drivers/crypto/geode-aes.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2  /* Copyright (C) 2004-2006, Advanced Micro Devices, Inc.
   3   */
   4
   5 #include <linux/module.h>
   6 #include <linux/kernel.h>
   7 #include <linux/pci.h>
   8 #include <linux/pci_ids.h>
   9 #include <linux/crypto.h>
  10 #include <linux/spinlock.h>
  11 #include <crypto/algapi.h>
  12 #include <crypto/aes.h>
  13 #include <crypto/internal/cipher.h>
  14 #include <crypto/internal/skcipher.h>
  15
  16 #include <linux/io.h>
  17 #include <linux/delay.h>
  18
  19 #include "geode-aes.h"
  20
  21 /* Static structures */
  22
  23 static void __iomem *_iobase;
  24 static DEFINE_SPINLOCK(lock);
  25
  26 /* Write a 128 bit field (either a writable key or IV) */
  27 static inline void
  28 _writefield(u32 offset, const void *value)
  29 {
  30         int i;
  31
  32         for (i = 0; i < 4; i++)
  33                 iowrite32(((const u32 *) value)[i], _iobase + offset + (i * 4));
  34 }
  35
  36 /* Read a 128 bit field (either a writable key or IV) */
  37 static inline void
  38 _readfield(u32 offset, void *value)
  39 {
  40         int i;
  41
  42         for (i = 0; i < 4; i++)
  43                 ((u32 *) value)[i] = ioread32(_iobase + offset + (i * 4));
  44 }
  45
  46 static int
  47 do_crypt(const void *src, void *dst, u32 len, u32 flags)
  48 {
  49         u32 status;
  50         u32 counter = AES_OP_TIMEOUT;
  51
  52         iowrite32(virt_to_phys((void *)src), _iobase + AES_SOURCEA_REG);
  53         iowrite32(virt_to_phys(dst), _iobase + AES_DSTA_REG);
  54         iowrite32(len,  _iobase + AES_LENA_REG);
  55
  56         /* Start the operation */
  57         iowrite32(AES_CTRL_START | flags, _iobase + AES_CTRLA_REG);
  58
  59         do {
  60                 status = ioread32(_iobase + AES_INTR_REG);
  61                 cpu_relax();
  62         } while (!(status & AES_INTRA_PENDING) && --counter);
  63
  64         /* Clear the event */
  65         iowrite32((status & 0xFF) | AES_INTRA_PENDING, _iobase + AES_INTR_REG);
  66         return counter ? 0 : 1;
  67 }
  68
  69 static void
  70 geode_aes_crypt(const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx, const void *src,
  71                 void *dst, u32 len, u8 *iv, int mode, int dir)
  72 {
  73         u32 flags = 0;
  74         unsigned long iflags;
  75         int ret;
  76
  77         /* If the source and destination is the same, then
  78          * we need to turn on the coherent flags, otherwise
  79          * we don't need to worry
  80          */
  81
  82         flags |= (AES_CTRL_DCA | AES_CTRL_SCA);
  83
  84         if (dir == AES_DIR_ENCRYPT)
  85                 flags |= AES_CTRL_ENCRYPT;
  86
  87         /* Start the critical section */
  88
  89         spin_lock_irqsave(&lock, iflags);
  90
  91         if (mode == AES_MODE_CBC) {
  92                 flags |= AES_CTRL_CBC;
  93                 _writefield(AES_WRITEIV0_REG, iv);
  94         }
  95
  96         flags |= AES_CTRL_WRKEY;
  97         _writefield(AES_WRITEKEY0_REG, tctx->key);
  98
  99         ret = do_crypt(src, dst, len, flags);
 100         BUG_ON(ret);
 101
 102         if (mode == AES_MODE_CBC)
 103                 _readfield(AES_WRITEIV0_REG, iv);
 104
 105         spin_unlock_irqrestore(&lock, iflags);
 106 }
 107
 108 /* CRYPTO-API Functions */
 109
 110 static int geode_setkey_cip(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *key,
 111                 unsigned int len)
 112 {
 113         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 114
 115         tctx->keylen = len;
 116
 117         if (len == AES_KEYSIZE_128) {
 118                 memcpy(tctx->key, key, len);
 119                 return 0;
 120         }
 121
 122         if (len != AES_KEYSIZE_192 && len != AES_KEYSIZE_256)
 123                 /* not supported at all */
 124                 return -EINVAL;
 125
 126         /*
 127          * The requested key size is not supported by HW, do a fallback
 128          */
 129         tctx->fallback.cip->base.crt_flags &= ~CRYPTO_TFM_REQ_MASK;
 130         tctx->fallback.cip->base.crt_flags |=
