drivers/crypto/ccp/ccp-crypto-aes.c

   1 /*
   2  * AMD Cryptographic Coprocessor (CCP) AES crypto API support
   3  *
   4  * Copyright (C) 2013 Advanced Micro Devices, Inc.
   5  *
   6  * Author: Tom Lendacky <thomas.lendacky@amd.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  */
  12
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15 #include <linux/delay.h>
  16 #include <linux/scatterlist.h>
  17 #include <linux/crypto.h>
  18 #include <crypto/algapi.h>
  19 #include <crypto/aes.h>
  20 #include <crypto/ctr.h>
  21 #include <crypto/scatterwalk.h>
  22
  23 #include "ccp-crypto.h"
  24
  25
  26 static int ccp_aes_complete(struct crypto_async_request *async_req, int ret)
  27 {
  28         struct ablkcipher_request *req = ablkcipher_request_cast(async_req);
  29         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
  30         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = ablkcipher_request_ctx(req);
  31
  32         if (ret)
  33                 return ret;
  34
  35         if (ctx->u.aes.mode != CCP_AES_MODE_ECB)
  36                 memcpy(req->info, rctx->iv, AES_BLOCK_SIZE);
  37
  38         return 0;
  39 }
  40
  41 static int ccp_aes_setkey(struct crypto_ablkcipher *tfm, const u8 *key,
  42                           unsigned int key_len)
  43 {
  44         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(crypto_ablkcipher_tfm(tfm));
  45         struct ccp_crypto_ablkcipher_alg *alg =
  46                 ccp_crypto_ablkcipher_alg(crypto_ablkcipher_tfm(tfm));
  47
  48         switch (key_len) {
  49         case AES_KEYSIZE_128:
  50                 ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_128;
  51                 break;
  52         case AES_KEYSIZE_192:
  53                 ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_192;
  54                 break;
  55         case AES_KEYSIZE_256:
  56                 ctx->u.aes.type = CCP_AES_TYPE_256;
  57                 break;
  58         default:
  59                 crypto_ablkcipher_set_flags(tfm, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
  60                 return -EINVAL;
  61         }
  62         ctx->u.aes.mode = alg->mode;
  63         ctx->u.aes.key_len = key_len;
  64
  65         memcpy(ctx->u.aes.key, key, key_len);
  66         sg_init_one(&ctx->u.aes.key_sg, ctx->u.aes.key, key_len);
  67
  68         return 0;
  69 }
  70
  71 static int ccp_aes_crypt(struct ablkcipher_request *req, bool encrypt)
  72 {
  73         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
  74         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = ablkcipher_request_ctx(req);
  75         struct scatterlist *iv_sg = NULL;
  76         unsigned int iv_len = 0;
  77         int ret;
  78
  79         if (!ctx->u.aes.key_len) {
  80                 pr_err("AES key not set\n");
  81                 return -EINVAL;
  82         }
  83
  84         if (((ctx->u.aes.mode == CCP_AES_MODE_ECB) ||
  85              (ctx->u.aes.mode == CCP_AES_MODE_CBC) ||
  86              (ctx->u.aes.mode == CCP_AES_MODE_CFB)) &&
  87             (req->nbytes & (AES_BLOCK_SIZE - 1))) {
  88                 pr_err("AES request size is not a multiple of the block size\n");
  89                 return -EINVAL;
  90         }
  91
  92         if (ctx->u.aes.mode != CCP_AES_MODE_ECB) {
  93                 if (!req->info) {
  94                         pr_err("AES IV not supplied");
  95                         return -EINVAL;
  96                 }
  97
  98                 memcpy(rctx->iv, req->info, AES_BLOCK_SIZE);
  99                 iv_sg = &rctx->iv_sg;
 100                 iv_len = AES_BLOCK_SIZE;
 101                 sg_init_one(iv_sg, rctx->iv, iv_len);
 102         }
 103
 104         memset(&rctx->cmd, 0, sizeof(rctx->cmd));
 105         INIT_LIST_HEAD(&rctx->cmd.entry);
 106         rctx->cmd.engine = CCP_ENGINE_AES;
 107         rctx->cmd.u.aes.type = ctx->u.aes.type;
 108         rctx->cmd.u.aes.mode = ctx->u.aes.mode;
 109         rctx->cmd.u.aes.action =
 110                 (encrypt) ? CCP_AES_ACTION_ENCRYPT : CCP_AES_ACTION_DECRYPT;
 111         rctx->cmd.u.aes.key = &ctx->u.aes.key_sg;
 112         rctx->cmd.u.aes.key_len = ctx->u.aes.key_len;
 113         rctx->cmd.u.aes.iv = iv_sg;
 114         rctx->cmd.u.aes.iv_len = iv_len;
 115         rctx->cmd.u.aes.src = req->src;
 116         rctx->cmd.u.aes.src_len = req->nbytes;
 117         rctx->cmd.u.aes.dst = req->dst;
 118
 119         ret = ccp_crypto_enqueue_request(&req->base, &rctx->cmd);
 120
 121         return ret;
 122 }
 123
 124 static int ccp_aes_encrypt(struct ablkcipher_request *req)
 125 {
 126         return ccp_aes_crypt(req, true);
 127 }
 128
 129 static int ccp_aes_decrypt(struct ablkcipher_request *req)
 130 {
