]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blobdiff - arch/s390/crypto/aes_s390.c
s390/crypto: cpacf function detection
[karo-tx-linux.git] / arch / s390 / crypto / aes_s390.c
index be87575270ff446b2eb64df0081b5d590a2453db..f4ad96ebb7e99996f0ff21c89893e9330237509a 100644 (file)
 #include <crypto/xts.h>
 #include <asm/cpacf.h>
 
-#define AES_KEYLEN_128         1
-#define AES_KEYLEN_192         2
-#define AES_KEYLEN_256         4
-
 static u8 *ctrblk;
 static DEFINE_SPINLOCK(ctrblk_lock);
-static char keylen_flag;
+
+static cpacf_mask_t km_functions, kmc_functions, kmctr_functions;
 
 struct s390_aes_ctx {
        u8 key[AES_MAX_KEY_SIZE];
@@ -65,33 +62,6 @@ struct s390_xts_ctx {
        struct crypto_skcipher *fallback;
 };
 
-/*
- * Check if the key_len is supported by the HW.
- * Returns 0 if it is, a positive number if it is not and software fallback is
- * required or a negative number in case the key size is not valid
- */
-static int need_fallback(unsigned int key_len)
-{
-       switch (key_len) {
-       case 16:
-               if (!(keylen_flag & AES_KEYLEN_128))
-                       return 1;
-               break;
-       case 24:
-               if (!(keylen_flag & AES_KEYLEN_192))
-                       return 1;
-               break;
-       case 32:
-               if (!(keylen_flag & AES_KEYLEN_256))
-                       return 1;
-               break;
-       default:
-               return -1;
-               break;
-       }
-       return 0;
-}
-
 static int setkey_fallback_cip(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
                unsigned int key_len)
 {
@@ -115,72 +85,44 @@ static int aes_set_key(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
                       unsigned int key_len)
 {
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
-       u32 *flags = &tfm->crt_flags;
-       int ret;
+       unsigned long fc;
 
-       ret = need_fallback(key_len);
-       if (ret < 0) {
-               *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN;
-               return -EINVAL;
-       }
+       /* Pick the correct function code based on the key length */
+       fc = (key_len == 16) ? CPACF_KM_AES_128 :
+            (key_len == 24) ? CPACF_KM_AES_192 :
+            (key_len == 32) ? CPACF_KM_AES_256 : 0;
 
-       sctx->key_len = key_len;
-       if (!ret) {
-               memcpy(sctx->key, in_key, key_len);
-               return 0;
-       }
+       /* Check if the function code is available */
+       sctx->fc = (fc && cpacf_test_func(&km_functions, fc)) ? fc : 0;
+       if (!sctx->fc)
+               return setkey_fallback_cip(tfm, in_key, key_len);
 
-       return setkey_fallback_cip(tfm, in_key, key_len);
+       sctx->key_len = key_len;
+       memcpy(sctx->key, in_key, key_len);
+       return 0;
 }
 
 static void aes_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
 {
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 
-       if (unlikely(need_fallback(sctx->key_len))) {
+       if (unlikely(!sctx->fc)) {
                crypto_cipher_encrypt_one(sctx->fallback.cip, out, in);
                return;
        }
-
-       switch (sctx->key_len) {
-       case 16:
-               cpacf_km(CPACF_KM_AES_128,
-                        &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
-               break;
-       case 24:
-               cpacf_km(CPACF_KM_AES_192,
-                        &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
-               break;
-       case 32:
-               cpacf_km(CPACF_KM_AES_256,
-                        &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
-               break;
-       }
+       cpacf_km(sctx->fc, &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
 }
 
 static void aes_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
 {
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 
-       if (unlikely(need_fallback(sctx->key_len))) {
+       if (unlikely(!sctx->fc)) {
                crypto_cipher_decrypt_one(sctx->fallback.cip, out, in);
                return;
        }
-
-       switch (sctx->key_len) {
-       case 16:
-               cpacf_km(CPACF_KM_AES_128 | CPACF_DECRYPT,
-                        &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
-               break;
-       case 24:
-               cpacf_km(CPACF_KM_AES_192 | CPACF_DECRYPT,
-                        &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
-               break;
-       case 32:
-               cpacf_km(CPACF_KM_AES_256 | CPACF_DECRYPT,
-                        &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
-               break;
-       }
+       cpacf_km(sctx->fc | CPACF_DECRYPT,
+                &sctx->key, out, in, AES_BLOCK_SIZE);
 }
 
 static int fallback_init_cip(struct crypto_tfm *tfm)
@@ -289,27 +231,21 @@ static int ecb_aes_set_key(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
                           unsigned int key_len)
 {
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
-       int ret;
+       unsigned long fc;
 
