Quelle  nitrox_skcipher.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include <linux/crypto.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/printk.h>

#include <crypto/aes.h>
#include <crypto/skcipher.h>
#include <crypto/scatterwalk.h>
#include <crypto/ctr.h>
#include <crypto/internal/des.h>
#include <crypto/xts.h>

#include "nitrox_dev.h"
#include "nitrox_common.h"
#include "nitrox_req.h"

struct nitrox_cipher {
 const char *name;
 enum flexi_cipher value;
};

/*
 * supported cipher list
 */
static const struct nitrox_cipher flexi_cipher_table[] = {
 { "null",  CIPHER_NULL },
 { "cbc(des3_ede)", CIPHER_3DES_CBC },
 { "ecb(des3_ede)", CIPHER_3DES_ECB },
 { "cbc(aes)",  CIPHER_AES_CBC },
 { "ecb(aes)",  CIPHER_AES_ECB },
 { "cfb(aes)",  CIPHER_AES_CFB },
 { "rfc3686(ctr(aes))", CIPHER_AES_CTR },
 { "xts(aes)",  CIPHER_AES_XTS },
 { "cts(cbc(aes))", CIPHER_AES_CBC_CTS },
 { NULL,   CIPHER_INVALID }
};

static enum flexi_cipher flexi_cipher_type(const char *name)
{
 const struct nitrox_cipher *cipher = flexi_cipher_table;

 while (cipher->name) {
  if (!strcmp(cipher->name, name))
   break;
  cipher++;
 }
 return cipher->value;
}

static void free_src_sglist(struct skcipher_request *skreq)
{
 struct nitrox_kcrypt_request *nkreq = skcipher_request_ctx(skreq);

 kfree(nkreq->src);
}

static void free_dst_sglist(struct skcipher_request *skreq)
{
 struct nitrox_kcrypt_request *nkreq = skcipher_request_ctx(skreq);

 kfree(nkreq->dst);
}

static void nitrox_skcipher_callback(void *arg, int err)
{
 struct skcipher_request *skreq = arg;

 free_src_sglist(skreq);
 free_dst_sglist(skreq);
 if (err) {
  pr_err_ratelimited("request failed status 0x%0x\n", err);
  err = -EINVAL;
 }

 skcipher_request_complete(skreq, err);
}

static void nitrox_cbc_cipher_callback(void *arg, int err)
{
 struct skcipher_request *skreq = arg;
 struct nitrox_kcrypt_request *nkreq = skcipher_request_ctx(skreq);
 struct crypto_skcipher *cipher = crypto_skcipher_reqtfm(skreq);
 int ivsize = crypto_skcipher_ivsize(cipher);
 unsigned int start = skreq->cryptlen - ivsize;

 if (err) {
  nitrox_skcipher_callback(arg, err);
  return;
 }

 if (nkreq->creq.ctrl.s.arg == ENCRYPT) {
  scatterwalk_map_and_copy(skreq->iv, skreq->dst, start, ivsize,
      0);
 } else {
  if (skreq->src != skreq->dst) {
   scatterwalk_map_and_copy(skreq->iv, skreq->src, start,
       ivsize, 0);
  } else {
   memcpy(skreq->iv, nkreq->iv_out, ivsize);
   kfree(nkreq->iv_out);
  }
 }

 nitrox_skcipher_callback(arg, err);
}

static int nitrox_skcipher_init(struct crypto_skcipher *tfm)
{
 struct nitrox_crypto_ctx *nctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
 struct crypto_ctx_hdr *chdr;

 /* get the first device */
 nctx->ndev = nitrox_get_first_device();
 if (!nctx->ndev)
  return -ENODEV;

