[CRYPTO] padlock-aes: Use generic setkey function
[linux-2.6.git] / drivers / crypto / geode-aes.c
1  /* Copyright (C) 2004-2006, Advanced Micro Devices, Inc.
2  *
3  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
4  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
5  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
6  * (at your option) any later version.
7  */
8
9 #include <linux/module.h>
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/pci.h>
12 #include <linux/pci_ids.h>
13 #include <linux/crypto.h>
14 #include <linux/spinlock.h>
15 #include <crypto/algapi.h>
16 #include <crypto/aes.h>
17
18 #include <asm/io.h>
19 #include <asm/delay.h>
20
21 #include "geode-aes.h"
22
23 /* Static structures */
24
25 static void __iomem * _iobase;
26 static spinlock_t lock;
27
28 /* Write a 128 bit field (either a writable key or IV) */
29 static inline void
30 _writefield(u32 offset, void *value)
31 {
32         int i;
33         for(i = 0; i < 4; i++)
34                 iowrite32(((u32 *) value)[i], _iobase + offset + (i * 4));
35 }
36
37 /* Read a 128 bit field (either a writable key or IV) */
38 static inline void
39 _readfield(u32 offset, void *value)
40 {
41         int i;
42         for(i = 0; i < 4; i++)
43                 ((u32 *) value)[i] = ioread32(_iobase + offset + (i * 4));
44 }
45
46 static int
47 do_crypt(void *src, void *dst, int len, u32 flags)
48 {
49         u32 status;
50         u32 counter = AES_OP_TIMEOUT;
51
52         iowrite32(virt_to_phys(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 unsigned int
70 geode_aes_crypt(struct geode_aes_op *op)
71 {
72         u32 flags = 0;
73         unsigned long iflags;
74         int ret;
75
76         if (op->len == 0)
77                 return 0;
78
79         /* If the source and destination is the same, then
80          * we need to turn on the coherent flags, otherwise
81          * we don't need to worry
82          */
83
84         flags |= (AES_CTRL_DCA | AES_CTRL_SCA);
85
86         if (op->dir == AES_DIR_ENCRYPT)
87                 flags |= AES_CTRL_ENCRYPT;
88
89         /* Start the critical section */
90
91         spin_lock_irqsave(&lock, iflags);
92
93         if (op->mode == AES_MODE_CBC) {
94                 flags |= AES_CTRL_CBC;
95                 _writefield(AES_WRITEIV0_REG, op->iv);
96         }
97
98         if (!(op->flags & AES_FLAGS_HIDDENKEY)) {
99                 flags |= AES_CTRL_WRKEY;
100                 _writefield(AES_WRITEKEY0_REG, op->key);
101         }
102
103         ret = do_crypt(op->src, op->dst, op->len, flags);
104         BUG_ON(ret);
105
106         if (op->mode == AES_MODE_CBC)
107                 _readfield(AES_WRITEIV0_REG, op->iv);
108
109         spin_unlock_irqrestore(&lock, iflags);
110
111         return op->len;
112 }
113
114 /* CRYPTO-API Functions */
115
116 static int geode_setkey_cip(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *key,
117                 unsigned int len)
118 {
119         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
120         unsigned int ret;
121
122         op->keylen = len;
123
124         if (len == AES_KEYSIZE_128) {
125                 memcpy(op->key, key, len);
126                 return 0;
127         }
128
129         if (len != AES_KEYSIZE_192 && len != AES_KEYSIZE_256) {
130                 /* not supported at all */
131                 tfm->crt_flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN;
132                 return -EINVAL;
133         }
134
135         /*
136          * The requested key size is not supported by HW, do a fallback
137          */
138         op->fallback.blk->base.crt_flags &= ~CRYPTO_TFM_REQ_MASK;
139         op->fallback.blk->base.crt_flags |= (tfm->crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
140
141         ret = crypto_cipher_setkey(op->fallback.cip, key, len);
142         if (ret) {
143                 tfm->crt_flags &= ~CRYPTO_TFM_RES_MASK;
144                 tfm->crt_flags |= (op->fallback.blk->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_RES_MASK);
145         }
146         return ret;
147 }
148
149 static int geode_setkey_blk(struct crypto_tfm *tfm, const u8 *key,
150                 unsigned int len)
151 {
