sys/crypto/aesni/aesni.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2005-2008 Pawel Jakub Dawidek <pjd@FreeBSD.org>
   3  * Copyright (c) 2010 Konstantin Belousov <kib@FreeBSD.org>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHORS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/systm.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/kobj.h>
  35 #include <sys/libkern.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/module.h>
  38 #include <sys/malloc.h>
  39 #include <sys/rwlock.h>
  40 #include <sys/bus.h>
  41 #include <sys/uio.h>
  42 #include <crypto/aesni/aesni.h>
  43 #include "cryptodev_if.h"
  44
  45 struct aesni_softc {
  46         int32_t cid;
  47         uint32_t sid;
  48         TAILQ_HEAD(aesni_sessions_head, aesni_session) sessions;
  49         struct rwlock lock;
  50 };
  51
  52 static int aesni_newsession(device_t, uint32_t *sidp, struct cryptoini *cri);
  53 static int aesni_freesession(device_t, uint64_t tid);
  54 static void aesni_freesession_locked(struct aesni_softc *sc,
  55     struct aesni_session *ses);
  56
  57 MALLOC_DEFINE(M_AESNI, "aesni_data", "AESNI Data");
  58
  59 static void
  60 aesni_identify(driver_t *drv, device_t parent)
  61 {
  62
  63         /* NB: order 10 is so we get attached after h/w devices */
  64         if (device_find_child(parent, "aesni", -1) == NULL &&
  65             BUS_ADD_CHILD(parent, 10, "aesni", -1) == 0)
  66                 panic("aesni: could not attach");
  67 }
  68
  69 static int
  70 aesni_probe(device_t dev)
  71 {
  72
  73         if ((cpu_feature2 & CPUID2_AESNI) == 0) {
  74                 device_printf(dev, "No AESNI support.\n");
  75                 return (EINVAL);
  76         }
  77         device_set_desc_copy(dev, "AES-CBC,AES-XTS");
  78         return (0);
  79 }
  80
  81 static int
  82 aesni_attach(device_t dev)
  83 {
  84         struct aesni_softc *sc;
  85
  86         sc = device_get_softc(dev);
  87         TAILQ_INIT(&sc->sessions);
  88         sc->sid = 1;
  89         sc->cid = crypto_get_driverid(dev, CRYPTOCAP_F_HARDWARE);
  90         if (sc->cid < 0) {
  91                 device_printf(dev, "Could not get crypto driver id.\n");
  92                 return (ENOMEM);
  93         }
  94
  95         rw_init(&sc->lock, "aesni_lock");
  96         crypto_register(sc->cid, CRYPTO_AES_CBC, 0, 0);
  97         crypto_register(sc->cid, CRYPTO_AES_XTS, 0, 0);
  98         return (0);
  99 }
 100
 101 static int
 102 aesni_detach(device_t dev)
 103 {
 104         struct aesni_softc *sc;
 105         struct aesni_session *ses;
 106
 107         sc = device_get_softc(dev);
 108         rw_wlock(&sc->lock);
 109         TAILQ_FOREACH(ses, &sc->sessions, next) {
 110                 if (ses->used) {
 111                         rw_wunlock(&sc->lock);
 112                         device_printf(dev,
 113                             "Cannot detach, sessions still active.\n");
 114                         return (EBUSY);
 115                 }
 116         }
 117         while ((ses = TAILQ_FIRST(&sc->sessions)) != NULL) {
 118                 TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 119                 free(ses, M_AESNI);
 120         }
 121         rw_wunlock(&sc->lock);
 122         rw_destroy(&sc->lock);
 123         crypto_unregister_all(sc->cid);
 124         return (0);
 125 }
 126
 127 static int
 128 aesni_newsession(device_t dev, uint32_t *sidp, struct cryptoini *cri)
 129 {
 130         struct aesni_softc *sc;
 131         struct aesni_session *ses;
 132         struct cryptoini *encini;
 133         int error;
 134
 135         if (sidp == NULL || cri == NULL)
 136                 return (EINVAL);
 137
 138         sc = device_get_softc(dev);
 139         ses = NULL;
 140         encini = NULL;
 141         for (; cri != NULL; cri = cri->cri_next) {
 142                 switch (cri->cri_alg) {
 143                 case CRYPTO_AES_CBC:
 144                 case CRYPTO_AES_XTS:
 145                         if (encini != NULL)
 146                                 return (EINVAL);
 147                         encini = cri;
 148                         break;
 149                 default:
 150                         return (EINVAL);
 151                 }
 152         }
 153         if (encini == NULL)
 154                 return (EINVAL);
 155
 156         rw_wlock(&sc->lock);
 157         /*
 158          * Free sessions goes first, so if first session is used, we need to
 159          * allocate one.