-       ret = need_fallback(key_len);
-       if (ret > 0) {
-               sctx->key_len = key_len;
-               return setkey_fallback_blk(tfm, in_key, key_len);
-       }
+       /* Pick the correct function code based on the key length */
+       fc = (key_len == 16) ? CPACF_KM_AES_128 :
+            (key_len == 24) ? CPACF_KM_AES_192 :
+            (key_len == 32) ? CPACF_KM_AES_256 : 0;
 
-       switch (key_len) {
-       case 16:
-               sctx->fc = CPACF_KM_AES_128;
-               break;
-       case 24:
-               sctx->fc = CPACF_KM_AES_192;
-               break;
-       case 32:
-               sctx->fc = CPACF_KM_AES_256;
-               break;
-       }
+       /* Check if the function code is available */
+       sctx->fc = (fc && cpacf_test_func(&km_functions, fc)) ? fc : 0;
+       if (!sctx->fc)
+               return setkey_fallback_blk(tfm, in_key, key_len);
 
-       return aes_set_key(tfm, in_key, key_len);
+       sctx->key_len = key_len;
+       memcpy(sctx->key, in_key, key_len);
+       return 0;
 }
 
 static int ecb_aes_crypt(struct blkcipher_desc *desc, long func, void *param,
@@ -340,7 +276,7 @@ static int ecb_aes_encrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
-       if (unlikely(need_fallback(sctx->key_len)))
+       if (unlikely(!sctx->fc))
                return fallback_blk_enc(desc, dst, src, nbytes);
 
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
@@ -354,7 +290,7 @@ static int ecb_aes_decrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
-       if (unlikely(need_fallback(sctx->key_len)))
+       if (unlikely(!sctx->fc))
                return fallback_blk_dec(desc, dst, src, nbytes);
 
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
@@ -413,27 +349,21 @@ static int cbc_aes_set_key(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
                           unsigned int key_len)
 {
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
-       int ret;
+       unsigned long fc;
 
-       ret = need_fallback(key_len);
-       if (ret > 0) {
-               sctx->key_len = key_len;
-               return setkey_fallback_blk(tfm, in_key, key_len);
-       }
+       /* Pick the correct function code based on the key length */
+       fc = (key_len == 16) ? CPACF_KMC_AES_128 :
+            (key_len == 24) ? CPACF_KMC_AES_192 :
+            (key_len == 32) ? CPACF_KMC_AES_256 : 0;
 
-       switch (key_len) {
-       case 16:
-               sctx->fc = CPACF_KMC_AES_128;
-               break;
-       case 24:
-               sctx->fc = CPACF_KMC_AES_192;
-               break;
-       case 32:
-               sctx->fc = CPACF_KMC_AES_256;
-               break;
-       }
+       /* Check if the function code is available */
+       sctx->fc = (fc && cpacf_test_func(&kmc_functions, fc)) ? fc : 0;
+       if (!sctx->fc)
+               return setkey_fallback_blk(tfm, in_key, key_len);
 
-       return aes_set_key(tfm, in_key, key_len);
+       sctx->key_len = key_len;
+       memcpy(sctx->key, in_key, key_len);
+       return 0;
 }
 
 static int cbc_aes_crypt(struct blkcipher_desc *desc, long func,
@@ -476,7 +406,7 @@ static int cbc_aes_encrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
-       if (unlikely(need_fallback(sctx->key_len)))
+       if (unlikely(!sctx->fc))
                return fallback_blk_enc(desc, dst, src, nbytes);
 
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
@@ -490,7 +420,7 @@ static int cbc_aes_decrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
-       if (unlikely(need_fallback(sctx->key_len)))
+       if (unlikely(!sctx->fc))
                return fallback_blk_dec(desc, dst, src, nbytes);
 
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
@@ -582,33 +512,27 @@ static int xts_aes_set_key(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
                           unsigned int key_len)
 {
        struct s390_xts_ctx *xts_ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
-       u32 *flags = &tfm->crt_flags;
+       unsigned long fc;
        int err;
 
        err = xts_check_key(tfm, in_key, key_len);
        if (err)
                return err;
 
