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                 fpu_kern_free_ctx(ses->fpu_ctx);
 120                 free(ses, M_AESNI);
 121         }
 122         rw_wunlock(&sc->lock);
 123         rw_destroy(&sc->lock);
 124         crypto_unregister_all(sc->cid);
 125         return (0);
 126 }
 127
 128 static int
 129 aesni_newsession(device_t dev, uint32_t *sidp, struct cryptoini *cri)
 130 {
 131         struct aesni_softc *sc;
 132         struct aesni_session *ses;
 133         struct cryptoini *encini;
 134         int error;
 135
 136         if (sidp == NULL || cri == NULL)
 137                 return (EINVAL);
 138
 139         sc = device_get_softc(dev);
 140         ses = NULL;
 141         encini = NULL;
 142         for (; cri != NULL; cri = cri->cri_next) {
 143                 switch (cri->cri_alg) {
 144                 case CRYPTO_AES_CBC:
 145                 case CRYPTO_AES_XTS:
 146                         if (encini != NULL)
 147                                 return (EINVAL);
 148                         encini = cri;
 149                         break;
 150                 default:
 151                         return (EINVAL);
 152                 }
 153         }
 154         if (encini == NULL)
 155                 return (EINVAL);
 156
 157         rw_wlock(&sc->lock);
 158         /*
 159          * Free sessions goes first, so if first session is used, we need to
 160          * allocate one.
 161          */
 162         ses = TAILQ_FIRST(&sc->sessions);
 163         if (ses == NULL || ses->used) {
 164                 ses = malloc(sizeof(*ses), M_AESNI, M_NOWAIT | M_ZERO);
 165                 if (ses == NULL) {
 166                         rw_wunlock(&sc->lock);
 167                         return (ENOMEM);
 168                 }
 169                 ses->fpu_ctx = fpu_kern_alloc_ctx(FPU_KERN_NORMAL |
 170                     FPU_KERN_NOWAIT);
 171                 if (ses->fpu_ctx == NULL) {
 172                         free(ses, M_AESNI);
 173                         rw_wunlock(&sc->lock);
 174                         return (ENOMEM);
 175                 }
 176                 ses->id = sc->sid++;
 177         } else {
 178                 TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 179         }
 180         ses->used = 1;
 181         TAILQ_INSERT_TAIL(&sc->sessions, ses, next);
 182         rw_wunlock(&sc->lock);
 183         ses->algo = encini->cri_alg;
 184
 185         error = aesni_cipher_setup(ses, encini);
 186         if (error != 0) {
 187                 rw_wlock(&sc->lock);
 188                 aesni_freesession_locked(sc, ses);
 189                 rw_wunlock(&sc->lock);
 190                 return (error);
 191         }
 192
 193         *sidp = ses->id;
 194         return (0);
 195 }
 196
 197 static void
 198 aesni_freesession_locked(struct aesni_softc *sc, struct aesni_session *ses)
 199 {
 200         struct fpu_kern_ctx *ctx;
 201         uint32_t sid;
 202
 203         sid = ses->id;
 204         TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 205         ctx = ses->fpu_ctx;
 206         bzero(ses, sizeof(*ses));
 207         ses->id = sid;
 208         ses->fpu_ctx = ctx;
 209         TAILQ_INSERT_HEAD(&sc->sessions, ses, next);
 210 }
 211
 212 static int
 213 aesni_freesession(device_t dev, uint64_t tid)
 214 {
 215         struct aesni_softc *sc;
 216         struct aesni_session *ses;
 217         uint32_t sid;
 218
 219         sc = device_get_softc(dev);
 220         sid = ((uint32_t)tid) & 0xffffffff;
 221         rw_wlock(&sc->lock);
 222         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ses, &sc->sessions, aesni_sessions_head, next) {
 223                 if (ses->id == sid)
 224                         break;
 225         }
 226         if (ses == NULL) {
 227                 rw_wunlock(&sc->lock);
 228                 return (EINVAL);
 229         }
 230         aesni_freesession_locked(sc, ses);
 231         rw_wunlock(&sc->lock);