 160          */
 161         ses = TAILQ_FIRST(&sc->sessions);
 162         if (ses == NULL || ses->used) {
 163                 ses = malloc(sizeof(*ses), M_AESNI, M_NOWAIT | M_ZERO);
 164                 if (ses == NULL) {
 165                         rw_wunlock(&sc->lock);
 166                         return (ENOMEM);
 167                 }
 168                 KASSERT(((uintptr_t)ses) % 0x10 == 0,
 169                     ("malloc returned unaligned pointer"));
 170                 ses->id = sc->sid++;
 171         } else {
 172                 TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 173         }
 174         ses->used = 1;
 175         TAILQ_INSERT_TAIL(&sc->sessions, ses, next);
 176         rw_wunlock(&sc->lock);
 177         ses->algo = encini->cri_alg;
 178
 179         error = aesni_cipher_setup(ses, encini);
 180         if (error != 0) {
 181                 rw_wlock(&sc->lock);
 182                 aesni_freesession_locked(sc, ses);
 183                 rw_wunlock(&sc->lock);
 184                 return (error);
 185         }
 186
 187         *sidp = ses->id;
 188         return (0);
 189 }
 190
 191 static void
 192 aesni_freesession_locked(struct aesni_softc *sc, struct aesni_session *ses)
 193 {
 194         uint32_t sid;
 195
 196         sid = ses->id;
 197         TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 198         bzero(ses, sizeof(*ses));
 199         ses->id = sid;
 200         TAILQ_INSERT_HEAD(&sc->sessions, ses, next);
 201 }
 202
 203 static int
 204 aesni_freesession(device_t dev, uint64_t tid)
 205 {
 206         struct aesni_softc *sc;
 207         struct aesni_session *ses;
 208         uint32_t sid;
 209
 210         sc = device_get_softc(dev);
 211         sid = ((uint32_t)tid) & 0xffffffff;
 212         rw_wlock(&sc->lock);
 213         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ses, &sc->sessions, aesni_sessions_head, next) {
 214                 if (ses->id == sid)
 215                         break;
 216         }
 217         if (ses == NULL) {
 218                 rw_wunlock(&sc->lock);
 219                 return (EINVAL);
 220         }
 221         aesni_freesession_locked(sc, ses);
 222         rw_wunlock(&sc->lock);
 223         return (0);
 224 }
 225
 226 static int
 227 aesni_process(device_t dev, struct cryptop *crp, int hint __unused)
 228 {
 229         struct aesni_softc *sc = device_get_softc(dev);
 230         struct aesni_session *ses = NULL;
 231         struct cryptodesc *crd, *enccrd;
 232         int error;
 233
 234         error = 0;
 235         enccrd = NULL;
 236
 237         /* Sanity check. */
 238         if (crp == NULL)
 239                 return (EINVAL);
 240
 241         if (crp->crp_callback == NULL || crp->crp_desc == NULL) {
 242                 error = EINVAL;
 243                 goto out;
 244         }
 245
 246         for (crd = crp->crp_desc; crd != NULL; crd = crd->crd_next) {
 247                 switch (crd->crd_alg) {
 248                 case CRYPTO_AES_CBC:
 249                 case CRYPTO_AES_XTS:
 250                         if (enccrd != NULL) {
 251                                 error = EINVAL;
 252                                 goto out;
 253                         }
 254                         enccrd = crd;
 255                         break;
 256                 default:
 257                         return (EINVAL);
 258                 }
 259         }
 260         if (enccrd == NULL || (enccrd->crd_len % AES_BLOCK_LEN) != 0) {
 261                 error = EINVAL;
 262                 goto out;
 263         }
 264
 265         rw_rlock(&sc->lock);
 266         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ses, &sc->sessions, aesni_sessions_head, next) {
 267                 if (ses->id == (crp->crp_sid & 0xffffffff))
 268                         break;
 269         }
 270         rw_runlock(&sc->lock);
 271         if (ses == NULL) {
 272                 error = EINVAL;
 273                 goto out;
 274         }
 275
 276         error = aesni_cipher_process(ses, enccrd, crp);
 277         if (error != 0)
 278                 goto out;
 279
 280 out:
 281         crp->crp_etype = error;
 282         crypto_done(crp);
 283         return (error);
 284 }
 285
 286 uint8_t *
 287 aesni_cipher_alloc(struct cryptodesc *enccrd, struct cryptop *crp,
 288     int *allocated)
 289 {
 290         struct uio *uio;
 291         struct iovec *iov;
 292         uint8_t *addr;
 293
 294         if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IMBUF)
 295                 goto alloc;
 296         else if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IOV) {
 297                 uio = (struct uio *)crp->crp_buf;
 298                 if (uio->uio_iovcnt != 1)
 299                         goto alloc;
 300                 iov = uio->uio_iov;
 301                 addr = (u_char *)iov->iov_base + enccrd->crd_skip;
 302         } else
 303                 addr = (u_char *)crp->crp_buf;
 304         *allocated = 0;
 305         return (addr);
 306
 307 alloc:
 308         addr = malloc(enccrd->crd_len, M_AESNI, M_NOWAIT);
 309         if (addr != NULL) {
 310                 *allocated = 1;
 311                 crypto_copydata(crp->crp_flags, crp->crp_buf, enccrd->crd_skip,
 312                     enccrd->crd_len, addr);
 313         } else
 314                 *allocated = 0;
 315         return (addr);
 316 }
 317
 318 static device_method_t aesni_methods[] = {
 319         DEVMETHOD(device_identify, aesni_identify),
 320         DEVMETHOD(device_probe, aesni_probe),
 321         DEVMETHOD(device_attach, aesni_attach),
 322         DEVMETHOD(device_detach, aesni_detach),
 323
 324         DEVMETHOD(cryptodev_newsession, aesni_newsession),
 325         DEVMETHOD(cryptodev_freesession, aesni_freesession),
 326         DEVMETHOD(cryptodev_process, aesni_process),
 327
 328         {0, 0},
 329 };
 330
 331 static driver_t aesni_driver = {
 332         "aesni",
 333         aesni_methods,
 334         sizeof(struct aesni_softc),
 335 };
 336 static devclass_t aesni_devclass;
 337
 338 DRIVER_MODULE(aesni, nexus, aesni_driver, aesni_devclass, 0, 0);
 339 MODULE_VERSION(aesni, 1);
 340 MODULE_DEPEND(aesni, crypto, 1, 1, 1);