 /* allocate nitrox crypto context */
 chdr = crypto_alloc_context(nctx->ndev);
 if (!chdr) {
  nitrox_put_device(nctx->ndev);
  return -ENOMEM;
 }

 nctx->callback = nitrox_skcipher_callback;
 nctx->chdr = chdr;
 nctx->u.ctx_handle = (uintptr_t)((u8 *)chdr->vaddr +
      sizeof(struct ctx_hdr));
 crypto_skcipher_set_reqsize(tfm, crypto_skcipher_reqsize(tfm) +
        sizeof(struct nitrox_kcrypt_request));
 return 0;
}

static int nitrox_cbc_init(struct crypto_skcipher *tfm)
{
 int err;
 struct nitrox_crypto_ctx *nctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);

 err = nitrox_skcipher_init(tfm);
 if (err)
  return err;

 nctx->callback = nitrox_cbc_cipher_callback;
 return 0;
}

static void nitrox_skcipher_exit(struct crypto_skcipher *tfm)
{
 struct nitrox_crypto_ctx *nctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);

 /* free the nitrox crypto context */
 if (nctx->u.ctx_handle) {
  struct flexi_crypto_context *fctx = nctx->u.fctx;

  memzero_explicit(&fctx->crypto, sizeof(struct crypto_keys));
  memzero_explicit(&fctx->auth, sizeof(struct auth_keys));
  crypto_free_context((void *)nctx->chdr);
 }
 nitrox_put_device(nctx->ndev);

 nctx->u.ctx_handle = 0;
 nctx->ndev = NULL;
}

static inline int nitrox_skcipher_setkey(struct crypto_skcipher *cipher,
      int aes_keylen, const u8 *key,
      unsigned int keylen)
{
 struct crypto_tfm *tfm = crypto_skcipher_tfm(cipher);
 struct nitrox_crypto_ctx *nctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
 struct flexi_crypto_context *fctx;
 union fc_ctx_flags *flags;
 enum flexi_cipher cipher_type;
 const char *name;

 name = crypto_tfm_alg_name(tfm);
 cipher_type = flexi_cipher_type(name);
 if (unlikely(cipher_type == CIPHER_INVALID)) {
  pr_err("unsupported cipher: %s\n", name);
  return -EINVAL;
 }

 /* fill crypto context */
 fctx = nctx->u.fctx;
 flags = &fctx->flags;
 flags->f = 0;
 flags->w0.cipher_type = cipher_type;
 flags->w0.aes_keylen = aes_keylen;
 flags->w0.iv_source = IV_FROM_DPTR;
 flags->f = cpu_to_be64(*(u64 *)&flags->w0);
 /* copy the key to context */
 memcpy(fctx->crypto.u.key, key, keylen);

 return 0;
}

static int nitrox_aes_setkey(struct crypto_skcipher *cipher, const u8 *key,
        unsigned int keylen)
{
 int aes_keylen;

 aes_keylen = flexi_aes_keylen(keylen);
 if (aes_keylen < 0)
  return -EINVAL;
 return nitrox_skcipher_setkey(cipher, aes_keylen, key, keylen);
}

static int alloc_src_sglist(struct skcipher_request *skreq, int ivsize)
{
 struct nitrox_kcrypt_request *nkreq = skcipher_request_ctx(skreq);
 int nents = sg_nents(skreq->src) + 1;
 int ret;

 /* Allocate buffer to hold IV and input scatterlist array */
 ret = alloc_src_req_buf(nkreq, nents, ivsize);
 if (ret)
  return ret;

 nitrox_creq_copy_iv(nkreq->src, skreq->iv, ivsize);
 nitrox_creq_set_src_sg(nkreq, nents, ivsize, skreq->src,
          skreq->cryptlen);

 return 0;
}

static int alloc_dst_sglist(struct skcipher_request *skreq, int ivsize)
{
 struct nitrox_kcrypt_request *nkreq = skcipher_request_ctx(skreq);
 int nents = sg_nents(skreq->dst) + 3;
 int ret;

