padlock - get rid of __GNUCLIKE_ASM #ifdefs
[dragonfly.git] / sys / crypto / via / padlock_hash.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2006 Pawel Jakub Dawidek <pjd@FreeBSD.org>
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
13  *
14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHORS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
24  * SUCH DAMAGE.
25  *
26  * $FreeBSD: src/sys/crypto/via/padlock_hash.c,v 1.4 2009/05/27 09:52:12 vanhu Exp $
27  */
28
29 #include <sys/param.h>
30 #include <sys/systm.h>
31 #include <sys/kernel.h>
32 #include <sys/module.h>
33 #include <sys/malloc.h>
34 #include <sys/libkern.h>
35 #include <sys/endian.h>
36 #if defined(__x86_64__) || defined(__i386__)
37 #include <machine/cpufunc.h>
38 #include <machine/cputypes.h>
39 #include <machine/md_var.h>
40 #include <machine/specialreg.h>
41 #endif
42
43 #include <opencrypto/cryptodev.h>
44 #include <opencrypto/cryptosoft.h> /* for hmac_ipad_buffer and hmac_opad_buffer */
45 #include <opencrypto/xform.h>
46
47 #include <crypto/via/padlock.h>
48
49 /*
50  * Implementation notes.
51  *
52  * Some VIA CPUs provides SHA1 and SHA256 acceleration.
53  * We implement all HMAC algorithms provided by crypto(9) framework, but we do
54  * the crypto work in software unless this is HMAC/SHA1 or HMAC/SHA256 and
55  * our CPU can accelerate it.
56  *
57  * Additional CPU instructions, which preform SHA1 and SHA256 are one-shot
58  * functions - we have only one chance to give the data, CPU itself will add
59  * the padding and calculate hash automatically.
60  * This means, it is not possible to implement common init(), update(), final()
61  * methods.
62  * The way I've choosen is to keep adding data to the buffer on update()
63  * (reallocating the buffer if necessary) and call XSHA{1,256} instruction on
64  * final().
65  */
66
67 struct padlock_sha_ctx {
68         uint8_t *psc_buf;
69         int      psc_offset;
70         int      psc_size;
71 };
72 CTASSERT(sizeof(struct padlock_sha_ctx) <= sizeof(union authctx));
73
74 static void padlock_sha_init(struct padlock_sha_ctx *ctx);
75 static int padlock_sha_update(struct padlock_sha_ctx *ctx, uint8_t *buf,
76     uint16_t bufsize);
77 static void padlock_sha1_final(uint8_t *hash, struct padlock_sha_ctx *ctx);
78 static void padlock_sha256_final(uint8_t *hash, struct padlock_sha_ctx *ctx);
79
80 static struct auth_hash padlock_hmac_sha1 = {
81         CRYPTO_SHA1_HMAC, "HMAC-SHA1",
82         20, SHA1_HASH_LEN, SHA1_HMAC_BLOCK_LEN, sizeof(struct padlock_sha_ctx),
83         (void (*)(void *))padlock_sha_init,
84         (int (*)(void *, uint8_t *, uint16_t))padlock_sha_update,
85         (void (*)(uint8_t *, void *))padlock_sha1_final
86 };
87
88 static struct auth_hash padlock_hmac_sha256 = {
89         CRYPTO_SHA2_256_HMAC, "HMAC-SHA2-256",
90         32, SHA2_256_HASH_LEN, SHA2_256_HMAC_BLOCK_LEN, sizeof(struct padlock_sha_ctx),
91         (void (*)(void *))padlock_sha_init,
