include/linux/ccp.h

   1 /*
   2  * AMD Cryptographic Coprocessor (CCP) driver
   3  *
   4  * Copyright (C) 2013 Advanced Micro Devices, Inc.
   5  *
   6  * Author: Tom Lendacky <thomas.lendacky@amd.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  */
  12
  13 #ifndef __CPP_H__
  14 #define __CPP_H__
  15
  16 #include <linux/scatterlist.h>
  17 #include <linux/workqueue.h>
  18 #include <linux/list.h>
  19 #include <crypto/aes.h>
  20 #include <crypto/sha.h>
  21
  22
  23 struct ccp_device;
  24 struct ccp_cmd;
  25
  26 #if defined(CONFIG_CRYPTO_DEV_CCP_DD) || \
  27         defined(CONFIG_CRYPTO_DEV_CCP_DD_MODULE)
  28
  29 /**
  30  * ccp_enqueue_cmd - queue an operation for processing by the CCP
  31  *
  32  * @cmd: ccp_cmd struct to be processed
  33  *
  34  * Refer to the ccp_cmd struct below for required fields.
  35  *
  36  * Queue a cmd to be processed by the CCP. If queueing the cmd
  37  * would exceed the defined length of the cmd queue the cmd will
  38  * only be queued if the CCP_CMD_MAY_BACKLOG flag is set and will
  39  * result in a return code of -EBUSY.
  40  *
  41  * The callback routine specified in the ccp_cmd struct will be
  42  * called to notify the caller of completion (if the cmd was not
  43  * backlogged) or advancement out of the backlog. If the cmd has
  44  * advanced out of the backlog the "err" value of the callback
  45  * will be -EINPROGRESS. Any other "err" value during callback is
  46  * the result of the operation.
  47  *
  48  * The cmd has been successfully queued if:
  49  *   the return code is -EINPROGRESS or
  50  *   the return code is -EBUSY and CCP_CMD_MAY_BACKLOG flag is set
  51  */
  52 int ccp_enqueue_cmd(struct ccp_cmd *cmd);
  53
  54 #else /* CONFIG_CRYPTO_DEV_CCP_DD is not enabled */
  55
  56 static inline int ccp_enqueue_cmd(struct ccp_cmd *cmd)
  57 {
  58         return -ENODEV;
  59 }
  60
  61 #endif /* CONFIG_CRYPTO_DEV_CCP_DD */
  62
  63
  64 /***** AES engine *****/
  65 /**
  66  * ccp_aes_type - AES key size
  67  *
  68  * @CCP_AES_TYPE_128: 128-bit key
  69  * @CCP_AES_TYPE_192: 192-bit key
  70  * @CCP_AES_TYPE_256: 256-bit key
  71  */
  72 enum ccp_aes_type {
  73         CCP_AES_TYPE_128 = 0,
  74         CCP_AES_TYPE_192,
  75         CCP_AES_TYPE_256,
  76         CCP_AES_TYPE__LAST,
  77 };
  78
  79 /**
  80  * ccp_aes_mode - AES operation mode
  81  *
  82  * @CCP_AES_MODE_ECB: ECB mode
  83  * @CCP_AES_MODE_CBC: CBC mode
  84  * @CCP_AES_MODE_OFB: OFB mode
  85  * @CCP_AES_MODE_CFB: CFB mode
  86  * @CCP_AES_MODE_CTR: CTR mode
  87  * @CCP_AES_MODE_CMAC: CMAC mode
  88  */
  89 enum ccp_aes_mode {
  90         CCP_AES_MODE_ECB = 0,
  91         CCP_AES_MODE_CBC,
  92         CCP_AES_MODE_OFB,
  93         CCP_AES_MODE_CFB,
  94         CCP_AES_MODE_CTR,
  95         CCP_AES_MODE_CMAC,
  96         CCP_AES_MODE__LAST,
  97 };
  98
  99 /**
 100  * ccp_aes_mode - AES operation mode
 101  *
 102  * @CCP_AES_ACTION_DECRYPT: AES decrypt operation
 103  * @CCP_AES_ACTION_ENCRYPT: AES encrypt operation
 104  */
 105 enum ccp_aes_action {
 106         CCP_AES_ACTION_DECRYPT = 0,
 107         CCP_AES_ACTION_ENCRYPT,
 108         CCP_AES_ACTION__LAST,
 109 };
 110
 111 /**
 112  * struct ccp_aes_engine - CCP AES operation
 113  * @type: AES operation key size
 114  * @mode: AES operation mode
 115  * @action: AES operation (decrypt/encrypt)
 116  * @key: key to be used for this AES operation
 117  * @key_len: length in bytes of key
 118  * @iv: IV to be used for this AES operation
 119  * @iv_len: length in bytes of iv
 120  * @src: data to be used for this operation
 121  * @dst: data produced by this operation
 122  * @src_len: length in bytes of data used for this operation
 123  * @cmac_final: indicates final operation when running in CMAC mode
 124  * @cmac_key: K1/K2 key used in final CMAC operation
 125  * @cmac_key_len: length in bytes of cmac_key
 126  *
 127  * Variables required to be set when calling ccp_enqueue_cmd():
 128  *   - type, mode, action, key, key_len, src, dst, src_len
 129  *   - iv, iv_len for any mode other than ECB
 130  *   - cmac_final for CMAC mode
 131  *   - cmac_key, cmac_key_len for CMAC mode if cmac_final is non-zero
 132  *
 133  * The iv variable is used as both input and output. On completion of the
 134  * AES operation the new IV overwrites the old IV.
