virtio_crypto_akcipher_request {
 struct virtio_crypto_request base;
 void *src_buf;
 void *dst_buf;
 uint32_t opcode;
};

struct virtio_crypto_akcipher_algo {
 uint32_t algonum;
 uint32_t service;
 unsigned int active_devs;
 struct akcipher_engine_alg algo;
};

static DEFINE_MUTEX(algs_lock);

static void virtio_crypto_akcipher_finalize_req(
 struct virtio_crypto_akcipher_request *vc_akcipher_req,
 struct akcipher_request *req, int err)
{
 kfree(vc_akcipher_req->src_buf);
 kfree(vc_akcipher_req->dst_buf);
 vc_akcipher_req->src_buf = NULL;
 vc_akcipher_req->dst_buf = NULL;
 virtcrypto_clear_request(&vc_akcipher_req->base);

 crypto_finalize_akcipher_request(vc_akcipher_req->base.dataq->engine, req, err);
}

static void virtio_crypto_dataq_akcipher_callback(struct virtio_crypto_request *vc_req, int len)
{
 struct virtio_crypto_akcipher_request *vc_akcipher_req =
  container_of(vc_req, struct virtio_crypto_akcipher_request, base);
 struct akcipher_request *akcipher_req =
  container_of((void *)vc_akcipher_req, struct akcipher_request,
        __ctx);
 int error;

 switch (vc_req->status) {
 case VIRTIO_CRYPTO_OK:
  error = 0;
  break;
 case VIRTIO_CRYPTO_INVSESS:
 case VIRTIO_CRYPTO_ERR:
  error = -EINVAL;
  break;
 case VIRTIO_CRYPTO_BADMSG:
  error = -EBADMSG;
  break;
 default:
  error = -EIO;
  break;
 }

 /* actual length may be less than dst buffer */
 akcipher_req->dst_len = len - sizeof(vc_req->status);
 sg_copy_from_buffer(akcipher_req->dst, sg_nents(akcipher_req->dst),
       vc_akcipher_req->dst_buf, akcipher_req->dst_len);
 virtio_crypto_akcipher_finalize_req(vc_akcipher_req, akcipher_req, error);
}

static int virtio_crypto_alg_akcipher_init_session(struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx,
  struct virtio_crypto_ctrl_header *header,
  struct virtio_crypto_akcipher_session_para *para,
  const uint8_t *key, unsigned int keylen)
{
 struct scatterlist outhdr_sg, key_sg, inhdr_sg, *sgs[3];
 struct virtio_crypto *vcrypto = ctx->vcrypto;
 uint8_t *pkey;
 int err;
 unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
 struct virtio_crypto_op_ctrl_req *ctrl;
 struct virtio_crypto_session_input *input;
 struct virtio_crypto_ctrl_request *vc_ctrl_req;

 pkey = kmemdup(key, keylen, GFP_KERNEL);
 if (!pkey)
  return -ENOMEM;

 vc_ctrl_req = kzalloc(sizeof(*vc_ctrl_req), GFP_KERNEL);
 if (!vc_ctrl_req) {
  err = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 ctrl = &vc_ctrl_req->ctrl;
 memcpy(&ctrl->header, header, sizeof(ctrl->header));
 memcpy(&ctrl->u.akcipher_create_session.para, para, sizeof(*para));
 input = &vc_ctrl_req->input;
 input->status = cpu_to_le32(VIRTIO_CRYPTO_ERR);

 sg_init_one(&outhdr_sg, ctrl, sizeof(*ctrl));
 sgs[num_out++] = &outhdr_sg;

 sg_init_one(&key_sg, pkey, keylen);
 sgs[num_out++] = &key_sg;

 sg_init_one(&inhdr_sg, input, sizeof(*input));
 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr_sg;

 err = virtio_crypto_ctrl_vq_request(vcrypto, sgs, num_out, num_in, vc_ctrl_req);
 if (err < 0)
  goto out;

 if (le32_to_cpu(input->status) != VIRTIO_CRYPTO_OK) {
  pr_err("virtio_crypto: Create session failed status: %u\n",
   le32_to_cpu(input->status));
  err = -EINVAL;
  goto out;
 }

