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1 /*
2  * Support for Marvell's Cryptographic Engine and Security Accelerator (CESA)
3  * that can be found on the following platform: Orion, Kirkwood, Armada. This
4  * driver supports the TDMA engine on platforms on which it is available.
5  *
6  * Author: Boris Brezillon <boris.brezillon@free-electrons.com>
7  * Author: Arnaud Ebalard <arno@natisbad.org>
8  *
9  * This work is based on an initial version written by
10  * Sebastian Andrzej Siewior < sebastian at breakpoint dot cc >
11  *
12  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
13  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
14  * by the Free Software Foundation.
15  */
16 
17 #include <linux/delay.h>
18 #include <linux/dma-mapping.h>
19 #include <linux/genalloc.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/io.h>
22 #include <linux/kthread.h>
23 #include <linux/mbus.h>
24 #include <linux/platform_device.h>
25 #include <linux/scatterlist.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/clk.h>
29 #include <linux/of.h>
30 #include <linux/of_platform.h>
31 #include <linux/of_irq.h>
32 
33 #include "cesa.h"
34 
35 /* Limit of the crypto queue before reaching the backlog */
36 #define CESA_CRYPTO_DEFAULT_MAX_QLEN 128
37 
38 struct mv_cesa_dev *cesa_dev;
39 
40 struct crypto_async_request *
mv_cesa_dequeue_req_locked(struct mv_cesa_engine * engine,struct crypto_async_request ** backlog)41 mv_cesa_dequeue_req_locked(struct mv_cesa_engine *engine,
42 			   struct crypto_async_request **backlog)
43 {
44 	struct crypto_async_request *req;
45 
46 	*backlog = crypto_get_backlog(&engine->queue);
47 	req = crypto_dequeue_request(&engine->queue);
48 
49 	if (!req)
50 		return NULL;
51 
52 	return req;
53 }
54 
mv_cesa_rearm_engine(struct mv_cesa_engine * engine)55 static void mv_cesa_rearm_engine(struct mv_cesa_engine *engine)
56 {
57 	struct crypto_async_request *req = NULL, *backlog = NULL;
58 	struct mv_cesa_ctx *ctx;
59 
60 
61 	spin_lock_bh(&engine->lock);
62 	if (!engine->req) {
63 		req = mv_cesa_dequeue_req_locked(engine, &backlog);
64 		engine->req = req;
65 	}
66 	spin_unlock_bh(&engine->lock);
67 
68 	if (!req)
69 		return;
70 
71 	if (backlog)
72 		backlog->complete(backlog, -EINPROGRESS);
73 
74 	ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
75 	ctx->ops->step(req);
76 }
77 
mv_cesa_std_process(struct mv_cesa_engine * engine,u32 status)78 static int mv_cesa_std_process(struct mv_cesa_engine *engine, u32 status)
79 {
80 	struct crypto_async_request *req;
81 	struct mv_cesa_ctx *ctx;
82 	int res;
83 
84 	req = engine->req;
85 	ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
86 	res = ctx->ops->process(req, status);
87 
88 	if (res == 0) {
89 		ctx->ops->complete(req);
90 		mv_cesa_engine_enqueue_complete_request(engine, req);
91 	} else if (res == -EINPROGRESS) {
92 		ctx->ops->step(req);
93 	}
94 
95 	return res;
96 }
97 
mv_cesa_int_process(struct mv_cesa_engine * engine,u32 status)98 static int mv_cesa_int_process(struct mv_cesa_engine *engine, u32 status)
99 {
100 	if (engine->chain.first && engine->chain.last)
101 		return mv_cesa_tdma_process(engine, status);
102 
103 	return mv_cesa_std_process(engine, status);
104 }
105 
106 static inline void
mv_cesa_complete_req(struct mv_cesa_ctx * ctx,struct crypto_async_request * req,int res)107 mv_cesa_complete_req(struct mv_cesa_ctx *ctx, struct crypto_async_request *req,
108 		     int res)
109 {
110 	ctx->ops->cleanup(req);
111 	local_bh_disable();
112 	req->complete(req, res);
113 	local_bh_enable();
114 }
115 
mv_cesa_int(int irq,void * priv)116 static irqreturn_t mv_cesa_int(int irq, void *priv)
117 {
118 	struct mv_cesa_engine *engine = priv;
119 	struct crypto_async_request *req;
120 	struct mv_cesa_ctx *ctx;
121 	u32 status, mask;
122 	irqreturn_t ret = IRQ_NONE;
123 
124 	while (true) {
125 		int res;
126 
127 		mask = mv_cesa_get_int_mask(engine);
128 		status = readl(engine->regs + CESA_SA_INT_STATUS);
129 
130 		if (!(status & mask))
131 			break;
132 
133 		/*
134 		 * TODO: avoid clearing the FPGA_INT_STATUS if this not
135 		 * relevant on some platforms.