 135  */
 136 struct ccp_aes_engine {
 137         enum ccp_aes_type type;
 138         enum ccp_aes_mode mode;
 139         enum ccp_aes_action action;
 140
 141         struct scatterlist *key;
 142         u32 key_len;            /* In bytes */
 143
 144         struct scatterlist *iv;
 145         u32 iv_len;             /* In bytes */
 146
 147         struct scatterlist *src, *dst;
 148         u64 src_len;            /* In bytes */
 149
 150         u32 cmac_final;         /* Indicates final cmac cmd */
 151         struct scatterlist *cmac_key;   /* K1/K2 cmac key required for
 152                                          * final cmac cmd */
 153         u32 cmac_key_len;       /* In bytes */
 154 };
 155
 156 /***** XTS-AES engine *****/
 157 /**
 158  * ccp_xts_aes_unit_size - XTS unit size
 159  *
 160  * @CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_16: Unit size of 16 bytes
 161  * @CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_512: Unit size of 512 bytes
 162  * @CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_1024: Unit size of 1024 bytes
 163  * @CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_2048: Unit size of 2048 bytes
 164  * @CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_4096: Unit size of 4096 bytes
 165  */
 166 enum ccp_xts_aes_unit_size {
 167         CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_16 = 0,
 168         CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_512,
 169         CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_1024,
 170         CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_2048,
 171         CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE_4096,
 172         CCP_XTS_AES_UNIT_SIZE__LAST,
 173 };
 174
 175 /**
 176  * struct ccp_xts_aes_engine - CCP XTS AES operation
 177  * @action: AES operation (decrypt/encrypt)
 178  * @unit_size: unit size of the XTS operation
 179  * @key: key to be used for this XTS AES operation
 180  * @key_len: length in bytes of key
 181  * @iv: IV to be used for this XTS AES operation
 182  * @iv_len: length in bytes of iv
 183  * @src: data to be used for this operation
 184  * @dst: data produced by this operation
 185  * @src_len: length in bytes of data used for this operation
 186  * @final: indicates final XTS operation
 187  *
 188  * Variables required to be set when calling ccp_enqueue_cmd():
 189  *   - action, unit_size, key, key_len, iv, iv_len, src, dst, src_len, final
 190  *
 191  * The iv variable is used as both input and output. On completion of the
 192  * AES operation the new IV overwrites the old IV.
 193  */
 194 struct ccp_xts_aes_engine {
 195         enum ccp_aes_action action;
 196         enum ccp_xts_aes_unit_size unit_size;
 197
 198         struct scatterlist *key;
 199         u32 key_len;            /* In bytes */
 200
 201         struct scatterlist *iv;
 202         u32 iv_len;             /* In bytes */
 203
 204         struct scatterlist *src, *dst;
 205         u64 src_len;            /* In bytes */
 206
 207         u32 final;
 208 };
 209
 210 /***** SHA engine *****/
 211 #define CCP_SHA_BLOCKSIZE               SHA256_BLOCK_SIZE
 212 #define CCP_SHA_CTXSIZE                 SHA256_DIGEST_SIZE
 213
 214 /**
 215  * ccp_sha_type - type of SHA operation
 216  *
 217  * @CCP_SHA_TYPE_1: SHA-1 operation
 218  * @CCP_SHA_TYPE_224: SHA-224 operation
 219  * @CCP_SHA_TYPE_256: SHA-256 operation
 220  */
 221 enum ccp_sha_type {
 222         CCP_SHA_TYPE_1 = 1,
 223         CCP_SHA_TYPE_224,
 224         CCP_SHA_TYPE_256,
 225         CCP_SHA_TYPE__LAST,
 226 };
 227
 228 /**
 229  * struct ccp_sha_engine - CCP SHA operation
 230  * @type: Type of SHA operation
 231  * @ctx: current hash value
 232  * @ctx_len: length in bytes of hash value
 233  * @src: data to be used for this operation
 234  * @src_len: length in bytes of data used for this operation
 235  * @opad: data to be used for final HMAC operation
 236  * @opad_len: length in bytes of data used for final HMAC operation
 237  * @first: indicates first SHA operation
 238  * @final: indicates final SHA operation
 239  * @msg_bits: total length of the message in bits used in final SHA operation
 240  *
 241  * Variables required to be set when calling ccp_enqueue_cmd():
 242  *   - type, ctx, ctx_len, src, src_len, final
 243  *   - msg_bits if final is non-zero
 244  *
 245  * The ctx variable is used as both input and output. On completion of the
 246  * SHA operation the new hash value overwrites the old hash value.