 ctx->session_id = le64_to_cpu(input->session_id);
 ctx->session_valid = true;
 err = 0;

out:
 kfree(vc_ctrl_req);
 kfree_sensitive(pkey);

 return err;
}

static int virtio_crypto_alg_akcipher_close_session(struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx)
{
 struct scatterlist outhdr_sg, inhdr_sg, *sgs[2];
 struct virtio_crypto_destroy_session_req *destroy_session;
 struct virtio_crypto *vcrypto = ctx->vcrypto;
 unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
 int err;
 struct virtio_crypto_op_ctrl_req *ctrl;
 struct virtio_crypto_inhdr *ctrl_status;
 struct virtio_crypto_ctrl_request *vc_ctrl_req;

 if (!ctx->session_valid)
  return 0;

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

 ctrl_status = &vc_ctrl_req->ctrl_status;
 ctrl_status->status = VIRTIO_CRYPTO_ERR;
 ctrl = &vc_ctrl_req->ctrl;
 ctrl->header.opcode = cpu_to_le32(VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_DESTROY_SESSION);
 ctrl->header.queue_id = 0;

 destroy_session = &ctrl->u.destroy_session;
 destroy_session->session_id = cpu_to_le64(ctx->session_id);

 sg_init_one(&outhdr_sg, ctrl, sizeof(*ctrl));
 sgs[num_out++] = &outhdr_sg;

 sg_init_one(&inhdr_sg, &ctrl_status->status, sizeof(ctrl_status->status));
 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr_sg;

 err = virtio_crypto_ctrl_vq_request(vcrypto, sgs, num_out, num_in, vc_ctrl_req);
 if (err < 0)
  goto out;

 if (ctrl_status->status != VIRTIO_CRYPTO_OK) {
  pr_err("virtio_crypto: Close session failed status: %u, session_id: 0x%llx\n",
   ctrl_status->status, destroy_session->session_id);
  err = -EINVAL;
  goto out;
 }

 err = 0;
 ctx->session_valid = false;

out:
 kfree(vc_ctrl_req);

 return err;
}

static int __virtio_crypto_akcipher_do_req(struct virtio_crypto_akcipher_request *vc_akcipher_req,
  struct akcipher_request *req, struct data_queue *data_vq)
{
 struct crypto_akcipher *atfm = crypto_akcipher_reqtfm(req);
 struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx = akcipher_tfm_ctx(atfm);
 struct virtio_crypto_request *vc_req = &vc_akcipher_req->base;
 struct virtio_crypto *vcrypto = ctx->vcrypto;
 struct virtio_crypto_op_data_req *req_data = vc_req->req_data;
 struct scatterlist *sgs[4], outhdr_sg, inhdr_sg, srcdata_sg, dstdata_sg;
 void *src_buf, *dst_buf = NULL;
 unsigned int num_out = 0, num_in = 0;
 int node = dev_to_node(&vcrypto->vdev->dev);
 unsigned long flags;
 int ret;

 /* out header */
 sg_init_one(&outhdr_sg, req_data, sizeof(*req_data));
 sgs[num_out++] = &outhdr_sg;

 /* src data */
 src_buf = kcalloc_node(req->src_len, 1, GFP_KERNEL, node);
 if (!src_buf)
  return -ENOMEM;

 sg_copy_to_buffer(req->src, sg_nents(req->src), src_buf, req->src_len);
 sg_init_one(&srcdata_sg, src_buf, req->src_len);
 sgs[num_out++] = &srcdata_sg;

 /* dst data */
 dst_buf = kcalloc_node(req->dst_len, 1, GFP_KERNEL, node);
 if (!dst_buf)
  goto free_src;

 sg_init_one(&dstdata_sg, dst_buf, req->dst_len);
 sgs[num_out + num_in++] = &dstdata_sg;

 vc_akcipher_req->src_buf = src_buf;
 vc_akcipher_req->dst_buf = dst_buf;

