xref: /linux/drivers/crypto/marvell/cesa/cesa.c (revision b83deaa741558babf4b8d51d34f6637ccfff1b26)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Support for Marvell's Cryptographic Engine and Security Accelerator (CESA)
4  * that can be found on the following platform: Orion, Kirkwood, Armada. This
5  * driver supports the TDMA engine on platforms on which it is available.
6  *
7  * Author: Boris Brezillon <boris.brezillon@free-electrons.com>
8  * Author: Arnaud Ebalard <arno@natisbad.org>
9  *
10  * This work is based on an initial version written by
11  * Sebastian Andrzej Siewior < sebastian at breakpoint dot cc >
12  */
13 
14 #include <linux/delay.h>
15 #include <linux/dma-mapping.h>
16 #include <linux/genalloc.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/io.h>
19 #include <linux/kthread.h>
20 #include <linux/mbus.h>
21 #include <linux/platform_device.h>
22 #include <linux/scatterlist.h>
23 #include <linux/slab.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/clk.h>
26 #include <linux/of.h>
27 #include <linux/of_platform.h>
28 #include <linux/of_irq.h>
29 
30 #include "cesa.h"
31 
32 /* Limit of the crypto queue before reaching the backlog */
33 #define CESA_CRYPTO_DEFAULT_MAX_QLEN 128
34 
35 struct mv_cesa_dev *cesa_dev;
36 
37 struct crypto_async_request *
38 mv_cesa_dequeue_req_locked(struct mv_cesa_engine *engine,
39 			   struct crypto_async_request **backlog)
40 {
41 	struct crypto_async_request *req;
42 
43 	*backlog = crypto_get_backlog(&engine->queue);
44 	req = crypto_dequeue_request(&engine->queue);
45 
46 	if (!req)
47 		return NULL;
48 
49 	return req;
50 }
51 
52 static void mv_cesa_rearm_engine(struct mv_cesa_engine *engine)
53 {
54 	struct crypto_async_request *req = NULL, *backlog = NULL;
55 	struct mv_cesa_ctx *ctx;
56 
57 
58 	spin_lock_bh(&engine->lock);
59 	if (!engine->req) {
60 		req = mv_cesa_dequeue_req_locked(engine, &backlog);
61 		engine->req = req;
62 	}
63 	spin_unlock_bh(&engine->lock);
64 
65 	if (!req)
66 		return;
67 
68 	if (backlog)
69 		backlog->complete(backlog, -EINPROGRESS);
70 
71 	ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
72 	ctx->ops->step(req);
73 }
74 
75 static int mv_cesa_std_process(struct mv_cesa_engine *engine, u32 status)
76 {
77 	struct crypto_async_request *req;
78 	struct mv_cesa_ctx *ctx;
79 	int res;
80 
81 	req = engine->req;
82 	ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
83 	res = ctx->ops->process(req, status);
84 
85 	if (res == 0) {
86 		ctx->ops->complete(req);
87 		mv_cesa_engine_enqueue_complete_request(engine, req);
88 	} else if (res == -EINPROGRESS) {
89 		ctx->ops->step(req);
90 	}
91 
92 	return res;
93 }
94 
95 static int mv_cesa_int_process(struct mv_cesa_engine *engine, u32 status)
96 {
97 	if (engine->chain.first && engine->chain.last)
98 		return mv_cesa_tdma_process(engine, status);
99 
100 	return mv_cesa_std_process(engine, status);
101 }
102 
103 static inline void
104 mv_cesa_complete_req(struct mv_cesa_ctx *ctx, struct crypto_async_request *req,
105 		     int res)
106 {
107 	ctx->ops->cleanup(req);
108 	local_bh_disable();
109 	req->complete(req, res);
110 	local_bh_enable();
111 }
112 
113 static irqreturn_t mv_cesa_int(int irq, void *priv)
114 {
115 	struct mv_cesa_engine *engine = priv;
116 	struct crypto_async_request *req;
117 	struct mv_cesa_ctx *ctx;
118 	u32 status, mask;
119 	irqreturn_t ret = IRQ_NONE;
120 
121 	while (true) {
122 		int res;
123 
124 		mask = mv_cesa_get_int_mask(engine);
125 		status = readl(engine->regs + CESA_SA_INT_STATUS);
126 
127 		if (!(status & mask))
128 			break;
129 
130 		/*
131 		 * TODO: avoid clearing the FPGA_INT_STATUS if this not
132 		 * relevant on some platforms.