 131         return ccp_aes_crypt(req, false);
 132 }
 133
 134 static int ccp_aes_cra_init(struct crypto_tfm *tfm)
 135 {
 136         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 137
 138         ctx->complete = ccp_aes_complete;
 139         ctx->u.aes.key_len = 0;
 140
 141         tfm->crt_ablkcipher.reqsize = sizeof(struct ccp_aes_req_ctx);
 142
 143         return 0;
 144 }
 145
 146 static void ccp_aes_cra_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 147 {
 148 }
 149
 150 static int ccp_aes_rfc3686_complete(struct crypto_async_request *async_req,
 151                                     int ret)
 152 {
 153         struct ablkcipher_request *req = ablkcipher_request_cast(async_req);
 154         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = ablkcipher_request_ctx(req);
 155
 156         /* Restore the original pointer */
 157         req->info = rctx->rfc3686_info;
 158
 159         return ccp_aes_complete(async_req, ret);
 160 }
 161
 162 static int ccp_aes_rfc3686_setkey(struct crypto_ablkcipher *tfm, const u8 *key,
 163                                   unsigned int key_len)
 164 {
 165         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(crypto_ablkcipher_tfm(tfm));
 166
 167         if (key_len < CTR_RFC3686_NONCE_SIZE)
 168                 return -EINVAL;
 169
 170         key_len -= CTR_RFC3686_NONCE_SIZE;
 171         memcpy(ctx->u.aes.nonce, key + key_len, CTR_RFC3686_NONCE_SIZE);
 172
 173         return ccp_aes_setkey(tfm, key, key_len);
 174 }
 175
 176 static int ccp_aes_rfc3686_crypt(struct ablkcipher_request *req, bool encrypt)
 177 {
 178         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
 179         struct ccp_aes_req_ctx *rctx = ablkcipher_request_ctx(req);
 180         u8 *iv;
 181
 182         /* Initialize the CTR block */
 183         iv = rctx->rfc3686_iv;
 184         memcpy(iv, ctx->u.aes.nonce, CTR_RFC3686_NONCE_SIZE);
 185
 186         iv += CTR_RFC3686_NONCE_SIZE;
 187         memcpy(iv, req->info, CTR_RFC3686_IV_SIZE);
 188
 189         iv += CTR_RFC3686_IV_SIZE;
 190         *(__be32 *)iv = cpu_to_be32(1);
 191
 192         /* Point to the new IV */
 193         rctx->rfc3686_info = req->info;
 194         req->info = rctx->rfc3686_iv;
 195
 196         return ccp_aes_crypt(req, encrypt);
 197 }
 198
 199 static int ccp_aes_rfc3686_encrypt(struct ablkcipher_request *req)
 200 {
 201         return ccp_aes_rfc3686_crypt(req, true);
 202 }
 203
 204 static int ccp_aes_rfc3686_decrypt(struct ablkcipher_request *req)
 205 {
 206         return ccp_aes_rfc3686_crypt(req, false);
 207 }
 208
 209 static int ccp_aes_rfc3686_cra_init(struct crypto_tfm *tfm)
 210 {
 211         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 212
 213         ctx->complete = ccp_aes_rfc3686_complete;
 214         ctx->u.aes.key_len = 0;
 215
 216         tfm->crt_ablkcipher.reqsize = sizeof(struct ccp_aes_req_ctx);
 217
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 static void ccp_aes_rfc3686_cra_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 222 {
 223 }
 224
 225 static struct crypto_alg ccp_aes_defaults = {
 226         .cra_flags      = CRYPTO_ALG_TYPE_ABLKCIPHER |
 227                           CRYPTO_ALG_ASYNC |
 228                           CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 229                           CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 230         .cra_blocksize  = AES_BLOCK_SIZE,
 231         .cra_ctxsize    = sizeof(struct ccp_ctx),
 232         .cra_priority   = CCP_CRA_PRIORITY,
 233         .cra_type       = &crypto_ablkcipher_type,
 234         .cra_init       = ccp_aes_cra_init,
 235         .cra_exit       = ccp_aes_cra_exit,
 236         .cra_module     = THIS_MODULE,
 237         .cra_ablkcipher = {
 238                 .setkey         = ccp_aes_setkey,
 239                 .encrypt        = ccp_aes_encrypt,
 240                 .decrypt        = ccp_aes_decrypt,
 241                 .min_keysize    = AES_MIN_KEY_SIZE,
 242                 .max_keysize    = AES_MAX_KEY_SIZE,
 243         },
 244 };
 245
 246 static struct crypto_alg ccp_aes_rfc3686_defaults = {
 247         .cra_flags      = CRYPTO_ALG_TYPE_ABLKCIPHER |
 248                            CRYPTO_ALG_ASYNC |
 249                            CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 250                            CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 251         .cra_blocksize  = CTR_RFC3686_BLOCK_SIZE,
 252         .cra_ctxsize    = sizeof(struct ccp_ctx),
 253         .cra_priority   = CCP_CRA_PRIORITY,
 254         .cra_type       = &crypto_ablkcipher_type,
 255         .cra_init       = ccp_aes_rfc3686_cra_init,
 256         .cra_exit       = ccp_aes_rfc3686_cra_exit,