92         (int (*)(void *, uint8_t *, uint16_t))padlock_sha_update,
93         (void (*)(uint8_t *, void *))padlock_sha256_final
94 };
95
96 MALLOC_DECLARE(M_PADLOCK);
97
98 static __inline void
99 padlock_output_block(uint32_t *src, uint32_t *dst, size_t count)
100 {
101
102         while (count-- > 0)
103                 *dst++ = bswap32(*src++);
104 }
105
106 static void
107 padlock_do_sha1(const u_char *in, u_char *out, int count)
108 {
109         u_char buf[128+16];     /* PadLock needs at least 128 bytes buffer. */
110         u_char *result = PADLOCK_ALIGN(buf);
111
112         ((uint32_t *)result)[0] = 0x67452301;
113         ((uint32_t *)result)[1] = 0xEFCDAB89;
114         ((uint32_t *)result)[2] = 0x98BADCFE;
115         ((uint32_t *)result)[3] = 0x10325476;
116         ((uint32_t *)result)[4] = 0xC3D2E1F0;
117
118         __asm __volatile(
119                 ".byte  0xf3, 0x0f, 0xa6, 0xc8" /* rep xsha1 */
120                         : "+S"(in), "+D"(result)
121                         : "c"(count), "a"(0)
122                 );
123
124         padlock_output_block((uint32_t *)result, (uint32_t *)out,
125             SHA1_HASH_LEN / sizeof(uint32_t));
126 }
127
128 static void
129 padlock_do_sha256(const char *in, char *out, int count)
130 {
131         char buf[128+16];       /* PadLock needs at least 128 bytes buffer. */
132         char *result = PADLOCK_ALIGN(buf);
133
134         ((uint32_t *)result)[0] = 0x6A09E667;
135         ((uint32_t *)result)[1] = 0xBB67AE85;
136         ((uint32_t *)result)[2] = 0x3C6EF372;
137         ((uint32_t *)result)[3] = 0xA54FF53A;
138         ((uint32_t *)result)[4] = 0x510E527F;
139         ((uint32_t *)result)[5] = 0x9B05688C;
140         ((uint32_t *)result)[6] = 0x1F83D9AB;
141         ((uint32_t *)result)[7] = 0x5BE0CD19;
142
143         __asm __volatile(
144                 ".byte  0xf3, 0x0f, 0xa6, 0xd0" /* rep xsha256 */
145                         : "+S"(in), "+D"(result)
146                         : "c"(count), "a"(0)
147                 );
148
149         padlock_output_block((uint32_t *)result, (uint32_t *)out,
150             SHA2_256_HASH_LEN / sizeof(uint32_t));
151 }
152
153 static void
154 padlock_sha_init(struct padlock_sha_ctx *ctx)
155 {
156
157         ctx->psc_buf = NULL;
158         ctx->psc_offset = 0;
159         ctx->psc_size = 0;
160 }
161
162 static int
163 padlock_sha_update(struct padlock_sha_ctx *ctx, uint8_t *buf, uint16_t bufsize)
164 {
165
166         if (ctx->psc_size - ctx->psc_offset < bufsize) {
167                 ctx->psc_size = MAX(ctx->psc_size * 2, ctx->psc_size + bufsize);
168                 ctx->psc_buf = krealloc(ctx->psc_buf, ctx->psc_size, M_PADLOCK,
169                     M_NOWAIT);
170                 if(ctx->psc_buf == NULL)
171                         return (ENOMEM);
172         }
173         bcopy(buf, ctx->psc_buf + ctx->psc_offset, bufsize);
174         ctx->psc_offset += bufsize;
175         return (0);
176 }
177
178 static void
179 padlock_sha_free(struct padlock_sha_ctx *ctx)