136 		 */
137 		writel(~status, engine->regs + CESA_SA_FPGA_INT_STATUS);
138 		writel(~status, engine->regs + CESA_SA_INT_STATUS);
139 
140 		/* Process fetched requests */
141 		res = mv_cesa_int_process(engine, status & mask);
142 		ret = IRQ_HANDLED;
143 
144 		spin_lock_bh(&engine->lock);
145 		req = engine->req;
146 		if (res != -EINPROGRESS)
147 			engine->req = NULL;
148 		spin_unlock_bh(&engine->lock);
149 
150 		ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
151 
152 		if (res && res != -EINPROGRESS)
153 			mv_cesa_complete_req(ctx, req, res);
154 
155 		/* Launch the next pending request */
156 		mv_cesa_rearm_engine(engine);
157 
158 		/* Iterate over the complete queue */
159 		while (true) {
160 			req = mv_cesa_engine_dequeue_complete_request(engine);
161 			if (!req)
162 				break;
163 
164 			ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
165 			mv_cesa_complete_req(ctx, req, 0);
166 		}
167 	}
168 
169 	return ret;
170 }
171 
mv_cesa_queue_req(struct crypto_async_request * req,struct mv_cesa_req * creq)172 int mv_cesa_queue_req(struct crypto_async_request *req,
173 		      struct mv_cesa_req *creq)
174 {
175 	int ret;
176 	struct mv_cesa_engine *engine = creq->engine;
177 
178 	spin_lock_bh(&engine->lock);
179 	ret = crypto_enqueue_request(&engine->queue, req);
180 	if ((mv_cesa_req_get_type(creq) == CESA_DMA_REQ) &&
181 	    (ret == -EINPROGRESS || ret == -EBUSY))
182 		mv_cesa_tdma_chain(engine, creq);
183 	spin_unlock_bh(&engine->lock);
184 
185 	if (ret != -EINPROGRESS)
186 		return ret;
187 
188 	mv_cesa_rearm_engine(engine);
189 
190 	return -EINPROGRESS;
191 }
192 
mv_cesa_add_algs(struct mv_cesa_dev * cesa)193 static int mv_cesa_add_algs(struct mv_cesa_dev *cesa)
194 {
195 	int ret;
196 	int i, j;
197 
198 	for (i = 0; i < cesa->caps->ncipher_algs; i++) {
199 		ret = crypto_register_skcipher(cesa->caps->cipher_algs[i]);
200 		if (ret)
201 			goto err_unregister_crypto;
202 	}
203 
204 	for (i = 0; i < cesa->caps->nahash_algs; i++) {
205 		ret = crypto_register_ahash(cesa->caps->ahash_algs[i]);
206 		if (ret)
207 			goto err_unregister_ahash;
208 	}
209 
210 	return 0;
211 
212 err_unregister_ahash:
213 	for (j = 0; j < i; j++)
214 		crypto_unregister_ahash(cesa->caps->ahash_algs[j]);
215 	i = cesa->caps->ncipher_algs;
216 
217 err_unregister_crypto:
218 	for (j = 0; j < i; j++)
219 		crypto_unregister_skcipher(cesa->caps->cipher_algs[j]);
220 
221 	return ret;
222 }
223 
mv_cesa_remove_algs(struct mv_cesa_dev * cesa)224 static void mv_cesa_remove_algs(struct mv_cesa_dev *cesa)
225 {
226 	int i;
227 
228 	for (i = 0; i < cesa->caps->nahash_algs; i++)
229 		crypto_unregister_ahash(cesa->caps->ahash_algs[i]);
230 
231 	for (i = 0; i < cesa->caps->ncipher_algs; i++)
232 		crypto_unregister_skcipher(cesa->caps->cipher_algs[i]);
233 }
234 
235 static struct skcipher_alg *orion_cipher_algs[] = {
236 	&mv_cesa_ecb_des_alg,