 /* Allocate buffer to hold ORH, COMPLETION and output scatterlist
 * array
 */
 ret = alloc_dst_req_buf(nkreq, nents);
 if (ret)
  return ret;

 nitrox_creq_set_orh(nkreq);
 nitrox_creq_set_comp(nkreq);
 nitrox_creq_set_dst_sg(nkreq, nents, ivsize, skreq->dst,
          skreq->cryptlen);

 return 0;
}

static int nitrox_skcipher_crypt(struct skcipher_request *skreq, bool enc)
{
 struct crypto_skcipher *cipher = crypto_skcipher_reqtfm(skreq);
 struct nitrox_crypto_ctx *nctx = crypto_skcipher_ctx(cipher);
 struct nitrox_kcrypt_request *nkreq = skcipher_request_ctx(skreq);
 int ivsize = crypto_skcipher_ivsize(cipher);
 struct se_crypto_request *creq;
 int ret;

 creq = &nkreq->creq;
 creq->flags = skreq->base.flags;
 creq->gfp = (skreq->base.flags & CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP) ?
       GFP_KERNEL : GFP_ATOMIC;

 /* fill the request */
 creq->ctrl.value = 0;
 creq->opcode = FLEXI_CRYPTO_ENCRYPT_HMAC;
 creq->ctrl.s.arg = (enc ? ENCRYPT : DECRYPT);
 /* param0: length of the data to be encrypted */
 creq->gph.param0 = cpu_to_be16(skreq->cryptlen);
 creq->gph.param1 = 0;
 /* param2: encryption data offset */
 creq->gph.param2 = cpu_to_be16(ivsize);
 creq->gph.param3 = 0;

 creq->ctx_handle = nctx->u.ctx_handle;
 creq->ctrl.s.ctxl = sizeof(struct flexi_crypto_context);

 ret = alloc_src_sglist(skreq, ivsize);
 if (ret)
  return ret;

 ret = alloc_dst_sglist(skreq, ivsize);
 if (ret) {
  free_src_sglist(skreq);
  return ret;
 }

 /* send the crypto request */
 return nitrox_process_se_request(nctx->ndev, creq, nctx->callback,
      skreq);
}

static int nitrox_cbc_decrypt(struct skcipher_request *skreq)
{
 struct nitrox_kcrypt_request *nkreq = skcipher_request_ctx(skreq);
 struct crypto_skcipher *cipher = crypto_skcipher_reqtfm(skreq);
 int ivsize = crypto_skcipher_ivsize(cipher);
 gfp_t flags = (skreq->base.flags & CRYPTO_TFM_REQ_MAY_SLEEP) ?
   GFP_KERNEL : GFP_ATOMIC;
 unsigned int start = skreq->cryptlen - ivsize;

 if (skreq->src != skreq->dst)
  return nitrox_skcipher_crypt(skreq, false);

 nkreq->iv_out = kmalloc(ivsize, flags);
 if (!nkreq->iv_out)
  return -ENOMEM;

 scatterwalk_map_and_copy(nkreq->iv_out, skreq->src, start, ivsize, 0);
 return nitrox_skcipher_crypt(skreq, false);
}

static int nitrox_aes_encrypt(struct skcipher_request *skreq)
{
 return nitrox_skcipher_crypt(skreq, true);
}

static int nitrox_aes_decrypt(struct skcipher_request *skreq)
{
 return nitrox_skcipher_crypt(skreq, false);
}

static int nitrox_3des_setkey(struct crypto_skcipher *cipher,
         const u8 *key, unsigned int keylen)
{
 return verify_skcipher_des3_key(cipher, key) ?:
        nitrox_skcipher_setkey(cipher, 0, key, keylen);
}

static int nitrox_3des_encrypt(struct skcipher_request *skreq)
{
 return nitrox_skcipher_crypt(skreq, true);
}

static int nitrox_3des_decrypt(struct skcipher_request *skreq)
{
 return nitrox_skcipher_crypt(skreq, false);
}

