Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/crypto/nx/nx-aes-ccm.c

   1 /**
   2  * AES CCM routines supporting the Power 7+ Nest Accelerators driver
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 International Business Machines Inc.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; version 2 only.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18  *
  19  * Author: Kent Yoder <yoder1@us.ibm.com>
  20  */
  21
  22 #include <crypto/internal/aead.h>
  23 #include <crypto/aes.h>
  24 #include <crypto/algapi.h>
  25 #include <crypto/scatterwalk.h>
  26 #include <linux/module.h>
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/crypto.h>
  29 #include <asm/vio.h>
  30
  31 #include "nx_csbcpb.h"
  32 #include "nx.h"
  33
  34
  35 static int ccm_aes_nx_set_key(struct crypto_aead *tfm,
  36                               const u8           *in_key,
  37                               unsigned int        key_len)
  38 {
  39         struct nx_crypto_ctx *nx_ctx = crypto_tfm_ctx(&tfm->base);
  40         struct nx_csbcpb *csbcpb = nx_ctx->csbcpb;
  41         struct nx_csbcpb *csbcpb_aead = nx_ctx->csbcpb_aead;
  42
  43         nx_ctx_init(nx_ctx, HCOP_FC_AES);
  44
  45         switch (key_len) {
  46         case AES_KEYSIZE_128:
  47                 NX_CPB_SET_KEY_SIZE(csbcpb, NX_KS_AES_128);
  48                 NX_CPB_SET_KEY_SIZE(csbcpb_aead, NX_KS_AES_128);
  49                 nx_ctx->ap = &nx_ctx->props[NX_PROPS_AES_128];
  50                 break;
  51         default:
  52                 return -EINVAL;
  53         }
  54
  55         csbcpb->cpb.hdr.mode = NX_MODE_AES_CCM;
  56         memcpy(csbcpb->cpb.aes_ccm.key, in_key, key_len);
  57
  58         csbcpb_aead->cpb.hdr.mode = NX_MODE_AES_CCA;
  59         memcpy(csbcpb_aead->cpb.aes_cca.key, in_key, key_len);
  60
  61         return 0;
  62
  63 }
  64
  65 static int ccm4309_aes_nx_set_key(struct crypto_aead *tfm,
  66                                   const u8           *in_key,
  67                                   unsigned int        key_len)
  68 {
  69         struct nx_crypto_ctx *nx_ctx = crypto_tfm_ctx(&tfm->base);
  70
  71         if (key_len < 3)
  72                 return -EINVAL;
  73
  74         key_len -= 3;
  75
  76         memcpy(nx_ctx->priv.ccm.nonce, in_key + key_len, 3);
  77
  78         return ccm_aes_nx_set_key(tfm, in_key, key_len);
  79 }
  80
  81 static int ccm_aes_nx_setauthsize(struct crypto_aead *tfm,
  82                                   unsigned int authsize)
  83 {
  84         switch (authsize) {
  85         case 4:
  86         case 6:
  87         case 8:
  88         case 10:
  89         case 12:
  90         case 14:
  91         case 16:
  92                 break;
  93         default:
  94                 return -EINVAL;
  95         }
  96
  97         crypto_aead_crt(tfm)->authsize = authsize;
  98
  99         return 0;
 100 }
 101
 102 static int ccm4309_aes_nx_setauthsize(struct crypto_aead *tfm,
 103                                       unsigned int authsize)
 104 {
 105         switch (authsize) {
 106         case 8:
 107         case 12:
 108         case 16:
 109                 break;
 110         default:
 111                 return -EINVAL;
 112         }
 113
 114         crypto_aead_crt(tfm)->authsize = authsize;
 115
 116         return 0;
 117 }
 118
 119 /* taken from crypto/ccm.c */
 120 static int set_msg_len(u8 *block, unsigned int msglen, int csize)
 121 {
 122         __be32 data;
 123
 124         memset(block, 0, csize);
 125         block += csize;