237 	&mv_cesa_cbc_des_alg,
238 	&mv_cesa_ecb_des3_ede_alg,
239 	&mv_cesa_cbc_des3_ede_alg,
240 	&mv_cesa_ecb_aes_alg,
241 	&mv_cesa_cbc_aes_alg,
242 };
243 
244 static struct ahash_alg *orion_ahash_algs[] = {
245 	&mv_md5_alg,
246 	&mv_sha1_alg,
247 	&mv_ahmac_md5_alg,
248 	&mv_ahmac_sha1_alg,
249 };
250 
251 static struct skcipher_alg *armada_370_cipher_algs[] = {
252 	&mv_cesa_ecb_des_alg,
253 	&mv_cesa_cbc_des_alg,
254 	&mv_cesa_ecb_des3_ede_alg,
255 	&mv_cesa_cbc_des3_ede_alg,
256 	&mv_cesa_ecb_aes_alg,
257 	&mv_cesa_cbc_aes_alg,
258 };
259 
260 static struct ahash_alg *armada_370_ahash_algs[] = {
261 	&mv_md5_alg,
262 	&mv_sha1_alg,
263 	&mv_sha256_alg,
264 	&mv_ahmac_md5_alg,
265 	&mv_ahmac_sha1_alg,
266 	&mv_ahmac_sha256_alg,
267 };
268 
269 static const struct mv_cesa_caps orion_caps = {
270 	.nengines = 1,
271 	.cipher_algs = orion_cipher_algs,
272 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(orion_cipher_algs),
273 	.ahash_algs = orion_ahash_algs,
274 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(orion_ahash_algs),
275 	.has_tdma = false,
276 };
277 
278 static const struct mv_cesa_caps kirkwood_caps = {
279 	.nengines = 1,
280 	.cipher_algs = orion_cipher_algs,
281 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(orion_cipher_algs),
282 	.ahash_algs = orion_ahash_algs,
283 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(orion_ahash_algs),
284 	.has_tdma = true,
285 };
286 
287 static const struct mv_cesa_caps armada_370_caps = {
288 	.nengines = 1,
289 	.cipher_algs = armada_370_cipher_algs,
290 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_cipher_algs),
291 	.ahash_algs = armada_370_ahash_algs,
292 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_ahash_algs),
293 	.has_tdma = true,
294 };
295 
296 static const struct mv_cesa_caps armada_xp_caps = {
297 	.nengines = 2,
298 	.cipher_algs = armada_370_cipher_algs,
299 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_cipher_algs),
300 	.ahash_algs = armada_370_ahash_algs,
301 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_ahash_algs),
302 	.has_tdma = true,
303 };
304 
305 static const struct of_device_id mv_cesa_of_match_table[] = {
306 	{ .compatible = "marvell,orion-crypto", .data = &orion_caps },
307 	{ .compatible = "marvell,kirkwood-crypto", .data = &kirkwood_caps },
308 	{ .compatible = "marvell,dove-crypto", .data = &kirkwood_caps },
309 	{ .compatible = "marvell,armada-370-crypto", .data = &armada_370_caps },
310 	{ .compatible = "marvell,armada-xp-crypto", .data = &armada_xp_caps },
311 	{ .compatible = "marvell,armada-375-crypto", .data = &armada_xp_caps },
312 	{ .compatible = "marvell,armada-38x-crypto", .data = &armada_xp_caps },
313 	{}
314 };
315 MODULE_DEVICE_TABLE(of, mv_cesa_of_match_table);
316 
317 static void
mv_cesa_conf_mbus_windows(struct mv_cesa_engine * engine,const struct mbus_dram_target_info * dram)318 mv_cesa_conf_mbus_windows(struct mv_cesa_engine *engine,