static int nitrox_aes_xts_setkey(struct crypto_skcipher *cipher,
     const u8 *key, unsigned int keylen)
{
 struct nitrox_crypto_ctx *nctx = crypto_skcipher_ctx(cipher);
 struct flexi_crypto_context *fctx;
 int aes_keylen, ret;

 ret = xts_verify_key(cipher, key, keylen);
 if (ret)
  return ret;

 keylen /= 2;

 aes_keylen = flexi_aes_keylen(keylen);
 if (aes_keylen < 0)
  return -EINVAL;

 fctx = nctx->u.fctx;
 /* copy KEY2 */
 memcpy(fctx->auth.u.key2, (key + keylen), keylen);

 return nitrox_skcipher_setkey(cipher, aes_keylen, key, keylen);
}

static int nitrox_aes_ctr_rfc3686_setkey(struct crypto_skcipher *cipher,
      const u8 *key, unsigned int keylen)
{
 struct nitrox_crypto_ctx *nctx = crypto_skcipher_ctx(cipher);
 struct flexi_crypto_context *fctx;
 int aes_keylen;

 if (keylen < CTR_RFC3686_NONCE_SIZE)
  return -EINVAL;

 fctx = nctx->u.fctx;

 memcpy(fctx->crypto.iv, key + (keylen - CTR_RFC3686_NONCE_SIZE),
        CTR_RFC3686_NONCE_SIZE);

 keylen -= CTR_RFC3686_NONCE_SIZE;

 aes_keylen = flexi_aes_keylen(keylen);
 if (aes_keylen < 0)
  return -EINVAL;
 return nitrox_skcipher_setkey(cipher, aes_keylen, key, keylen);
}