 /* in header */
 sg_init_one(&inhdr_sg, &vc_req->status, sizeof(vc_req->status));
 sgs[num_out + num_in++] = &inhdr_sg;

 spin_lock_irqsave(&data_vq->lock, flags);
 ret = virtqueue_add_sgs(data_vq->vq, sgs, num_out, num_in, vc_req, GFP_ATOMIC);
 virtqueue_kick(data_vq->vq);
 spin_unlock_irqrestore(&data_vq->lock, flags);
 if (ret)
  goto err;

 return 0;

err:
 kfree(dst_buf);
free_src:
 kfree(src_buf);
 return -ENOMEM;
}

static int virtio_crypto_rsa_do_req(struct crypto_engine *engine, void *vreq)
{
 struct akcipher_request *req = container_of(vreq, struct akcipher_request, base);
 struct virtio_crypto_akcipher_request *vc_akcipher_req = akcipher_request_ctx(req);
 struct virtio_crypto_request *vc_req = &vc_akcipher_req->base;
 struct crypto_akcipher *atfm = crypto_akcipher_reqtfm(req);
 struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx = akcipher_tfm_ctx(atfm);
 struct virtio_crypto *vcrypto = ctx->vcrypto;
 struct data_queue *data_vq = vc_req->dataq;
 struct virtio_crypto_op_header *header;
 struct virtio_crypto_akcipher_data_req *akcipher_req;
 int ret;

 vc_req->sgs = NULL;
 vc_req->req_data = kzalloc_node(sizeof(*vc_req->req_data),
  GFP_KERNEL, dev_to_node(&vcrypto->vdev->dev));
 if (!vc_req->req_data)
  return -ENOMEM;

 /* build request header */
 header = &vc_req->req_data->header;
 header->opcode = cpu_to_le32(vc_akcipher_req->opcode);
 header->algo = cpu_to_le32(VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_RSA);
 header->session_id = cpu_to_le64(ctx->session_id);

 /* build request akcipher data */
 akcipher_req = &vc_req->req_data->u.akcipher_req;
 akcipher_req->para.src_data_len = cpu_to_le32(req->src_len);
 akcipher_req->para.dst_data_len = cpu_to_le32(req->dst_len);

 ret = __virtio_crypto_akcipher_do_req(vc_akcipher_req, req, data_vq);
 if (ret < 0) {
  kfree_sensitive(vc_req->req_data);
  vc_req->req_data = NULL;
  return ret;
 }

 return 0;
}

static int virtio_crypto_rsa_req(struct akcipher_request *req, uint32_t opcode)
{
 struct crypto_akcipher *atfm = crypto_akcipher_reqtfm(req);
 struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx = akcipher_tfm_ctx(atfm);
 struct virtio_crypto_akcipher_request *vc_akcipher_req = akcipher_request_ctx(req);
 struct virtio_crypto_request *vc_req = &vc_akcipher_req->base;
 struct virtio_crypto *vcrypto = ctx->vcrypto;
 /* Use the first data virtqueue as default */
 struct data_queue *data_vq = &vcrypto->data_vq[0];

 vc_req->dataq = data_vq;
 vc_req->alg_cb = virtio_crypto_dataq_akcipher_callback;
 vc_akcipher_req->opcode = opcode;

 return crypto_transfer_akcipher_request_to_engine(data_vq->engine, req);
}

static int virtio_crypto_rsa_encrypt(struct akcipher_request *req)
{
 return virtio_crypto_rsa_req(req, VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_ENCRYPT);
}

static int virtio_crypto_rsa_decrypt(struct akcipher_request *req)
{
 return virtio_crypto_rsa_req(req, VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_DECRYPT);
}

static int virtio_crypto_rsa_set_key(struct crypto_akcipher *tfm,
         const void *key,
         unsigned int keylen,
         bool private,
         int padding_algo,
         int hash_algo)
{
 struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx = akcipher_tfm_ctx(tfm);
 struct virtio_crypto_rsa_ctx *rsa_ctx = &ctx->rsa_ctx;
 struct virtio_crypto *vcrypto;
 struct virtio_crypto_ctrl_header header;
 struct virtio_crypto_akcipher_session_para para;
 struct rsa_key rsa_key = {0};
 int node = virtio_crypto_get_current_node();
 uint32_t keytype;
 int ret;
 MPI n;