180 {
181
182         if (ctx->psc_buf != NULL) {
183                 //bzero(ctx->psc_buf, ctx->psc_size);
184                 kfree(ctx->psc_buf, M_PADLOCK);
185                 ctx->psc_buf = NULL;
186                 ctx->psc_offset = 0;
187                 ctx->psc_size = 0;
188         }
189 }
190
191 static void
192 padlock_sha1_final(uint8_t *hash, struct padlock_sha_ctx *ctx)
193 {
194
195         padlock_do_sha1(ctx->psc_buf, hash, ctx->psc_offset);
196         padlock_sha_free(ctx);
197 }
198
199 static void
200 padlock_sha256_final(uint8_t *hash, struct padlock_sha_ctx *ctx)
201 {
202
203         padlock_do_sha256(ctx->psc_buf, hash, ctx->psc_offset);
204         padlock_sha_free(ctx);
205 }
206
207 static void
208 padlock_copy_ctx(struct auth_hash *axf, void *sctx, void *dctx)
209 {
210
211         if ((via_feature_xcrypt & VIA_HAS_SHA) != 0 &&
212             (axf->type == CRYPTO_SHA1_HMAC ||
213              axf->type == CRYPTO_SHA2_256_HMAC)) {
214                 struct padlock_sha_ctx *spctx = sctx, *dpctx = dctx;
215
216                 dpctx->psc_offset = spctx->psc_offset;
217                 dpctx->psc_size = spctx->psc_size;
218                 dpctx->psc_buf = kmalloc(dpctx->psc_size, M_PADLOCK, M_WAITOK);
219                 bcopy(spctx->psc_buf, dpctx->psc_buf, dpctx->psc_size);
220         } else {
221                 bcopy(sctx, dctx, axf->ctxsize);
222         }
223 }
224
225 static void
226 padlock_free_ctx(struct auth_hash *axf, void *ctx)
227 {
228
229         if ((via_feature_xcrypt & VIA_HAS_SHA) != 0 &&
230             (axf->type == CRYPTO_SHA1_HMAC ||
231              axf->type == CRYPTO_SHA2_256_HMAC)) {
232                 padlock_sha_free(ctx);
233         }
234 }
235
236 static void
237 padlock_hash_key_setup(struct padlock_session *ses, caddr_t key, int klen)
238 {
239         struct auth_hash *axf;
240         int i;
241
242         klen /= 8;
243         axf = ses->ses_axf;
244
245         /*
246          * Try to free contexts before using them, because
247          * padlock_hash_key_setup() can be called twice - once from
248          * padlock_newsession() and again from padlock_process().
249          */
250         padlock_free_ctx(axf, ses->ses_ictx);
251         padlock_free_ctx(axf, ses->ses_octx);
252
253         for (i = 0; i < klen; i++)
254                 key[i] ^= HMAC_IPAD_VAL;
255
256         axf->Init(ses->ses_ictx);
257         axf->Update(ses->ses_ictx, key, klen);
258         axf->Update(ses->ses_ictx, hmac_ipad_buffer, axf->blocksize - klen);
259
260         for (i = 0; i < klen; i++)
261                 key[i] ^= (HMAC_IPAD_VAL ^ HMAC_OPAD_VAL);
262
263         axf->Init(ses->ses_octx);
264         axf->Update(ses->ses_octx, key, klen);
265         axf->Update(ses->ses_octx, hmac_opad_buffer, axf->blocksize - klen);
266
267         for (i = 0; i < klen; i++)
268                 key[i] ^= HMAC_OPAD_VAL;
269 }
270
271 /*
272  * Compute keyed-hash authenticator.