 247  */
 248 struct ccp_sha_engine {
 249         enum ccp_sha_type type;
 250
 251         struct scatterlist *ctx;
 252         u32 ctx_len;            /* In bytes */
 253
 254         struct scatterlist *src;
 255         u64 src_len;            /* In bytes */
 256
 257         struct scatterlist *opad;
 258         u32 opad_len;           /* In bytes */
 259
 260         u32 first;              /* Indicates first sha cmd */
 261         u32 final;              /* Indicates final sha cmd */
 262         u64 msg_bits;           /* Message length in bits required for
 263                                  * final sha cmd */
 264 };
 265
 266 /***** RSA engine *****/
 267 /**
 268  * struct ccp_rsa_engine - CCP RSA operation
 269  * @key_size: length in bits of RSA key
 270  * @exp: RSA exponent
 271  * @exp_len: length in bytes of exponent
 272  * @mod: RSA modulus
 273  * @mod_len: length in bytes of modulus
 274  * @src: data to be used for this operation
 275  * @dst: data produced by this operation
 276  * @src_len: length in bytes of data used for this operation
 277  *
 278  * Variables required to be set when calling ccp_enqueue_cmd():
 279  *   - key_size, exp, exp_len, mod, mod_len, src, dst, src_len
 280  */
 281 struct ccp_rsa_engine {
 282         u32 key_size;           /* In bits */
 283
 284         struct scatterlist *exp;
 285         u32 exp_len;            /* In bytes */
 286
 287         struct scatterlist *mod;
 288         u32 mod_len;            /* In bytes */
 289
 290         struct scatterlist *src, *dst;
 291         u32 src_len;            /* In bytes */
 292 };
 293
 294 /***** Passthru engine *****/
 295 /**
 296  * ccp_passthru_bitwise - type of bitwise passthru operation
 297  *
 298  * @CCP_PASSTHRU_BITWISE_NOOP: no bitwise operation performed
 299  * @CCP_PASSTHRU_BITWISE_AND: perform bitwise AND of src with mask
 300  * @CCP_PASSTHRU_BITWISE_OR: perform bitwise OR of src with mask
 301  * @CCP_PASSTHRU_BITWISE_XOR: perform bitwise XOR of src with mask
 302  * @CCP_PASSTHRU_BITWISE_MASK: overwrite with mask
 303  */
 304 enum ccp_passthru_bitwise {
 305         CCP_PASSTHRU_BITWISE_NOOP = 0,
 306         CCP_PASSTHRU_BITWISE_AND,
 307         CCP_PASSTHRU_BITWISE_OR,
 308         CCP_PASSTHRU_BITWISE_XOR,
 309         CCP_PASSTHRU_BITWISE_MASK,
 310         CCP_PASSTHRU_BITWISE__LAST,
 311 };
 312
 313 /**
 314  * ccp_passthru_byteswap - type of byteswap passthru operation
 315  *
 316  * @CCP_PASSTHRU_BYTESWAP_NOOP: no byte swapping performed
 317  * @CCP_PASSTHRU_BYTESWAP_32BIT: swap bytes within 32-bit words
 318  * @CCP_PASSTHRU_BYTESWAP_256BIT: swap bytes within 256-bit words
 319  */
 320 enum ccp_passthru_byteswap {
 321         CCP_PASSTHRU_BYTESWAP_NOOP = 0,
 322         CCP_PASSTHRU_BYTESWAP_32BIT,
 323         CCP_PASSTHRU_BYTESWAP_256BIT,
 324         CCP_PASSTHRU_BYTESWAP__LAST,
 325 };
 326
 327 /**
 328  * struct ccp_passthru_engine - CCP pass-through operation
 329  * @bit_mod: bitwise operation to perform
 330  * @byte_swap: byteswap operation to perform
 331  * @mask: mask to be applied to data
 332  * @mask_len: length in bytes of mask
 333  * @src: data to be used for this operation
 334  * @dst: data produced by this operation
 335  * @src_len: length in bytes of data used for this operation
 336  * @final: indicate final pass-through operation
 337  *
 338  * Variables required to be set when calling ccp_enqueue_cmd():
 339  *   - bit_mod, byte_swap, src, dst, src_len
 340  *   - mask, mask_len if bit_mod is not CCP_PASSTHRU_BITWISE_NOOP
 341  */
 342 struct ccp_passthru_engine {