 if (private) {
  keytype = VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_KEY_TYPE_PRIVATE;
  ret = rsa_parse_priv_key(&rsa_key, key, keylen);
 } else {
  keytype = VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_KEY_TYPE_PUBLIC;
  ret = rsa_parse_pub_key(&rsa_key, key, keylen);
 }

 if (ret)
  return ret;

 n = mpi_read_raw_data(rsa_key.n, rsa_key.n_sz);
 if (!n)
  return -ENOMEM;

 rsa_ctx->key_size = mpi_get_size(n);
 mpi_free(n);

 if (!ctx->vcrypto) {
  vcrypto = virtcrypto_get_dev_node(node, VIRTIO_CRYPTO_SERVICE_AKCIPHER,
      VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_RSA);
  if (!vcrypto) {
   pr_err("virtio_crypto: Could not find a virtio device in the system or unsupported algo\n");
   return -ENODEV;
  }

  ctx->vcrypto = vcrypto;
 } else {
  virtio_crypto_alg_akcipher_close_session(ctx);
 }

 /* set ctrl header */
 header.opcode = cpu_to_le32(VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_CREATE_SESSION);
 header.algo = cpu_to_le32(VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_RSA);
 header.queue_id = 0;

 /* set RSA para */
 para.algo = cpu_to_le32(VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_RSA);
 para.keytype = cpu_to_le32(keytype);
 para.keylen = cpu_to_le32(keylen);
 para.u.rsa.padding_algo = cpu_to_le32(padding_algo);
 para.u.rsa.hash_algo = cpu_to_le32(hash_algo);

 return virtio_crypto_alg_akcipher_init_session(ctx, &header, ¶, key, keylen);
}

static int virtio_crypto_rsa_raw_set_priv_key(struct crypto_akcipher *tfm,
           const void *key,
           unsigned int keylen)
{
 return virtio_crypto_rsa_set_key(tfm, key, keylen, 1,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_RAW_PADDING,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_NO_HASH);
}


static int virtio_crypto_p1pad_rsa_sha1_set_priv_key(struct crypto_akcipher *tfm,
           const void *key,
           unsigned int keylen)
{
 return virtio_crypto_rsa_set_key(tfm, key, keylen, 1,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_PKCS1_PADDING,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_SHA1);
}

static int virtio_crypto_rsa_raw_set_pub_key(struct crypto_akcipher *tfm,
          const void *key,
          unsigned int keylen)
{
 return virtio_crypto_rsa_set_key(tfm, key, keylen, 0,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_RAW_PADDING,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_NO_HASH);
}

static int virtio_crypto_p1pad_rsa_sha1_set_pub_key(struct crypto_akcipher *tfm,
          const void *key,
          unsigned int keylen)
{
 return virtio_crypto_rsa_set_key(tfm, key, keylen, 0,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_PKCS1_PADDING,
      VIRTIO_CRYPTO_RSA_SHA1);
}

static unsigned int virtio_crypto_rsa_max_size(struct crypto_akcipher *tfm)
{
 struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx = akcipher_tfm_ctx(tfm);
 struct virtio_crypto_rsa_ctx *rsa_ctx = &ctx->rsa_ctx;

 return rsa_ctx->key_size;
}

static int virtio_crypto_rsa_init_tfm(struct crypto_akcipher *tfm)
{
 akcipher_set_reqsize(tfm,
        sizeof(struct virtio_crypto_akcipher_request));

 return 0;
}

static void virtio_crypto_rsa_exit_tfm(struct crypto_akcipher *tfm)
{
 struct virtio_crypto_akcipher_ctx *ctx = akcipher_tfm_ctx(tfm);

 virtio_crypto_alg_akcipher_close_session(ctx);
 virtcrypto_dev_put(ctx->vcrypto);
}