-       switch (key_len) {
-       case 32:
-               xts_ctx->fc = CPACF_KM_XTS_128;
-               memcpy(xts_ctx->key + 16, in_key, 16);
-               memcpy(xts_ctx->pcc_key + 16, in_key + 16, 16);
-               break;
-       case 48:
-               xts_ctx->fc = 0;
-               xts_fallback_setkey(tfm, in_key, key_len);
-               break;
-       case 64:
-               xts_ctx->fc = CPACF_KM_XTS_256;
-               memcpy(xts_ctx->key, in_key, 32);
-               memcpy(xts_ctx->pcc_key, in_key + 32, 32);
-               break;
-       default:
-               *flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN;
-               return -EINVAL;
-       }
+       /* Pick the correct function code based on the key length */
+       fc = (key_len == 32) ? CPACF_KM_XTS_128 :
+            (key_len == 64) ? CPACF_KM_XTS_256 : 0;
+
+       /* Check if the function code is available */
+       xts_ctx->fc = (fc && cpacf_test_func(&km_functions, fc)) ? fc : 0;
+       if (!xts_ctx->fc)
+               return xts_fallback_setkey(tfm, in_key, key_len);
+
+       /* Split the XTS key into the two subkeys */
+       key_len = key_len / 2;
        xts_ctx->key_len = key_len;
+       memcpy(xts_ctx->key, in_key, key_len);
+       memcpy(xts_ctx->pcc_key, in_key + key_len, key_len);
        return 0;
 }
 
@@ -616,7 +540,7 @@ static int xts_aes_crypt(struct blkcipher_desc *desc, long func,
                         struct s390_xts_ctx *xts_ctx,
                         struct blkcipher_walk *walk)
 {
-       unsigned int offset = (xts_ctx->key_len >> 1) & 0x10;
+       unsigned int offset = xts_ctx->key_len & 0x10;
        int ret = blkcipher_walk_virt(desc, walk);
        unsigned int nbytes = walk->nbytes;
        unsigned int n;
@@ -634,11 +558,11 @@ static int xts_aes_crypt(struct blkcipher_desc *desc, long func,
        memset(pcc_param.bit, 0, sizeof(pcc_param.bit));
        memset(pcc_param.xts, 0, sizeof(pcc_param.xts));
        memcpy(pcc_param.tweak, walk->iv, sizeof(pcc_param.tweak));
-       memcpy(pcc_param.key, xts_ctx->pcc_key, 32);
+       memcpy(pcc_param.key + offset, xts_ctx->pcc_key, xts_ctx->key_len);
        /* remove decipher modifier bit from 'func' and call PCC */
        cpacf_pcc(func & 0x7f, &pcc_param.key[offset]);
 
-       memcpy(xts_param.key, xts_ctx->key, 32);
+       memcpy(xts_param.key + offset, xts_ctx->key, xts_ctx->key_len);
        memcpy(xts_param.init, pcc_param.xts, 16);
        do {
                /* only use complete blocks */
@@ -662,7 +586,7 @@ static int xts_aes_encrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_xts_ctx *xts_ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
-       if (unlikely(xts_ctx->key_len == 48))
+       if (unlikely(!xts_ctx->fc))
                return xts_fallback_encrypt(desc, dst, src, nbytes);
 
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
@@ -676,7 +600,7 @@ static int xts_aes_decrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_xts_ctx *xts_ctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
-       if (unlikely(xts_ctx->key_len == 48))
+       if (unlikely(!xts_ctx->fc))
                return xts_fallback_decrypt(desc, dst, src, nbytes);
 
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
@@ -735,20 +659,21 @@ static int ctr_aes_set_key(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *in_key,
                           unsigned int key_len)
 {
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
+       unsigned long fc;
 
-       switch (key_len) {
-       case 16:
-               sctx->fc = CPACF_KMCTR_AES_128;
-               break;
-       case 24:
-               sctx->fc = CPACF_KMCTR_AES_192;
-               break;
-       case 32:
-               sctx->fc = CPACF_KMCTR_AES_256;
-               break;
-       }
+       /* Pick the correct function code based on the key length */
+       fc = (key_len == 16) ? CPACF_KMCTR_AES_128 :
+            (key_len == 24) ? CPACF_KMCTR_AES_192 :
+            (key_len == 32) ? CPACF_KMCTR_AES_256 : 0;
+
+       /* Check if the function code is available */
+       sctx->fc = (fc && cpacf_test_func(&kmctr_functions, fc)) ? fc : 0;
+       if (!sctx->fc)
+               return setkey_fallback_blk(tfm, in_key, key_len);
 
-       return aes_set_key(tfm, in_key, key_len);
+       sctx->key_len = key_len;
+       memcpy(sctx->key, in_key, key_len);
+       return 0;
 }
 
 static unsigned int __ctrblk_init(u8 *ctrptr, unsigned int nbytes)
@@ -832,6 +757,9 @@ static int ctr_aes_encrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
+       if (unlikely(!sctx->fc))
+               return fallback_blk_enc(desc, dst, src, nbytes);
+
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
        return ctr_aes_crypt(desc, sctx->fc, sctx, &walk);
 }
@@ -843,6 +771,9 @@ static int ctr_aes_decrypt(struct blkcipher_desc *desc,
        struct s390_aes_ctx *sctx = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
        struct blkcipher_walk walk;
 
