xref: /openbmc/linux/drivers/crypto/vmx/ghash.c (revision 4f2c0a4acffbec01079c28f839422e64ddeff004)
1357d065aSDaniel Axtens // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2dbb153c0SAditya Srivastava /*
3cc333cd6SMarcelo H. Cerri  * GHASH routines supporting VMX instructions on the Power 8
4cc333cd6SMarcelo H. Cerri  *
5357d065aSDaniel Axtens  * Copyright (C) 2015, 2019 International Business Machines Inc.
6cc333cd6SMarcelo H. Cerri  *
7cc333cd6SMarcelo H. Cerri  * Author: Marcelo Henrique Cerri <mhcerri@br.ibm.com>
8357d065aSDaniel Axtens  *
9357d065aSDaniel Axtens  * Extended by Daniel Axtens <dja@axtens.net> to replace the fallback
10357d065aSDaniel Axtens  * mechanism. The new approach is based on arm64 code, which is:
11357d065aSDaniel Axtens  *   Copyright (C) 2014 - 2018 Linaro Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
12cc333cd6SMarcelo H. Cerri  */
13cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
14cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <linux/types.h>
15cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <linux/err.h>
16cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <linux/crypto.h>
17cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <linux/delay.h>
18626ddb2fSEric Biggers #include <asm/simd.h>
19cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <asm/switch_to.h>
20cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <crypto/aes.h>
2180da44c2SMarcelo Cerri #include <crypto/ghash.h>
22cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <crypto/scatterwalk.h>
23cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <crypto/internal/hash.h>
24626ddb2fSEric Biggers #include <crypto/internal/simd.h>
25cc333cd6SMarcelo H. Cerri #include <crypto/b128ops.h>
26*cc8166bfSHerbert Xu #include "aesp8-ppc.h"
27cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
28cc333cd6SMarcelo H. Cerri void gcm_init_p8(u128 htable[16], const u64 Xi[2]);
29cc333cd6SMarcelo H. Cerri void gcm_gmult_p8(u64 Xi[2], const u128 htable[16]);
30cc333cd6SMarcelo H. Cerri void gcm_ghash_p8(u64 Xi[2], const u128 htable[16],
31cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		  const u8 *in, size_t len);
32cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
33cc333cd6SMarcelo H. Cerri struct p8_ghash_ctx {
34357d065aSDaniel Axtens 	/* key used by vector asm */
35cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	u128 htable[16];
36357d065aSDaniel Axtens 	/* key used by software fallback */
37357d065aSDaniel Axtens 	be128 key;
38cc333cd6SMarcelo H. Cerri };
39cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
40cc333cd6SMarcelo H. Cerri struct p8_ghash_desc_ctx {
41cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	u64 shash[2];
42cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	u8 buffer[GHASH_DIGEST_SIZE];
43cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	int bytes;
44cc333cd6SMarcelo H. Cerri };
45cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
p8_ghash_init(struct shash_desc * desc)46cc333cd6SMarcelo H. Cerri static int p8_ghash_init(struct shash_desc *desc)
47cc333cd6SMarcelo H. Cerri {
48cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	struct p8_ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
49cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
50cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	dctx->bytes = 0;
51cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	memset(dctx->shash, 0, GHASH_DIGEST_SIZE);
52357d065aSDaniel Axtens 	return 0;
53cc333cd6SMarcelo H. Cerri }
54cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
p8_ghash_setkey(struct crypto_shash * tfm,const u8 * key,unsigned int keylen)55cc333cd6SMarcelo H. Cerri static int p8_ghash_setkey(struct crypto_shash *tfm, const u8 *key,
56cc333cd6SMarcelo H. Cerri 			   unsigned int keylen)
57cc333cd6SMarcelo H. Cerri {
58cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	struct p8_ghash_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(crypto_shash_tfm(tfm));
59cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
6080da44c2SMarcelo Cerri 	if (keylen != GHASH_BLOCK_SIZE)
61cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		return -EINVAL;
62cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
635f76eea8SDavid Hildenbrand 	preempt_disable();
64cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	pagefault_disable();
652d6f0600SLeonidas Da Silva Barbosa 	enable_kernel_vsx();
66cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	gcm_init_p8(ctx->htable, (const u64 *) key);
67dc4fbba1SAnton Blanchard 	disable_kernel_vsx();
68cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	pagefault_enable();
695f76eea8SDavid Hildenbrand 	preempt_enable();
70357d065aSDaniel Axtens 
71357d065aSDaniel Axtens 	memcpy(&ctx->key, key, GHASH_BLOCK_SIZE);
72357d065aSDaniel Axtens 
73357d065aSDaniel Axtens 	return 0;
74357d065aSDaniel Axtens }
75357d065aSDaniel Axtens 
__ghash_block(struct p8_ghash_ctx * ctx,struct p8_ghash_desc_ctx * dctx)76357d065aSDaniel Axtens static inline void __ghash_block(struct p8_ghash_ctx *ctx,
77357d065aSDaniel Axtens 				 struct p8_ghash_desc_ctx *dctx)
78357d065aSDaniel Axtens {
79357d065aSDaniel Axtens 	if (crypto_simd_usable()) {
80357d065aSDaniel Axtens 		preempt_disable();
81357d065aSDaniel Axtens 		pagefault_disable();
82357d065aSDaniel Axtens 		enable_kernel_vsx();
83357d065aSDaniel Axtens 		gcm_ghash_p8(dctx->shash, ctx->htable,
84357d065aSDaniel Axtens 				dctx->buffer, GHASH_DIGEST_SIZE);
85357d065aSDaniel Axtens 		disable_kernel_vsx();
86357d065aSDaniel Axtens 		pagefault_enable();
87357d065aSDaniel Axtens 		preempt_enable();
88357d065aSDaniel Axtens 	} else {
89357d065aSDaniel Axtens 		crypto_xor((u8 *)dctx->shash, dctx->buffer, GHASH_BLOCK_SIZE);
90357d065aSDaniel Axtens 		gf128mul_lle((be128 *)dctx->shash, &ctx->key);
91357d065aSDaniel Axtens 	}
92357d065aSDaniel Axtens }
93357d065aSDaniel Axtens 
__ghash_blocks(struct p8_ghash_ctx * ctx,struct p8_ghash_desc_ctx * dctx,const u8 * src,unsigned int srclen)94357d065aSDaniel Axtens static inline void __ghash_blocks(struct p8_ghash_ctx *ctx,
95357d065aSDaniel Axtens 				  struct p8_ghash_desc_ctx *dctx,
96357d065aSDaniel Axtens 				  const u8 *src, unsigned int srclen)
97357d065aSDaniel Axtens {
98357d065aSDaniel Axtens 	if (crypto_simd_usable()) {
99357d065aSDaniel Axtens 		preempt_disable();
100357d065aSDaniel Axtens 		pagefault_disable();
101357d065aSDaniel Axtens 		enable_kernel_vsx();
102357d065aSDaniel Axtens 		gcm_ghash_p8(dctx->shash, ctx->htable,
103357d065aSDaniel Axtens 				src, srclen);
104357d065aSDaniel Axtens 		disable_kernel_vsx();
105357d065aSDaniel Axtens 		pagefault_enable();
106357d065aSDaniel Axtens 		preempt_enable();
107357d065aSDaniel Axtens 	} else {
108357d065aSDaniel Axtens 		while (srclen >= GHASH_BLOCK_SIZE) {
109357d065aSDaniel Axtens 			crypto_xor((u8 *)dctx->shash, src, GHASH_BLOCK_SIZE);
110357d065aSDaniel Axtens 			gf128mul_lle((be128 *)dctx->shash, &ctx->key);
111357d065aSDaniel Axtens 			srclen -= GHASH_BLOCK_SIZE;
112357d065aSDaniel Axtens 			src += GHASH_BLOCK_SIZE;
113357d065aSDaniel Axtens 		}
114357d065aSDaniel Axtens 	}
115cc333cd6SMarcelo H. Cerri }
116cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
p8_ghash_update(struct shash_desc * desc,const u8 * src,unsigned int srclen)117cc333cd6SMarcelo H. Cerri static int p8_ghash_update(struct shash_desc *desc,
118cc333cd6SMarcelo H. Cerri 			   const u8 *src, unsigned int srclen)
119cc333cd6SMarcelo H. Cerri {
120cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	unsigned int len;
121cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	struct p8_ghash_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(crypto_shash_tfm(desc->tfm));
122cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	struct p8_ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
123cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
124cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	if (dctx->bytes) {
125cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		if (dctx->bytes + srclen < GHASH_DIGEST_SIZE) {
1264beb1060SHerbert Xu 			memcpy(dctx->buffer + dctx->bytes, src,
1274beb1060SHerbert Xu 				srclen);
128cc333cd6SMarcelo H. Cerri 			dctx->bytes += srclen;