static struct skcipher_alg nitrox_skciphers[] = { {
 .base = {
  .cra_name = "cbc(aes)",
  .cra_driver_name = "n5_cbc(aes)",
  .cra_priority = PRIO,
  .cra_flags = CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY,
  .cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize = sizeof(struct nitrox_crypto_ctx),
  .cra_alignmask = 0,
  .cra_module = THIS_MODULE,
 },
 .min_keysize = AES_MIN_KEY_SIZE,
 .max_keysize = AES_MAX_KEY_SIZE,
 .ivsize = AES_BLOCK_SIZE,
 .setkey = nitrox_aes_setkey,
 .encrypt = nitrox_aes_encrypt,
 .decrypt = nitrox_cbc_decrypt,
 .init = nitrox_cbc_init,
 .exit = nitrox_skcipher_exit,
}, {
 .base = {
  .cra_name = "ecb(aes)",
  .cra_driver_name = "n5_ecb(aes)",
  .cra_priority = PRIO,
  .cra_flags = CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY,
  .cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize = sizeof(struct nitrox_crypto_ctx),
  .cra_alignmask = 0,
  .cra_module = THIS_MODULE,
 },
 .min_keysize = AES_MIN_KEY_SIZE,
 .max_keysize = AES_MAX_KEY_SIZE,
 .ivsize = AES_BLOCK_SIZE,
 .setkey = nitrox_aes_setkey,
 .encrypt = nitrox_aes_encrypt,
 .decrypt = nitrox_aes_decrypt,
 .init = nitrox_skcipher_init,
 .exit = nitrox_skcipher_exit,
}, {
 .base = {
  .cra_name = "xts(aes)",
  .cra_driver_name = "n5_xts(aes)",
  .cra_priority = PRIO,
  .cra_flags = CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY,
  .cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize = sizeof(struct nitrox_crypto_ctx),
  .cra_alignmask = 0,
  .cra_module = THIS_MODULE,
 },
 .min_keysize = 2 * AES_MIN_KEY_SIZE,
 .max_keysize = 2 * AES_MAX_KEY_SIZE,
 .ivsize = AES_BLOCK_SIZE,
 .setkey = nitrox_aes_xts_setkey,
 .encrypt = nitrox_aes_encrypt,
 .decrypt = nitrox_aes_decrypt,
 .init = nitrox_skcipher_init,
 .exit = nitrox_skcipher_exit,
}, {
 .base = {
  .cra_name = "rfc3686(ctr(aes))",
  .cra_driver_name = "n5_rfc3686(ctr(aes))",
  .cra_priority = PRIO,
  .cra_flags = CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY,
  .cra_blocksize = 1,
  .cra_ctxsize = sizeof(struct nitrox_crypto_ctx),
  .cra_alignmask = 0,
  .cra_module = THIS_MODULE,
 },
 .min_keysize = AES_MIN_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 .max_keysize = AES_MAX_KEY_SIZE + CTR_RFC3686_NONCE_SIZE,
 .ivsize = CTR_RFC3686_IV_SIZE,
 .init = nitrox_skcipher_init,
 .exit = nitrox_skcipher_exit,
 .setkey = nitrox_aes_ctr_rfc3686_setkey,
 .encrypt = nitrox_aes_encrypt,
 .decrypt = nitrox_aes_decrypt,
}, {
 .base = {
  .cra_name = "cts(cbc(aes))",
  .cra_driver_name = "n5_cts(cbc(aes))",
  .cra_priority = PRIO,
  .cra_flags = CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY,
  .cra_blocksize = AES_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize = sizeof(struct nitrox_crypto_ctx),
  .cra_alignmask = 0,
  .cra_module = THIS_MODULE,
 },
 .min_keysize = AES_MIN_KEY_SIZE,
 .max_keysize = AES_MAX_KEY_SIZE,
 .ivsize = AES_BLOCK_SIZE,
 .setkey = nitrox_aes_setkey,
 .encrypt = nitrox_aes_encrypt,
 .decrypt = nitrox_aes_decrypt,
 .init = nitrox_skcipher_init,
 .exit = nitrox_skcipher_exit,
}, {
 .base = {
  .cra_name = "cbc(des3_ede)",
  .cra_driver_name = "n5_cbc(des3_ede)",
  .cra_priority = PRIO,
  .cra_flags = CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY,
  .cra_blocksize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize = sizeof(struct nitrox_crypto_ctx),
  .cra_alignmask = 0,
  .cra_module = THIS_MODULE,
 },
 .min_keysize = DES3_EDE_KEY_SIZE,
 .max_keysize = DES3_EDE_KEY_SIZE,
 .ivsize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
 .setkey = nitrox_3des_setkey,
 .encrypt = nitrox_3des_encrypt,
 .decrypt = nitrox_cbc_decrypt,
 .init = nitrox_cbc_init,
 .exit = nitrox_skcipher_exit,
}, {
 .base = {
  .cra_name = "ecb(des3_ede)",
  .cra_driver_name = "n5_ecb(des3_ede)",
  .cra_priority = PRIO,
  .cra_flags = CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_ALLOCATES_MEMORY,
  .cra_blocksize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
  .cra_ctxsize = sizeof(struct nitrox_crypto_ctx),
  .cra_alignmask = 0,
  .cra_module = THIS_MODULE,
 },
 .min_keysize = DES3_EDE_KEY_SIZE,
 .max_keysize = DES3_EDE_KEY_SIZE,
 .ivsize = DES3_EDE_BLOCK_SIZE,
 .setkey = nitrox_3des_setkey,
 .encrypt = nitrox_3des_encrypt,
 .decrypt = nitrox_3des_decrypt,
 .init = nitrox_skcipher_init,
 .exit = nitrox_skcipher_exit,
}

};

int nitrox_register_skciphers(void)
{
 return crypto_register_skciphers(nitrox_skciphers,
      ARRAY_SIZE(nitrox_skciphers));
}

void nitrox_unregister_skciphers(void)
{
 crypto_unregister_skciphers(nitrox_skciphers,
        ARRAY_SIZE(nitrox_skciphers));
}