 232         return (0);
 233 }
 234
 235 static int
 236 aesni_process(device_t dev, struct cryptop *crp, int hint __unused)
 237 {
 238         struct aesni_softc *sc = device_get_softc(dev);
 239         struct aesni_session *ses = NULL;
 240         struct cryptodesc *crd, *enccrd;
 241         int error;
 242
 243         error = 0;
 244         enccrd = NULL;
 245
 246         /* Sanity check. */
 247         if (crp == NULL)
 248                 return (EINVAL);
 249
 250         if (crp->crp_callback == NULL || crp->crp_desc == NULL) {
 251                 error = EINVAL;
 252                 goto out;
 253         }
 254
 255         for (crd = crp->crp_desc; crd != NULL; crd = crd->crd_next) {
 256                 switch (crd->crd_alg) {
 257                 case CRYPTO_AES_CBC:
 258                 case CRYPTO_AES_XTS:
 259                         if (enccrd != NULL) {
 260                                 error = EINVAL;
 261                                 goto out;
 262                         }
 263                         enccrd = crd;
 264                         break;
 265                 default:
 266                         return (EINVAL);
 267                 }
 268         }
 269         if (enccrd == NULL || (enccrd->crd_len % AES_BLOCK_LEN) != 0) {
 270                 error = EINVAL;
 271                 goto out;
 272         }
 273
 274         rw_rlock(&sc->lock);
 275         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ses, &sc->sessions, aesni_sessions_head, next) {
 276                 if (ses->id == (crp->crp_sid & 0xffffffff))
 277                         break;
 278         }
 279         rw_runlock(&sc->lock);
 280         if (ses == NULL) {
 281                 error = EINVAL;
 282                 goto out;
 283         }
 284
 285         error = aesni_cipher_process(ses, enccrd, crp);
 286         if (error != 0)
 287                 goto out;
 288
 289 out:
 290         crp->crp_etype = error;
 291         crypto_done(crp);
 292         return (error);
 293 }
 294
 295 uint8_t *
 296 aesni_cipher_alloc(struct cryptodesc *enccrd, struct cryptop *crp,
 297     int *allocated)
 298 {
 299         struct uio *uio;
 300         struct iovec *iov;
 301         uint8_t *addr;
 302
 303         if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IMBUF)
 304                 goto alloc;
 305         else if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IOV) {
 306                 uio = (struct uio *)crp->crp_buf;
 307                 if (uio->uio_iovcnt != 1)
 308                         goto alloc;
 309                 iov = uio->uio_iov;
 310                 addr = (u_char *)iov->iov_base + enccrd->crd_skip;
 311         } else
 312                 addr = (u_char *)crp->crp_buf;
 313         *allocated = 0;
 314         return (addr);
 315
 316 alloc:
 317         addr = malloc(enccrd->crd_len, M_AESNI, M_NOWAIT);
 318         if (addr != NULL) {
 319                 *allocated = 1;
 320                 crypto_copydata(crp->crp_flags, crp->crp_buf, enccrd->crd_skip,
 321                     enccrd->crd_len, addr);
 322         } else
 323                 *allocated = 0;
 324         return (addr);
 325 }
 326
 327 static device_method_t aesni_methods[] = {
 328         DEVMETHOD(device_identify, aesni_identify),
 329         DEVMETHOD(device_probe, aesni_probe),
 330         DEVMETHOD(device_attach, aesni_attach),
 331         DEVMETHOD(device_detach, aesni_detach),
 332
 333         DEVMETHOD(cryptodev_newsession, aesni_newsession),
 334         DEVMETHOD(cryptodev_freesession, aesni_freesession),
 335         DEVMETHOD(cryptodev_process, aesni_process),
 336
 337         {0, 0},
 338 };
 339
 340 static driver_t aesni_driver = {
 341         "aesni",
 342         aesni_methods,
 343         sizeof(struct aesni_softc),
 344 };
 345 static devclass_t aesni_devclass;
 346
 347 DRIVER_MODULE(aesni, nexus, aesni_driver, aesni_devclass, 0, 0);
 348 MODULE_VERSION(aesni, 1);
 349 MODULE_DEPEND(aesni, crypto, 1, 1, 1);