152         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
153         unsigned int ret;
154
155         op->keylen = len;
156
157         if (len == AES_KEYSIZE_128) {
158                 memcpy(op->key, key, len);
159                 return 0;
160         }
161
162         if (len != AES_KEYSIZE_192 && len != AES_KEYSIZE_256) {
163                 /* not supported at all */
164                 tfm->crt_flags |= CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN;
165                 return -EINVAL;
166         }
167
168         /*
169          * The requested key size is not supported by HW, do a fallback
170          */
171         op->fallback.blk->base.crt_flags &= ~CRYPTO_TFM_REQ_MASK;
172         op->fallback.blk->base.crt_flags |= (tfm->crt_flags & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
173
174         ret = crypto_blkcipher_setkey(op->fallback.blk, key, len);
175         if (ret) {
176                 tfm->crt_flags &= ~CRYPTO_TFM_RES_MASK;
177                 tfm->crt_flags |= (op->fallback.blk->base.crt_flags & CRYPTO_TFM_RES_MASK);
178         }
179         return ret;
180 }
181
182 static int fallback_blk_dec(struct blkcipher_desc *desc,
183                 struct scatterlist *dst, struct scatterlist *src,
184                 unsigned int nbytes)
185 {
186         unsigned int ret;
187         struct crypto_blkcipher *tfm;
188         struct geode_aes_op *op = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
189
190         tfm = desc->tfm;
191         desc->tfm = op->fallback.blk;
192
193         ret = crypto_blkcipher_decrypt_iv(desc, dst, src, nbytes);
194
195         desc->tfm = tfm;
196         return ret;
197 }
198 static int fallback_blk_enc(struct blkcipher_desc *desc,
199                 struct scatterlist *dst, struct scatterlist *src,
200                 unsigned int nbytes)
201 {
202         unsigned int ret;
203         struct crypto_blkcipher *tfm;
204         struct geode_aes_op *op = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
205
206         tfm = desc->tfm;
207         desc->tfm = op->fallback.blk;
208
209         ret = crypto_blkcipher_encrypt_iv(desc, dst, src, nbytes);
210
211         desc->tfm = tfm;
212         return ret;
213 }
214
215 static void
216 geode_encrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
217 {
218         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
219
220         if (unlikely(op->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
221                 crypto_cipher_encrypt_one(op->fallback.cip, out, in);
222                 return;
223         }
224
225         op->src = (void *) in;
226         op->dst = (void *) out;
227         op->mode = AES_MODE_ECB;
228         op->flags = 0;
229         op->len = AES_MIN_BLOCK_SIZE;
230         op->dir = AES_DIR_ENCRYPT;
231
232         geode_aes_crypt(op);
233 }
234
235
236 static void
237 geode_decrypt(struct crypto_tfm *tfm, u8 *out, const u8 *in)
238 {
239         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
240
241         if (unlikely(op->keylen != AES_KEYSIZE_128)) {
242                 crypto_cipher_decrypt_one(op->fallback.cip, out, in);
243                 return;
244         }
245
246         op->src = (void *) in;
247         op->dst = (void *) out;
248         op->mode = AES_MODE_ECB;
249         op->flags = 0;
250         op->len = AES_MIN_BLOCK_SIZE;
251         op->dir = AES_DIR_DECRYPT;
252
253         geode_aes_crypt(op);
254 }
255
256 static int fallback_init_cip(struct crypto_tfm *tfm)
257 {
258         const char *name = tfm->__crt_alg->cra_name;
259         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
260
261         op->fallback.cip = crypto_alloc_cipher(name, 0,
262                                 CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
263
264         if (IS_ERR(op->fallback.cip)) {
265                 printk(KERN_ERR "Error allocating fallback algo %s\n", name);
266                 return PTR_ERR(op->fallback.blk);
267         }
268
269         return 0;
270 }
271
272 static void fallback_exit_cip(struct crypto_tfm *tfm)
273 {
274         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
275
276         crypto_free_cipher(op->fallback.cip);
