source: src/linux/universal/linux-3.18/arch/x86/crypto/ghash-clmulni-intel_glue.c @ 31869

Last change on this file since 31869 was 31869, checked in by brainslayer, 2 months ago

update

File size: 9.2 KB
Line 
1/*
2 * Accelerated GHASH implementation with Intel PCLMULQDQ-NI
3 * instructions. This file contains glue code.
4 *
5 * Copyright (c) 2009 Intel Corp.
6 *   Author: Huang Ying <ying.huang@intel.com>
7 *
8 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
9 * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
10 * by the Free Software Foundation.
11 */
12
13#include <linux/err.h>
14#include <linux/module.h>
15#include <linux/init.h>
16#include <linux/kernel.h>
17#include <linux/crypto.h>
18#include <crypto/algapi.h>
19#include <crypto/cryptd.h>
20#include <crypto/gf128mul.h>
21#include <crypto/internal/hash.h>
22#include <asm/i387.h>
23#include <asm/cpu_device_id.h>
24
25#define GHASH_BLOCK_SIZE        16
26#define GHASH_DIGEST_SIZE       16
27
28void clmul_ghash_mul(char *dst, const u128 *shash);
29
30void clmul_ghash_update(char *dst, const char *src, unsigned int srclen,
31                        const u128 *shash);
32
33struct ghash_async_ctx {
34        struct cryptd_ahash *cryptd_tfm;
35};
36
37struct ghash_ctx {
38        u128 shash;
39};
40
41struct ghash_desc_ctx {
42        u8 buffer[GHASH_BLOCK_SIZE];
43        u32 bytes;
44};
45
46static int ghash_init(struct shash_desc *desc)
47{
48        struct ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
49
50        memset(dctx, 0, sizeof(*dctx));
51
52        return 0;
53}
54
55static int ghash_setkey(struct crypto_shash *tfm,
56                        const u8 *key, unsigned int keylen)
57{
58        struct ghash_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(tfm);
59        be128 *x = (be128 *)key;
60        u64 a, b;
61
62        if (keylen != GHASH_BLOCK_SIZE) {
63                crypto_shash_set_flags(tfm, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
64                return -EINVAL;
65        }
66
67        /* perform multiplication by 'x' in GF(2^128) */
68        a = be64_to_cpu(x->a);
69        b = be64_to_cpu(x->b);
70
71        ctx->shash.a = (b << 1) | (a >> 63);
72        ctx->shash.b = (a << 1) | (b >> 63);
73
74        if (a >> 63)
75                ctx->shash.b ^= ((u64)0xc2) << 56;
76
77        return 0;
78}
79
80static int ghash_update(struct shash_desc *desc,
81                         const u8 *src, unsigned int srclen)
82{
83        struct ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
84        struct ghash_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(desc->tfm);
85        u8 *dst = dctx->buffer;
86
87        kernel_fpu_begin();
88        if (dctx->bytes) {
89                int n = min(srclen, dctx->bytes);
90                u8 *pos = dst + (GHASH_BLOCK_SIZE - dctx->bytes);
91
92                dctx->bytes -= n;
93                srclen -= n;
94
95                while (n--)
96                        *pos++ ^= *src++;
97
98                if (!dctx->bytes)
99                        clmul_ghash_mul(dst, &ctx->shash);
100        }
101
102        clmul_ghash_update(dst, src, srclen, &ctx->shash);
103        kernel_fpu_end();
104
105        if (srclen & 0xf) {
106                src += srclen - (srclen & 0xf);
107                srclen &= 0xf;
108                dctx->bytes = GHASH_BLOCK_SIZE - srclen;
109                while (srclen--)
110                        *dst++ ^= *src++;
111        }
112
113        return 0;
114}
115
116static void ghash_flush(struct ghash_ctx *ctx, struct ghash_desc_ctx *dctx)
117{
118        u8 *dst = dctx->buffer;
119
120        if (dctx->bytes) {
121                u8 *tmp = dst + (GHASH_BLOCK_SIZE - dctx->bytes);
122
123                while (dctx->bytes--)
124                        *tmp++ ^= 0;
125
126                kernel_fpu_begin();
127                clmul_ghash_mul(dst, &ctx->shash);
128                kernel_fpu_end();
129        }
130
131        dctx->bytes = 0;
132}
133
134static int ghash_final(struct shash_desc *desc, u8 *dst)
135{
136        struct ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
137        struct ghash_ctx *ctx = crypto_shash_ctx(desc->tfm);
138        u8 *buf = dctx->buffer;
139
140        ghash_flush(ctx, dctx);
141        memcpy(dst, buf, GHASH_BLOCK_SIZE);
142
143        return 0;
144}
145
146static struct shash_alg ghash_alg = {
147        .digestsize     = GHASH_DIGEST_SIZE,
