padlock - get rid of __GNUCLIKE_ASM #ifdefs
[dragonfly.git] / sys / crypto / via / padlock_cipher.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2005-2006 Pawel Jakub Dawidek <pjd@FreeBSD.org>
3  * Copyright (c) 2004 Mark R V Murray
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 /*      $OpenBSD: via.c,v 1.3 2004/06/15 23:36:55 deraadt Exp $ */
29 /*      $FreeBSD: src/sys/crypto/via/padlock_cipher.c,v 1.5 2006/09/15 10:44:55 pjd Exp $ */
30 /*-
31  * Copyright (c) 2003 Jason Wright
32  * Copyright (c) 2003, 2004 Theo de Raadt
33  * All rights reserved.
34  *
35  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
36  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
37  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
38  *
39  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
40  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
41  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
42  * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
43  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
44  * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
45  * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
46  */
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/kernel.h>
51 #include <sys/module.h>
52 #include <sys/malloc.h>
53 #include <sys/libkern.h>
54 #include <sys/uio.h>
55
56 #include <opencrypto/cryptodev.h>
57 #include <crypto/rijndael/rijndael.h>
58
59 #include <crypto/via/padlock.h>
60
61 #define PADLOCK_ROUND_COUNT_AES128      10
62 #define PADLOCK_ROUND_COUNT_AES192      12
63 #define PADLOCK_ROUND_COUNT_AES256      14
64
65 #define PADLOCK_ALGORITHM_TYPE_AES      0
66
67 #define PADLOCK_KEY_GENERATION_HW       0
68 #define PADLOCK_KEY_GENERATION_SW       1
69
70 #define PADLOCK_DIRECTION_ENCRYPT       0
71 #define PADLOCK_DIRECTION_DECRYPT       1
72
73 #define PADLOCK_KEY_SIZE_128    0
74 #define PADLOCK_KEY_SIZE_192    1
75 #define PADLOCK_KEY_SIZE_256    2
76
77 MALLOC_DECLARE(M_PADLOCK);
78
79 static __inline void
80 padlock_cbc(void *in, void *out, size_t count, void *key, union padlock_cw *cw,
81     void *iv)
82 {
83         /* The .byte line is really VIA C3 "xcrypt-cbc" instruction */
84         __asm __volatile(
85                 "pushf                          \n\t"
86                 "popf                           \n\t"
87                 "rep                            \n\t"
88                 ".byte  0x0f, 0xa7, 0xd0"
89                         : "+a" (iv), "+c" (count), "+D" (out), "+S" (in)
90                         : "b" (key), "d" (cw)
91                         : "cc", "memory"
92                 );
93 }
94
95 static void
96 padlock_cipher_key_setup(struct padlock_session *ses, caddr_t key, int klen)
97 {
98         union padlock_cw *cw;
99         int i;
100
101         cw = &ses->ses_cw;
102         if (cw->cw_key_generation == PADLOCK_KEY_GENERATION_SW) {
103                 /* Build expanded keys for both directions */
104                 rijndaelKeySetupEnc(ses->ses_ekey, key, klen);
105                 rijndaelKeySetupDec(ses->ses_dkey, key, klen);
106                 for (i = 0; i < 4 * (RIJNDAEL_MAXNR + 1); i++) {
107                         ses->ses_ekey[i] = ntohl(ses->ses_ekey[i]);
108                         ses->ses_dkey[i] = ntohl(ses->ses_dkey[i]);
109                 }
110         } else {
111                 bcopy(key, ses->ses_ekey, klen);
112                 bcopy(key, ses->ses_dkey, klen);
113         }
114 }
115
116 int
117 padlock_cipher_setup(struct padlock_session *ses, struct cryptoini *encini)
118 {
119         union padlock_cw *cw;
120
121         if (encini->cri_klen != 128 && encini->cri_klen != 192 &&
122             encini->cri_klen != 256) {
123                 return (EINVAL);
124         }
125
126         cw = &ses->ses_cw;
127         bzero(cw, sizeof(*cw));
128         cw->cw_algorithm_type = PADLOCK_ALGORITHM_TYPE_AES;
129         cw->cw_key_generation = PADLOCK_KEY_GENERATION_SW;
130         cw->cw_intermediate = 0;
131         switch (encini->cri_klen) {
132         case 128:
133                 cw->cw_round_count = PADLOCK_ROUND_COUNT_AES128;
134                 cw->cw_key_size = PADLOCK_KEY_SIZE_128;
135 #ifdef HW_KEY_GENERATION
136                 /* This doesn't buy us much, that's why it is commented out. */
137                 cw->cw_key_generation = PADLOCK_KEY_GENERATION_HW;
138 #endif
139                 break;
140         case 192:
141                 cw->cw_round_count = PADLOCK_ROUND_COUNT_AES192;
142                 cw->cw_key_size = PADLOCK_KEY_SIZE_192;
143                 break;
144         case 256:
145                 cw->cw_round_count = PADLOCK_ROUND_COUNT_AES256;
146                 cw->cw_key_size = PADLOCK_KEY_SIZE_256;
147                 break;
148         }
149         if (encini->cri_key != NULL) {
150                 padlock_cipher_key_setup(ses, encini->cri_key,
151                     encini->cri_klen);
152         }
153
154         karc4rand(ses->ses_iv, sizeof(ses->ses_iv));
155         return (0);
156 }
157
158 /*
159  * Function checks if the given buffer is already 16 bytes aligned.
