drivers/crypto/ccp/ccp-crypto-sha.c

   1 /*
   2  * AMD Cryptographic Coprocessor (CCP) SHA 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/hash.h>
  20 #include <crypto/internal/hash.h>
  21 #include <crypto/sha.h>
  22 #include <crypto/scatterwalk.h>
  23
  24 #include "ccp-crypto.h"
  25
  26
  27 static int ccp_sha_complete(struct crypto_async_request *async_req, int ret)
  28 {
  29         struct ahash_request *req = ahash_request_cast(async_req);
  30         struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
  31         struct ccp_sha_req_ctx *rctx = ahash_request_ctx(req);
  32         unsigned int digest_size = crypto_ahash_digestsize(tfm);
  33
  34         if (ret)
  35                 goto e_free;
  36
  37         if (rctx->hash_rem) {
  38                 /* Save remaining data to buffer */
  39                 unsigned int offset = rctx->nbytes - rctx->hash_rem;
  40                 scatterwalk_map_and_copy(rctx->buf, rctx->src,
  41                                          offset, rctx->hash_rem, 0);
  42                 rctx->buf_count = rctx->hash_rem;
  43         } else
  44                 rctx->buf_count = 0;
  45
  46         /* Update result area if supplied */
  47         if (req->result)
  48                 memcpy(req->result, rctx->ctx, digest_size);
  49
  50 e_free:
  51         sg_free_table(&rctx->data_sg);
  52
  53         return ret;
  54 }
  55
  56 static int ccp_do_sha_update(struct ahash_request *req, unsigned int nbytes,
  57                              unsigned int final)
  58 {
  59         struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
  60         struct ccp_ctx *ctx = crypto_ahash_ctx(tfm);
  61         struct ccp_sha_req_ctx *rctx = ahash_request_ctx(req);
  62         struct scatterlist *sg;
  63         unsigned int block_size =
  64                 crypto_tfm_alg_blocksize(crypto_ahash_tfm(tfm));
  65         unsigned int sg_count;
  66         gfp_t gfp;
  67         u64 len;
  68         int ret;
  69
  70         len = (u64)rctx->buf_count + (u64)nbytes;
  71
  72         if (!final && (len <= block_size)) {
  73                 scatterwalk_map_and_copy(rctx->buf + rctx->buf_count, req->src,
  74                                          0, nbytes, 0);
  75                 rctx->buf_count += nbytes;
  76
  77                 return 0;
  78         }
  79
  80         rctx->src = req->src;
  81         rctx->nbytes = nbytes;
  82
  83         rctx->final = final;
  84         rctx->hash_rem = final ? 0 : len & (block_size - 1);
  85         rctx->hash_cnt = len - rctx->hash_rem;
  86         if (!final && !rctx->hash_rem) {
  87                 /* CCP can't do zero length final, so keep some data around */
  88                 rctx->hash_cnt -= block_size;
  89                 rctx->hash_rem = block_size;
  90         }
  91
  92         /* Initialize the context scatterlist */
  93         sg_init_one(&rctx->ctx_sg, rctx->ctx, sizeof(rctx->ctx));
  94
  95         sg = NULL;
  96         if (rctx->buf_count && nbytes) {
  97                 /* Build the data scatterlist table - allocate enough entries
  98                  * for both data pieces (buffer and input data)
  99                  */
 100                 gfp = req->base.flags & CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP ?
