err.no Git - linux-2.6/blob - arch/s390/crypto/crypt_s390.h

   1 /*
   2  * Cryptographic API.
   3  *
   4  * Support for s390 cryptographic instructions.
   5  *
   6  *   Copyright (C) 2003 IBM Deutschland GmbH, IBM Corporation
   7  *   Author(s): Thomas Spatzier (tspat@de.ibm.com)
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  10  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
  11  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
  12  * any later version.
  13  *
  14  */
  15 #ifndef _CRYPTO_ARCH_S390_CRYPT_S390_H
  16 #define _CRYPTO_ARCH_S390_CRYPT_S390_H
  17
  18 #include <asm/errno.h>
  19
  20 #define CRYPT_S390_OP_MASK 0xFF00
  21 #define CRYPT_S390_FUNC_MASK 0x00FF
  22
  23 #define CRYPT_S390_PRIORITY 300
  24
  25 /* s930 cryptographic operations */
  26 enum crypt_s390_operations {
  27         CRYPT_S390_KM   = 0x0100,
  28         CRYPT_S390_KMC  = 0x0200,
  29         CRYPT_S390_KIMD = 0x0300,
  30         CRYPT_S390_KLMD = 0x0400,
  31         CRYPT_S390_KMAC = 0x0500
  32 };
  33
  34 /* function codes for KM (CIPHER MESSAGE) instruction
  35  * 0x80 is the decipher modifier bit
  36  */
  37 enum crypt_s390_km_func {
  38         KM_QUERY            = CRYPT_S390_KM | 0x0,
  39         KM_DEA_ENCRYPT      = CRYPT_S390_KM | 0x1,
  40         KM_DEA_DECRYPT      = CRYPT_S390_KM | 0x1 | 0x80,
  41         KM_TDEA_128_ENCRYPT = CRYPT_S390_KM | 0x2,
  42         KM_TDEA_128_DECRYPT = CRYPT_S390_KM | 0x2 | 0x80,
  43         KM_TDEA_192_ENCRYPT = CRYPT_S390_KM | 0x3,
  44         KM_TDEA_192_DECRYPT = CRYPT_S390_KM | 0x3 | 0x80,
  45         KM_AES_128_ENCRYPT  = CRYPT_S390_KM | 0x12,
  46         KM_AES_128_DECRYPT  = CRYPT_S390_KM | 0x12 | 0x80,
  47         KM_AES_192_ENCRYPT  = CRYPT_S390_KM | 0x13,
  48         KM_AES_192_DECRYPT  = CRYPT_S390_KM | 0x13 | 0x80,
  49         KM_AES_256_ENCRYPT  = CRYPT_S390_KM | 0x14,
  50         KM_AES_256_DECRYPT  = CRYPT_S390_KM | 0x14 | 0x80,
  51 };
  52
  53 /* function codes for KMC (CIPHER MESSAGE WITH CHAINING)
  54  * instruction
  55  */
  56 enum crypt_s390_kmc_func {
  57         KMC_QUERY            = CRYPT_S390_KMC | 0x0,
  58         KMC_DEA_ENCRYPT      = CRYPT_S390_KMC | 0x1,
  59         KMC_DEA_DECRYPT      = CRYPT_S390_KMC | 0x1 | 0x80,
  60         KMC_TDEA_128_ENCRYPT = CRYPT_S390_KMC | 0x2,
  61         KMC_TDEA_128_DECRYPT = CRYPT_S390_KMC | 0x2 | 0x80,
  62         KMC_TDEA_192_ENCRYPT = CRYPT_S390_KMC | 0x3,
  63         KMC_TDEA_192_DECRYPT = CRYPT_S390_KMC | 0x3 | 0x80,
  64         KMC_AES_128_ENCRYPT  = CRYPT_S390_KMC | 0x12,
  65         KMC_AES_128_DECRYPT  = CRYPT_S390_KMC | 0x12 | 0x80,
  66         KMC_AES_192_ENCRYPT  = CRYPT_S390_KMC | 0x13,
  67         KMC_AES_192_DECRYPT  = CRYPT_S390_KMC | 0x13 | 0x80,
  68         KMC_AES_256_ENCRYPT  = CRYPT_S390_KMC | 0x14,
  69         KMC_AES_256_DECRYPT  = CRYPT_S390_KMC | 0x14 | 0x80,
  70 };
  71
  72 /* function codes for KIMD (COMPUTE INTERMEDIATE MESSAGE DIGEST)
  73  * instruction
  74  */
  75 enum crypt_s390_kimd_func {
  76         KIMD_QUERY   = CRYPT_S390_KIMD | 0,
  77         KIMD_SHA_1   = CRYPT_S390_KIMD | 1,
  78         KIMD_SHA_256 = CRYPT_S390_KIMD | 2,
  79 };
  80
  81 /* function codes for KLMD (COMPUTE LAST MESSAGE DIGEST)
  82  * instruction
  83  */
  84 enum crypt_s390_klmd_func {
  85         KLMD_QUERY   = CRYPT_S390_KLMD | 0,
  86         KLMD_SHA_1   = CRYPT_S390_KLMD | 1,
  87         KLMD_SHA_256 = CRYPT_S390_KLMD | 2,
  88 };
  89
  90 /* function codes for KMAC (COMPUTE MESSAGE AUTHENTICATION CODE)
  91  * instruction
  92  */
  93 enum crypt_s390_kmac_func {
  94         KMAC_QUERY    = CRYPT_S390_KMAC | 0,
  95         KMAC_DEA      = CRYPT_S390_KMAC | 1,
  96         KMAC_TDEA_128 = CRYPT_S390_KMAC | 2,
  97         KMAC_TDEA_192 = CRYPT_S390_KMAC | 3
  98 };
  99
 100 /* status word for s390 crypto instructions' QUERY functions */
 101 struct crypt_s390_query_status {
 102         u64 high;
 103         u64 low;
 104 };
 105
 106 /*
 107  * Standard fixup and ex_table sections for crypt_s390 inline functions.
