1937c30d7SJussi Kivilinna /*
2937c30d7SJussi Kivilinna  * Glue Code for SSE2 assembler versions of Serpent Cipher
3937c30d7SJussi Kivilinna  *
4937c30d7SJussi Kivilinna  * Copyright (c) 2011 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna@mbnet.fi>
5937c30d7SJussi Kivilinna  *
6937c30d7SJussi Kivilinna  * Glue code based on aesni-intel_glue.c by:
7937c30d7SJussi Kivilinna  *  Copyright (C) 2008, Intel Corp.
8937c30d7SJussi Kivilinna  *    Author: Huang Ying <ying.huang@intel.com>
9937c30d7SJussi Kivilinna  *
10937c30d7SJussi Kivilinna  * CBC & ECB parts based on code (crypto/cbc.c,ecb.c) by:
11937c30d7SJussi Kivilinna  *   Copyright (c) 2006 Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
12937c30d7SJussi Kivilinna  * CTR part based on code (crypto/ctr.c) by:
13937c30d7SJussi Kivilinna  *   (C) Copyright IBM Corp. 2007 - Joy Latten <latten@us.ibm.com>
14937c30d7SJussi Kivilinna  *
15937c30d7SJussi Kivilinna  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
16937c30d7SJussi Kivilinna  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
17937c30d7SJussi Kivilinna  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
18937c30d7SJussi Kivilinna  * (at your option) any later version.
19937c30d7SJussi Kivilinna  *
20937c30d7SJussi Kivilinna  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
21937c30d7SJussi Kivilinna  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
22937c30d7SJussi Kivilinna  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
23937c30d7SJussi Kivilinna  * GNU General Public License for more details.
24937c30d7SJussi Kivilinna  *
25937c30d7SJussi Kivilinna  * You should have received a copy of the GNU General Public License
26937c30d7SJussi Kivilinna  * along with this program; if not, write to the Free Software
27937c30d7SJussi Kivilinna  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307
28937c30d7SJussi Kivilinna  * USA
29937c30d7SJussi Kivilinna  *
30937c30d7SJussi Kivilinna  */
31937c30d7SJussi Kivilinna 
32937c30d7SJussi Kivilinna #include <linux/module.h>
33937c30d7SJussi Kivilinna #include <linux/types.h>
34937c30d7SJussi Kivilinna #include <linux/crypto.h>
35937c30d7SJussi Kivilinna #include <linux/err.h>
36937c30d7SJussi Kivilinna #include <crypto/algapi.h>
37937c30d7SJussi Kivilinna #include <crypto/b128ops.h>
38e0f409dcSEric Biggers #include <crypto/internal/simd.h>
39e0f409dcSEric Biggers #include <crypto/serpent.h>
40d4af0e9dSJussi Kivilinna #include <asm/crypto/serpent-sse2.h>
41596d8750SJussi Kivilinna #include <asm/crypto/glue_helper.h>
42937c30d7SJussi Kivilinna 
43e0f409dcSEric Biggers static int serpent_setkey_skcipher(struct crypto_skcipher *tfm,
44e0f409dcSEric Biggers 				   const u8 *key, unsigned int keylen)
45e0f409dcSEric Biggers {
46e0f409dcSEric Biggers 	return __serpent_setkey(crypto_skcipher_ctx(tfm), key, keylen);
47e0f409dcSEric Biggers }
48e0f409dcSEric Biggers 
49e81792fbSJussi Kivilinna static void serpent_decrypt_cbc_xway(void *ctx, u128 *dst, const u128 *src)
50e81792fbSJussi Kivilinna {
51e81792fbSJussi Kivilinna 	u128 ivs[SERPENT_PARALLEL_BLOCKS - 1];
52e81792fbSJussi Kivilinna 	unsigned int j;
53e81792fbSJussi Kivilinna 
54e81792fbSJussi Kivilinna 	for (j = 0; j < SERPENT_PARALLEL_BLOCKS - 1; j++)
55e81792fbSJussi Kivilinna 		ivs[j] = src[j];
56e81792fbSJussi Kivilinna 
57e81792fbSJussi Kivilinna 	serpent_dec_blk_xway(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)src);
58e81792fbSJussi Kivilinna 