319 			  const struct mbus_dram_target_info *dram)
320 {
321 	void __iomem *iobase = engine->regs;
322 	int i;
323 
324 	for (i = 0; i < 4; i++) {
325 		writel(0, iobase + CESA_TDMA_WINDOW_CTRL(i));
326 		writel(0, iobase + CESA_TDMA_WINDOW_BASE(i));
327 	}
328 
329 	for (i = 0; i < dram->num_cs; i++) {
330 		const struct mbus_dram_window *cs = dram->cs + i;
331 
332 		writel(((cs->size - 1) & 0xffff0000) |
333 		       (cs->mbus_attr << 8) |
334 		       (dram->mbus_dram_target_id << 4) | 1,
335 		       iobase + CESA_TDMA_WINDOW_CTRL(i));
336 		writel(cs->base, iobase + CESA_TDMA_WINDOW_BASE(i));
337 	}
338 }
339 
mv_cesa_dev_dma_init(struct mv_cesa_dev * cesa)340 static int mv_cesa_dev_dma_init(struct mv_cesa_dev *cesa)
341 {
342 	struct device *dev = cesa->dev;
343 	struct mv_cesa_dev_dma *dma;
344 
345 	if (!cesa->caps->has_tdma)
346 		return 0;
347 
348 	dma = devm_kzalloc(dev, sizeof(*dma), GFP_KERNEL);
349 	if (!dma)
350 		return -ENOMEM;
351 
352 	dma->tdma_desc_pool = dmam_pool_create("tdma_desc", dev,
353 					sizeof(struct mv_cesa_tdma_desc),
354 					16, 0);
355 	if (!dma->tdma_desc_pool)
356 		return -ENOMEM;
357 
358 	dma->op_pool = dmam_pool_create("cesa_op", dev,
359 					sizeof(struct mv_cesa_op_ctx), 16, 0);
360 	if (!dma->op_pool)
361 		return -ENOMEM;
362 
363 	dma->cache_pool = dmam_pool_create("cesa_cache", dev,
364 					   CESA_MAX_HASH_BLOCK_SIZE, 1, 0);
365 	if (!dma->cache_pool)
366 		return -ENOMEM;
367 
368 	dma->padding_pool = dmam_pool_create("cesa_padding", dev, 72, 1, 0);
369 	if (!dma->padding_pool)
370 		return -ENOMEM;
371 
372 	cesa->dma = dma;
373 
374 	return 0;
375 }
376 
mv_cesa_get_sram(struct platform_device * pdev,int idx)377 static int mv_cesa_get_sram(struct platform_device *pdev, int idx)
378 {
379 	struct mv_cesa_dev *cesa = platform_get_drvdata(pdev);
380 	struct mv_cesa_engine *engine = &cesa->engines[idx];
381 	const char *res_name = "sram";
382 	struct resource *res;
383 
384 	engine->pool = of_gen_pool_get(cesa->dev->of_node,
385 				       "marvell,crypto-srams", idx);
386 	if (engine->pool) {
387 		engine->sram = gen_pool_dma_alloc(engine->pool,
388 						  cesa->sram_size,
389 						  &engine->sram_dma);
390 		if (engine->sram)
391 			return 0;
392 
393 		engine->pool = NULL;
394 		return -ENOMEM;
395 	}
396 
397 	if (cesa->caps->nengines > 1) {
398 		if (!idx)
399 			res_name = "sram0";
400 		else
401 			res_name = "sram1";
402 	}
403 
404 	res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM,
405 					   res_name);
406 	if (!res || resource_size(res) < cesa->sram_size)
407 		return -EINVAL;
408 
409 	engine->sram = devm_ioremap_resource(cesa->dev, res);
410 	if (IS_ERR(engine->sram))
411 		return PTR_ERR(engine->sram);
412 
413 	engine->sram_dma = dma_map_resource(cesa->dev, res->start,
414 					    cesa->sram_size,