129cc333cd6SMarcelo H. Cerri 			return 0;
130cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		}
131cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		memcpy(dctx->buffer + dctx->bytes, src,
132cc333cd6SMarcelo H. Cerri 			GHASH_DIGEST_SIZE - dctx->bytes);
133357d065aSDaniel Axtens 
134357d065aSDaniel Axtens 		__ghash_block(ctx, dctx);
135357d065aSDaniel Axtens 
136cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		src += GHASH_DIGEST_SIZE - dctx->bytes;
137cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		srclen -= GHASH_DIGEST_SIZE - dctx->bytes;
138cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		dctx->bytes = 0;
139cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	}
140cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	len = srclen & ~(GHASH_DIGEST_SIZE - 1);
141cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	if (len) {
142357d065aSDaniel Axtens 		__ghash_blocks(ctx, dctx, src, len);
143cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		src += len;
144cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		srclen -= len;
145cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	}
146cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	if (srclen) {
147cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		memcpy(dctx->buffer, src, srclen);
148cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		dctx->bytes = srclen;
149cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	}
150cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	return 0;
151cc333cd6SMarcelo H. Cerri }
152cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
p8_ghash_final(struct shash_desc * desc,u8 * out)153cc333cd6SMarcelo H. Cerri static int p8_ghash_final(struct shash_desc *desc, u8 *out)
154cc333cd6SMarcelo H. Cerri {
155cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	int i;
156cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	struct p8_ghash_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(crypto_shash_tfm(desc->tfm));
157cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	struct p8_ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
158cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
159cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	if (dctx->bytes) {
160cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		for (i = dctx->bytes; i < GHASH_DIGEST_SIZE; i++)
161cc333cd6SMarcelo H. Cerri 			dctx->buffer[i] = 0;
162357d065aSDaniel Axtens 		__ghash_block(ctx, dctx);
163cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		dctx->bytes = 0;
164cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	}
165cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	memcpy(out, dctx->shash, GHASH_DIGEST_SIZE);
166cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	return 0;
167cc333cd6SMarcelo H. Cerri }
168cc333cd6SMarcelo H. Cerri 
169cc333cd6SMarcelo H. Cerri struct shash_alg p8_ghash_alg = {
170cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	.digestsize = GHASH_DIGEST_SIZE,
171cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	.init = p8_ghash_init,
172cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	.update = p8_ghash_update,
173cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	.final = p8_ghash_final,
174cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	.setkey = p8_ghash_setkey,
17580da44c2SMarcelo Cerri 	.descsize = sizeof(struct p8_ghash_desc_ctx)
17680da44c2SMarcelo Cerri 		+ sizeof(struct ghash_desc_ctx),
177cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	.base = {
178cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		 .cra_name = "ghash",
179cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		 .cra_driver_name = "p8_ghash",
180cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		 .cra_priority = 1000,
181cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		 .cra_blocksize = GHASH_BLOCK_SIZE,
182cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		 .cra_ctxsize = sizeof(struct p8_ghash_ctx),
183cc333cd6SMarcelo H. Cerri 		 .cra_module = THIS_MODULE,
184cc333cd6SMarcelo H. Cerri 	},
185cc333cd6SMarcelo H. Cerri };
186