static struct virtio_crypto_akcipher_algo virtio_crypto_akcipher_algs[] = {
 {
  .algonum = VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_RSA,
  .service = VIRTIO_CRYPTO_SERVICE_AKCIPHER,
  .algo.base = {
   .encrypt = virtio_crypto_rsa_encrypt,
   .decrypt = virtio_crypto_rsa_decrypt,
   .set_pub_key = virtio_crypto_rsa_raw_set_pub_key,
   .set_priv_key = virtio_crypto_rsa_raw_set_priv_key,
   .max_size = virtio_crypto_rsa_max_size,
   .init = virtio_crypto_rsa_init_tfm,
   .exit = virtio_crypto_rsa_exit_tfm,
   .base = {
    .cra_name = "rsa",
    .cra_driver_name = "virtio-crypto-rsa",
    .cra_priority = 150,
    .cra_module = THIS_MODULE,
    .cra_ctxsize = sizeof(struct virtio_crypto_akcipher_ctx),
   },
  },
  .algo.op = {
   .do_one_request = virtio_crypto_rsa_do_req,
  },
 },
 {
  .algonum = VIRTIO_CRYPTO_AKCIPHER_RSA,
  .service = VIRTIO_CRYPTO_SERVICE_AKCIPHER,
  .algo.base = {
   .encrypt = virtio_crypto_rsa_encrypt,
   .decrypt = virtio_crypto_rsa_decrypt,
   /*
 * Must specify an arbitrary hash algorithm upon
 * set_{pub,priv}_key (even though it's not used
 * by encrypt/decrypt) because qemu checks for it.
 */
   .set_pub_key = virtio_crypto_p1pad_rsa_sha1_set_pub_key,
   .set_priv_key = virtio_crypto_p1pad_rsa_sha1_set_priv_key,
   .max_size = virtio_crypto_rsa_max_size,
   .init = virtio_crypto_rsa_init_tfm,
   .exit = virtio_crypto_rsa_exit_tfm,
   .base = {
    .cra_name = "pkcs1pad(rsa)",
    .cra_driver_name = "virtio-pkcs1-rsa",
    .cra_priority = 150,
    .cra_module = THIS_MODULE,
    .cra_ctxsize = sizeof(struct virtio_crypto_akcipher_ctx),
   },
  },
  .algo.op = {
   .do_one_request = virtio_crypto_rsa_do_req,
  },
 },
};

int virtio_crypto_akcipher_algs_register(struct virtio_crypto *vcrypto)
{
 int ret = 0;
 int i = 0;

 mutex_lock(&algs_lock);

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(virtio_crypto_akcipher_algs); i++) {
  uint32_t service = virtio_crypto_akcipher_algs[i].service;
  uint32_t algonum = virtio_crypto_akcipher_algs[i].algonum;

  if (!virtcrypto_algo_is_supported(vcrypto, service, algonum))
   continue;

  if (virtio_crypto_akcipher_algs[i].active_devs == 0) {
   ret = crypto_engine_register_akcipher(&virtio_crypto_akcipher_algs[i].algo);
   if (ret)
    goto unlock;
  }

  virtio_crypto_akcipher_algs[i].active_devs++;
  dev_info(&vcrypto->vdev->dev, "Registered akcipher algo %s\n",
    virtio_crypto_akcipher_algs[i].algo.base.base.cra_name);
 }

unlock:
 mutex_unlock(&algs_lock);
 return ret;
}

void virtio_crypto_akcipher_algs_unregister(struct virtio_crypto *vcrypto)
{
 int i = 0;

 mutex_lock(&algs_lock);

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(virtio_crypto_akcipher_algs); i++) {
  uint32_t service = virtio_crypto_akcipher_algs[i].service;
  uint32_t algonum = virtio_crypto_akcipher_algs[i].algonum;

  if (virtio_crypto_akcipher_algs[i].active_devs == 0 ||
      !virtcrypto_algo_is_supported(vcrypto, service, algonum))
   continue;

  if (virtio_crypto_akcipher_algs[i].active_devs == 1)
   crypto_engine_unregister_akcipher(&virtio_crypto_akcipher_algs[i].algo);

  virtio_crypto_akcipher_algs[i].active_devs--;
 }

 mutex_unlock(&algs_lock);
}