415 					    DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
416 	if (dma_mapping_error(cesa->dev, engine->sram_dma))
417 		return -ENOMEM;
418 
419 	return 0;
420 }
421 
mv_cesa_put_sram(struct platform_device * pdev,int idx)422 static void mv_cesa_put_sram(struct platform_device *pdev, int idx)
423 {
424 	struct mv_cesa_dev *cesa = platform_get_drvdata(pdev);
425 	struct mv_cesa_engine *engine = &cesa->engines[idx];
426 
427 	if (engine->pool)
428 		gen_pool_free(engine->pool, (unsigned long)engine->sram,
429 			      cesa->sram_size);
430 	else
431 		dma_unmap_resource(cesa->dev, engine->sram_dma,
432 				   cesa->sram_size, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
433 }
434 
mv_cesa_probe(struct platform_device * pdev)435 static int mv_cesa_probe(struct platform_device *pdev)
436 {
437 	const struct mv_cesa_caps *caps = &orion_caps;
438 	const struct mbus_dram_target_info *dram;
439 	const struct of_device_id *match;
440 	struct device *dev = &pdev->dev;
441 	struct mv_cesa_dev *cesa;
442 	struct mv_cesa_engine *engines;
443 	struct resource *res;
444 	int irq, ret, i;
445 	u32 sram_size;
446 
447 	if (cesa_dev) {
448 		dev_err(&pdev->dev, "Only one CESA device authorized\n");
449 		return -EEXIST;
450 	}
451 
452 	if (dev->of_node) {
453 		match = of_match_node(mv_cesa_of_match_table, dev->of_node);
454 		if (!match || !match->data)
455 			return -ENOTSUPP;
456 
457 		caps = match->data;
458 	}
459 
460 	cesa = devm_kzalloc(dev, sizeof(*cesa), GFP_KERNEL);
461 	if (!cesa)
462 		return -ENOMEM;
463 
464 	cesa->caps = caps;
465 	cesa->dev = dev;
466 
467 	sram_size = CESA_SA_DEFAULT_SRAM_SIZE;
468 	of_property_read_u32(cesa->dev->of_node, "marvell,crypto-sram-size",
469 			     &sram_size);
470 	if (sram_size < CESA_SA_MIN_SRAM_SIZE)
471 		sram_size = CESA_SA_MIN_SRAM_SIZE;
472 
473 	cesa->sram_size = sram_size;
474 	cesa->engines = devm_kcalloc(dev, caps->nengines, sizeof(*engines),
475 				     GFP_KERNEL);
476 	if (!cesa->engines)
477 		return -ENOMEM;
478 
479 	spin_lock_init(&cesa->lock);
480 
481 	res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM, "regs");
482 	cesa->regs = devm_ioremap_resource(dev, res);
483 	if (IS_ERR(cesa->regs))
484 		return PTR_ERR(cesa->regs);
485 
486 	ret = mv_cesa_dev_dma_init(cesa);
487 	if (ret)
488 		return ret;
489 
490 	dram = mv_mbus_dram_info_nooverlap();
491 
492 	platform_set_drvdata(pdev, cesa);
493 
494 	for (i = 0; i < caps->nengines; i++) {
495 		struct mv_cesa_engine *engine = &cesa->engines[i];
496 		char res_name[7];
497 
498 		engine->id = i;
499 		spin_lock_init(&engine->lock);
500 
501 		ret = mv_cesa_get_sram(pdev, i);
502 		if (ret)
503 			goto err_cleanup;
504 
505 		irq = platform_get_irq(pdev, i);
506 		if (irq < 0) {
507 			ret = irq;
508 			goto err_cleanup;
509 		}
510 
511 		/*
512 		 * Not all platforms can gate the CESA clocks: do not complain
513 		 * if the clock does not exist.