 257         .cra_module     = THIS_MODULE,
 258         .cra_ablkcipher = {
 259                 .setkey         = ccp_aes_rfc3686_setkey,
 260                 .encrypt        = ccp_aes_rfc3686_encrypt,
 261                 .decrypt        = ccp_aes_rfc3686_decrypt,
 262                 .min_keysize    = AES_MIN_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 263                 .max_keysize    = AES_MAX_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 264         },
 265 };
 266
 267 struct ccp_aes_def {
 268         enum ccp_aes_mode mode;
 269         const char *name;
 270         const char *driver_name;
 271         unsigned int blocksize;
 272         unsigned int ivsize;
 273         struct crypto_alg *alg_defaults;
 274 };
 275
 276 static struct ccp_aes_def aes_algs[] = {
 277         {
 278                 .mode           = CCP_AES_MODE_ECB,
 279                 .name           = "ecb(aes)",
 280                 .driver_name    = "ecb-aes-ccp",
 281                 .blocksize      = AES_BLOCK_SIZE,
 282                 .ivsize         = 0,
 283                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 284         },
 285         {
 286                 .mode           = CCP_AES_MODE_CBC,
 287                 .name           = "cbc(aes)",
 288                 .driver_name    = "cbc-aes-ccp",
 289                 .blocksize      = AES_BLOCK_SIZE,
 290                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 291                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 292         },
 293         {
 294                 .mode           = CCP_AES_MODE_CFB,
 295                 .name           = "cfb(aes)",
 296                 .driver_name    = "cfb-aes-ccp",
 297                 .blocksize      = AES_BLOCK_SIZE,
 298                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 299                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 300         },
 301         {
 302                 .mode           = CCP_AES_MODE_OFB,
 303                 .name           = "ofb(aes)",
 304                 .driver_name    = "ofb-aes-ccp",
 305                 .blocksize      = 1,
 306                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 307                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 308         },
 309         {
 310                 .mode           = CCP_AES_MODE_CTR,
 311                 .name           = "ctr(aes)",
 312                 .driver_name    = "ctr-aes-ccp",
 313                 .blocksize      = 1,
 314                 .ivsize         = AES_BLOCK_SIZE,
 315                 .alg_defaults   = &ccp_aes_defaults,
 316         },
 317         {
 318                 .mode           = CCP_AES_MODE_CTR,
 319                 .name           = "rfc3686(ctr(aes))",
 320                 .driver_name    = "rfc3686-ctr-aes-ccp",
 321                 .blocksize      = 1,
 322                 .ivsize         = CTR_RFC3686_IV_SIZE,
 323                 .alg_defaults   = &ccp_aes_rfc3686_defaults,
 324         },
 325 };
 326
 327 static int ccp_register_aes_alg(struct list_head *head,
 328                                 const struct ccp_aes_def *def)
 329 {
 330         struct ccp_crypto_ablkcipher_alg *ccp_alg;
 331         struct crypto_alg *alg;
 332         int ret;
 333
 334         ccp_alg = kzalloc(sizeof(*ccp_alg), GFP_KERNEL);
 335         if (!ccp_alg)
 336                 return -ENOMEM;
 337
 338         INIT_LIST_HEAD(&ccp_alg->entry);
 339
 340         ccp_alg->mode = def->mode;
 341
 342         /* Copy the defaults and override as necessary */
 343         alg = &ccp_alg->alg;
 344         memcpy(alg, def->alg_defaults, sizeof(*alg));
 345         snprintf(alg->cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s", def->name);
 346         snprintf(alg->cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s",
 347                  def->driver_name);
 348         alg->cra_blocksize = def->blocksize;
 349         alg->cra_ablkcipher.ivsize = def->ivsize;
 350
 351         ret = crypto_register_alg(alg);
 352         if (ret) {
 353                 pr_err("%s ablkcipher algorithm registration error (%d)\n",
 354                         alg->cra_name, ret);
 355                 kfree(ccp_alg);
 356                 return ret;
 357         }
 358
 359         list_add(&ccp_alg->entry, head);
 360
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 int ccp_register_aes_algs(struct list_head *head)
 365 {
 366         int i, ret;
 367
 368         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(aes_algs); i++) {
 369                 ret = ccp_register_aes_alg(head, &aes_algs[i]);
 370                 if (ret)
 371                         return ret;
 372         }
 373
 374         return 0;
 375 }