133 		 */
134 		writel(~status, engine->regs + CESA_SA_FPGA_INT_STATUS);
135 		writel(~status, engine->regs + CESA_SA_INT_STATUS);
136 
137 		/* Process fetched requests */
138 		res = mv_cesa_int_process(engine, status & mask);
139 		ret = IRQ_HANDLED;
140 
141 		spin_lock_bh(&engine->lock);
142 		req = engine->req;
143 		if (res != -EINPROGRESS)
144 			engine->req = NULL;
145 		spin_unlock_bh(&engine->lock);
146 
147 		ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
148 
149 		if (res && res != -EINPROGRESS)
150 			mv_cesa_complete_req(ctx, req, res);
151 
152 		/* Launch the next pending request */
153 		mv_cesa_rearm_engine(engine);
154 
155 		/* Iterate over the complete queue */
156 		while (true) {
157 			req = mv_cesa_engine_dequeue_complete_request(engine);
158 			if (!req)
159 				break;
160 
161 			ctx = crypto_tfm_ctx(req->tfm);
162 			mv_cesa_complete_req(ctx, req, 0);
163 		}
164 	}
165 
166 	return ret;
167 }
168 
169 int mv_cesa_queue_req(struct crypto_async_request *req,
170 		      struct mv_cesa_req *creq)
171 {
172 	int ret;
173 	struct mv_cesa_engine *engine = creq->engine;
174 
175 	spin_lock_bh(&engine->lock);
176 	ret = crypto_enqueue_request(&engine->queue, req);
177 	if ((mv_cesa_req_get_type(creq) == CESA_DMA_REQ) &&
178 	    (ret == -EINPROGRESS || ret == -EBUSY))
179 		mv_cesa_tdma_chain(engine, creq);
180 	spin_unlock_bh(&engine->lock);
181 
182 	if (ret != -EINPROGRESS)
183 		return ret;
184 
185 	mv_cesa_rearm_engine(engine);
186 
187 	return -EINPROGRESS;
188 }
189 
190 static int mv_cesa_add_algs(struct mv_cesa_dev *cesa)
191 {
192 	int ret;
193 	int i, j;
194 
195 	for (i = 0; i < cesa->caps->ncipher_algs; i++) {
196 		ret = crypto_register_skcipher(cesa->caps->cipher_algs[i]);
197 		if (ret)
198 			goto err_unregister_crypto;
199 	}
200 
201 	for (i = 0; i < cesa->caps->nahash_algs; i++) {
202 		ret = crypto_register_ahash(cesa->caps->ahash_algs[i]);
203 		if (ret)
204 			goto err_unregister_ahash;
205 	}
206 
207 	return 0;
208 
209 err_unregister_ahash:
210 	for (j = 0; j < i; j++)
211 		crypto_unregister_ahash(cesa->caps->ahash_algs[j]);
212 	i = cesa->caps->ncipher_algs;
213 
214 err_unregister_crypto:
215 	for (j = 0; j < i; j++)
216 		crypto_unregister_skcipher(cesa->caps->cipher_algs[j]);
217 
218 	return ret;
219 }
220 
221 static void mv_cesa_remove_algs(struct mv_cesa_dev *cesa)
222 {
223 	int i;
224 
225 	for (i = 0; i < cesa->caps->nahash_algs; i++)
226 		crypto_unregister_ahash(cesa->caps->ahash_algs[i]);
227 
228 	for (i = 0; i < cesa->caps->ncipher_algs; i++)
229 		crypto_unregister_skcipher(cesa->caps->cipher_algs[i]);
230 }
231 
232 static struct skcipher_alg *orion_cipher_algs[] = {
233 	&mv_cesa_ecb_des_alg,
234 	&mv_cesa_cbc_des_alg,
235 	&mv_cesa_ecb_des3_ede_alg,