148        .init           = ghash_init,
149        .update         = ghash_update,
150        .final          = ghash_final,
151        .setkey         = ghash_setkey,
152        .descsize       = sizeof(struct ghash_desc_ctx),
153        .base           = {
154                .cra_name               = "__ghash",
155                .cra_driver_name        = "__ghash-pclmulqdqni",
156                .cra_priority           = 0,
157                .cra_flags              = CRYPTO_ALG_TYPE_SHASH,
158                .cra_blocksize          = GHASH_BLOCK_SIZE,
159                .cra_ctxsize            = sizeof(struct ghash_ctx),
160                .cra_module             = THIS_MODULE,
161        },
162};
163
164static int ghash_async_init(struct ahash_request *req)
165{
166        struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
167        struct ghash_async_ctx *ctx = crypto_ahash_ctx(tfm);
168        struct ahash_request *cryptd_req = ahash_request_ctx(req);
169        struct cryptd_ahash *cryptd_tfm = ctx->cryptd_tfm;
170
171        if (!irq_fpu_usable()) {
172                memcpy(cryptd_req, req, sizeof(*req));
173                ahash_request_set_tfm(cryptd_req, &cryptd_tfm->base);
174                return crypto_ahash_init(cryptd_req);
175        } else {
176                struct shash_desc *desc = cryptd_shash_desc(cryptd_req);
177                struct crypto_shash *child = cryptd_ahash_child(cryptd_tfm);
178
179                desc->tfm = child;
180                desc->flags = req->base.flags;
181                return crypto_shash_init(desc);
182        }
183}
184
185static int ghash_async_update(struct ahash_request *req)
186{
187        struct ahash_request *cryptd_req = ahash_request_ctx(req);
188
189        if (!irq_fpu_usable()) {
190                struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
191                struct ghash_async_ctx *ctx = crypto_ahash_ctx(tfm);
192                struct cryptd_ahash *cryptd_tfm = ctx->cryptd_tfm;
193
194                memcpy(cryptd_req, req, sizeof(*req));
195                ahash_request_set_tfm(cryptd_req, &cryptd_tfm->base);
196                return crypto_ahash_update(cryptd_req);
197        } else {
198                struct shash_desc *desc = cryptd_shash_desc(cryptd_req);
199                return shash_ahash_update(req, desc);
200        }
201}
202
203static int ghash_async_final(struct ahash_request *req)
204{
205        struct ahash_request *cryptd_req = ahash_request_ctx(req);
206
207        if (!irq_fpu_usable()) {
208                struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
209                struct ghash_async_ctx *ctx = crypto_ahash_ctx(tfm);
210                struct cryptd_ahash *cryptd_tfm = ctx->cryptd_tfm;
211
212                memcpy(cryptd_req, req, sizeof(*req));
213                ahash_request_set_tfm(cryptd_req, &cryptd_tfm->base);
214                return crypto_ahash_final(cryptd_req);
215        } else {
216                struct shash_desc *desc = cryptd_shash_desc(cryptd_req);
217                return crypto_shash_final(desc, req->result);
218        }
219}
220
221static int ghash_async_import(struct ahash_request *req, const void *in)
222{
223        struct ahash_request *cryptd_req = ahash_request_ctx(req);
224        struct shash_desc *desc = cryptd_shash_desc(cryptd_req);
225        struct ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
226
227        ghash_async_init(req);
228        memcpy(dctx, in, sizeof(*dctx));
229        return 0;
230
231}
232
233static int ghash_async_export(struct ahash_request *req, void *out)
234{
235        struct ahash_request *cryptd_req = ahash_request_ctx(req);
236        struct shash_desc *desc = cryptd_shash_desc(cryptd_req);
237        struct ghash_desc_ctx *dctx = shash_desc_ctx(desc);
238
239        memcpy(out, dctx, sizeof(*dctx));
240        return 0;
241
242}
243
244static int ghash_async_digest(struct ahash_request *req)
245{
246        struct crypto_ahash *tfm = crypto_ahash_reqtfm(req);
247        struct ghash_async_ctx *ctx = crypto_ahash_ctx(tfm);
248        struct ahash_request *cryptd_req = ahash_request_ctx(req);
249        struct cryptd_ahash *cryptd_tfm = ctx->cryptd_tfm;
250
251        if (!irq_fpu_usable()) {
252                memcpy(cryptd_req, req, sizeof(*req));
253                ahash_request_set_tfm(cryptd_req, &cryptd_tfm->base);
254                return crypto_ahash_digest(cryptd_req);