273  */
274 static int
275 padlock_authcompute(struct padlock_session *ses, struct cryptodesc *crd,
276     caddr_t buf, int flags)
277 {
278         u_char hash[HASH_MAX_LEN];
279         struct auth_hash *axf;
280         union authctx ctx;
281         int error;
282
283         axf = ses->ses_axf;
284
285         padlock_copy_ctx(axf, ses->ses_ictx, &ctx);
286         error = crypto_apply(flags, buf, crd->crd_skip, crd->crd_len,
287             (int (*)(void *, void *, unsigned int))axf->Update, (caddr_t)&ctx);
288         if (error != 0) {
289                 padlock_free_ctx(axf, &ctx);
290                 return (error);
291         }
292         axf->Final(hash, &ctx);
293
294         padlock_copy_ctx(axf, ses->ses_octx, &ctx);
295         axf->Update(&ctx, hash, axf->hashsize);
296         axf->Final(hash, &ctx);
297
298         /* Inject the authentication data */
299         crypto_copyback(flags, buf, crd->crd_inject,
300             ses->ses_mlen == 0 ? axf->hashsize : ses->ses_mlen, hash);
301         return (0);
302 }
303
304 int
305 padlock_hash_setup(struct padlock_session *ses, struct cryptoini *macini)
306 {
307
308         ses->ses_mlen = macini->cri_mlen;
309
310         /* Find software structure which describes HMAC algorithm. */
311         switch (macini->cri_alg) {
312         case CRYPTO_NULL_HMAC:
313                 ses->ses_axf = &auth_hash_null;
314                 break;
315         case CRYPTO_MD5_HMAC:
316                 ses->ses_axf = &auth_hash_hmac_md5;
317                 break;
318         case CRYPTO_SHA1_HMAC:
319                 if ((via_feature_xcrypt & VIA_HAS_SHA) != 0)
320                         ses->ses_axf = &padlock_hmac_sha1;
321                 else
322                         ses->ses_axf = &auth_hash_hmac_sha1;
323                 break;
324         case CRYPTO_RIPEMD160_HMAC:
325                 ses->ses_axf = &auth_hash_hmac_ripemd_160;
326                 break;
327         case CRYPTO_SHA2_256_HMAC:
328                 if ((via_feature_xcrypt & VIA_HAS_SHA) != 0)
329                         ses->ses_axf = &padlock_hmac_sha256;
330                 else
331                         ses->ses_axf = &auth_hash_hmac_sha2_256;
332                 break;
333         case CRYPTO_SHA2_384_HMAC:
334                 ses->ses_axf = &auth_hash_hmac_sha2_384;
335                 break;
336         case CRYPTO_SHA2_512_HMAC:
337                 ses->ses_axf = &auth_hash_hmac_sha2_512;
338                 break;
339         }
340
341         /* Allocate memory for HMAC inner and outer contexts. */
342         ses->ses_ictx = kmalloc(ses->ses_axf->ctxsize, M_PADLOCK,
343             M_ZERO | M_NOWAIT);
344         ses->ses_octx = kmalloc(ses->ses_axf->ctxsize, M_PADLOCK,
345             M_ZERO | M_NOWAIT);
346         if (ses->ses_ictx == NULL || ses->ses_octx == NULL)
347                 return (ENOMEM);
348
349         /* Setup key if given. */
350         if (macini->cri_key != NULL) {
351                 padlock_hash_key_setup(ses, macini->cri_key,
352                     macini->cri_klen);
353         }
354         return (0);
355 }
356
357 int
358 padlock_hash_process(struct padlock_session *ses, struct cryptodesc *maccrd,
359     struct cryptop *crp)
360 {
361         int error;
362
363         if ((maccrd->crd_flags & CRD_F_KEY_EXPLICIT) != 0)
364                 padlock_hash_key_setup(ses, maccrd->crd_key, maccrd->crd_klen);
365
366         error = padlock_authcompute(ses, maccrd, crp->crp_buf, crp->crp_flags);
367         return (error);
368 }
369
370 void
371 padlock_hash_free(struct padlock_session *ses)
372 {
373
374         if (ses->ses_ictx != NULL) {
375                 padlock_free_ctx(ses->ses_axf, ses->ses_ictx);
376                 bzero(ses->ses_ictx, ses->ses_axf->ctxsize);
377                 kfree(ses->ses_ictx, M_PADLOCK);
378                 ses->ses_ictx = NULL;
379         }
380         if (ses->ses_octx != NULL) {
381                 padlock_free_ctx(ses->ses_axf, ses->ses_octx);
382                 bzero(ses->ses_octx, ses->ses_axf->ctxsize);
383                 kfree(ses->ses_octx, M_PADLOCK);
384                 ses->ses_octx = NULL;
385         }
386 }