236 	&mv_cesa_cbc_des3_ede_alg,
237 	&mv_cesa_ecb_aes_alg,
238 	&mv_cesa_cbc_aes_alg,
239 };
240 
241 static struct ahash_alg *orion_ahash_algs[] = {
242 	&mv_md5_alg,
243 	&mv_sha1_alg,
244 	&mv_ahmac_md5_alg,
245 	&mv_ahmac_sha1_alg,
246 };
247 
248 static struct skcipher_alg *armada_370_cipher_algs[] = {
249 	&mv_cesa_ecb_des_alg,
250 	&mv_cesa_cbc_des_alg,
251 	&mv_cesa_ecb_des3_ede_alg,
252 	&mv_cesa_cbc_des3_ede_alg,
253 	&mv_cesa_ecb_aes_alg,
254 	&mv_cesa_cbc_aes_alg,
255 };
256 
257 static struct ahash_alg *armada_370_ahash_algs[] = {
258 	&mv_md5_alg,
259 	&mv_sha1_alg,
260 	&mv_sha256_alg,
261 	&mv_ahmac_md5_alg,
262 	&mv_ahmac_sha1_alg,
263 	&mv_ahmac_sha256_alg,
264 };
265 
266 static const struct mv_cesa_caps orion_caps = {
267 	.nengines = 1,
268 	.cipher_algs = orion_cipher_algs,
269 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(orion_cipher_algs),
270 	.ahash_algs = orion_ahash_algs,
271 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(orion_ahash_algs),
272 	.has_tdma = false,
273 };
274 
275 static const struct mv_cesa_caps kirkwood_caps = {
276 	.nengines = 1,
277 	.cipher_algs = orion_cipher_algs,
278 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(orion_cipher_algs),
279 	.ahash_algs = orion_ahash_algs,
280 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(orion_ahash_algs),
281 	.has_tdma = true,
282 };
283 
284 static const struct mv_cesa_caps armada_370_caps = {
285 	.nengines = 1,
286 	.cipher_algs = armada_370_cipher_algs,
287 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_cipher_algs),
288 	.ahash_algs = armada_370_ahash_algs,
289 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_ahash_algs),
290 	.has_tdma = true,
291 };
292 
293 static const struct mv_cesa_caps armada_xp_caps = {
294 	.nengines = 2,
295 	.cipher_algs = armada_370_cipher_algs,
296 	.ncipher_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_cipher_algs),
297 	.ahash_algs = armada_370_ahash_algs,
298 	.nahash_algs = ARRAY_SIZE(armada_370_ahash_algs),
299 	.has_tdma = true,
300 };
301 
302 static const struct of_device_id mv_cesa_of_match_table[] = {
303 	{ .compatible = "marvell,orion-crypto", .data = &orion_caps },
304 	{ .compatible = "marvell,kirkwood-crypto", .data = &kirkwood_caps },
305 	{ .compatible = "marvell,dove-crypto", .data = &kirkwood_caps },
306 	{ .compatible = "marvell,armada-370-crypto", .data = &armada_370_caps },
307 	{ .compatible = "marvell,armada-xp-crypto", .data = &armada_xp_caps },
308 	{ .compatible = "marvell,armada-375-crypto", .data = &armada_xp_caps },
309 	{ .compatible = "marvell,armada-38x-crypto", .data = &armada_xp_caps },
310 	{}
311 };
312 MODULE_DEVICE_TABLE(of, mv_cesa_of_match_table);
313 
314 static void
315 mv_cesa_conf_mbus_windows(struct mv_cesa_engine *engine,
