crypto: atmel-ecc - factor out code that can be shared
authorArd Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>
Fri, 24 May 2019 16:26:48 +0000 (18:26 +0200)
committerHerbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
Thu, 30 May 2019 07:35:45 +0000 (15:35 +0800)
In preparation of adding support for the random number generator in
Atmel atsha204a devices, refactor the existing atmel-ecc driver (which
drives hardware that is closely related) so we can share the basic
I2C and command queuing routines.

Reviewed-by: Linus Walleij <linus.walleij@linaro.org>
Signed-off-by: Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>
Signed-off-by: Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
drivers/crypto/Kconfig
drivers/crypto/Makefile
drivers/crypto/atmel-ecc.c
drivers/crypto/atmel-ecc.h [deleted file]
drivers/crypto/atmel-i2c.c [new file with mode: 0644]
drivers/crypto/atmel-i2c.h [new file with mode: 0644]

index 119ba073f424431472a73ac89a7a38c8393ba235..20674842261e98b70db3836cf76006b25b0119e1 100644 (file)
@@ -519,9 +519,13 @@ config CRYPTO_DEV_ATMEL_SHA
          To compile this driver as a module, choose M here: the module
          will be called atmel-sha.
 
+config CRYPTO_DEV_ATMEL_I2C
+       tristate
+
 config CRYPTO_DEV_ATMEL_ECC
        tristate "Support for Microchip / Atmel ECC hw accelerator"
        depends on I2C
+       select CRYPTO_DEV_ATMEL_I2C
        select CRYPTO_ECDH
        select CRC16
        help
index a23a7197fcd79070a9ec021515a1e6b020899bee..394e840899244fde05b0fe24e413672eeac8b6cc 100644 (file)
@@ -2,6 +2,7 @@
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_DEV_ATMEL_AES) += atmel-aes.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_DEV_ATMEL_SHA) += atmel-sha.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_DEV_ATMEL_TDES) += atmel-tdes.o
+obj-$(CONFIG_CRYPTO_DEV_ATMEL_I2C) += atmel-i2c.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_DEV_ATMEL_ECC) += atmel-ecc.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_DEV_CAVIUM_ZIP) += cavium/
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_DEV_CCP) += ccp/
index 5705348f540fc8e47ff3c1b9081849ad7c710506..ff02cc05affbbfd0f6cab712453312138418743a 100644 (file)
@@ -6,8 +6,6 @@
  * Author: Tudor Ambarus <tudor.ambarus@microchip.com>
  */
 
-#include <linux/bitrev.h>
-#include <linux/crc16.h>
 #include <linux/delay.h>
 #include <linux/device.h>
 #include <linux/err.h>
 #include <crypto/internal/kpp.h>
 #include <crypto/ecdh.h>
 #include <crypto/kpp.h>
-#include "atmel-ecc.h"
-
-/* Used for binding tfm objects to i2c clients. */
-struct atmel_ecc_driver_data {
-       struct list_head i2c_client_list;
-       spinlock_t i2c_list_lock;
-} ____cacheline_aligned;
+#include "atmel-i2c.h"
 
 static struct atmel_ecc_driver_data driver_data;
 
-/**
- * atmel_ecc_i2c_client_priv - i2c_client private data
- * @client              : pointer to i2c client device
- * @i2c_client_list_node: part of i2c_client_list
- * @lock                : lock for sending i2c commands
- * @wake_token          : wake token array of zeros
- * @wake_token_sz       : size in bytes of the wake_token
- * @tfm_count           : number of active crypto transformations on i2c client
- *
- * Reads and writes from/to the i2c client are sequential. The first byte
- * transmitted to the device is treated as the byte size. Any attempt to send
- * more than this number of bytes will cause the device to not ACK those bytes.
- * After the host writes a single command byte to the input buffer, reads are
- * prohibited until after the device completes command execution. Use a mutex
- * when sending i2c commands.
- */
-struct atmel_ecc_i2c_client_priv {
-       struct i2c_client *client;
-       struct list_head i2c_client_list_node;
-       struct mutex lock;
-       u8 wake_token[WAKE_TOKEN_MAX_SIZE];
-       size_t wake_token_sz;
-       atomic_t tfm_count ____cacheline_aligned;
-};
-
 /**
  * atmel_ecdh_ctx - transformation context
  * @client     : pointer to i2c client device
@@ -80,188 +47,12 @@ struct atmel_ecdh_ctx {
        bool do_fallback;
 };
 