 101                         GFP_KERNEL : GFP_ATOMIC;
 102                 sg_count = sg_nents(req->src) + 1;
 103                 ret = sg_alloc_table(&rctx->data_sg, sg_count, gfp);
 104                 if (ret)
 105                         return ret;
 106
 107                 sg_init_one(&rctx->buf_sg, rctx->buf, rctx->buf_count);
 108                 sg = ccp_crypto_sg_table_add(&rctx->data_sg, &rctx->buf_sg);
 109                 sg = ccp_crypto_sg_table_add(&rctx->data_sg, req->src);
 110                 sg_mark_end(sg);
 111
 112                 sg = rctx->data_sg.sgl;
 113         } else if (rctx->buf_count) {
 114                 sg_init_one(&rctx->buf_sg, rctx->buf, rctx->buf_count);
 115
 116                 sg = &rctx->buf_sg;
 117         } else if (nbytes) {
 118                 sg = req->src;
 119         }
 120
 121         rctx->msg_bits += (rctx->hash_cnt << 3);        /* Total in bits */
 122
 123         memset(&rctx->cmd, 0, sizeof(rctx->cmd));
 124         INIT_LIST_HEAD(&rctx->cmd.entry);
 125         rctx->cmd.engine = CCP_ENGINE_SHA;
 126         rctx->cmd.u.sha.type = rctx->type;
 127         rctx->cmd.u.sha.ctx = &rctx->ctx_sg;
 128         rctx->cmd.u.sha.ctx_len = sizeof(rctx->ctx);
 129         rctx->cmd.u.sha.src = sg;
 130         rctx->cmd.u.sha.src_len = rctx->hash_cnt;
 131         rctx->cmd.u.sha.opad = ctx->u.sha.key_len ?
 132                 &ctx->u.sha.opad_sg : NULL;
 133         rctx->cmd.u.sha.opad_len = ctx->u.sha.key_len ?
 134                 ctx->u.sha.opad_count : 0;
 135         rctx->cmd.u.sha.first = rctx->first;
 136         rctx->cmd.u.sha.final = rctx->final;
 137         rctx->cmd.u.sha.msg_bits = rctx->msg_bits;
 138
 139         rctx->first = 0;
 140
 141         ret = ccp_crypto_enqueue_request(&req->base, &rctx->cmd);
 142
 143         return ret;
 144 }
 145
 146 static int ccp_sha_init(struct ahash_request *req)
 147 {
 148         struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
 149         struct ccp_ctx *ctx = crypto_ahash_ctx(tfm);
 150         struct ccp_sha_req_ctx *rctx = ahash_request_ctx(req);
 151         struct ccp_crypto_ahash_alg *alg =
 152                 ccp_crypto_ahash_alg(crypto_ahash_tfm(tfm));
 153         unsigned int block_size =
 154                 crypto_tfm_alg_blocksize(crypto_ahash_tfm(tfm));
 155
 156         memset(rctx, 0, sizeof(*rctx));
 157
 158         rctx->type = alg->type;
 159         rctx->first = 1;
 160
 161         if (ctx->u.sha.key_len) {
 162                 /* Buffer the HMAC key for first update */
 163                 memcpy(rctx->buf, ctx->u.sha.ipad, block_size);
 164                 rctx->buf_count = block_size;
 165         }
 166
 167         return 0;
 168 }
 169
 170 static int ccp_sha_update(struct ahash_request *req)
 171 {
 172         return ccp_do_sha_update(req, req->nbytes, 0);
 173 }
 174
 175 static int ccp_sha_final(struct ahash_request *req)
 176 {
 177         return ccp_do_sha_update(req, 0, 1);
 178 }
 179
 180 static int ccp_sha_finup(struct ahash_request *req)
 181 {
 182         return ccp_do_sha_update(req, req->nbytes, 1);
 183 }
 184
 185 static int ccp_sha_digest(struct ahash_request *req)
 186 {
 187         int ret;
 188
 189         ret = ccp_sha_init(req);
 190         if (ret)
 191                 return ret;
 192
 193         return ccp_sha_finup(req);
 194 }
 195
 196 static int ccp_sha_setkey(struct crypto_ahash *tfm, const u8 *key,
 197                           unsigned int key_len)
 198 {
 199         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(crypto_ahash_tfm(tfm));
 200         struct crypto_shash *shash = ctx->u.sha.hmac_tfm;
 201
 202         SHASH_DESC_ON_STACK(sdesc, shash);
 203
 204         unsigned int block_size = crypto_shash_blocksize(shash);
 205         unsigned int digest_size = crypto_shash_digestsize(shash);
 206         int i, ret;
 207
 208         /* Set to zero until complete */
 209         ctx->u.sha.key_len = 0;
 210
 211         /* Clear key area to provide zero padding for keys smaller
 212          * than the block size