 108  * label 0: the s390 crypto operation
 109  * label 1: just after 1 to catch illegal operation exception
 110  *          (unsupported model)
 111  * label 6: the return point after fixup
 112  * label 7: set error value if exception _in_ crypto operation
 113  * label 8: set error value if illegal operation exception
 114  * [ret] is the variable to receive the error code
 115  * [ERR] is the error code value
 116  */
 117 #ifndef CONFIG_64BIT
 118 #define __crypt_s390_fixup \
 119         ".section .fixup,\"ax\" \n"     \
 120         "7:     lhi     %0,%h[e1] \n"   \
 121         "       bras    1,9f \n"        \
 122         "       .long   6b \n"          \
 123         "8:     lhi     %0,%h[e2] \n"   \
 124         "       bras    1,9f \n"        \
 125         "       .long   6b \n"          \
 126         "9:     l       1,0(1) \n"      \
 127         "       br      1 \n"           \
 128         ".previous \n"                  \
 129         ".section __ex_table,\"a\" \n"  \
 130         "       .align  4 \n"           \
 131         "       .long   0b,7b \n"       \
 132         "       .long   1b,8b \n"       \
 133         ".previous"
 134 #else /* CONFIG_64BIT */
 135 #define __crypt_s390_fixup \
 136         ".section .fixup,\"ax\" \n"     \
 137         "7:     lhi     %0,%h[e1] \n"   \
 138         "       jg      6b \n"          \
 139         "8:     lhi     %0,%h[e2] \n"   \
 140         "       jg      6b \n"          \
 141         ".previous\n"                   \
 142         ".section __ex_table,\"a\" \n"  \
 143         "       .align  8 \n"           \
 144         "       .quad   0b,7b \n"       \
 145         "       .quad   1b,8b \n"       \
 146         ".previous"
 147 #endif /* CONFIG_64BIT */
 148
 149 /*
 150  * Standard code for setting the result of s390 crypto instructions.
 151  * %0: the register which will receive the result
 152  * [result]: the register containing the result (e.g. second operand length
 153  * to compute number of processed bytes].
 154  */
 155 #ifndef CONFIG_64BIT
 156 #define __crypt_s390_set_result \
 157         "       lr      %0,%[result] \n"
 158 #else /* CONFIG_64BIT */
 159 #define __crypt_s390_set_result \
 160         "       lgr     %0,%[result] \n"
 161 #endif
 162
 163 /*
 164  * Executes the KM (CIPHER MESSAGE) operation of the CPU.
 165  * @param func: the function code passed to KM; see crypt_s390_km_func
 166  * @param param: address of parameter block; see POP for details on each func
 167  * @param dest: address of destination memory area
 168  * @param src: address of source memory area
 169  * @param src_len: length of src operand in bytes
 170  * @returns < zero for failure, 0 for the query func, number of processed bytes
 171  *      for encryption/decryption funcs
 172  */
 173 static inline int
 174 crypt_s390_km(long func, void* param, u8* dest, const u8* src, long src_len)
 175 {
 176         register long __func asm("0") = func & CRYPT_S390_FUNC_MASK;
 177         register void* __param asm("1") = param;
 178         register u8* __dest asm("4") = dest;
 179         register const u8* __src asm("2") = src;
 180         register long __src_len asm("3") = src_len;
 181         int ret;
 182
 183         ret = 0;
 184         __asm__ __volatile__ (
 185                 "0:     .insn   rre,0xB92E0000,%1,%2 \n" /* KM opcode */
 186                 "1:     brc     1,0b \n" /* handle partial completion */
 187                 __crypt_s390_set_result
 188                 "6:     \n"
 189                 __crypt_s390_fixup
 190                 : "+d" (ret), "+a" (__dest), "+a" (__src),
 191                   [result] "+d" (__src_len)
 192                 : [e1] "K" (-EFAULT), [e2] "K" (-ENOSYS), "d" (__func),
 193                   "a" (__param)
 194                 : "cc", "memory"
 195         );
 196         if (ret >= 0 && func & CRYPT_S390_FUNC_MASK){
 197                 ret = src_len - ret;
 198         }
 199         return ret;
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Executes the KMC (CIPHER MESSAGE WITH CHAINING) operation of the CPU.