277         op->fallback.cip = NULL;
278 }
279
280 static struct crypto_alg geode_alg = {
281         .cra_name                       =       "aes",
282         .cra_driver_name        =       "geode-aes",
283         .cra_priority           =       300,
284         .cra_alignmask          =       15,
285         .cra_flags                      =       CRYPTO_ALG_TYPE_CIPHER |
286                                                         CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
287         .cra_init                       =       fallback_init_cip,
288         .cra_exit                       =       fallback_exit_cip,
289         .cra_blocksize          =       AES_MIN_BLOCK_SIZE,
290         .cra_ctxsize            =       sizeof(struct geode_aes_op),
291         .cra_module                     =       THIS_MODULE,
292         .cra_list                       =       LIST_HEAD_INIT(geode_alg.cra_list),
293         .cra_u                          =       {
294                 .cipher =       {
295                         .cia_min_keysize        =       AES_MIN_KEY_SIZE,
296                         .cia_max_keysize        =       AES_MAX_KEY_SIZE,
297                         .cia_setkey                     =       geode_setkey_cip,
298                         .cia_encrypt            =       geode_encrypt,
299                         .cia_decrypt            =       geode_decrypt
300                 }
301         }
302 };
303
304 static int
305 geode_cbc_decrypt(struct blkcipher_desc *desc,
306                   struct scatterlist *dst, struct scatterlist *src,
307                   unsigned int nbytes)
308 {
309         struct geode_aes_op *op = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
310         struct blkcipher_walk walk;
311         int err, ret;
312
313         if (unlikely(op->keylen != AES_KEYSIZE_128))
314                 return fallback_blk_dec(desc, dst, src, nbytes);
315
316         blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
317         err = blkcipher_walk_virt(desc, &walk);
318         op->iv = walk.iv;
319
320         while((nbytes = walk.nbytes)) {
321                 op->src = walk.src.virt.addr,
322                 op->dst = walk.dst.virt.addr;
323                 op->mode = AES_MODE_CBC;
324                 op->len = nbytes - (nbytes % AES_MIN_BLOCK_SIZE);
325                 op->dir = AES_DIR_DECRYPT;
326
327                 ret = geode_aes_crypt(op);
328
329                 nbytes -= ret;
330                 err = blkcipher_walk_done(desc, &walk, nbytes);
331         }
332
333         return err;
334 }
335
336 static int
337 geode_cbc_encrypt(struct blkcipher_desc *desc,
338                   struct scatterlist *dst, struct scatterlist *src,
339                   unsigned int nbytes)
340 {
341         struct geode_aes_op *op = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
342         struct blkcipher_walk walk;
343         int err, ret;
344
345         if (unlikely(op->keylen != AES_KEYSIZE_128))
346                 return fallback_blk_enc(desc, dst, src, nbytes);
347
348         blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
349         err = blkcipher_walk_virt(desc, &walk);
350         op->iv = walk.iv;
351
352         while((nbytes = walk.nbytes)) {
353                 op->src = walk.src.virt.addr,
354                 op->dst = walk.dst.virt.addr;
355                 op->mode = AES_MODE_CBC;
356                 op->len = nbytes - (nbytes % AES_MIN_BLOCK_SIZE);
357                 op->dir = AES_DIR_ENCRYPT;
358
359                 ret = geode_aes_crypt(op);
360                 nbytes -= ret;
361                 err = blkcipher_walk_done(desc, &walk, nbytes);
362         }
363
364         return err;
365 }
366
367 static int fallback_init_blk(struct crypto_tfm *tfm)
368 {
369         const char *name = tfm->__crt_alg->cra_name;
370         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
371
372         op->fallback.blk = crypto_alloc_blkcipher(name, 0,
373                         CRYPTO_ALG_ASYNC | CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK);
374
375         if (IS_ERR(op->fallback.blk)) {
376                 printk(KERN_ERR "Error allocating fallback algo %s\n", name);