 213          */
 214         memset(ctx->u.sha.key, 0, sizeof(ctx->u.sha.key));
 215
 216         if (key_len > block_size) {
 217                 /* Must hash the input key */
 218                 sdesc->tfm = shash;
 219                 sdesc->flags = crypto_ahash_get_flags(tfm) &
 220                         CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP;
 221
 222                 ret = crypto_shash_digest(sdesc, key, key_len,
 223                                           ctx->u.sha.key);
 224                 if (ret) {
 225                         crypto_ahash_set_flags(tfm, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
 226                         return -EINVAL;
 227                 }
 228
 229                 key_len = digest_size;
 230         } else
 231                 memcpy(ctx->u.sha.key, key, key_len);
 232
 233         for (i = 0; i < block_size; i++) {
 234                 ctx->u.sha.ipad[i] = ctx->u.sha.key[i] ^ 0x36;
 235                 ctx->u.sha.opad[i] = ctx->u.sha.key[i] ^ 0x5c;
 236         }
 237
 238         sg_init_one(&ctx->u.sha.opad_sg, ctx->u.sha.opad, block_size);
 239         ctx->u.sha.opad_count = block_size;
 240
 241         ctx->u.sha.key_len = key_len;
 242
 243         return 0;
 244 }
 245
 246 static int ccp_sha_cra_init(struct crypto_tfm *tfm)
 247 {
 248         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 249         struct crypto_ahash *ahash = __crypto_ahash_cast(tfm);
 250
 251         ctx->complete = ccp_sha_complete;
 252         ctx->u.sha.key_len = 0;
 253
 254         crypto_ahash_set_reqsize(ahash, sizeof(struct ccp_sha_req_ctx));
 255
 256         return 0;
 257 }
 258
 259 static void ccp_sha_cra_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 260 {
 261 }
 262
 263 static int ccp_hmac_sha_cra_init(struct crypto_tfm *tfm)
 264 {
 265         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 266         struct ccp_crypto_ahash_alg *alg = ccp_crypto_ahash_alg(tfm);
 267         struct crypto_shash *hmac_tfm;
 268
 269         hmac_tfm = crypto_alloc_shash(alg->child_alg, 0, 0);
 270         if (IS_ERR(hmac_tfm)) {
 271                 pr_warn("could not load driver %s need for HMAC support\n",
 272                         alg->child_alg);
 273                 return PTR_ERR(hmac_tfm);
 274         }
 275
 276         ctx->u.sha.hmac_tfm = hmac_tfm;
 277
 278         return ccp_sha_cra_init(tfm);
 279 }
 280
 281 static void ccp_hmac_sha_cra_exit(struct crypto_tfm *tfm)
 282 {
 283         struct ccp_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 284
 285         if (ctx->u.sha.hmac_tfm)
 286                 crypto_free_shash(ctx->u.sha.hmac_tfm);
 287
 288         ccp_sha_cra_exit(tfm);
 289 }
 290
 291 struct ccp_sha_def {
 292         const char *name;
 293         const char *drv_name;
 294         enum ccp_sha_type type;
 295         u32 digest_size;
 296         u32 block_size;
 297 };
 298
 299 static struct ccp_sha_def sha_algs[] = {
 300         {
 301                 .name           = "sha1",
 302                 .drv_name       = "sha1-ccp",
 303                 .type           = CCP_SHA_TYPE_1,
 304                 .digest_size    = SHA1_DIGEST_SIZE,
 305                 .block_size     = SHA1_BLOCK_SIZE,
 306         },
 307         {
 308                 .name           = "sha224",
 309                 .drv_name       = "sha224-ccp",
 310                 .type           = CCP_SHA_TYPE_224,
 311                 .digest_size    = SHA224_DIGEST_SIZE,
 312                 .block_size     = SHA224_BLOCK_SIZE,
 313         },
 314         {
 315                 .name           = "sha256",
 316                 .drv_name       = "sha256-ccp",
 317                 .type           = CCP_SHA_TYPE_256,
 318                 .digest_size    = SHA256_DIGEST_SIZE,
 319                 .block_size     = SHA256_BLOCK_SIZE,
 320         },
 321 };
 322
 323 static int ccp_register_hmac_alg(struct list_head *head,
 324                                  const struct ccp_sha_def *def,
