Quelle  sl3516-ce.h   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
/*
 * sl3516-ce.h - hardware cryptographic offloader for cortina/gemini SoC
 *
 * Copyright (C) 2021 Corentin LABBE <clabbe@baylibre.com>
 *
 * General notes on this driver:
 * Called either Crypto Acceleration Engine Module, Security Acceleration Engine
 * or IPSEC module in the datasheet, it will be called Crypto Engine for short
 * in this driver.
 * The CE was designed to handle IPSEC and wifi(TKIP WEP) protocol.
 * It can handle AES, DES, 3DES, MD5, WEP, TKIP, SHA1, HMAC(MD5), HMAC(SHA1),
 * Michael cipher/digest suites.
 * It acts the same as a network hw, with both RX and TX chained descriptors.
 */
#include <crypto/aes.h>
#include <crypto/engine.h>
#include <crypto/scatterwalk.h>
#include <crypto/skcipher.h>
#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/hw_random.h>

#define TQ0_TYPE_DATA 0
#define TQ0_TYPE_CTRL BIT(0)
#define TQ1_CIPHER BIT(1)
#define TQ2_AUTH BIT(2)
#define TQ3_IV BIT(3)
#define TQ4_KEY0 BIT(4)
#define TQ5_KEY4 BIT(5)
#define TQ6_KEY6 BIT(6)
#define TQ7_AKEY0 BIT(7)
#define TQ8_AKEY2 BIT(8)
#define TQ9_AKEY2 BIT(9)

#define ECB_AES       0x2

#define DESC_LAST 0x01
#define DESC_FIRST 0x02

#define IPSEC_ID  0x0000
#define IPSEC_STATUS_REG 0x00a8
#define IPSEC_RAND_NUM_REG 0x00ac
#define IPSEC_DMA_DEVICE_ID 0xff00
#define IPSEC_DMA_STATUS 0xff04
#define IPSEC_TXDMA_CTRL 0xff08
#define IPSEC_TXDMA_FIRST_DESC 0xff0c
#define IPSEC_TXDMA_CURR_DESC 0xff10
#define IPSEC_RXDMA_CTRL 0xff14
#define IPSEC_RXDMA_FIRST_DESC 0xff18
#define IPSEC_RXDMA_CURR_DESC 0xff1c
#define IPSEC_TXDMA_BUF_ADDR 0xff28
#define IPSEC_RXDMA_BUF_ADDR 0xff38
#define IPSEC_RXDMA_BUF_SIZE 0xff30

#define CE_ENCRYPTION  0x01
#define CE_DECRYPTION  0x03

#define MAXDESC 6

#define DMA_STATUS_RS_EOFI BIT(22)
#define DMA_STATUS_RS_PERR BIT(24)
#define DMA_STATUS_RS_DERR BIT(25)
#define DMA_STATUS_TS_EOFI BIT(27)
#define DMA_STATUS_TS_PERR BIT(29)
#define DMA_STATUS_TS_DERR BIT(30)

#define TXDMA_CTRL_START BIT(31)
#define TXDMA_CTRL_CONTINUE BIT(30)
#define TXDMA_CTRL_CHAIN_MODE BIT(29)
/* the burst value is not documented in the datasheet */
#define TXDMA_CTRL_BURST_UNK BIT(22)
#define TXDMA_CTRL_INT_FAIL BIT(17)
#define TXDMA_CTRL_INT_PERR BIT(16)

#define RXDMA_CTRL_START BIT(31)
#define RXDMA_CTRL_CONTINUE BIT(30)
#define RXDMA_CTRL_CHAIN_MODE BIT(29)
/* the burst value is not documented in the datasheet */
#define RXDMA_CTRL_BURST_UNK BIT(22)
#define RXDMA_CTRL_INT_FINISH BIT(18)
#define RXDMA_CTRL_INT_FAIL BIT(17)
#define RXDMA_CTRL_INT_PERR BIT(16)
#define RXDMA_CTRL_INT_EOD BIT(15)
#define RXDMA_CTRL_INT_EOF BIT(14)