316 			  const struct mbus_dram_target_info *dram)
317 {
318 	void __iomem *iobase = engine->regs;
319 	int i;
320 
321 	for (i = 0; i < 4; i++) {
322 		writel(0, iobase + CESA_TDMA_WINDOW_CTRL(i));
323 		writel(0, iobase + CESA_TDMA_WINDOW_BASE(i));
324 	}
325 
326 	for (i = 0; i < dram->num_cs; i++) {
327 		const struct mbus_dram_window *cs = dram->cs + i;
328 
329 		writel(((cs->size - 1) & 0xffff0000) |
330 		       (cs->mbus_attr << 8) |
331 		       (dram->mbus_dram_target_id << 4) | 1,
332 		       iobase + CESA_TDMA_WINDOW_CTRL(i));
333 		writel(cs->base, iobase + CESA_TDMA_WINDOW_BASE(i));
334 	}
335 }
336 
337 static int mv_cesa_dev_dma_init(struct mv_cesa_dev *cesa)
338 {
339 	struct device *dev = cesa->dev;
340 	struct mv_cesa_dev_dma *dma;
341 
342 	if (!cesa->caps->has_tdma)
343 		return 0;
344 
345 	dma = devm_kzalloc(dev, sizeof(*dma), GFP_KERNEL);
346 	if (!dma)
347 		return -ENOMEM;
348 
349 	dma->tdma_desc_pool = dmam_pool_create("tdma_desc", dev,
350 					sizeof(struct mv_cesa_tdma_desc),
351 					16, 0);
352 	if (!dma->tdma_desc_pool)
353 		return -ENOMEM;
354 
355 	dma->op_pool = dmam_pool_create("cesa_op", dev,
356 					sizeof(struct mv_cesa_op_ctx), 16, 0);
357 	if (!dma->op_pool)
358 		return -ENOMEM;
359 
360 	dma->cache_pool = dmam_pool_create("cesa_cache", dev,
361 					   CESA_MAX_HASH_BLOCK_SIZE, 1, 0);
362 	if (!dma->cache_pool)
363 		return -ENOMEM;
364 
365 	dma->padding_pool = dmam_pool_create("cesa_padding", dev, 72, 1, 0);
366 	if (!dma->padding_pool)
367 		return -ENOMEM;
368 
369 	cesa->dma = dma;
370 
371 	return 0;
372 }
373 
374 static int mv_cesa_get_sram(struct platform_device *pdev, int idx)
375 {
376 	struct mv_cesa_dev *cesa = platform_get_drvdata(pdev);
377 	struct mv_cesa_engine *engine = &cesa->engines[idx];
378 	const char *res_name = "sram";
379 	struct resource *res;
380 
381 	engine->pool = of_gen_pool_get(cesa->dev->of_node,
382 				       "marvell,crypto-srams", idx);
383 	if (engine->pool) {
384 		engine->sram_pool = gen_pool_dma_alloc(engine->pool,
385 						       cesa->sram_size,
386 						       &engine->sram_dma);
387 		if (engine->sram_pool)
388 			return 0;
389 
390 		engine->pool = NULL;
391 		return -ENOMEM;
392 	}
393 
394 	if (cesa->caps->nengines > 1) {
395 		if (!idx)
396 			res_name = "sram0";
397 		else
398 			res_name = "sram1";
399 	}
400 
401 	res = platform_get_resource_byname(pdev, IORESOURCE_MEM,
402 					   res_name);
403 	if (!res || resource_size(res) < cesa->sram_size)
404 		return -EINVAL;
405 
406 	engine->sram = devm_ioremap_resource(cesa->dev, res);
407 	if (IS_ERR(engine->sram))
408 		return PTR_ERR(engine->sram);
409 
410 	engine->sram_dma = dma_map_resource(cesa->dev, res->start,
411 					    cesa->sram_size,