255        } else {
256                struct shash_desc *desc = cryptd_shash_desc(cryptd_req);
257                struct crypto_shash *child = cryptd_ahash_child(cryptd_tfm);
258
259                desc->tfm = child;
260                desc->flags = req->base.flags;
261                return shash_ahash_digest(req, desc);
262        }
263}
264
265static int ghash_async_setkey(struct crypto_ahash *tfm, const u8 *key,
266                              unsigned int keylen)
267{
268        struct ghash_async_ctx *ctx = crypto_ahash_ctx(tfm);
269        struct crypto_ahash *child = &ctx->cryptd_tfm->base;
270        int err;
271
272        crypto_ahash_clear_flags(child, CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
273        crypto_ahash_set_flags(child, crypto_ahash_get_flags(tfm)
274                               & CRYPTO_TFM_REQ_MASK);
275        err = crypto_ahash_setkey(child, key, keylen);
276        crypto_ahash_set_flags(tfm, crypto_ahash_get_flags(child)
277                               & CRYPTO_TFM_RES_MASK);
278
279        return err;
280}
281
282static int ghash_async_init_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
283{
284        struct cryptd_ahash *cryptd_tfm;
285        struct ghash_async_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
286
287        cryptd_tfm = cryptd_alloc_ahash("__ghash-pclmulqdqni", 0, 0);
288        if (IS_ERR(cryptd_tfm))
289                return PTR_ERR(cryptd_tfm);
290        ctx->cryptd_tfm = cryptd_tfm;
291        crypto_ahash_set_reqsize(__crypto_ahash_cast(tfm),
292                                 sizeof(struct ahash_request) +
293                                 crypto_ahash_reqsize(&cryptd_tfm->base));
294
295        return 0;
296}
297
298static void ghash_async_exit_tfm(struct crypto_tfm *tfm)
299{
300        struct ghash_async_ctx *ctx = crypto_tfm_ctx(tfm);
301
302        cryptd_free_ahash(ctx->cryptd_tfm);
303}
304
305static struct ahash_alg ghash_async_alg = {
306        .init           = ghash_async_init,
307        .update         = ghash_async_update,
308        .final          = ghash_async_final,
309        .setkey         = ghash_async_setkey,
310        .digest         = ghash_async_digest,
311        .export         = ghash_async_export,
312        .import         = ghash_async_import,
313        .halg = {
314                .digestsize     = GHASH_DIGEST_SIZE,
315                .statesize = sizeof(struct ghash_desc_ctx),
316                .base = {
317                        .cra_name               = "ghash",
318                        .cra_driver_name        = "ghash-clmulni",
319                        .cra_priority           = 400,
320                        .cra_ctxsize            = sizeof(struct ghash_async_ctx),
321                        .cra_flags              = CRYPTO_ALG_TYPE_AHASH | CRYPTO_ALG_ASYNC,
322                        .cra_blocksize          = GHASH_BLOCK_SIZE,
323                        .cra_type               = &crypto_ahash_type,
324                        .cra_module             = THIS_MODULE,
325                        .cra_init               = ghash_async_init_tfm,
326                        .cra_exit               = ghash_async_exit_tfm,
327                },
328        },
329};
330
331static const struct x86_cpu_id pcmul_cpu_id[] = {
332        X86_FEATURE_MATCH(X86_FEATURE_PCLMULQDQ), /* Pickle-Mickle-Duck */
333        {}
334};
335MODULE_DEVICE_TABLE(x86cpu, pcmul_cpu_id);
336
337static int __init ghash_pclmulqdqni_mod_init(void)
338{
339        int err;
340
341        if (!x86_match_cpu(pcmul_cpu_id))
342                return -ENODEV;
343
344        err = crypto_register_shash(&ghash_alg);
345        if (err)
346                goto err_out;
347        err = crypto_register_ahash(&ghash_async_alg);
348        if (err)
349                goto err_shash;
350
351        return 0;
352
353err_shash:
354        crypto_unregister_shash(&ghash_alg);
355err_out:
356        return err;
357}
358
359static void __exit ghash_pclmulqdqni_mod_exit(void)
360{
361        crypto_unregister_ahash(&ghash_async_alg);
362        crypto_unregister_shash(&ghash_alg);
363}
364
365module_init(ghash_pclmulqdqni_mod_init);
366module_exit(ghash_pclmulqdqni_mod_exit);
367
368MODULE_LICENSE("GPL");
369MODULE_DESCRIPTION("GHASH Message Digest Algorithm, "
370                   "acclerated by PCLMULQDQ-NI");
371MODULE_ALIAS_CRYPTO("ghash");
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.