377                 return PTR_ERR(op->fallback.blk);
378         }
379
380         return 0;
381 }
382
383 static void fallback_exit_blk(struct crypto_tfm *tfm)
384 {
385         struct geode_aes_op *op = crypto_tfm_ctx(tfm);
386
387         crypto_free_blkcipher(op->fallback.blk);
388         op->fallback.blk = NULL;
389 }
390
391 static struct crypto_alg geode_cbc_alg = {
392         .cra_name               =       "cbc(aes)",
393         .cra_driver_name        =       "cbc-aes-geode",
394         .cra_priority           =       400,
395         .cra_flags                      =       CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER |
396                                                         CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
397         .cra_init                       =       fallback_init_blk,
398         .cra_exit                       =       fallback_exit_blk,
399         .cra_blocksize          =       AES_MIN_BLOCK_SIZE,
400         .cra_ctxsize            =       sizeof(struct geode_aes_op),
401         .cra_alignmask          =       15,
402         .cra_type                       =       &crypto_blkcipher_type,
403         .cra_module                     =       THIS_MODULE,
404         .cra_list                       =       LIST_HEAD_INIT(geode_cbc_alg.cra_list),
405         .cra_u                          =       {
406                 .blkcipher      =       {
407                         .min_keysize    =       AES_MIN_KEY_SIZE,
408                         .max_keysize    =       AES_MAX_KEY_SIZE,
409                         .setkey                 =       geode_setkey_blk,
410                         .encrypt                =       geode_cbc_encrypt,
411                         .decrypt                =       geode_cbc_decrypt,
412                         .ivsize                 =       AES_IV_LENGTH,
413                 }
414         }
415 };
416
417 static int
418 geode_ecb_decrypt(struct blkcipher_desc *desc,
419                   struct scatterlist *dst, struct scatterlist *src,
420                   unsigned int nbytes)
421 {
422         struct geode_aes_op *op = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
423         struct blkcipher_walk walk;
424         int err, ret;
425
426         if (unlikely(op->keylen != AES_KEYSIZE_128))
427                 return fallback_blk_dec(desc, dst, src, nbytes);
428
429         blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
430         err = blkcipher_walk_virt(desc, &walk);
431
432         while((nbytes = walk.nbytes)) {
433                 op->src = walk.src.virt.addr,
434                 op->dst = walk.dst.virt.addr;
435                 op->mode = AES_MODE_ECB;
436                 op->len = nbytes - (nbytes % AES_MIN_BLOCK_SIZE);
437                 op->dir = AES_DIR_DECRYPT;
438
439                 ret = geode_aes_crypt(op);
440                 nbytes -= ret;
441                 err = blkcipher_walk_done(desc, &walk, nbytes);
442         }
443
444         return err;
445 }
446
447 static int
448 geode_ecb_encrypt(struct blkcipher_desc *desc,
449                   struct scatterlist *dst, struct scatterlist *src,
450                   unsigned int nbytes)
451 {
452         struct geode_aes_op *op = crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm);
453         struct blkcipher_walk walk;
454         int err, ret;
455
456         if (unlikely(op->keylen != AES_KEYSIZE_128))
457                 return fallback_blk_enc(desc, dst, src, nbytes);
458
459         blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
460         err = blkcipher_walk_virt(desc, &walk);
461
462         while((nbytes = walk.nbytes)) {
463                 op->src = walk.src.virt.addr,
464                 op->dst = walk.dst.virt.addr;
465                 op->mode = AES_MODE_ECB;
466                 op->len = nbytes - (nbytes % AES_MIN_BLOCK_SIZE);
467                 op->dir = AES_DIR_ENCRYPT;
468
469                 ret = geode_aes_crypt(op);
470                 nbytes -= ret;
471                 ret =  blkcipher_walk_done(desc, &walk, nbytes);
472         }
473
474         return err;
475 }
476
477 static struct crypto_alg geode_ecb_alg = {