412 					    DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
413 	if (dma_mapping_error(cesa->dev, engine->sram_dma))
414 		return -ENOMEM;
415 
416 	return 0;
417 }
418 
419 static void mv_cesa_put_sram(struct platform_device *pdev, int idx)
420 {
421 	struct mv_cesa_dev *cesa = platform_get_drvdata(pdev);
422 	struct mv_cesa_engine *engine = &cesa->engines[idx];
423 
424 	if (engine->pool)
425 		gen_pool_free(engine->pool, (unsigned long)engine->sram_pool,
426 			      cesa->sram_size);
427 	else
428 		dma_unmap_resource(cesa->dev, engine->sram_dma,
429 				   cesa->sram_size, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
430 }
431 
432 static int mv_cesa_probe(struct platform_device *pdev)
433 {
434 	const struct mv_cesa_caps *caps = &orion_caps;
435 	const struct mbus_dram_target_info *dram;
436 	const struct of_device_id *match;
437 	struct device *dev = &pdev->dev;
438 	struct mv_cesa_dev *cesa;
439 	struct mv_cesa_engine *engines;
440 	int irq, ret, i, cpu;
441 	u32 sram_size;
442 
443 	if (cesa_dev) {
444 		dev_err(&pdev->dev, "Only one CESA device authorized\n");
445 		return -EEXIST;
446 	}
447 
448 	if (dev->of_node) {
449 		match = of_match_node(mv_cesa_of_match_table, dev->of_node);
450 		if (!match || !match->data)
451 			return -ENOTSUPP;
452 
453 		caps = match->data;
454 	}
455 
456 	cesa = devm_kzalloc(dev, sizeof(*cesa), GFP_KERNEL);
457 	if (!cesa)
458 		return -ENOMEM;
459 
460 	cesa->caps = caps;
461 	cesa->dev = dev;
462 
463 	sram_size = CESA_SA_DEFAULT_SRAM_SIZE;
464 	of_property_read_u32(cesa->dev->of_node, "marvell,crypto-sram-size",
465 			     &sram_size);
466 	if (sram_size < CESA_SA_MIN_SRAM_SIZE)
467 		sram_size = CESA_SA_MIN_SRAM_SIZE;
468 
469 	cesa->sram_size = sram_size;
470 	cesa->engines = devm_kcalloc(dev, caps->nengines, sizeof(*engines),
471 				     GFP_KERNEL);
472 	if (!cesa->engines)
473 		return -ENOMEM;
474 
475 	spin_lock_init(&cesa->lock);
476 
477 	cesa->regs = devm_platform_ioremap_resource_byname(pdev, "regs");
478 	if (IS_ERR(cesa->regs))
479 		return PTR_ERR(cesa->regs);
480 
481 	ret = mv_cesa_dev_dma_init(cesa);
482 	if (ret)
483 		return ret;
484 
485 	dram = mv_mbus_dram_info_nooverlap();
486 
487 	platform_set_drvdata(pdev, cesa);
488 
489 	for (i = 0; i < caps->nengines; i++) {
490 		struct mv_cesa_engine *engine = &cesa->engines[i];
491 		char res_name[7];
492 
493 		engine->id = i;
494 		spin_lock_init(&engine->lock);
495 
496 		ret = mv_cesa_get_sram(pdev, i);
497 		if (ret)
498 			goto err_cleanup;
499 
500 		irq = platform_get_irq(pdev, i);
501 		if (irq < 0) {
502 			ret = irq;
503 			goto err_cleanup;
504 		}
505 
506 		engine->irq = irq;
507 
508 		/*
509 		 * Not all platforms can gate the CESA clocks: do not complain
510 		 * if the clock does not exist.