 126
 127         if (csize >= 4)
 128                 csize = 4;
 129         else if (msglen > (unsigned int)(1 << (8 * csize)))
 130                 return -EOVERFLOW;
 131
 132         data = cpu_to_be32(msglen);
 133         memcpy(block - csize, (u8 *)&data + 4 - csize, csize);
 134
 135         return 0;
 136 }
 137
 138 /* taken from crypto/ccm.c */
 139 static inline int crypto_ccm_check_iv(const u8 *iv)
 140 {
 141         /* 2 <= L <= 8, so 1 <= L' <= 7. */
 142         if (1 > iv[0] || iv[0] > 7)
 143                 return -EINVAL;
 144
 145         return 0;
 146 }
 147
 148 /* based on code from crypto/ccm.c */
 149 static int generate_b0(u8 *iv, unsigned int assoclen, unsigned int authsize,
 150                        unsigned int cryptlen, u8 *b0)
 151 {
 152         unsigned int l, lp, m = authsize;
 153         int rc;
 154
 155         memcpy(b0, iv, 16);
 156
 157         lp = b0[0];
 158         l = lp + 1;
 159
 160         /* set m, bits 3-5 */
 161         *b0 |= (8 * ((m - 2) / 2));
 162
 163         /* set adata, bit 6, if associated data is used */
 164         if (assoclen)
 165                 *b0 |= 64;
 166
 167         rc = set_msg_len(b0 + 16 - l, cryptlen, l);
 168
 169         return rc;
 170 }
 171
 172 static int generate_pat(u8                   *iv,
 173                         struct aead_request  *req,
 174                         struct nx_crypto_ctx *nx_ctx,
 175                         unsigned int          authsize,
 176                         unsigned int          nbytes,
 177                         u8                   *out)
 178 {
 179         struct nx_sg *nx_insg = nx_ctx->in_sg;
 180         struct nx_sg *nx_outsg = nx_ctx->out_sg;
 181         unsigned int iauth_len = 0;
 182         struct vio_pfo_op *op = NULL;
 183         u8 tmp[16], *b1 = NULL, *b0 = NULL, *result = NULL;
 184         int rc;
 185
 186         /* zero the ctr value */
 187         memset(iv + 15 - iv[0], 0, iv[0] + 1);
 188
 189         if (!req->assoclen) {
 190                 b0 = nx_ctx->csbcpb->cpb.aes_ccm.in_pat_or_b0;
 191         } else if (req->assoclen <= 14) {
 192                 /* if associated data is 14 bytes or less, we do 1 GCM
 193                  * operation on 2 AES blocks, B0 (stored in the csbcpb) and B1,
 194                  * which is fed in through the source buffers here */
 195                 b0 = nx_ctx->csbcpb->cpb.aes_ccm.in_pat_or_b0;
 196                 b1 = nx_ctx->priv.ccm.iauth_tag;
 197                 iauth_len = req->assoclen;
 198
 199                 nx_insg = nx_build_sg_list(nx_insg, b1, 16, nx_ctx->ap->sglen);
 200                 nx_outsg = nx_build_sg_list(nx_outsg, tmp, 16,
 201                                             nx_ctx->ap->sglen);
 202
 203                 /* inlen should be negative, indicating to phyp that its a
 204                  * pointer to an sg list */
 205                 nx_ctx->op.inlen = (nx_ctx->in_sg - nx_insg) *
 206                                         sizeof(struct nx_sg);
 207                 nx_ctx->op.outlen = (nx_ctx->out_sg - nx_outsg) *
 208                                         sizeof(struct nx_sg);
 209
 210                 NX_CPB_FDM(nx_ctx->csbcpb) |= NX_FDM_ENDE_ENCRYPT;
 211                 NX_CPB_FDM(nx_ctx->csbcpb) |= NX_FDM_INTERMEDIATE;
 212
 213                 op = &nx_ctx->op;
 214                 result = nx_ctx->csbcpb->cpb.aes_ccm.out_pat_or_mac;
 215         } else if (req->assoclen <= 65280) {
 216                 /* if associated data is less than (2^16 - 2^8), we construct