-/**
- * atmel_ecc_work_data - data structure representing the work
- * @ctx : transformation context.
- * @cbk : pointer to a callback function to be invoked upon completion of this
- *        request. This has the form:
- *        callback(struct atmel_ecc_work_data *work_data, void *areq, u8 status)
- *        where:
- *        @work_data: data structure representing the work
- *        @areq     : optional pointer to an argument passed with the original
- *                    request.
- *        @status   : status returned from the i2c client device or i2c error.
- * @areq: optional pointer to a user argument for use at callback time.
- * @work: describes the task to be executed.
- * @cmd : structure used for communicating with the device.
- */
-struct atmel_ecc_work_data {
-       struct atmel_ecdh_ctx *ctx;
-       void (*cbk)(struct atmel_ecc_work_data *work_data, void *areq,
-                   int status);
-       void *areq;
-       struct work_struct work;
-       struct atmel_ecc_cmd cmd;
-};
-
-static u16 atmel_ecc_crc16(u16 crc, const u8 *buffer, size_t len)
-{
-       return cpu_to_le16(bitrev16(crc16(crc, buffer, len)));
-}
-
-/**
- * atmel_ecc_checksum() - Generate 16-bit CRC as required by ATMEL ECC.
- * CRC16 verification of the count, opcode, param1, param2 and data bytes.
- * The checksum is saved in little-endian format in the least significant
- * two bytes of the command. CRC polynomial is 0x8005 and the initial register
- * value should be zero.
- *
- * @cmd : structure used for communicating with the device.
- */
-static void atmel_ecc_checksum(struct atmel_ecc_cmd *cmd)
-{
-       u8 *data = &cmd->count;
-       size_t len = cmd->count - CRC_SIZE;
-       u16 *crc16 = (u16 *)(data + len);
-
-       *crc16 = atmel_ecc_crc16(0, data, len);
-}
-
-static void atmel_ecc_init_read_cmd(struct atmel_ecc_cmd *cmd)
-{
-       cmd->word_addr = COMMAND;
-       cmd->opcode = OPCODE_READ;
-       /*
-        * Read the word from Configuration zone that contains the lock bytes
-        * (UserExtra, Selector, LockValue, LockConfig).
-        */
-       cmd->param1 = CONFIG_ZONE;
-       cmd->param2 = DEVICE_LOCK_ADDR;
-       cmd->count = READ_COUNT;
-
-       atmel_ecc_checksum(cmd);
-
-       cmd->msecs = MAX_EXEC_TIME_READ;
-       cmd->rxsize = READ_RSP_SIZE;
-}
-
-static void atmel_ecc_init_genkey_cmd(struct atmel_ecc_cmd *cmd, u16 keyid)
-{
-       cmd->word_addr = COMMAND;
-       cmd->count = GENKEY_COUNT;
-       cmd->opcode = OPCODE_GENKEY;
-       cmd->param1 = GENKEY_MODE_PRIVATE;
-       /* a random private key will be generated and stored in slot keyID */
-       cmd->param2 = cpu_to_le16(keyid);
-
-       atmel_ecc_checksum(cmd);
-
-       cmd->msecs = MAX_EXEC_TIME_GENKEY;
-       cmd->rxsize = GENKEY_RSP_SIZE;
-}
-
-static int atmel_ecc_init_ecdh_cmd(struct atmel_ecc_cmd *cmd,
-                                  struct scatterlist *pubkey)
-{
-       size_t copied;
-
-       cmd->word_addr = COMMAND;
-       cmd->count = ECDH_COUNT;
-       cmd->opcode = OPCODE_ECDH;
-       cmd->param1 = ECDH_PREFIX_MODE;
-       /* private key slot */
-       cmd->param2 = cpu_to_le16(DATA_SLOT_2);
-
-       /*
