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
  78         if ((cpu_feature & CPUID_SSE2) == 0) {
  79                 device_printf(dev, "No SSE2 support but AESNI!?!\n");
  80                 return (EINVAL);
  81         }
  82
  83         device_set_desc_copy(dev, "AES-CBC,AES-XTS");
  84         return (0);
  85 }
  86
  87 static int
  88 aesni_attach(device_t dev)
  89 {
  90         struct aesni_softc *sc;
  91
  92         sc = device_get_softc(dev);
  93         TAILQ_INIT(&sc->sessions);
  94         sc->sid = 1;
  95         sc->cid = crypto_get_driverid(dev, CRYPTOCAP_F_HARDWARE);
  96         if (sc->cid < 0) {
  97                 device_printf(dev, "Could not get crypto driver id.\n");
  98                 return (ENOMEM);
  99         }
 100
 101         rw_init(&sc->lock, "aesni_lock");
 102         crypto_register(sc->cid, CRYPTO_AES_CBC, 0, 0);
 103         crypto_register(sc->cid, CRYPTO_AES_XTS, 0, 0);
 104         return (0);
 105 }
 106
 107 static int
 108 aesni_detach(device_t dev)
 109 {
 110         struct aesni_softc *sc;
 111         struct aesni_session *ses;
 112
 113         sc = device_get_softc(dev);
 114         rw_wlock(&sc->lock);
 115         TAILQ_FOREACH(ses, &sc->sessions, next) {
 116                 if (ses->used) {
 117                         rw_wunlock(&sc->lock);
 118                         device_printf(dev,
 119                             "Cannot detach, sessions still active.\n");
 120                         return (EBUSY);
 121                 }
 122         }
 123         while ((ses = TAILQ_FIRST(&sc->sessions)) != NULL) {
 124                 TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 125                 fpu_kern_free_ctx(ses->fpu_ctx);
 126                 free(ses, M_AESNI);
 127         }
 128         rw_wunlock(&sc->lock);
 129         rw_destroy(&sc->lock);
 130         crypto_unregister_all(sc->cid);
 131         return (0);
 132 }
 133
 134 static int
 135 aesni_newsession(device_t dev, uint32_t *sidp, struct cryptoini *cri)
 136 {
 137         struct aesni_softc *sc;
 138         struct aesni_session *ses;
 139         struct cryptoini *encini;
 140         int error;
 141
 142         if (sidp == NULL || cri == NULL)
 143                 return (EINVAL);
 144
 145         sc = device_get_softc(dev);
 146         ses = NULL;
 147         encini = NULL;
 148         for (; cri != NULL; cri = cri->cri_next) {
 149                 switch (cri->cri_alg) {
 150                 case CRYPTO_AES_CBC:
 151                 case CRYPTO_AES_XTS:
 152                         if (encini != NULL)
 153                                 return (EINVAL);
 154                         encini = cri;
 155                         break;
 156                 default:
 157                         return (EINVAL);
 158                 }
 159         }
 160         if (encini == NULL)
 161                 return (EINVAL);
 162
 163         rw_wlock(&sc->lock);
 164         /*
 165          * Free sessions goes first, so if first session is used, we need to
 166          * allocate one.
 167          */
 168         ses = TAILQ_FIRST(&sc->sessions);
 169         if (ses == NULL || ses->used) {
 170                 ses = malloc(sizeof(*ses), M_AESNI, M_NOWAIT | M_ZERO);
 171                 if (ses == NULL) {
 172                         rw_wunlock(&sc->lock);
 173                         return (ENOMEM);
 174                 }
 175                 ses->fpu_ctx = fpu_kern_alloc_ctx(FPU_KERN_NORMAL |
 176                     FPU_KERN_NOWAIT);
 177                 if (ses->fpu_ctx == NULL) {
 178                         free(ses, M_AESNI);
 179                         rw_wunlock(&sc->lock);
 180                         return (ENOMEM);
 181                 }
 182                 ses->id = sc->sid++;
 183         } else {
 184                 TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 185         }
 186         ses->used = 1;
 187         TAILQ_INSERT_TAIL(&sc->sessions, ses, next);
 188         rw_wunlock(&sc->lock);
 189         ses->algo = encini->cri_alg;
 190
 191         error = aesni_cipher_setup(ses, encini);
 192         if (error != 0) {
 193                 rw_wlock(&sc->lock);
 194                 aesni_freesession_locked(sc, ses);
 195                 rw_wunlock(&sc->lock);
 196                 return (error);
 197         }
 198
 199         *sidp = ses->id;
 200         return (0);
 201 }
 202
 203 static void
 204 aesni_freesession_locked(struct aesni_softc *sc, struct aesni_session *ses)
 205 {
 206         struct fpu_kern_ctx *ctx;
 207         uint32_t sid;
 208
 209         sid = ses->id;
 210         TAILQ_REMOVE(&sc->sessions, ses, next);
 211         ctx = ses->fpu_ctx;
 212         bzero(ses, sizeof(*ses));
 213         ses->id = sid;