 204  * @param func: the function code passed to KM; see crypt_s390_kmc_func
 205  * @param param: address of parameter block; see POP for details on each func
 206  * @param dest: address of destination memory area
 207  * @param src: address of source memory area
 208  * @param src_len: length of src operand in bytes
 209  * @returns < zero for failure, 0 for the query func, number of processed bytes
 210  *      for encryption/decryption funcs
 211  */
 212 static inline int
 213 crypt_s390_kmc(long func, void* param, u8* dest, const u8* src, long src_len)
 214 {
 215         register long __func asm("0") = func & CRYPT_S390_FUNC_MASK;
 216         register void* __param asm("1") = param;
 217         register u8* __dest asm("4") = dest;
 218         register const u8* __src asm("2") = src;
 219         register long __src_len asm("3") = src_len;
 220         int ret;
 221
 222         ret = 0;
 223         __asm__ __volatile__ (
 224                 "0:     .insn   rre,0xB92F0000,%1,%2 \n" /* KMC opcode */
 225                 "1:     brc     1,0b \n" /* handle partial completion */
 226                 __crypt_s390_set_result
 227                 "6:     \n"
 228                 __crypt_s390_fixup
 229                 : "+d" (ret), "+a" (__dest), "+a" (__src),
 230                   [result] "+d" (__src_len)
 231                 : [e1] "K" (-EFAULT), [e2] "K" (-ENOSYS), "d" (__func),
 232                   "a" (__param)
 233                 : "cc", "memory"
 234         );
 235         if (ret >= 0 && func & CRYPT_S390_FUNC_MASK){
 236                 ret = src_len - ret;
 237         }
 238         return ret;
 239 }
 240
 241 /*
 242  * Executes the KIMD (COMPUTE INTERMEDIATE MESSAGE DIGEST) operation
 243  * of the CPU.
 244  * @param func: the function code passed to KM; see crypt_s390_kimd_func
 245  * @param param: address of parameter block; see POP for details on each func
 246  * @param src: address of source memory area
 247  * @param src_len: length of src operand in bytes
 248  * @returns < zero for failure, 0 for the query func, number of processed bytes
 249  *      for digest funcs
 250  */
 251 static inline int
 252 crypt_s390_kimd(long func, void* param, const u8* src, long src_len)
 253 {
 254         register long __func asm("0") = func & CRYPT_S390_FUNC_MASK;
 255         register void* __param asm("1") = param;
 256         register const u8* __src asm("2") = src;
 257         register long __src_len asm("3") = src_len;
 258         int ret;
 259
 260         ret = 0;
 261         __asm__ __volatile__ (
 262                 "0:     .insn   rre,0xB93E0000,%1,%1 \n" /* KIMD opcode */
 263                 "1:     brc     1,0b \n" /* handle partical completion */
 264                 __crypt_s390_set_result
 265                 "6:     \n"
 266                 __crypt_s390_fixup
 267                 : "+d" (ret), "+a" (__src), [result] "+d" (__src_len)
 268                 : [e1] "K" (-EFAULT), [e2] "K" (-ENOSYS), "d" (__func),
 269                   "a" (__param)
 270                 : "cc", "memory"
 271         );
 272         if (ret >= 0 && (func & CRYPT_S390_FUNC_MASK)){
 273                 ret = src_len - ret;
 274         }
 275         return ret;
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Executes the KLMD (COMPUTE LAST MESSAGE DIGEST) operation of the CPU.