#define CE_CPU 0
#define CE_DMA 1

/*
 * struct sl3516_ce_descriptor - descriptor for CE operations
 * @frame_ctrl:  Information for the current descriptor
 * @flag_status: For send packet, describe flag of operations.
 * @buf_adr:  pointer to a send/recv buffer for data packet
 * @next_desc:  control linking to other descriptors
 */
struct descriptor {
 union {
  u32 raw;
  /*
   * struct desc_frame_ctrl - Information for the current descriptor
   * @buffer_size: the size of buffer at buf_adr
   * @desc_count:  Upon completion of a DMA operation, DMA
   *   write the number of descriptors used
   *   for the current frame
   * @checksum:  unknown
   * @authcomp:  unknown
   * @perr:  Protocol error during processing this descriptor
   * @derr:  Data error during processing this descriptor
   * @own:  0 if owned by CPU, 1 for DMA
 */
  struct desc_frame_ctrl {
   u32 buffer_size :16;
   u32 desc_count :6;
   u32 checksum :6;
   u32 authcomp :1;
   u32 perr :1;
   u32 derr :1;
   u32 own  :1;
  } bits;
 } frame_ctrl;

 union {
  u32 raw;
  /*
   * struct desc_flag_status - flag for this descriptor
   * @tqflag: list of flag describing the type of operation
   *  to be performed.
 */
  struct desc_tx_flag_status {
   u32 tqflag :10;
   u32 unused :22;
  } tx_flag;
 } flag_status;

 u32 buf_adr;

 union {
  u32 next_descriptor;
  /*
   * struct desc_next - describe chaining of descriptors
   * @sof_eof: does the descriptor is first (0x11),
   *  the last (0x01), middle of a chan (0x00)
   *  or the only one (0x11)
   * @dec: AHB bus address increase (0), decrease (1)
   * @eofie: End of frame interrupt enable
   * @ndar: Next descriptor address
 */
  struct desc_next {
   u32 sof_eof :2;
   u32 dec  :1;
   u32 eofie :1;
   u32 ndar :28;
  } bits;
 } next_desc;
};

/*
 * struct control - The value of this register is used to set the
 *   operation mode of the IPSec Module.
 * @process_id:  Used to identify the process. The number will be copied
 *   to the descriptor status of the received packet.
 * @auth_check_len: Number of 32-bit words to be checked or appended by the
 *   authentication module
 * @auth_algorithm:
 * @auth_mode:  0:append 1:Check Authentication Result
 * @fcs_stream_copy: 0:enable 1:disable authentication stream copy
 * @mix_key_sel: 0:use rCipherKey0-3  1:use Key Mixer
 * @aesnk:  AES Key Size
 * @cipher_algorithm: choice of CBC/ECE and AES/DES/3DES
 * @op_mode:  Operation Mode for the IPSec Module
 */
struct pkt_control_header {
 u32 process_id  :8;
 u32 auth_check_len :3;
 u32 un1   :1;
 u32 auth_algorithm :3;
 u32 auth_mode  :1;
 u32 fcs_stream_copy :1;
 u32 un2   :2;
 u32 mix_key_sel  :1;
 u32 aesnk  :4;
 u32 cipher_algorithm :3;
 u32 un3   :1;
 u32 op_mode  :4;
};

struct pkt_control_cipher {
 u32 algorithm_len :16;
 u32 header_len  :16;
};

/*
 * struct pkt_control_ecb - control packet for ECB
 */
struct pkt_control_ecb {
 struct pkt_control_header control;
 struct pkt_control_cipher cipher;
 unsigned char key[AES_MAX_KEY_SIZE];
};