 343         enum ccp_passthru_bitwise bit_mod;
 344         enum ccp_passthru_byteswap byte_swap;
 345
 346         struct scatterlist *mask;
 347         u32 mask_len;           /* In bytes */
 348
 349         struct scatterlist *src, *dst;
 350         u64 src_len;            /* In bytes */
 351
 352         u32 final;
 353 };
 354
 355 /***** ECC engine *****/
 356 #define CCP_ECC_MODULUS_BYTES   48      /* 384-bits */
 357 #define CCP_ECC_MAX_OPERANDS    6
 358 #define CCP_ECC_MAX_OUTPUTS     3
 359
 360 /**
 361  * ccp_ecc_function - type of ECC function
 362  *
 363  * @CCP_ECC_FUNCTION_MMUL_384BIT: 384-bit modular multiplication
 364  * @CCP_ECC_FUNCTION_MADD_384BIT: 384-bit modular addition
 365  * @CCP_ECC_FUNCTION_MINV_384BIT: 384-bit multiplicative inverse
 366  * @CCP_ECC_FUNCTION_PADD_384BIT: 384-bit point addition
 367  * @CCP_ECC_FUNCTION_PMUL_384BIT: 384-bit point multiplication
 368  * @CCP_ECC_FUNCTION_PDBL_384BIT: 384-bit point doubling
 369  */
 370 enum ccp_ecc_function {
 371         CCP_ECC_FUNCTION_MMUL_384BIT = 0,
 372         CCP_ECC_FUNCTION_MADD_384BIT,
 373         CCP_ECC_FUNCTION_MINV_384BIT,
 374         CCP_ECC_FUNCTION_PADD_384BIT,
 375         CCP_ECC_FUNCTION_PMUL_384BIT,
 376         CCP_ECC_FUNCTION_PDBL_384BIT,
 377 };
 378
 379 /**
 380  * struct ccp_ecc_modular_math - CCP ECC modular math parameters
 381  * @operand_1: first operand for the modular math operation
 382  * @operand_1_len: length of the first operand
 383  * @operand_2: second operand for the modular math operation
 384  *             (not used for CCP_ECC_FUNCTION_MINV_384BIT)
 385  * @operand_2_len: length of the second operand
 386  *             (not used for CCP_ECC_FUNCTION_MINV_384BIT)
 387  * @result: result of the modular math operation
 388  * @result_len: length of the supplied result buffer
 389  */
 390 struct ccp_ecc_modular_math {
 391         struct scatterlist *operand_1;
 392         unsigned int operand_1_len;     /* In bytes */
 393
 394         struct scatterlist *operand_2;
 395         unsigned int operand_2_len;     /* In bytes */
 396
 397         struct scatterlist *result;
 398         unsigned int result_len;        /* In bytes */
 399 };
 400
 401 /**
 402  * struct ccp_ecc_point - CCP ECC point definition
 403  * @x: the x coordinate of the ECC point
 404  * @x_len: the length of the x coordinate
 405  * @y: the y coordinate of the ECC point
 406  * @y_len: the length of the y coordinate
 407  */
 408 struct ccp_ecc_point {
 409         struct scatterlist *x;
 410         unsigned int x_len;     /* In bytes */
 411
 412         struct scatterlist *y;
 413         unsigned int y_len;     /* In bytes */
 414 };
 415
 416 /**
 417  * struct ccp_ecc_point_math - CCP ECC point math parameters
 418  * @point_1: the first point of the ECC point math operation
 419  * @point_2: the second point of the ECC point math operation
 420  *           (only used for CCP_ECC_FUNCTION_PADD_384BIT)
 421  * @domain_a: the a parameter of the ECC curve
 422  * @domain_a_len: the length of the a parameter
 423  * @scalar: the scalar parameter for the point match operation
 424  *          (only used for CCP_ECC_FUNCTION_PMUL_384BIT)
 425  * @scalar_len: the length of the scalar parameter
 426  *              (only used for CCP_ECC_FUNCTION_PMUL_384BIT)
 427  * @result: the point resulting from the point math operation
 428  */
 429 struct ccp_ecc_point_math {
 430         struct ccp_ecc_point point_1;
 431         struct ccp_ecc_point point_2;
 432
 433         struct scatterlist *domain_a;
 434         unsigned int domain_a_len;      /* In bytes */
 435