+       if (unlikely(!sctx->fc))
+               return fallback_blk_dec(desc, dst, src, nbytes);
+
        blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
        return ctr_aes_crypt(desc, sctx->fc | CPACF_DECRYPT, sctx, &walk);
 }
@@ -851,11 +782,14 @@ static struct crypto_alg ctr_aes_alg = {
        .cra_name               =       "ctr(aes)",
        .cra_driver_name        =       "ctr-aes-s390",
        .cra_priority           =       400,    /* combo: aes + ctr */
-       .cra_flags              =       CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER,
+       .cra_flags              =       CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER |
+                                       CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
        .cra_blocksize          =       1,
        .cra_ctxsize            =       sizeof(struct s390_aes_ctx),
        .cra_type               =       &crypto_blkcipher_type,
        .cra_module             =       THIS_MODULE,
+       .cra_init               =       fallback_init_blk,
+       .cra_exit               =       fallback_exit_blk,
        .cra_u                  =       {
                .blkcipher = {
                        .min_keysize            =       AES_MIN_KEY_SIZE,
@@ -893,43 +827,40 @@ static int __init aes_s390_init(void)
 {
        int ret;
 
-       if (cpacf_query(CPACF_KM, CPACF_KM_AES_128))
-               keylen_flag |= AES_KEYLEN_128;
-       if (cpacf_query(CPACF_KM, CPACF_KM_AES_192))
-               keylen_flag |= AES_KEYLEN_192;
-       if (cpacf_query(CPACF_KM, CPACF_KM_AES_256))
-               keylen_flag |= AES_KEYLEN_256;
-
-       if (!keylen_flag)
-               return -EOPNOTSUPP;
-
-       /* z9 109 and z9 BC/EC only support 128 bit key length */
-       if (keylen_flag == AES_KEYLEN_128)
-               pr_info("AES hardware acceleration is only available for"
-                       " 128-bit keys\n");
-
-       ret = aes_s390_register_alg(&aes_alg);
-       if (ret)
-               goto out_err;
+       /* Query available functions for KM, KMC and KMCTR */
+       cpacf_query(CPACF_KM, &km_functions);
+       cpacf_query(CPACF_KMC, &kmc_functions);
+       cpacf_query(CPACF_KMCTR, &kmctr_functions);
 
-       ret = aes_s390_register_alg(&ecb_aes_alg);
-       if (ret)
-               goto out_err;
+       if (cpacf_test_func(&km_functions, CPACF_KM_AES_128) ||
+           cpacf_test_func(&km_functions, CPACF_KM_AES_192) ||
+           cpacf_test_func(&km_functions, CPACF_KM_AES_256)) {
+               ret = aes_s390_register_alg(&aes_alg);
+               if (ret)
+                       goto out_err;
+               ret = aes_s390_register_alg(&ecb_aes_alg);
+               if (ret)
+                       goto out_err;
+       }
 
-       ret = aes_s390_register_alg(&cbc_aes_alg);
-       if (ret)
-               goto out_err;
+       if (cpacf_test_func(&kmc_functions, CPACF_KMC_AES_128) ||
+           cpacf_test_func(&kmc_functions, CPACF_KMC_AES_192) ||
+           cpacf_test_func(&kmc_functions, CPACF_KMC_AES_256)) {
+               ret = aes_s390_register_alg(&cbc_aes_alg);
+               if (ret)
+                       goto out_err;
+       }
 
-       if (cpacf_query(CPACF_KM, CPACF_KM_XTS_128) &&
-           cpacf_query(CPACF_KM, CPACF_KM_XTS_256)) {
+       if (cpacf_test_func(&km_functions, CPACF_KM_XTS_128) ||
+           cpacf_test_func(&km_functions, CPACF_KM_XTS_256)) {
                ret = aes_s390_register_alg(&xts_aes_alg);
                if (ret)
                        goto out_err;
        }
 
-       if (cpacf_query(CPACF_KMCTR, CPACF_KMCTR_AES_128) &&
-           cpacf_query(CPACF_KMCTR, CPACF_KMCTR_AES_192) &&
-           cpacf_query(CPACF_KMCTR, CPACF_KMCTR_AES_256)) {
+       if (cpacf_test_func(&kmctr_functions, CPACF_KMCTR_AES_128) ||
+           cpacf_test_func(&kmctr_functions, CPACF_KMCTR_AES_192) ||
+           cpacf_test_func(&kmctr_functions, CPACF_KMCTR_AES_256)) {
                ctrblk = (u8 *) __get_free_page(GFP_KERNEL);
                if (!ctrblk) {
                        ret = -ENOMEM;