514 		 */
515 		snprintf(res_name, sizeof(res_name), "cesa%d", i);
516 		engine->clk = devm_clk_get(dev, res_name);
517 		if (IS_ERR(engine->clk)) {
518 			engine->clk = devm_clk_get(dev, NULL);
519 			if (IS_ERR(engine->clk))
520 				engine->clk = NULL;
521 		}
522 
523 		snprintf(res_name, sizeof(res_name), "cesaz%d", i);
524 		engine->zclk = devm_clk_get(dev, res_name);
525 		if (IS_ERR(engine->zclk))
526 			engine->zclk = NULL;
527 
528 		ret = clk_prepare_enable(engine->clk);
529 		if (ret)
530 			goto err_cleanup;
531 
532 		ret = clk_prepare_enable(engine->zclk);
533 		if (ret)
534 			goto err_cleanup;
535 
536 		engine->regs = cesa->regs + CESA_ENGINE_OFF(i);
537 
538 		if (dram && cesa->caps->has_tdma)
539 			mv_cesa_conf_mbus_windows(engine, dram);
540 
541 		writel(0, engine->regs + CESA_SA_INT_STATUS);
542 		writel(CESA_SA_CFG_STOP_DIG_ERR,
543 		       engine->regs + CESA_SA_CFG);
544 		writel(engine->sram_dma & CESA_SA_SRAM_MSK,
545 		       engine->regs + CESA_SA_DESC_P0);
546 
547 		ret = devm_request_threaded_irq(dev, irq, NULL, mv_cesa_int,
548 						IRQF_ONESHOT,
549 						dev_name(&pdev->dev),
550 						engine);
551 		if (ret)
552 			goto err_cleanup;
553 
554 		crypto_init_queue(&engine->queue, CESA_CRYPTO_DEFAULT_MAX_QLEN);
555 		atomic_set(&engine->load, 0);
556 		INIT_LIST_HEAD(&engine->complete_queue);
557 	}
558 
559 	cesa_dev = cesa;
560 
561 	ret = mv_cesa_add_algs(cesa);
562 	if (ret) {
563 		cesa_dev = NULL;
564 		goto err_cleanup;
565 	}
566 
567 	dev_info(dev, "CESA device successfully registered\n");
568 
569 	return 0;
570 
571 err_cleanup:
572 	for (i = 0; i < caps->nengines; i++) {
573 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].zclk);
574 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].clk);
575 		mv_cesa_put_sram(pdev, i);
576 	}
577 
578 	return ret;
579 }
580 
mv_cesa_remove(struct platform_device * pdev)581 static int mv_cesa_remove(struct platform_device *pdev)
582 {
583 	struct mv_cesa_dev *cesa = platform_get_drvdata(pdev);
584 	int i;
585 
586 	mv_cesa_remove_algs(cesa);
587 
588 	for (i = 0; i < cesa->caps->nengines; i++) {
589 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].zclk);
590 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].clk);
591 		mv_cesa_put_sram(pdev, i);
592 	}
593 
594 	return 0;
595 }
596 
597 static const struct platform_device_id mv_cesa_plat_id_table[] = {
598 	{ .name = "mv_crypto" },
599 	{ /* sentinel */ },
600 };
601 MODULE_DEVICE_TABLE(platform, mv_cesa_plat_id_table);
602 
603 static struct platform_driver marvell_cesa = {
604 	.probe		= mv_cesa_probe,
605 	.remove		= mv_cesa_remove,
606 	.id_table	= mv_cesa_plat_id_table,
607 	.driver		= {
608 		.name	= "marvell-cesa",
609 		.of_match_table = mv_cesa_of_match_table,
610 	},
611 };
612 module_platform_driver(marvell_cesa);
613 
614 MODULE_ALIAS("platform:mv_crypto");
615 MODULE_AUTHOR("Boris Brezillon <boris.brezillon@free-electrons.com>");
616 MODULE_AUTHOR("Arnaud Ebalard <arno@natisbad.org>");
617 MODULE_DESCRIPTION("Support for Marvell's cryptographic engine");
618 MODULE_LICENSE("GPL v2");
619