 131                 (tfm->crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 132
 133         return crypto_cipher_setkey(tctx->fallback.cip, key, len);
 134 }
 135
 136 static int geode_setkey_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
 137                                  unsigned int len)
 138 {
 139         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 140
 141         tctx->keylen = len;
 142
 143         if (len == AES_KEYSIZE_128) {
 144                 memcpy(tctx->key, key, len);
 145                 return 0;
 146         }
 147
 148         if (len != AES_KEYSIZE_192 && len != AES_KEYSIZE_256)
 149                 /* not supported at all */
 150                 return -EINVAL;
 151
 152         /*
 153          * The requested key size is not supported by HW, do a fallback
 154          */
 155         crypto_skcipher_clear_flags(tctx->fallback.skcipher,
 156                                     CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 157         crypto_skcipher_set_flags(tctx->fallback.skcipher,
 158                                   crypto_skcipher_get_flags(tfm) &
 159                                   CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
 160         return crypto_skcipher_setkey(tctx->fallback.skcipher, key, len);
 161 }
 162
 163 static void
 164 geode_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
 165 {
 166         const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 167
 168         if (unlikely(tctx->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
 169                 crypto_cipher_encrypt_one(tctx->fallback.cip, out, in);
 170                 return;
 171         }
 172
 173         geode_aes_crypt(tctx, in, out, AES_BLOCK_SIZE, NULL,
 174                         AES_MODE_ECB, AES_DIR_ENCRYPT);
 175 }
 176
 177
 178 static void
 179 geode_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
 180 {
 181         const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 182
 183         if (unlikely(tctx->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
 184                 crypto_cipher_decrypt_one(tctx->fallback.cip, out, in);
 185                 return;
 186         }
 187
 188         geode_aes_crypt(tctx, in, out, AES_BLOCK_SIZE, NULL,
 189                         AES_MODE_ECB, AES_DIR_DECRYPT);
 190 }
 191
 192 static int fallback_init_cip(struct crypto_tfm *tfm)
 193 {
 194         const char *name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 195         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 196
 197         tctx->fallback.cip = crypto_alloc_cipher(name, 0,
 198                                                  CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
 199
 200         if (IS_ERR(tctx->fallback.cip)) {
 201                 printk(KERN_ERR "Error allocating fallback algo %s\n", name);
 202                 return PTR_ERR(tctx->fallback.cip);
 203         }
 204
 205         return 0;
 206 }
 207
 208 static void fallback_exit_cip(struct crypto_tfm *tfm)
 209 {
 210         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 211
 212         crypto_free_cipher(tctx->fallback.cip);
 213 }
 214
 215 static struct crypto_alg geode_alg = {
 216         .cra_name                       =       "aes",
 217         .cra_driver_name        =       "geode-aes",
 218         .cra_priority           =       300,
 219         .cra_alignmask          =       15,
 220         .cra_flags                      =       CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER |
 221                                                         CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 222         .cra_init                       =       fallback_init_cip,
 223         .cra_exit                       =       fallback_exit_cip,
 224         .cra_blocksize          =       AES_BLOCK_SIZE,
 225         .cra_ctxsize            =       sizeof(struct geode_aes_tfm_ctx),
 226         .cra_module                     =       THIS_MODULE,
 227         .cra_u                          =       {
 228                 .cipher =       {
 229                         .cia_min_keysize        =       AES_MIN_KEY_SIZE,
 230                         .cia_max_keysize        =       AES_MAX_KEY_SIZE,