-        * The device only supports NIST P256 ECC keys. The public key size will
-        * always be the same. Use a macro for the key size to avoid unnecessary
-        * computations.
-        */
-       copied = sg_copy_to_buffer(pubkey,
-                                  sg_nents_for_len(pubkey,
-                                                   ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE),
-                                  cmd->data, ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE);
-       if (copied != ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE)
-               return -EINVAL;
-
-       atmel_ecc_checksum(cmd);
-
-       cmd->msecs = MAX_EXEC_TIME_ECDH;
-       cmd->rxsize = ECDH_RSP_SIZE;
-
-       return 0;
-}
-
-/*
- * After wake and after execution of a command, there will be error, status, or
- * result bytes in the device's output register that can be retrieved by the
- * system. When the length of that group is four bytes, the codes returned are
- * detailed in error_list.
- */
-static int atmel_ecc_status(struct device *dev, u8 *status)
-{
-       size_t err_list_len = ARRAY_SIZE(error_list);
-       int i;
-       u8 err_id = status[1];
-
-       if (*status != STATUS_SIZE)
-               return 0;
-
-       if (err_id == STATUS_WAKE_SUCCESSFUL || err_id == STATUS_NOERR)
-               return 0;
-
-       for (i = 0; i < err_list_len; i++)
-               if (error_list[i].value == err_id)
-                       break;
-
-       /* if err_id is not in the error_list then ignore it */
-       if (i != err_list_len) {
-               dev_err(dev, "%02x: %s:\n", err_id, error_list[i].error_text);
-               return err_id;
-       }
-
-       return 0;
-}
-
-static int atmel_ecc_wakeup(struct i2c_client *client)
-{
-       struct atmel_ecc_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
-       u8 status[STATUS_RSP_SIZE];
-       int ret;
-
-       /*
-        * The device ignores any levels or transitions on the SCL pin when the
-        * device is idle, asleep or during waking up. Don't check for error
-        * when waking up the device.
-        */
-       i2c_master_send(client, i2c_priv->wake_token, i2c_priv->wake_token_sz);
-
-       /*
-        * Wait to wake the device. Typical execution times for ecdh and genkey
-        * are around tens of milliseconds. Delta is chosen to 50 microseconds.
-        */
-       usleep_range(TWHI_MIN, TWHI_MAX);
-
-       ret = i2c_master_recv(client, status, STATUS_SIZE);
-       if (ret < 0)
-               return ret;
-
-       return atmel_ecc_status(&client->dev, status);
-}
-
-static int atmel_ecc_sleep(struct i2c_client *client)
-{
-       u8 sleep = SLEEP_TOKEN;
-
-       return i2c_master_send(client, &sleep, 1);
-}
-
-static void atmel_ecdh_done(struct atmel_ecc_work_data *work_data, void *areq,
+static void atmel_ecdh_done(struct atmel_i2c_work_data *work_data, void *areq,
                            int status)
 {
        struct kpp_request *req = areq;
        struct atmel_ecdh_ctx *ctx = work_data->ctx;
-       struct atmel_ecc_cmd *cmd = &work_data->cmd;
+       struct atmel_i2c_cmd *cmd = &work_data->cmd;
        size_t copied, n_sz;
 