59e81792fbSJussi Kivilinna 	for (j = 0; j < SERPENT_PARALLEL_BLOCKS - 1; j++)
60e81792fbSJussi Kivilinna 		u128_xor(dst + (j + 1), dst + (j + 1), ivs + j);
61e81792fbSJussi Kivilinna }
62e81792fbSJussi Kivilinna 
6358990986SJussi Kivilinna static void serpent_crypt_ctr(void *ctx, u128 *dst, const u128 *src, le128 *iv)
64e81792fbSJussi Kivilinna {
65e81792fbSJussi Kivilinna 	be128 ctrblk;
66e81792fbSJussi Kivilinna 
6758990986SJussi Kivilinna 	le128_to_be128(&ctrblk, iv);
6858990986SJussi Kivilinna 	le128_inc(iv);
69e81792fbSJussi Kivilinna 
70e81792fbSJussi Kivilinna 	__serpent_encrypt(ctx, (u8 *)&ctrblk, (u8 *)&ctrblk);
71e81792fbSJussi Kivilinna 	u128_xor(dst, src, (u128 *)&ctrblk);
72e81792fbSJussi Kivilinna }
73e81792fbSJussi Kivilinna 
74e81792fbSJussi Kivilinna static void serpent_crypt_ctr_xway(void *ctx, u128 *dst, const u128 *src,
7558990986SJussi Kivilinna 				   le128 *iv)
76e81792fbSJussi Kivilinna {
77e81792fbSJussi Kivilinna 	be128 ctrblks[SERPENT_PARALLEL_BLOCKS];
78e81792fbSJussi Kivilinna 	unsigned int i;
79e81792fbSJussi Kivilinna 
80e81792fbSJussi Kivilinna 	for (i = 0; i < SERPENT_PARALLEL_BLOCKS; i++) {
81e81792fbSJussi Kivilinna 		if (dst != src)
82e81792fbSJussi Kivilinna 			dst[i] = src[i];
83e81792fbSJussi Kivilinna 
8458990986SJussi Kivilinna 		le128_to_be128(&ctrblks[i], iv);
8558990986SJussi Kivilinna 		le128_inc(iv);
86e81792fbSJussi Kivilinna 	}
87e81792fbSJussi Kivilinna 
88e81792fbSJussi Kivilinna 	serpent_enc_blk_xway_xor(ctx, (u8 *)dst, (u8 *)ctrblks);
89e81792fbSJussi Kivilinna }
90e81792fbSJussi Kivilinna 
91e81792fbSJussi Kivilinna static const struct common_glue_ctx serpent_enc = {
92e81792fbSJussi Kivilinna 	.num_funcs = 2,
93e81792fbSJussi Kivilinna 	.fpu_blocks_limit = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
94e81792fbSJussi Kivilinna 
95e81792fbSJussi Kivilinna 	.funcs = { {
96e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
97e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .ecb = GLUE_FUNC_CAST(serpent_enc_blk_xway) }
98e81792fbSJussi Kivilinna 	}, {
99e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = 1,
100e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .ecb = GLUE_FUNC_CAST(__serpent_encrypt) }
101e81792fbSJussi Kivilinna 	} }
102e81792fbSJussi Kivilinna };
103e81792fbSJussi Kivilinna 
104e81792fbSJussi Kivilinna static const struct common_glue_ctx serpent_ctr = {
105e81792fbSJussi Kivilinna 	.num_funcs = 2,
106e81792fbSJussi Kivilinna 	.fpu_blocks_limit = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
107e81792fbSJussi Kivilinna 
108e81792fbSJussi Kivilinna 	.funcs = { {
109e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
110e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .ctr = GLUE_CTR_FUNC_CAST(serpent_crypt_ctr_xway) }
111e81792fbSJussi Kivilinna 	}, {
112e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = 1,
113e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .ctr = GLUE_CTR_FUNC_CAST(serpent_crypt_ctr) }
114e81792fbSJussi Kivilinna 	} }
115e81792fbSJussi Kivilinna };
116e81792fbSJussi Kivilinna 
117e81792fbSJussi Kivilinna static const struct common_glue_ctx serpent_dec = {
118e81792fbSJussi Kivilinna 	.num_funcs = 2,
119e81792fbSJussi Kivilinna 	.fpu_blocks_limit = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
120e81792fbSJussi Kivilinna 
121e81792fbSJussi Kivilinna 	.funcs = { {
122e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