 280  * @param func: the function code passed to KM; see crypt_s390_klmd_func
 281  * @param param: address of parameter block; see POP for details on each func
 282  * @param src: address of source memory area
 283  * @param src_len: length of src operand in bytes
 284  * @returns < zero for failure, 0 for the query func, number of processed bytes
 285  *      for digest funcs
 286  */
 287 static inline int
 288 crypt_s390_klmd(long func, void* param, const u8* src, long src_len)
 289 {
 290         register long __func asm("0") = func & CRYPT_S390_FUNC_MASK;
 291         register void* __param asm("1") = param;
 292         register const u8* __src asm("2") = src;
 293         register long __src_len asm("3") = src_len;
 294         int ret;
 295
 296         ret = 0;
 297         __asm__ __volatile__ (
 298                 "0:     .insn   rre,0xB93F0000,%1,%1 \n" /* KLMD opcode */
 299                 "1:     brc     1,0b \n" /* handle partical completion */
 300                 __crypt_s390_set_result
 301                 "6:     \n"
 302                 __crypt_s390_fixup
 303                 : "+d" (ret), "+a" (__src), [result] "+d" (__src_len)
 304                 : [e1] "K" (-EFAULT), [e2] "K" (-ENOSYS), "d" (__func),
 305                   "a" (__param)
 306                 : "cc", "memory"
 307         );
 308         if (ret >= 0 && func & CRYPT_S390_FUNC_MASK){
 309                 ret = src_len - ret;
 310         }
 311         return ret;
 312 }
 313
 314 /*
 315  * Executes the KMAC (COMPUTE MESSAGE AUTHENTICATION CODE) operation
 316  * of the CPU.
 317  * @param func: the function code passed to KM; see crypt_s390_klmd_func
 318  * @param param: address of parameter block; see POP for details on each func
 319  * @param src: address of source memory area
 320  * @param src_len: length of src operand in bytes
 321  * @returns < zero for failure, 0 for the query func, number of processed bytes
 322  *      for digest funcs
 323  */
 324 static inline int
 325 crypt_s390_kmac(long func, void* param, const u8* src, long src_len)
 326 {
 327         register long __func asm("0") = func & CRYPT_S390_FUNC_MASK;
 328         register void* __param asm("1") = param;
 329         register const u8* __src asm("2") = src;
 330         register long __src_len asm("3") = src_len;
 331         int ret;
 332
 333         ret = 0;
 334         __asm__ __volatile__ (
 335                 "0:     .insn   rre,0xB91E0000,%5,%5 \n" /* KMAC opcode */
 336                 "1:     brc     1,0b \n" /* handle partical completion */
 337                 __crypt_s390_set_result
 338                 "6:     \n"
 339                 __crypt_s390_fixup
 340                 : "+d" (ret), "+a" (__src), [result] "+d" (__src_len)
 341                 : [e1] "K" (-EFAULT), [e2] "K" (-ENOSYS), "d" (__func),
 342                   "a" (__param)
 343                 : "cc", "memory"
 344         );
 345         if (ret >= 0 && func & CRYPT_S390_FUNC_MASK){
 346                 ret = src_len - ret;
 347         }
 348         return ret;
 349 }
 350
 351 /**
 352  * Tests if a specific crypto function is implemented on the machine.
 353  * @param func: the function code of the specific function; 0 if op in general
 354  * @return      1 if func available; 0 if func or op in general not available
 355  */
 356 static inline int
 357 crypt_s390_func_available(int func)
 358 {
 359         int ret;
 360
 361         struct crypt_s390_query_status status = {
 362                 .high = 0,
 363                 .low = 0
 364         };
 365         switch (func & CRYPT_S390_OP_MASK){
 366                 case CRYPT_S390_KM:
 367                         ret = crypt_s390_km(KM_QUERY, &status, NULL, NULL, 0);
 368                         break;
 369                 case CRYPT_S390_KMC:
 370                         ret = crypt_s390_kmc(KMC_QUERY, &status, NULL, NULL, 0);
 371                         break;
 372                 case CRYPT_S390_KIMD:
 373                         ret = crypt_s390_kimd(KIMD_QUERY, &status, NULL, 0);
 374                         break;
 375                 case CRYPT_S390_KLMD:
 376                         ret = crypt_s390_klmd(KLMD_QUERY, &status, NULL, 0);
 377                         break;
 378                 case CRYPT_S390_KMAC:
 379                         ret = crypt_s390_kmac(KMAC_QUERY, &status, NULL, 0);
 380                         break;
 381                 default:
 382                         ret = 0;
 383                         return ret;
 384         }
 385         if (ret >= 0){
 386                 func &= CRYPT_S390_FUNC_MASK;
 387                 func &= 0x7f; //mask modifier bit
 388                 if (func < 64){
 389                         ret = (status.high >> (64 - func - 1)) & 0x1;
 390                 } else {
 391                         ret = (status.low >> (128 - func - 1)) & 0x1;
 392                 }
 393         } else {
 394                 ret = 0;
 395         }
 396         return ret;
 397 }
 398
 399 #endif // _CRYPTO_ARCH_S390_CRYPT_S390_H