/*
 * struct sl3516_ce_dev - main container for all this driver information
 * @base: base address
 * @clks: clocks used
 * @reset: pointer to reset controller
 * @dev: the platform device
 * @engine: ptr to the crypto/crypto_engine
 * @complete: completion for the current task on this flow
 * @status: set to 1 by interrupt if task is done
 * @dtx: base DMA address for TX descriptors
 * @tx  base address of TX descriptors
 * @drx: base DMA address for RX descriptors
 * @rx  base address of RX descriptors
 * @ctx  current used TX descriptor
 * @crx  current used RX descriptor
 * @trng hw_random structure for RNG
 * @hwrng_stat_req number of HWRNG requests
 * @hwrng_stat_bytes total number of bytes generated by RNG
 * @stat_irq number of IRQ handled by CE
 * @stat_irq_tx number of TX IRQ handled by CE
 * @stat_irq_rx number of RX IRQ handled by CE
 * @stat_req number of requests handled by CE
 * @fallbak_sg_count_tx  number of fallback due to destination SG count
 * @fallbak_sg_count_rx  number of fallback due to source SG count
 * @fallbak_not_same_len number of fallback due to difference in SG length
 * @dbgfs_dir: Debugfs dentry for statistic directory
 * @dbgfs_stats: Debugfs dentry for statistic counters
 */
struct sl3516_ce_dev {
 void __iomem *base;
 struct clk *clks;
 struct reset_control *reset;
 struct device *dev;
 struct crypto_engine *engine;
 struct completion complete;
 int status;
 dma_addr_t dtx;
 struct descriptor *tx;
 dma_addr_t drx;
 struct descriptor *rx;
 int ctx;
 int crx;
 struct hwrng trng;
 unsigned long hwrng_stat_req;
 unsigned long hwrng_stat_bytes;
 unsigned long stat_irq;
 unsigned long stat_irq_tx;
 unsigned long stat_irq_rx;
 unsigned long stat_req;
 unsigned long fallback_sg_count_tx;
 unsigned long fallback_sg_count_rx;
 unsigned long fallback_not_same_len;
 unsigned long fallback_mod16;
 unsigned long fallback_align16;
#ifdef CONFIG_CRYPTO_DEV_SL3516_DEBUG
 struct dentry *dbgfs_dir;
 struct dentry *dbgfs_stats;
#endif
 void *pctrl;
 dma_addr_t dctrl;
};

struct sginfo {
 u32 addr;
 u32 len;
};

/*
 * struct sl3516_ce_cipher_req_ctx - context for a skcipher request
 * @t_src:  list of mapped SGs with their size
 * @t_dst:  list of mapped SGs with their size
 * @op_dir:  direction (encrypt vs decrypt) for this request
 * @pctrllen:  the length of the ctrl packet
 * @tqflag:  the TQflag to set in data packet
 * @h   pointer to the pkt_control_cipher header
 * @nr_sgs:  number of source SG
 * @nr_sgd:  number of destination SG
 * @fallback_req: request struct for invoking the fallback skcipher TFM
 */
struct sl3516_ce_cipher_req_ctx {
 struct sginfo t_src[MAXDESC];
 struct sginfo t_dst[MAXDESC];
 u32 op_dir;
 unsigned int pctrllen;
 u32 tqflag;
 struct pkt_control_cipher *h;
 int nr_sgs;
 int nr_sgd;
 struct skcipher_request fallback_req;   // keep at the end
};

/*
 * struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx - context for a skcipher TFM
 * @key:  pointer to key data
 * @keylen:  len of the key
 * @ce:   pointer to the private data of driver handling this TFM
 * @fallback_tfm: pointer to the fallback TFM
 */
struct sl3516_ce_cipher_tfm_ctx {
 u32 *key;
 u32 keylen;
 struct sl3516_ce_dev *ce;
 struct crypto_skcipher *fallback_tfm;
};

/*
 * struct sl3516_ce_alg_template - crypto_alg template
 * @type:  the CRYPTO_ALG_TYPE for this template
 * @mode:  value to be used in control packet for this algorithm
 * @ce:   pointer to the sl3516_ce_dev structure associated with
 *   this template
 * @alg:  one of sub struct must be used
 * @stat_req:  number of request done on this template
 * @stat_fb:  number of request which has fallbacked
 * @stat_bytes:  total data size done by this template
 */
struct sl3516_ce_alg_template {
 u32 type;
 u32 mode;
 struct sl3516_ce_dev *ce;
 union {
  struct skcipher_engine_alg skcipher;
 } alg;
 unsigned long stat_req;
 unsigned long stat_fb;
 unsigned long stat_bytes;
};

int sl3516_ce_aes_setkey(struct crypto_skcipher *tfm, const u8 *key,
    unsigned int keylen);
int sl3516_ce_cipher_init(struct crypto_tfm *tfm);
void sl3516_ce_cipher_exit(struct crypto_tfm *tfm);
int sl3516_ce_skdecrypt(struct skcipher_request *areq);
int sl3516_ce_skencrypt(struct skcipher_request *areq);

int sl3516_ce_run_task(struct sl3516_ce_dev *ce,
         struct sl3516_ce_cipher_req_ctx *rctx, const char *name);

int sl3516_ce_rng_register(struct sl3516_ce_dev *ce);
void sl3516_ce_rng_unregister(struct sl3516_ce_dev *ce);
int sl3516_ce_handle_cipher_request(struct crypto_engine *engine, void *areq);