 325                                  const struct ccp_crypto_ahash_alg *base_alg)
 326 {
 327         struct ccp_crypto_ahash_alg *ccp_alg;
 328         struct ahash_alg *alg;
 329         struct hash_alg_common *halg;
 330         struct crypto_alg *base;
 331         int ret;
 332
 333         ccp_alg = kzalloc(sizeof(*ccp_alg), GFP_KERNEL);
 334         if (!ccp_alg)
 335                 return -ENOMEM;
 336
 337         /* Copy the base algorithm and only change what's necessary */
 338         *ccp_alg = *base_alg;
 339         INIT_LIST_HEAD(&ccp_alg->entry);
 340
 341         strncpy(ccp_alg->child_alg, def->name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME);
 342
 343         alg = &ccp_alg->alg;
 344         alg->setkey = ccp_sha_setkey;
 345
 346         halg = &alg->halg;
 347
 348         base = &halg->base;
 349         snprintf(base->cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "hmac(%s)", def->name);
 350         snprintf(base->cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "hmac-%s",
 351                  def->drv_name);
 352         base->cra_init = ccp_hmac_sha_cra_init;
 353         base->cra_exit = ccp_hmac_sha_cra_exit;
 354
 355         ret = crypto_register_ahash(alg);
 356         if (ret) {
 357                 pr_err("%s ahash algorithm registration error (%d)\n",
 358                         base->cra_name, ret);
 359                 kfree(ccp_alg);
 360                 return ret;
 361         }
 362
 363         list_add(&ccp_alg->entry, head);
 364
 365         return ret;
 366 }
 367
 368 static int ccp_register_sha_alg(struct list_head *head,
 369                                 const struct ccp_sha_def *def)
 370 {
 371         struct ccp_crypto_ahash_alg *ccp_alg;
 372         struct ahash_alg *alg;
 373         struct hash_alg_common *halg;
 374         struct crypto_alg *base;
 375         int ret;
 376
 377         ccp_alg = kzalloc(sizeof(*ccp_alg), GFP_KERNEL);
 378         if (!ccp_alg)
 379                 return -ENOMEM;
 380
 381         INIT_LIST_HEAD(&ccp_alg->entry);
 382
 383         ccp_alg->type = def->type;
 384
 385         alg = &ccp_alg->alg;
 386         alg->init = ccp_sha_init;
 387         alg->update = ccp_sha_update;
 388         alg->final = ccp_sha_final;
 389         alg->finup = ccp_sha_finup;
 390         alg->digest = ccp_sha_digest;
 391
 392         halg = &alg->halg;
 393         halg->digestsize = def->digest_size;
 394
 395         base = &halg->base;
 396         snprintf(base->cra_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s", def->name);
 397         snprintf(base->cra_driver_name, CRYPTO_MAX_ALG_NAME, "%s",
 398                  def->drv_name);
 399         base->cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_AHASH | CRYPTO_ALG_ASYNC |
 400                           CRYPTO_ALG_KERN_DRIVER_ONLY |
 401                           CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK;
 402         base->cra_blocksize = def->block_size;
 403         base->cra_ctxsize = sizeof(struct ccp_ctx);
 404         base->cra_priority = CCP_CRA_PRIORITY;
 405         base->cra_type = &crypto_ahash_type;
 406         base->cra_init = ccp_sha_cra_init;
 407         base->cra_exit = ccp_sha_cra_exit;
 408         base->cra_module = THIS_MODULE;
 409
 410         ret = crypto_register_ahash(alg);
 411         if (ret) {
 412                 pr_err("%s ahash algorithm registration error (%d)\n",
 413                         base->cra_name, ret);
 414                 kfree(ccp_alg);
 415                 return ret;
 416         }
 417
 418         list_add(&ccp_alg->entry, head);
 419
 420         ret = ccp_register_hmac_alg(head, def, ccp_alg);
 421
 422         return ret;
 423 }
 424
 425 int ccp_register_sha_algs(struct list_head *head)
 426 {
 427         int i, ret;
 428
 429         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(sha_algs); i++) {
 430                 ret = ccp_register_sha_alg(head, &sha_algs[i]);
 431                 if (ret)
 432                         return ret;
 433         }
 434
 435         return 0;
 436 }