 217                  * B1 differently and feed in the associated data to a CCA
 218                  * operation */
 219                 b0 = nx_ctx->csbcpb_aead->cpb.aes_cca.b0;
 220                 b1 = nx_ctx->csbcpb_aead->cpb.aes_cca.b1;
 221                 iauth_len = 14;
 222
 223                 /* remaining assoc data must have scatterlist built for it */
 224                 nx_insg = nx_walk_and_build(nx_insg, nx_ctx->ap->sglen,
 225                                             req->assoc, iauth_len,
 226                                             req->assoclen - iauth_len);
 227                 nx_ctx->op_aead.inlen = (nx_ctx->in_sg - nx_insg) *
 228                                                 sizeof(struct nx_sg);
 229
 230                 op = &nx_ctx->op_aead;
 231                 result = nx_ctx->csbcpb_aead->cpb.aes_cca.out_pat_or_b0;
 232         } else {
 233                 /* if associated data is less than (2^32), we construct B1
 234                  * differently yet again and feed in the associated data to a
 235                  * CCA operation */
 236                 pr_err("associated data len is %u bytes (returning -EINVAL)\n",
 237                        req->assoclen);
 238                 rc = -EINVAL;
 239         }
 240
 241         rc = generate_b0(iv, req->assoclen, authsize, nbytes, b0);
 242         if (rc)
 243                 goto done;
 244
 245         if (b1) {
 246                 memset(b1, 0, 16);
 247                 *(u16 *)b1 = (u16)req->assoclen;
 248
 249                 scatterwalk_map_and_copy(b1 + 2, req->assoc, 0,
 250                                          iauth_len, SCATTERWALK_FROM_SG);
 251
 252                 rc = nx_hcall_sync(nx_ctx, op,
 253                                    req->base.flags & CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
 254                 if (rc)
 255                         goto done;
 256
 257                 atomic_inc(&(nx_ctx->stats->aes_ops));
 258                 atomic64_add(req->assoclen, &(nx_ctx->stats->aes_bytes));
 259
 260                 memcpy(out, result, AES_BLOCK_SIZE);
 261         }
 262 done:
 263         return rc;
 264 }
 265
 266 static int ccm_nx_decrypt(struct aead_request   *req,
 267                           struct blkcipher_desc *desc)
 268 {
 269         struct nx_crypto_ctx *nx_ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
 270         struct nx_csbcpb *csbcpb = nx_ctx->csbcpb;
 271         unsigned int nbytes = req->cryptlen;
 272         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(crypto_aead_reqtfm(req));
 273         struct nx_ccm_priv *priv = &nx_ctx->priv.ccm;
 274         unsigned long irq_flags;
 275         int rc = -1;
 276
 277         spin_lock_irqsave(&nx_ctx->lock, irq_flags);
 278
 279         if (nbytes > nx_ctx->ap->databytelen) {
 280                 rc = -EINVAL;
 281                 goto out;
 282         }
 283
 284         nbytes -= authsize;
 285
 286         /* copy out the auth tag to compare with later */
 287         scatterwalk_map_and_copy(priv->oauth_tag,
 288                                  req->src, nbytes, authsize,
 289                                  SCATTERWALK_FROM_SG);
 290
 291         rc = generate_pat(desc->info, req, nx_ctx, authsize, nbytes,
 292                           csbcpb->cpb.aes_ccm.in_pat_or_b0);
 293         if (rc)
 294                 goto out;
 295
 296         rc = nx_build_sg_lists(nx_ctx, desc, req->dst, req->src, nbytes, 0,
 297                                csbcpb->cpb.aes_ccm.iv_or_ctr);