        if (status)
@@ -282,82 +73,6 @@ free_work_data:
        kpp_request_complete(req, status);
 }
 
-/*
- * atmel_ecc_send_receive() - send a command to the device and receive its
- *                            response.
- * @client: i2c client device
- * @cmd   : structure used to communicate with the device
- *
- * After the device receives a Wake token, a watchdog counter starts within the
- * device. After the watchdog timer expires, the device enters sleep mode
- * regardless of whether some I/O transmission or command execution is in
- * progress. If a command is attempted when insufficient time remains prior to
- * watchdog timer execution, the device will return the watchdog timeout error
- * code without attempting to execute the command. There is no way to reset the
- * counter other than to put the device into sleep or idle mode and then
- * wake it up again.
- */
-static int atmel_ecc_send_receive(struct i2c_client *client,
-                                 struct atmel_ecc_cmd *cmd)
-{
-       struct atmel_ecc_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
-       int ret;
-
-       mutex_lock(&i2c_priv->lock);
-
-       ret = atmel_ecc_wakeup(client);
-       if (ret)
-               goto err;
-
-       /* send the command */
-       ret = i2c_master_send(client, (u8 *)cmd, cmd->count + WORD_ADDR_SIZE);
-       if (ret < 0)
-               goto err;
-
-       /* delay the appropriate amount of time for command to execute */
-       msleep(cmd->msecs);
-
-       /* receive the response */
-       ret = i2c_master_recv(client, cmd->data, cmd->rxsize);
-       if (ret < 0)
-               goto err;
-
-       /* put the device into low-power mode */
-       ret = atmel_ecc_sleep(client);
-       if (ret < 0)
-               goto err;
-
-       mutex_unlock(&i2c_priv->lock);
-       return atmel_ecc_status(&client->dev, cmd->data);
-err:
-       mutex_unlock(&i2c_priv->lock);
-       return ret;
-}
-
-static void atmel_ecc_work_handler(struct work_struct *work)
-{
-       struct atmel_ecc_work_data *work_data =
-                       container_of(work, struct atmel_ecc_work_data, work);
-       struct atmel_ecc_cmd *cmd = &work_data->cmd;
-       struct i2c_client *client = work_data->ctx->client;
-       int status;
-
-       status = atmel_ecc_send_receive(client, cmd);
-       work_data->cbk(work_data, work_data->areq, status);
-}
-
-static void atmel_ecc_enqueue(struct atmel_ecc_work_data *work_data,
-                             void (*cbk)(struct atmel_ecc_work_data *work_data,
-                                         void *areq, int status),
-                             void *areq)
-{
-       work_data->cbk = (void *)cbk;
-       work_data->areq = areq;
-
-       INIT_WORK(&work_data->work, atmel_ecc_work_handler);
-       schedule_work(&work_data->work);
-}
-
 static unsigned int atmel_ecdh_supported_curve(unsigned int curve_id)
 {
        if (curve_id == ECC_CURVE_NIST_P256)
@@ -374,7 +89,7 @@ static int atmel_ecdh_set_secret(struct crypto_kpp *tfm, const void *buf,
                                 unsigned int len)
 {
        struct atmel_ecdh_ctx *ctx = kpp_tfm_ctx(tfm);
-       struct atmel_ecc_cmd *cmd;
+       struct atmel_i2c_cmd *cmd;
        void *public_key;
        struct ecdh params;
        int ret = -ENOMEM;
@@ -412,9 +127,9 @@ static int atmel_ecdh_set_secret(struct crypto_kpp *tfm, const void *buf,
        ctx->do_fallback = false;
        ctx->curve_id = params.curve_id;
 
-       atmel_ecc_init_genkey_cmd(cmd, DATA_SLOT_2);
+       atmel_i2c_init_genkey_cmd(cmd, DATA_SLOT_2);
 
-       ret = atmel_ecc_send_receive(ctx->client, cmd);
+       ret = atmel_i2c_send_receive(ctx->client, cmd);
        if (ret)
                goto free_public_key;
 
@@ -444,6 +159,9 @@ static int atmel_ecdh_generate_public_key(struct kpp_request *req)
                return crypto_kpp_generate_public_key(req);
        }
 
+       if (!ctx->public_key)
+               return -EINVAL;
+
        /* might want less than we've got */
        nbytes = min_t(size_t, ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE, req->dst_len);
 
@@ -461,7 +179,7 @@ static int atmel_ecdh_compute_shared_secret(struct kpp_request *req)
 {
        struct crypto_kpp *tfm = crypto_kpp_reqtfm(req);
        struct atmel_ecdh_ctx *ctx = kpp_tfm_ctx(tfm);
-       struct atmel_ecc_work_data *work_data;
+       struct atmel_i2c_work_data *work_data;
        gfp_t gfp;
        int ret;
 
@@ -482,12 +200,13 @@ static int atmel_ecdh_compute_shared_secret(struct kpp_request *req)
                return -ENOMEM;
 
        work_data->ctx = ctx;
+       work_data->client = ctx->client;
 
-       ret = atmel_ecc_init_ecdh_cmd(&work_data->cmd, req->src);
+       ret = atmel_i2c_init_ecdh_cmd(&work_data->cmd, req->src);
        if (ret)
                goto free_work_data;
 