123e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .ecb = GLUE_FUNC_CAST(serpent_dec_blk_xway) }
124e81792fbSJussi Kivilinna 	}, {
125e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = 1,
126e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .ecb = GLUE_FUNC_CAST(__serpent_decrypt) }
127e81792fbSJussi Kivilinna 	} }
128e81792fbSJussi Kivilinna };
129e81792fbSJussi Kivilinna 
130e81792fbSJussi Kivilinna static const struct common_glue_ctx serpent_dec_cbc = {
131e81792fbSJussi Kivilinna 	.num_funcs = 2,
132e81792fbSJussi Kivilinna 	.fpu_blocks_limit = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
133e81792fbSJussi Kivilinna 
134e81792fbSJussi Kivilinna 	.funcs = { {
135e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = SERPENT_PARALLEL_BLOCKS,
136e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .cbc = GLUE_CBC_FUNC_CAST(serpent_decrypt_cbc_xway) }
137e81792fbSJussi Kivilinna 	}, {
138e81792fbSJussi Kivilinna 		.num_blocks = 1,
139e81792fbSJussi Kivilinna 		.fn_u = { .cbc = GLUE_CBC_FUNC_CAST(__serpent_decrypt) }
140e81792fbSJussi Kivilinna 	} }
141e81792fbSJussi Kivilinna };
142e81792fbSJussi Kivilinna 
143e0f409dcSEric Biggers static int ecb_encrypt(struct skcipher_request *req)
144e81792fbSJussi Kivilinna {
145e0f409dcSEric Biggers 	return glue_ecb_req_128bit(&serpent_enc, req);
146e81792fbSJussi Kivilinna }
147e81792fbSJussi Kivilinna 
148e0f409dcSEric Biggers static int ecb_decrypt(struct skcipher_request *req)
149e81792fbSJussi Kivilinna {
150e0f409dcSEric Biggers 	return glue_ecb_req_128bit(&serpent_dec, req);
151e81792fbSJussi Kivilinna }
152e81792fbSJussi Kivilinna 
153e0f409dcSEric Biggers static int cbc_encrypt(struct skcipher_request *req)
154e81792fbSJussi Kivilinna {
155e0f409dcSEric Biggers 	return glue_cbc_encrypt_req_128bit(GLUE_FUNC_CAST(__serpent_encrypt),
156e0f409dcSEric Biggers 					   req);
157e81792fbSJussi Kivilinna }
158e81792fbSJussi Kivilinna 
159e0f409dcSEric Biggers static int cbc_decrypt(struct skcipher_request *req)
160e81792fbSJussi Kivilinna {
161e0f409dcSEric Biggers 	return glue_cbc_decrypt_req_128bit(&serpent_dec_cbc, req);
162e81792fbSJussi Kivilinna }
163e81792fbSJussi Kivilinna 
164e0f409dcSEric Biggers static int ctr_crypt(struct skcipher_request *req)
165e81792fbSJussi Kivilinna {
166e0f409dcSEric Biggers 	return glue_ctr_req_128bit(&serpent_ctr, req);
167e81792fbSJussi Kivilinna }
168e81792fbSJussi Kivilinna 
169e0f409dcSEric Biggers static struct skcipher_alg serpent_algs[] = {
170e0f409dcSEric Biggers 	{
171e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_name		= "__ecb(serpent)",
172e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_driver_name	= "__ecb-serpent-sse2",
173e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_priority	= 400,
174e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_flags		= CRYPTO_ALG_INTERNAL,
175e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_blocksize	= SERPENT_BLOCK_SIZE,
176e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_ctxsize	= sizeof(struct serpent_ctx),
177e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_module	= THIS_MODULE,
17835474c3bSJussi Kivilinna 		.min_keysize		= SERPENT_MIN_KEY_SIZE,
17935474c3bSJussi Kivilinna 		.max_keysize		= SERPENT_MAX_KEY_SIZE,
180e0f409dcSEric Biggers 		.setkey			= serpent_setkey_skcipher,
18135474c3bSJussi Kivilinna 		.encrypt		= ecb_encrypt,
18235474c3bSJussi Kivilinna 		.decrypt		= ecb_decrypt,
18335474c3bSJussi Kivilinna 	}, {