 298         if (rc)
 299                 goto out;
 300
 301         NX_CPB_FDM(nx_ctx->csbcpb) &= ~NX_FDM_ENDE_ENCRYPT;
 302         NX_CPB_FDM(nx_ctx->csbcpb) &= ~NX_FDM_INTERMEDIATE;
 303
 304         rc = nx_hcall_sync(nx_ctx, &nx_ctx->op,
 305                            req->base.flags & CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
 306         if (rc)
 307                 goto out;
 308
 309         atomic_inc(&(nx_ctx->stats->aes_ops));
 310         atomic64_add(csbcpb->csb.processed_byte_count,
 311                      &(nx_ctx->stats->aes_bytes));
 312
 313         rc = memcmp(csbcpb->cpb.aes_ccm.out_pat_or_mac, priv->oauth_tag,
 314                     authsize) ? -EBADMSG : 0;
 315 out:
 316         spin_unlock_irqrestore(&nx_ctx->lock, irq_flags);
 317         return rc;
 318 }
 319
 320 static int ccm_nx_encrypt(struct aead_request   *req,
 321                           struct blkcipher_desc *desc)
 322 {
 323         struct nx_crypto_ctx *nx_ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
 324         struct nx_csbcpb *csbcpb = nx_ctx->csbcpb;
 325         unsigned int nbytes = req->cryptlen;
 326         unsigned int authsize = crypto_aead_authsize(crypto_aead_reqtfm(req));
 327         unsigned long irq_flags;
 328         int rc = -1;
 329
 330         spin_lock_irqsave(&nx_ctx->lock, irq_flags);
 331
 332         if (nbytes > nx_ctx->ap->databytelen) {
 333                 rc = -EINVAL;
 334                 goto out;
 335         }
 336
 337         rc = generate_pat(desc->info, req, nx_ctx, authsize, nbytes,
 338                           csbcpb->cpb.aes_ccm.in_pat_or_b0);
 339         if (rc)
 340                 goto out;
 341
 342         rc = nx_build_sg_lists(nx_ctx, desc, req->dst, req->src, nbytes, 0,
 343                                csbcpb->cpb.aes_ccm.iv_or_ctr);
 344         if (rc)
 345                 goto out;
 346
 347         NX_CPB_FDM(csbcpb) |= NX_FDM_ENDE_ENCRYPT;
 348         NX_CPB_FDM(csbcpb) &= ~NX_FDM_INTERMEDIATE;
 349
 350         rc = nx_hcall_sync(nx_ctx, &nx_ctx->op,
 351                            req->base.flags & CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP);
 352         if (rc)
 353                 goto out;
 354
 355         atomic_inc(&(nx_ctx->stats->aes_ops));
 356         atomic64_add(csbcpb->csb.processed_byte_count,
 357                      &(nx_ctx->stats->aes_bytes));
 358
 359         /* copy out the auth tag */
 360         scatterwalk_map_and_copy(csbcpb->cpb.aes_ccm.out_pat_or_mac,
 361                                  req->dst, nbytes, authsize,
 362                                  SCATTERWALK_TO_SG);
 363 out:
 364         spin_unlock_irqrestore(&nx_ctx->lock, irq_flags);
 365         return rc;
 366 }
 367
 368 static int ccm4309_aes_nx_encrypt(struct aead_request *req)
 369 {
 370         struct nx_crypto_ctx *nx_ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
 371         struct blkcipher_desc desc;
 372         u8 *iv = nx_ctx->priv.ccm.iv;
 373
 374         iv[0] = 3;
 375         memcpy(iv + 1, nx_ctx->priv.ccm.nonce, 3);
 376         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
 377
 378         desc.info = iv;
 379         desc.tfm = (struct crypto_blkcipher *)req->base.tfm;
 380
 381         return ccm_nx_encrypt(req, &desc);
 382 }
 383
 384 static int ccm_aes_nx_encrypt(struct aead_request *req)
 385 {
 386         struct blkcipher_desc desc;
 387         int rc;
 388
 389         desc.info = req->iv;
 390         desc.tfm = (struct crypto_blkcipher *)req->base.tfm;