 436         struct scatterlist *scalar;
 437         unsigned int scalar_len;        /* In bytes */
 438
 439         struct ccp_ecc_point result;
 440 };
 441
 442 /**
 443  * struct ccp_ecc_engine - CCP ECC operation
 444  * @function: ECC function to perform
 445  * @mod: ECC modulus
 446  * @mod_len: length in bytes of modulus
 447  * @mm: module math parameters
 448  * @pm: point math parameters
 449  * @ecc_result: result of the ECC operation
 450  *
 451  * Variables required to be set when calling ccp_enqueue_cmd():
 452  *   - function, mod, mod_len
 453  *   - operand, operand_len, operand_count, output, output_len, output_count
 454  *   - ecc_result
 455  */
 456 struct ccp_ecc_engine {
 457         enum ccp_ecc_function function;
 458
 459         struct scatterlist *mod;
 460         u32 mod_len;            /* In bytes */
 461
 462         union {
 463                 struct ccp_ecc_modular_math mm;
 464                 struct ccp_ecc_point_math pm;
 465         } u;
 466
 467         u16 ecc_result;
 468 };
 469
 470
 471 /**
 472  * ccp_engine - CCP operation identifiers
 473  *
 474  * @CCP_ENGINE_AES: AES operation
 475  * @CCP_ENGINE_XTS_AES: 128-bit XTS AES operation
 476  * @CCP_ENGINE_RSVD1: unused
 477  * @CCP_ENGINE_SHA: SHA operation
 478  * @CCP_ENGINE_RSA: RSA operation
 479  * @CCP_ENGINE_PASSTHRU: pass-through operation
 480  * @CCP_ENGINE_ZLIB_DECOMPRESS: unused
 481  * @CCP_ENGINE_ECC: ECC operation
 482  */
 483 enum ccp_engine {
 484         CCP_ENGINE_AES = 0,
 485         CCP_ENGINE_XTS_AES_128,
 486         CCP_ENGINE_RSVD1,
 487         CCP_ENGINE_SHA,
 488         CCP_ENGINE_RSA,
 489         CCP_ENGINE_PASSTHRU,
 490         CCP_ENGINE_ZLIB_DECOMPRESS,
 491         CCP_ENGINE_ECC,
 492         CCP_ENGINE__LAST,
 493 };
 494
 495 /* Flag values for flags member of ccp_cmd */
 496 #define CCP_CMD_MAY_BACKLOG     0x00000001
 497
 498 /**
 499  * struct ccp_cmd - CPP operation request
 500  * @entry: list element (ccp driver use only)
 501  * @work: work element used for callbacks (ccp driver use only)
 502  * @ccp: CCP device to be run on (ccp driver use only)
 503  * @ret: operation return code (ccp driver use only)
 504  * @flags: cmd processing flags
 505  * @engine: CCP operation to perform
 506  * @engine_error: CCP engine return code
 507  * @u: engine specific structures, refer to specific engine struct below
 508  * @callback: operation completion callback function
 509  * @data: parameter value to be supplied to the callback function
 510  *
 511  * Variables required to be set when calling ccp_enqueue_cmd():
 512  *   - engine, callback
 513  *   - See the operation structures below for what is required for each
 514  *     operation.
 515  */
 516 struct ccp_cmd {
 517         /* The list_head, work_struct, ccp and ret variables are for use
 518          * by the CCP driver only.
 519          */
 520         struct list_head entry;
 521         struct work_struct work;
 522         struct ccp_device *ccp;
 523         int ret;
 524
 525         u32 flags;
 526
 527         enum ccp_engine engine;
 528         u32 engine_error;
 529
 530         union {
 531                 struct ccp_aes_engine aes;
 532                 struct ccp_xts_aes_engine xts;
 533                 struct ccp_sha_engine sha;
 534                 struct ccp_rsa_engine rsa;
 535                 struct ccp_passthru_engine passthru;
 536                 struct ccp_ecc_engine ecc;
 537         } u;
 538
 539         /* Completion callback support */
 540         void (*callback)(void *data, int err);
 541         void *data;
 542 };
 543
 544 #endif