 214         ses->fpu_ctx = ctx;
 215         TAILQ_INSERT_HEAD(&sc->sessions, ses, next);
 216 }
 217
 218 static int
 219 aesni_freesession(device_t dev, uint64_t tid)
 220 {
 221         struct aesni_softc *sc;
 222         struct aesni_session *ses;
 223         uint32_t sid;
 224
 225         sc = device_get_softc(dev);
 226         sid = ((uint32_t)tid) & 0xffffffff;
 227         rw_wlock(&sc->lock);
 228         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ses, &sc->sessions, aesni_sessions_head, next) {
 229                 if (ses->id == sid)
 230                         break;
 231         }
 232         if (ses == NULL) {
 233                 rw_wunlock(&sc->lock);
 234                 return (EINVAL);
 235         }
 236         aesni_freesession_locked(sc, ses);
 237         rw_wunlock(&sc->lock);
 238         return (0);
 239 }
 240
 241 static int
 242 aesni_process(device_t dev, struct cryptop *crp, int hint __unused)
 243 {
 244         struct aesni_softc *sc = device_get_softc(dev);
 245         struct aesni_session *ses = NULL;
 246         struct cryptodesc *crd, *enccrd;
 247         int error;
 248
 249         error = 0;
 250         enccrd = NULL;
 251
 252         /* Sanity check. */
 253         if (crp == NULL)
 254                 return (EINVAL);
 255
 256         if (crp->crp_callback == NULL || crp->crp_desc == NULL) {
 257                 error = EINVAL;
 258                 goto out;
 259         }
 260
 261         for (crd = crp->crp_desc; crd != NULL; crd = crd->crd_next) {
 262                 switch (crd->crd_alg) {
 263                 case CRYPTO_AES_CBC:
 264                 case CRYPTO_AES_XTS:
 265                         if (enccrd != NULL) {
 266                                 error = EINVAL;
 267                                 goto out;
 268                         }
 269                         enccrd = crd;
 270                         break;
 271                 default:
 272                         return (EINVAL);
 273                 }
 274         }
 275         if (enccrd == NULL || (enccrd->crd_len % AES_BLOCK_LEN) != 0) {
 276                 error = EINVAL;
 277                 goto out;
 278         }
 279
 280         rw_rlock(&sc->lock);
 281         TAILQ_FOREACH_REVERSE(ses, &sc->sessions, aesni_sessions_head, next) {
 282                 if (ses->id == (crp->crp_sid & 0xffffffff))
 283                         break;
 284         }
 285         rw_runlock(&sc->lock);
 286         if (ses == NULL) {
 287                 error = EINVAL;
 288                 goto out;
 289         }
 290
 291         error = aesni_cipher_process(ses, enccrd, crp);
 292         if (error != 0)
 293                 goto out;
 294
 295 out:
 296         crp->crp_etype = error;
 297         crypto_done(crp);
 298         return (error);
 299 }
 300
 301 uint8_t *
 302 aesni_cipher_alloc(struct cryptodesc *enccrd, struct cryptop *crp,
 303     int *allocated)
 304 {
 305         struct uio *uio;
 306         struct iovec *iov;
 307         uint8_t *addr;
 308
 309         if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IMBUF)
 310                 goto alloc;
 311         else if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IOV) {
 312                 uio = (struct uio *)crp->crp_buf;
 313                 if (uio->uio_iovcnt != 1)
 314                         goto alloc;
 315                 iov = uio->uio_iov;
 316                 addr = (u_char *)iov->iov_base + enccrd->crd_skip;
 317         } else
 318                 addr = (u_char *)crp->crp_buf;
 319         *allocated = 0;
 320         return (addr);
 321
 322 alloc:
 323         addr = malloc(enccrd->crd_len, M_AESNI, M_NOWAIT);
 324         if (addr != NULL) {
 325                 *allocated = 1;
 326                 crypto_copydata(crp->crp_flags, crp->crp_buf, enccrd->crd_skip,
 327                     enccrd->crd_len, addr);
 328         } else
 329                 *allocated = 0;
 330         return (addr);
 331 }
 332
 333 static device_method_t aesni_methods[] = {
 334         DEVMETHOD(device_identify, aesni_identify),
 335         DEVMETHOD(device_probe, aesni_probe),
 336         DEVMETHOD(device_attach, aesni_attach),
 337         DEVMETHOD(device_detach, aesni_detach),
 338
 339         DEVMETHOD(cryptodev_newsession, aesni_newsession),
 340         DEVMETHOD(cryptodev_freesession, aesni_freesession),
 341         DEVMETHOD(cryptodev_process, aesni_process),
 342
 343         {0, 0},
 344 };
 345
 346 static driver_t aesni_driver = {
 347         "aesni",
 348         aesni_methods,
 349         sizeof(struct aesni_softc),
 350 };
 351 static devclass_t aesni_devclass;
 352
 353 DRIVER_MODULE(aesni, nexus, aesni_driver, aesni_devclass, 0, 0);
 354 MODULE_VERSION(aesni, 1);
 355 MODULE_DEPEND(aesni, crypto, 1, 1, 1);