 391
 392         rc = crypto_ccm_check_iv(desc.info);
 393         if (rc)
 394                 return rc;
 395
 396         return ccm_nx_encrypt(req, &desc);
 397 }
 398
 399 static int ccm4309_aes_nx_decrypt(struct aead_request *req)
 400 {
 401         struct nx_crypto_ctx *nx_ctx = crypto_tfm_ctx(req->base.tfm);
 402         struct blkcipher_desc desc;
 403         u8 *iv = nx_ctx->priv.ccm.iv;
 404
 405         iv[0] = 3;
 406         memcpy(iv + 1, nx_ctx->priv.ccm.nonce, 3);
 407         memcpy(iv + 4, req->iv, 8);
 408
 409         desc.info = iv;
 410         desc.tfm = (struct crypto_blkcipher *)req->base.tfm;
 411
 412         return ccm_nx_decrypt(req, &desc);
 413 }
 414
 415 static int ccm_aes_nx_decrypt(struct aead_request *req)
 416 {
 417         struct blkcipher_desc desc;
 418         int rc;
 419
 420         desc.info = req->iv;
 421         desc.tfm = (struct crypto_blkcipher *)req->base.tfm;
 422
 423         rc = crypto_ccm_check_iv(desc.info);
 424         if (rc)
 425                 return rc;
 426
 427         return ccm_nx_decrypt(req, &desc);
 428 }
 429
 430 /* tell the block cipher walk routines that this is a stream cipher by
 431  * setting cra_blocksize to 1. Even using blkcipher_walk_virt_block
 432  * during encrypt/decrypt doesn't solve this problem, because it calls
 433  * blkcipher_walk_done under the covers, which doesn't use walk->blocksize,
 434  * but instead uses this tfm->blocksize. */
 435 struct crypto_alg nx_ccm_aes_alg = {
 436         .cra_name        = "ccm(aes)",
 437         .cra_driver_name = "ccm-aes-nx",
 438         .cra_priority    = 300,
 439         .cra_flags       = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD |
 440                            CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 441         .cra_blocksize   = 1,
 442         .cra_ctxsize     = sizeof(struct nx_crypto_ctx),
 443         .cra_type        = &crypto_aead_type,
 444         .cra_module      = THIS_MODULE,
 445         .cra_init        = nx_crypto_ctx_aes_ccm_init,
 446         .cra_exit        = nx_crypto_ctx_exit,
 447         .cra_aead = {
 448                 .ivsize      = AES_BLOCK_SIZE,
 449                 .maxauthsize = AES_BLOCK_SIZE,
 450                 .setkey      = ccm_aes_nx_set_key,
 451                 .setauthsize = ccm_aes_nx_setauthsize,
 452                 .encrypt     = ccm_aes_nx_encrypt,
 453                 .decrypt     = ccm_aes_nx_decrypt,
 454         }
 455 };
 456
 457 struct crypto_alg nx_ccm4309_aes_alg = {
 458         .cra_name        = "rfc4309(ccm(aes))",
 459         .cra_driver_name = "rfc4309-ccm-aes-nx",
 460         .cra_priority    = 300,
 461         .cra_flags       = CRYPTO_ALG_TYPE_AEAD |
 462                            CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
 463         .cra_blocksize   = 1,
 464         .cra_ctxsize     = sizeof(struct nx_crypto_ctx),
 465         .cra_type        = &crypto_nivaead_type,
 466         .cra_module      = THIS_MODULE,
 467         .cra_init        = nx_crypto_ctx_aes_ccm_init,
 468         .cra_exit        = nx_crypto_ctx_exit,
 469         .cra_aead = {
 470                 .ivsize      = 8,
 471                 .maxauthsize = AES_BLOCK_SIZE,
 472                 .setkey      = ccm4309_aes_nx_set_key,
 473                 .setauthsize = ccm4309_aes_nx_setauthsize,
 474                 .encrypt     = ccm4309_aes_nx_encrypt,
 475                 .decrypt     = ccm4309_aes_nx_decrypt,
 476                 .geniv       = "seqiv",
 477         }
 478 };