 231                         .cia_setkey                     =       geode_setkey_cip,
 232                         .cia_encrypt            =       geode_encrypt,
 233                         .cia_decrypt            =       geode_decrypt
 234                 }
 235         }
 236 };
 237
 238 static int geode_init_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm)
 239 {
 240         const char *name = crypto_tfm_alg_name(&tfm->base);
 241         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 242
 243         tctx->fallback.skcipher =
 244                 crypto_alloc_skcipher(name, 0, CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK |
 245                                       CRYPTO_ALG_ASYNC);
 246         if (IS_ERR(tctx->fallback.skcipher)) {
 247                 printk(KERN_ERR "Error allocating fallback algo %s\n", name);
 248                 return PTR_ERR(tctx->fallback.skcipher);
 249         }
 250
 251         crypto_skcipher_set_reqsize(tfm, sizeof(struct skcipher_request) +
 252                                     crypto_skcipher_reqsize(tctx->fallback.skcipher));
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 static void geode_exit_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm)
 257 {
 258         struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 259
 260         crypto_free_skcipher(tctx->fallback.skcipher);
 261 }
 262
 263 static int geode_skcipher_crypt(struct skcipher_request *req, int mode, int dir)
 264 {
 265         struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
 266         const struct geode_aes_tfm_ctx *tctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 267         struct skcipher_walk walk;
 268         unsigned int nbytes;
 269         int err;
 270
 271         if (unlikely(tctx->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
 272                 struct skcipher_request *subreq = skcipher_request_ctx(req);
 273
 274                 *subreq = *req;
 275                 skcipher_request_set_tfm(subreq, tctx->fallback.skcipher);
 276                 if (dir == AES_DIR_DECRYPT)
 277                         return crypto_skcipher_decrypt(subreq);
 278                 else
 279                         return crypto_skcipher_encrypt(subreq);
 280         }
 281
 282         err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);
 283
 284         while ((nbytes = walk.nbytes) != 0) {
 285                 geode_aes_crypt(tctx, walk.src.virt.addr, walk.dst.virt.addr,
 286                                 round_down(nbytes, AES_BLOCK_SIZE),
 287                                 walk.iv, mode, dir);
 288                 err = skcipher_walk_done(&walk, nbytes % AES_BLOCK_SIZE);
 289         }
 290
 291         return err;
 292 }
 293
 294 static int geode_cbc_encrypt(struct skcipher_request *req)
 295 {
 296         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_CBC, AES_DIR_ENCRYPT);
 297 }
 298
 299 static int geode_cbc_decrypt(struct skcipher_request *req)
 300 {
 301         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_CBC, AES_DIR_DECRYPT);
 302 }
 303
 304 static int geode_ecb_encrypt(struct skcipher_request *req)
 305 {
 306         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_ECB, AES_DIR_ENCRYPT);
 307 }
 308
 309 static int geode_ecb_decrypt(struct skcipher_request *req)
 310 {
 311         return geode_skcipher_crypt(req, AES_MODE_ECB, AES_DIR_DECRYPT);
 312 }
 313
 314 static struct skcipher_alg geode_skcipher_algs[] = {
 315         {
 316                 .base.cra_name          = "cbc(aes)",
 317                 .base.cra_driver_name   = "cbc-aes-geode",
 318                 .base.cra_priority      = 400,
 319                 .base.cra_flags         = CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 320                                           CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 321                 .base.cra_blocksize     = AES_BLOCK_SIZE,
 322                 .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct geode_aes_tfm_ctx),
 323                 .base.cra_alignmask     = 15,