184e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_name		= "__cbc(serpent)",
185e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_driver_name	= "__cbc-serpent-sse2",
186e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_priority	= 400,
187e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_flags		= CRYPTO_ALG_INTERNAL,
188e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_blocksize	= SERPENT_BLOCK_SIZE,
189e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_ctxsize	= sizeof(struct serpent_ctx),
190e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_module	= THIS_MODULE,
19135474c3bSJussi Kivilinna 		.min_keysize		= SERPENT_MIN_KEY_SIZE,
19235474c3bSJussi Kivilinna 		.max_keysize		= SERPENT_MAX_KEY_SIZE,
19335474c3bSJussi Kivilinna 		.ivsize			= SERPENT_BLOCK_SIZE,
194e0f409dcSEric Biggers 		.setkey			= serpent_setkey_skcipher,
195e0f409dcSEric Biggers 		.encrypt		= cbc_encrypt,
196e0f409dcSEric Biggers 		.decrypt		= cbc_decrypt,
197e0f409dcSEric Biggers 	}, {
198e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_name		= "__ctr(serpent)",
199e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_driver_name	= "__ctr-serpent-sse2",
200e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_priority	= 400,
201e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_flags		= CRYPTO_ALG_INTERNAL,
202e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_blocksize	= 1,
203e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_ctxsize	= sizeof(struct serpent_ctx),
204e0f409dcSEric Biggers 		.base.cra_module	= THIS_MODULE,
205e0f409dcSEric Biggers 		.min_keysize		= SERPENT_MIN_KEY_SIZE,
206e0f409dcSEric Biggers 		.max_keysize		= SERPENT_MAX_KEY_SIZE,
207e0f409dcSEric Biggers 		.ivsize			= SERPENT_BLOCK_SIZE,
208e0f409dcSEric Biggers 		.chunksize		= SERPENT_BLOCK_SIZE,
209e0f409dcSEric Biggers 		.setkey			= serpent_setkey_skcipher,
21035474c3bSJussi Kivilinna 		.encrypt		= ctr_crypt,
21135474c3bSJussi Kivilinna 		.decrypt		= ctr_crypt,
21235474c3bSJussi Kivilinna 	},
213e0f409dcSEric Biggers };
214e0f409dcSEric Biggers 
215e0f409dcSEric Biggers static struct simd_skcipher_alg *serpent_simd_algs[ARRAY_SIZE(serpent_algs)];
2165962f8b6SJussi Kivilinna 
217937c30d7SJussi Kivilinna static int __init serpent_sse2_init(void)
218937c30d7SJussi Kivilinna {
219054efb64SBorislav Petkov 	if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_XMM2)) {
220937c30d7SJussi Kivilinna 		printk(KERN_INFO "SSE2 instructions are not detected.\n");
221937c30d7SJussi Kivilinna 		return -ENODEV;
222937c30d7SJussi Kivilinna 	}
223937c30d7SJussi Kivilinna 
224e0f409dcSEric Biggers 	return simd_register_skciphers_compat(serpent_algs,
225e0f409dcSEric Biggers 					      ARRAY_SIZE(serpent_algs),
226e0f409dcSEric Biggers 					      serpent_simd_algs);
227937c30d7SJussi Kivilinna }
228937c30d7SJussi Kivilinna 
229937c30d7SJussi Kivilinna static void __exit serpent_sse2_exit(void)
230937c30d7SJussi Kivilinna {
231e0f409dcSEric Biggers 	simd_unregister_skciphers(serpent_algs, ARRAY_SIZE(serpent_algs),
232e0f409dcSEric Biggers 				  serpent_simd_algs);
233937c30d7SJussi Kivilinna }
234937c30d7SJussi Kivilinna 
235937c30d7SJussi Kivilinna module_init(serpent_sse2_init);
236937c30d7SJussi Kivilinna module_exit(serpent_sse2_exit);
237937c30d7SJussi Kivilinna 
238937c30d7SJussi Kivilinna MODULE_DESCRIPTION("Serpent Cipher Algorithm, SSE2 optimized");
239937c30d7SJussi Kivilinna MODULE_LICENSE("GPL");
2405d26a105SKees Cook MODULE_ALIAS_CRYPTO("serpent");
241