-       atmel_ecc_enqueue(work_data, atmel_ecdh_done, req);
+       atmel_i2c_enqueue(work_data, atmel_ecdh_done, req);
 
        return -EINPROGRESS;
 
@@ -498,7 +217,7 @@ free_work_data:
 
 static struct i2c_client *atmel_ecc_i2c_client_alloc(void)
 {
-       struct atmel_ecc_i2c_client_priv *i2c_priv, *min_i2c_priv = NULL;
+       struct atmel_i2c_client_priv *i2c_priv, *min_i2c_priv = NULL;
        struct i2c_client *client = ERR_PTR(-ENODEV);
        int min_tfm_cnt = INT_MAX;
        int tfm_cnt;
@@ -533,7 +252,7 @@ static struct i2c_client *atmel_ecc_i2c_client_alloc(void)
 
 static void atmel_ecc_i2c_client_free(struct i2c_client *client)
 {
-       struct atmel_ecc_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
+       struct atmel_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
 
        atomic_dec(&i2c_priv->tfm_count);
 }
@@ -604,99 +323,18 @@ static struct kpp_alg atmel_ecdh = {
        },
 };
 
-static inline size_t atmel_ecc_wake_token_sz(u32 bus_clk_rate)
-{
-       u32 no_of_bits = DIV_ROUND_UP(TWLO_USEC * bus_clk_rate, USEC_PER_SEC);
-
-       /* return the size of the wake_token in bytes */
-       return DIV_ROUND_UP(no_of_bits, 8);
-}
-
-static int device_sanity_check(struct i2c_client *client)
-{
-       struct atmel_ecc_cmd *cmd;
-       int ret;
-
-       cmd = kmalloc(sizeof(*cmd), GFP_KERNEL);
-       if (!cmd)
-               return -ENOMEM;
-
-       atmel_ecc_init_read_cmd(cmd);
-
-       ret = atmel_ecc_send_receive(client, cmd);
-       if (ret)
-               goto free_cmd;
-
-       /*
-        * It is vital that the Configuration, Data and OTP zones be locked
-        * prior to release into the field of the system containing the device.
-        * Failure to lock these zones may permit modification of any secret
-        * keys and may lead to other security problems.
-        */
-       if (cmd->data[LOCK_CONFIG_IDX] || cmd->data[LOCK_VALUE_IDX]) {
-               dev_err(&client->dev, "Configuration or Data and OTP zones are unlocked!\n");
-               ret = -ENOTSUPP;
-       }
-
-       /* fall through */
-free_cmd:
-       kfree(cmd);
-       return ret;
-}
-
 static int atmel_ecc_probe(struct i2c_client *client,
                           const struct i2c_device_id *id)
 {
-       struct atmel_ecc_i2c_client_priv *i2c_priv;
-       struct device *dev = &client->dev;
+       struct atmel_i2c_client_priv *i2c_priv;
        int ret;
-       u32 bus_clk_rate;
 
-       if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C)) {
-               dev_err(dev, "I2C_FUNC_I2C not supported\n");
-               return -ENODEV;
-       }
-
-       clk_rate = i2c_acpi_find_bus_speed(&client->adapter->dev);
-       if (!clk_rate) {
-               ret = device_property_read_u32(&client->adapter->dev,
-                                              "clock-frequency", &bus_clk_rate);
-               if (ret) {
-                       dev_err(dev, "failed to read clock-frequency property\n");
-                       return ret;
-               }
-       }
-
-       if (bus_clk_rate > 1000000L) {
-               dev_err(dev, "%d exceeds maximum supported clock frequency (1MHz)\n",
-                       bus_clk_rate);
-               return -EINVAL;
-       }
-
-       i2c_priv = devm_kmalloc(dev, sizeof(*i2c_priv), GFP_KERNEL);
-       if (!i2c_priv)
-               return -ENOMEM;
-
-       i2c_priv->client = client;
-       mutex_init(&i2c_priv->lock);
-
-       /*
-        * WAKE_TOKEN_MAX_SIZE was calculated for the maximum bus_clk_rate -
-        * 1MHz. The previous bus_clk_rate check ensures us that wake_token_sz
-        * will always be smaller than or equal to WAKE_TOKEN_MAX_SIZE.
-        */
-       i2c_priv->wake_token_sz = atmel_ecc_wake_token_sz(bus_clk_rate);
-
-       memset(i2c_priv->wake_token, 0, sizeof(i2c_priv->wake_token));
-
-       atomic_set(&i2c_priv->tfm_count, 0);
-
-       i2c_set_clientdata(client, i2c_priv);
-
-       ret = device_sanity_check(client);
+       ret = atmel_i2c_probe(client, id);
        if (ret)
                return ret;
 