478         .cra_name                       =       "ecb(aes)",
479         .cra_driver_name        =       "ecb-aes-geode",
480         .cra_priority           =       400,
481         .cra_flags                      =       CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER |
482                                                         CRYPTO_ALG_NEED_FALLBACK,
483         .cra_init                       =       fallback_init_blk,
484         .cra_exit                       =       fallback_exit_blk,
485         .cra_blocksize          =       AES_MIN_BLOCK_SIZE,
486         .cra_ctxsize            =       sizeof(struct geode_aes_op),
487         .cra_alignmask          =       15,
488         .cra_type                       =       &crypto_blkcipher_type,
489         .cra_module                     =       THIS_MODULE,
490         .cra_list                       =       LIST_HEAD_INIT(geode_ecb_alg.cra_list),
491         .cra_u                          =       {
492                 .blkcipher      =       {
493                         .min_keysize    =       AES_MIN_KEY_SIZE,
494                         .max_keysize    =       AES_MAX_KEY_SIZE,
495                         .setkey                 =       geode_setkey_blk,
496                         .encrypt                =       geode_ecb_encrypt,
497                         .decrypt                =       geode_ecb_decrypt,
498                 }
499         }
500 };
501
502 static void __devexit
503 geode_aes_remove(struct pci_dev *dev)
504 {
505         crypto_unregister_alg(&geode_alg);
506         crypto_unregister_alg(&geode_ecb_alg);
507         crypto_unregister_alg(&geode_cbc_alg);
508
509         pci_iounmap(dev, _iobase);
510         _iobase = NULL;
511
512         pci_release_regions(dev);
513         pci_disable_device(dev);
514 }
515
516
517 static int __devinit
518 geode_aes_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
519 {
520         int ret;
521
522         if ((ret = pci_enable_device(dev)))
523                 return ret;
524
525         if ((ret = pci_request_regions(dev, "geode-aes")))
526                 goto eenable;
527
528         _iobase = pci_iomap(dev, 0, 0);
529
530         if (_iobase == NULL) {
531                 ret = -ENOMEM;
532                 goto erequest;
533         }
534
535         spin_lock_init(&lock);
536
537         /* Clear any pending activity */
538         iowrite32(AES_INTR_PENDING | AES_INTR_MASK, _iobase + AES_INTR_REG);
539
540         if ((ret = crypto_register_alg(&geode_alg)))
541                 goto eiomap;
542
543         if ((ret = crypto_register_alg(&geode_ecb_alg)))
544                 goto ealg;
545
546         if ((ret = crypto_register_alg(&geode_cbc_alg)))
547                 goto eecb;
548
549         printk(KERN_NOTICE "geode-aes: GEODE AES engine enabled.\n");
550         return 0;
551
552  eecb:
553         crypto_unregister_alg(&geode_ecb_alg);
554
555  ealg:
556         crypto_unregister_alg(&geode_alg);
557
558  eiomap:
559         pci_iounmap(dev, _iobase);
560
561  erequest:
562         pci_release_regions(dev);
563
564  eenable:
565         pci_disable_device(dev);
566
567         printk(KERN_ERR "geode-aes:  GEODE AES initialization failed.\n");
568         return ret;
569 }
570
571 static struct pci_device_id geode_aes_tbl[] = {
572         { PCI_VENDOR_ID_AMD, PCI_DEVICE_ID_AMD_LX_AES, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID} ,
573         { 0, }
574 };
575
576 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, geode_aes_tbl);
577
578 static struct pci_driver geode_aes_driver = {
579         .name = "Geode LX AES",
580         .id_table = geode_aes_tbl,
581         .probe = geode_aes_probe,
582         .remove = __devexit_p(geode_aes_remove)
583 };
584
585 static int __init
586 geode_aes_init(void)
587 {
588         return pci_register_driver(&geode_aes_driver);
589 }
590
591 static void __exit
592 geode_aes_exit(void)
593 {
594         pci_unregister_driver(&geode_aes_driver);
595 }
596
597 MODULE_AUTHOR("Advanced Micro Devices, Inc.");
598 MODULE_DESCRIPTION("Geode LX Hardware AES driver");
599 MODULE_LICENSE("GPL");
600
601 module_init(geode_aes_init);
602 module_exit(geode_aes_exit);