160  * If it is there is no need to allocate new buffer.
161  * If it isn't, new buffer is allocated.
162  */
163 static u_char *
164 padlock_cipher_alloc(struct cryptodesc *enccrd, struct cryptop *crp,
165     int *allocated)
166 {
167         u_char *addr;
168
169         if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IMBUF)
170                 goto alloc;
171         else {
172                 if (crp->crp_flags & CRYPTO_F_IOV) {
173                         struct uio *uio;
174                         struct iovec *iov;
175
176                         uio = (struct uio *)crp->crp_buf;
177                         if (uio->uio_iovcnt != 1)
178                                 goto alloc;
179                         iov = uio->uio_iov;
180                         addr = (u_char *)iov->iov_base + enccrd->crd_skip;
181                 } else {
182                         addr = (u_char *)crp->crp_buf;
183                 }
184                 if (((uintptr_t)addr & 0xf) != 0) /* 16 bytes aligned? */
185                         goto alloc;
186                 *allocated = 0;
187                 return (addr);
188         }
189 alloc:
190         *allocated = 1;
191         addr = kmalloc(enccrd->crd_len + 16, M_PADLOCK, M_NOWAIT);
192         return (addr);
193 }
194
195 int
196 padlock_cipher_process(struct padlock_session *ses, struct cryptodesc *enccrd,
197     struct cryptop *crp)
198 {
199         union padlock_cw *cw;
200         u_char *buf, *abuf;
201         uint32_t *key;
202         int allocated;
203
204         buf = padlock_cipher_alloc(enccrd, crp, &allocated);
205         if (buf == NULL)
206                 return (ENOMEM);
207         /* Buffer has to be 16 bytes aligned. */
208         abuf = PADLOCK_ALIGN(buf);
209
210         if ((enccrd->crd_flags & CRD_F_KEY_EXPLICIT) != 0) {
211                 padlock_cipher_key_setup(ses, enccrd->crd_key,
212                     enccrd->crd_klen);
213         }
214
215         cw = &ses->ses_cw;
216         cw->cw_filler0 = 0;
217         cw->cw_filler1 = 0;
218         cw->cw_filler2 = 0;
219         cw->cw_filler3 = 0;
220         if ((enccrd->crd_flags & CRD_F_ENCRYPT) != 0) {
221                 cw->cw_direction = PADLOCK_DIRECTION_ENCRYPT;
222                 key = ses->ses_ekey;
223                 if ((enccrd->crd_flags & CRD_F_IV_EXPLICIT) != 0)
224                         bcopy(enccrd->crd_iv, ses->ses_iv, AES_BLOCK_LEN);
225
226                 if ((enccrd->crd_flags & CRD_F_IV_PRESENT) == 0) {
227                         crypto_copyback(crp->crp_flags, crp->crp_buf,
228                             enccrd->crd_inject, AES_BLOCK_LEN, ses->ses_iv);
229                 }
230         } else {
231                 cw->cw_direction = PADLOCK_DIRECTION_DECRYPT;
232                 key = ses->ses_dkey;
233                 if ((enccrd->crd_flags & CRD_F_IV_EXPLICIT) != 0)
234                         bcopy(enccrd->crd_iv, ses->ses_iv, AES_BLOCK_LEN);
235                 else {
236                         crypto_copydata(crp->crp_flags, crp->crp_buf,
237                             enccrd->crd_inject, AES_BLOCK_LEN, ses->ses_iv);
238                 }
239         }
240
241         if (allocated) {
242                 crypto_copydata(crp->crp_flags, crp->crp_buf, enccrd->crd_skip,
243                     enccrd->crd_len, abuf);
244         }
245
246         padlock_cbc(abuf, abuf, enccrd->crd_len / AES_BLOCK_LEN, key, cw,
247             ses->ses_iv);
248
249         if (allocated) {
250                 crypto_copyback(crp->crp_flags, crp->crp_buf, enccrd->crd_skip,
251                     enccrd->crd_len, abuf);
252         }
253
254         /* copy out last block for use as next session IV */
255         if ((enccrd->crd_flags & CRD_F_ENCRYPT) != 0) {
256                 crypto_copydata(crp->crp_flags, crp->crp_buf,
257                     enccrd->crd_skip + enccrd->crd_len - AES_BLOCK_LEN,
258                     AES_BLOCK_LEN, ses->ses_iv);
259         }
260
261         if (allocated) {
262                 bzero(buf, enccrd->crd_len + 16);
263                 kfree(buf, M_PADLOCK);
264         }
265         return (0);
266 }