+       i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
+
        spin_lock(&driver_data.i2c_list_lock);
        list_add_tail(&i2c_priv->i2c_client_list_node,
                      &driver_data.i2c_client_list);
@@ -708,10 +346,10 @@ static int atmel_ecc_probe(struct i2c_client *client,
                list_del(&i2c_priv->i2c_client_list_node);
                spin_unlock(&driver_data.i2c_list_lock);
 
-               dev_err(dev, "%s alg registration failed\n",
+               dev_err(&client->dev, "%s alg registration failed\n",
                        atmel_ecdh.base.cra_driver_name);
        } else {
-               dev_info(dev, "atmel ecc algorithms registered in /proc/crypto\n");
+               dev_info(&client->dev, "atmel ecc algorithms registered in /proc/crypto\n");
        }
 
        return ret;
@@ -719,7 +357,7 @@ static int atmel_ecc_probe(struct i2c_client *client,
 
 static int atmel_ecc_remove(struct i2c_client *client)
 {
-       struct atmel_ecc_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
+       struct atmel_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
 
        /* Return EBUSY if i2c client already allocated. */
        if (atomic_read(&i2c_priv->tfm_count)) {
diff --git a/drivers/crypto/atmel-ecc.h b/drivers/crypto/atmel-ecc.h
deleted file mode 100644 (file)
index 643a3b9..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,116 +0,0 @@
-/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
-/*
- * Copyright (c) 2017, Microchip Technology Inc.
- * Author: Tudor Ambarus <tudor.ambarus@microchip.com>
- */
-
-#ifndef __ATMEL_ECC_H__
-#define __ATMEL_ECC_H__
-
-#define ATMEL_ECC_PRIORITY             300
-
-#define COMMAND                                0x03 /* packet function */
-#define SLEEP_TOKEN                    0x01
-#define WAKE_TOKEN_MAX_SIZE            8
-
-/* Definitions of Data and Command sizes */
-#define WORD_ADDR_SIZE                 1
-#define COUNT_SIZE                     1
-#define CRC_SIZE                       2
-#define CMD_OVERHEAD_SIZE              (COUNT_SIZE + CRC_SIZE)
-
-/* size in bytes of the n prime */
-#define ATMEL_ECC_NIST_P256_N_SIZE     32
-#define ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE          (2 * ATMEL_ECC_NIST_P256_N_SIZE)
-
-#define STATUS_RSP_SIZE                        4
-#define ECDH_RSP_SIZE                  (32 + CMD_OVERHEAD_SIZE)
-#define GENKEY_RSP_SIZE                        (ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE + \
-                                        CMD_OVERHEAD_SIZE)
-#define READ_RSP_SIZE                  (4 + CMD_OVERHEAD_SIZE)
-#define MAX_RSP_SIZE                   GENKEY_RSP_SIZE
-
-/**
- * atmel_ecc_cmd - structure used for communicating with the device.
- * @word_addr: indicates the function of the packet sent to the device. This
- *             byte should have a value of COMMAND for normal operation.
- * @count    : number of bytes to be transferred to (or from) the device.
- * @opcode   : the command code.
- * @param1   : the first parameter; always present.
- * @param2   : the second parameter; always present.
- * @data     : optional remaining input data. Includes a 2-byte CRC.
- * @rxsize   : size of the data received from i2c client.
- * @msecs    : command execution time in milliseconds
- */
-struct atmel_ecc_cmd {
-       u8 word_addr;
-       u8 count;
-       u8 opcode;
-       u8 param1;
-       u16 param2;
-       u8 data[MAX_RSP_SIZE];
-       u8 msecs;
-       u16 rxsize;
-} __packed;
-
-/* Status/Error codes */
-#define STATUS_SIZE                    0x04
-#define STATUS_NOERR                   0x00
-#define STATUS_WAKE_SUCCESSFUL         0x11
-
-static const struct {