 324                 .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 325                 .init                   = geode_init_skcipher,
 326                 .exit                   = geode_exit_skcipher,
 327                 .setkey                 = geode_setkey_skcipher,
 328                 .encrypt                = geode_cbc_encrypt,
 329                 .decrypt                = geode_cbc_decrypt,
 330                 .min_keysize            = AES_MIN_KEY_SIZE,
 331                 .max_keysize            = AES_MAX_KEY_SIZE,
 332                 .ivsize                 = AES_BLOCK_SIZE,
 333         }, {
 334                 .base.cra_name          = "ecb(aes)",
 335                 .base.cra_driver_name   = "ecb-aes-geode",
 336                 .base.cra_priority      = 400,
 337                 .base.cra_flags         = CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 338                                           CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 339                 .base.cra_blocksize     = AES_BLOCK_SIZE,
 340                 .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct geode_aes_tfm_ctx),
 341                 .base.cra_alignmask     = 15,
 342                 .base.cra_module        = THIS_MODULE,
 343                 .init                   = geode_init_skcipher,
 344                 .exit                   = geode_exit_skcipher,
 345                 .setkey                 = geode_setkey_skcipher,
 346                 .encrypt                = geode_ecb_encrypt,
 347                 .decrypt                = geode_ecb_decrypt,
 348                 .min_keysize            = AES_MIN_KEY_SIZE,
 349                 .max_keysize            = AES_MAX_KEY_SIZE,
 350         },
 351 };
 352
 353 static void geode_aes_remove(struct pci_dev *dev)
 354 {
 355         crypto_unregister_alg(&geode_alg);
 356         crypto_unregister_skciphers(geode_skcipher_algs,
 357                                     ARRAY_SIZE(geode_skcipher_algs));
 358
 359         pci_iounmap(dev, _iobase);
 360         _iobase = NULL;
 361
 362         pci_release_regions(dev);
 363         pci_disable_device(dev);
 364 }
 365
 366
 367 static int geode_aes_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
 368 {
 369         int ret;
 370
 371         ret = pci_enable_device(dev);
 372         if (ret)
 373                 return ret;
 374
 375         ret = pci_request_regions(dev, "geode-aes");
 376         if (ret)
 377                 goto eenable;
 378
 379         _iobase = pci_iomap(dev, 0, 0);
 380
 381         if (_iobase == NULL) {
 382                 ret = -ENOMEM;
 383                 goto erequest;
 384         }
 385
 386         /* Clear any pending activity */
 387         iowrite32(AES_INTR_PENDING | AES_INTR_MASK, _iobase + AES_INTR_REG);
 388
 389         ret = crypto_register_alg(&geode_alg);
 390         if (ret)
 391                 goto eiomap;
 392
 393         ret = crypto_register_skciphers(geode_skcipher_algs,
 394                                         ARRAY_SIZE(geode_skcipher_algs));
 395         if (ret)
 396                 goto ealg;
 397
 398         dev_notice(&dev->dev, "GEODE AES engine enabled.\n");
 399         return 0;
 400
 401  ealg:
 402         crypto_unregister_alg(&geode_alg);
 403
 404  eiomap:
 405         pci_iounmap(dev, _iobase);
 406
 407  erequest:
 408         pci_release_regions(dev);
 409
 410  eenable:
 411         pci_disable_device(dev);
 412
 413         dev_err(&dev->dev, "GEODE AES initialization failed.\n");
 414         return ret;
 415 }
 416
 417 static struct pci_device_id geode_aes_tbl[] = {
 418         { PCI_VDEVICE(AMD, PCI_DEVICE_ID_AMD_LX_AES), },
 419         { 0, }
 420 };
 421
 422 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, geode_aes_tbl);
 423
 424 static struct pci_driver geode_aes_driver = {
 425         .name = "Geode LX AES",
 426         .id_table = geode_aes_tbl,
 427         .probe = geode_aes_probe,
 428         .remove = geode_aes_remove,
 429 };
 430
 431 module_pci_driver(geode_aes_driver);
 432
 433 MODULE_AUTHOR("Advanced Micro Devices, Inc.");
 434 MODULE_DESCRIPTION("Geode LX Hardware AES driver");
 435 MODULE_LICENSE("GPL");
 436 MODULE_IMPORT_NS(CRYPTO_INTERNAL);