511 		 */
512 		snprintf(res_name, sizeof(res_name), "cesa%d", i);
513 		engine->clk = devm_clk_get(dev, res_name);
514 		if (IS_ERR(engine->clk)) {
515 			engine->clk = devm_clk_get(dev, NULL);
516 			if (IS_ERR(engine->clk))
517 				engine->clk = NULL;
518 		}
519 
520 		snprintf(res_name, sizeof(res_name), "cesaz%d", i);
521 		engine->zclk = devm_clk_get(dev, res_name);
522 		if (IS_ERR(engine->zclk))
523 			engine->zclk = NULL;
524 
525 		ret = clk_prepare_enable(engine->clk);
526 		if (ret)
527 			goto err_cleanup;
528 
529 		ret = clk_prepare_enable(engine->zclk);
530 		if (ret)
531 			goto err_cleanup;
532 
533 		engine->regs = cesa->regs + CESA_ENGINE_OFF(i);
534 
535 		if (dram && cesa->caps->has_tdma)
536 			mv_cesa_conf_mbus_windows(engine, dram);
537 
538 		writel(0, engine->regs + CESA_SA_INT_STATUS);
539 		writel(CESA_SA_CFG_STOP_DIG_ERR,
540 		       engine->regs + CESA_SA_CFG);
541 		writel(engine->sram_dma & CESA_SA_SRAM_MSK,
542 		       engine->regs + CESA_SA_DESC_P0);
543 
544 		ret = devm_request_threaded_irq(dev, irq, NULL, mv_cesa_int,
545 						IRQF_ONESHOT,
546 						dev_name(&pdev->dev),
547 						engine);
548 		if (ret)
549 			goto err_cleanup;
550 
551 		/* Set affinity */
552 		cpu = cpumask_local_spread(engine->id, NUMA_NO_NODE);
553 		irq_set_affinity_hint(irq, get_cpu_mask(cpu));
554 
555 		crypto_init_queue(&engine->queue, CESA_CRYPTO_DEFAULT_MAX_QLEN);
556 		atomic_set(&engine->load, 0);
557 		INIT_LIST_HEAD(&engine->complete_queue);
558 	}
559 
560 	cesa_dev = cesa;
561 
562 	ret = mv_cesa_add_algs(cesa);
563 	if (ret) {
564 		cesa_dev = NULL;
565 		goto err_cleanup;
566 	}
567 
568 	dev_info(dev, "CESA device successfully registered\n");
569 
570 	return 0;
571 
572 err_cleanup:
573 	for (i = 0; i < caps->nengines; i++) {
574 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].zclk);
575 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].clk);
576 		mv_cesa_put_sram(pdev, i);
577 		if (cesa->engines[i].irq > 0)
578 			irq_set_affinity_hint(cesa->engines[i].irq, NULL);
579 	}
580 
581 	return ret;
582 }
583 
584 static int mv_cesa_remove(struct platform_device *pdev)
585 {
586 	struct mv_cesa_dev *cesa = platform_get_drvdata(pdev);
587 	int i;
588 
589 	mv_cesa_remove_algs(cesa);
590 
591 	for (i = 0; i < cesa->caps->nengines; i++) {
592 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].zclk);
593 		clk_disable_unprepare(cesa->engines[i].clk);
594 		mv_cesa_put_sram(pdev, i);
595 		irq_set_affinity_hint(cesa->engines[i].irq, NULL);
596 	}
597 
598 	return 0;
599 }
600 
601 static const struct platform_device_id mv_cesa_plat_id_table[] = {
602 	{ .name = "mv_crypto" },
603 	{ /* sentinel */ },
604 };
605 MODULE_DEVICE_TABLE(platform, mv_cesa_plat_id_table);
606 
607 static struct platform_driver marvell_cesa = {
608 	.probe		= mv_cesa_probe,
609 	.remove		= mv_cesa_remove,
610 	.id_table	= mv_cesa_plat_id_table,
611 	.driver		= {
612 		.name	= "marvell-cesa",
613 		.of_match_table = mv_cesa_of_match_table,
614 	},
615 };
616 module_platform_driver(marvell_cesa);
617 
618 MODULE_AUTHOR("Boris Brezillon <boris.brezillon@free-electrons.com>");
619 MODULE_AUTHOR("Arnaud Ebalard <arno@natisbad.org>");
620 MODULE_DESCRIPTION("Support for Marvell's cryptographic engine");
621 MODULE_LICENSE("GPL v2");
622