-       u8 value;
-       const char *error_text;
-} error_list[] = {
-       { 0x01, "CheckMac or Verify miscompare" },
-       { 0x03, "Parse Error" },
-       { 0x05, "ECC Fault" },
-       { 0x0F, "Execution Error" },
-       { 0xEE, "Watchdog about to expire" },
-       { 0xFF, "CRC or other communication error" },
-};
-
-/* Definitions for eeprom organization */
-#define CONFIG_ZONE                    0
-
-/* Definitions for Indexes common to all commands */
-#define RSP_DATA_IDX                   1 /* buffer index of data in response */
-#define DATA_SLOT_2                    2 /* used for ECDH private key */
-
-/* Definitions for the device lock state */
-#define DEVICE_LOCK_ADDR               0x15
-#define LOCK_VALUE_IDX                 (RSP_DATA_IDX + 2)
-#define LOCK_CONFIG_IDX                        (RSP_DATA_IDX + 3)
-
-/*
- * Wake High delay to data communication (microseconds). SDA should be stable
- * high for this entire duration.
- */
-#define TWHI_MIN                       1500
-#define TWHI_MAX                       1550
-
-/* Wake Low duration */
-#define TWLO_USEC                      60
-
-/* Command execution time (milliseconds) */
-#define MAX_EXEC_TIME_ECDH             58
-#define MAX_EXEC_TIME_GENKEY           115
-#define MAX_EXEC_TIME_READ             1
-
-/* Command opcode */
-#define OPCODE_ECDH                    0x43
-#define OPCODE_GENKEY                  0x40
-#define OPCODE_READ                    0x02
-
-/* Definitions for the READ Command */
-#define READ_COUNT                     7
-
-/* Definitions for the GenKey Command */
-#define GENKEY_COUNT                   7
-#define GENKEY_MODE_PRIVATE            0x04
-
-/* Definitions for the ECDH Command */
-#define ECDH_COUNT                     71
-#define ECDH_PREFIX_MODE               0x00
-
-#endif /* __ATMEL_ECC_H__ */
diff --git a/drivers/crypto/atmel-i2c.c b/drivers/crypto/atmel-i2c.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5e09936
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,349 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
+/*
+ * Microchip / Atmel ECC (I2C) driver.
+ *
+ * Copyright (c) 2017, Microchip Technology Inc.
+ * Author: Tudor Ambarus <tudor.ambarus@microchip.com>
+ */
+
+#include <linux/bitrev.h>
+#include <linux/crc16.h>
+#include <linux/delay.h>
+#include <linux/device.h>
+#include <linux/err.h>
+#include <linux/errno.h>
+#include <linux/i2c.h>
+#include <linux/init.h>
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/scatterlist.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/workqueue.h>
+#include "atmel-i2c.h"
+
+/**
+ * atmel_i2c_checksum() - Generate 16-bit CRC as required by ATMEL ECC.
+ * CRC16 verification of the count, opcode, param1, param2 and data bytes.
+ * The checksum is saved in little-endian format in the least significant
+ * two bytes of the command. CRC polynomial is 0x8005 and the initial register
+ * value should be zero.
+ *
+ * @cmd : structure used for communicating with the device.
+ */
+static void atmel_i2c_checksum(struct atmel_i2c_cmd *cmd)
+{
+       u8 *data = &cmd->count;
+       size_t len = cmd->count - CRC_SIZE;
+       u16 *__crc16 = (u16 *)(data + len);
+
+       *__crc16 = cpu_to_le16(bitrev16(crc16(0, data, len)));
+}
+
+void atmel_i2c_init_read_cmd(struct atmel_i2c_cmd *cmd)
+{
+       cmd->word_addr = COMMAND;
+       cmd->opcode = OPCODE_READ;
+       /*
+        * Read the word from Configuration zone that contains the lock bytes
+        * (UserExtra, Selector, LockValue, LockConfig).
+        */
+       cmd->param1 = CONFIG_ZONE;
+       cmd->param2 = DEVICE_LOCK_ADDR;
+       cmd->count = READ_COUNT;
+
+       atmel_i2c_checksum(cmd);
+
+       cmd->msecs = MAX_EXEC_TIME_READ;
+       cmd->rxsize = READ_RSP_SIZE;
+}
+EXPORT_SYMBOL(atmel_i2c_init_read_cmd);
+
+void atmel_i2c_init_genkey_cmd(struct atmel_i2c_cmd *cmd, u16 keyid)
+{
+       cmd->word_addr = COMMAND;
+       cmd->count = GENKEY_COUNT;
+       cmd->opcode = OPCODE_GENKEY;
+       cmd->param1 = GENKEY_MODE_PRIVATE;
+       /* a random private key will be generated and stored in slot keyID */
+       cmd->param2 = cpu_to_le16(keyid);
+
+       atmel_i2c_checksum(cmd);
+
+       cmd->msecs = MAX_EXEC_TIME_GENKEY;
+       cmd->rxsize = GENKEY_RSP_SIZE;
+}
+EXPORT_SYMBOL(atmel_i2c_init_genkey_cmd);
+
+int atmel_i2c_init_ecdh_cmd(struct atmel_i2c_cmd *cmd,
+                           struct scatterlist *pubkey)
+{
+       size_t copied;
+
+       cmd->word_addr = COMMAND;
+       cmd->count = ECDH_COUNT;
+       cmd->opcode = OPCODE_ECDH;
+       cmd->param1 = ECDH_PREFIX_MODE;
+       /* private key slot */
+       cmd->param2 = cpu_to_le16(DATA_SLOT_2);
+
+       /*
+        * The device only supports NIST P256 ECC keys. The public key size will
+        * always be the same. Use a macro for the key size to avoid unnecessary
+        * computations.
+        */
+       copied = sg_copy_to_buffer(pubkey,
+                                  sg_nents_for_len(pubkey,
+                                                   ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE),
+                                  cmd->data, ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE);
+       if (copied != ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE)
+               return -EINVAL;
+
+       atmel_i2c_checksum(cmd);
+
+       cmd->msecs = MAX_EXEC_TIME_ECDH;
+       cmd->rxsize = ECDH_RSP_SIZE;
+
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL(atmel_i2c_init_ecdh_cmd);
+
+/*
+ * After wake and after execution of a command, there will be error, status, or
+ * result bytes in the device's output register that can be retrieved by the
+ * system. When the length of that group is four bytes, the codes returned are
+ * detailed in error_list.
+ */
+static int atmel_i2c_status(struct device *dev, u8 *status)
+{
+       size_t err_list_len = ARRAY_SIZE(error_list);
+       int i;
+       u8 err_id = status[1];
+
+       if (*status != STATUS_SIZE)
+               return 0;
+
+       if (err_id == STATUS_WAKE_SUCCESSFUL || err_id == STATUS_NOERR)
+               return 0;
+
+       for (i = 0; i < err_list_len; i++)
+               if (error_list[i].value == err_id)
+                       break;
+
+       /* if err_id is not in the error_list then ignore it */
+       if (i != err_list_len) {
+               dev_err(dev, "%02x: %s:\n", err_id, error_list[i].error_text);
+               return err_id;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static int atmel_i2c_wakeup(struct i2c_client *client)
+{
+       struct atmel_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
+       u8 status[STATUS_RSP_SIZE];
+       int ret;
+
+       /*
+        * The device ignores any levels or transitions on the SCL pin when the
+        * device is idle, asleep or during waking up. Don't check for error
+        * when waking up the device.
+        */
+       i2c_master_send(client, i2c_priv->wake_token, i2c_priv->wake_token_sz);
+
+       /*
+        * Wait to wake the device. Typical execution times for ecdh and genkey
+        * are around tens of milliseconds. Delta is chosen to 50 microseconds.
+        */
+       usleep_range(TWHI_MIN, TWHI_MAX);
+
+       ret = i2c_master_recv(client, status, STATUS_SIZE);
+       if (ret < 0)
+               return ret;
+
+       return atmel_i2c_status(&client->dev, status);
+}
+
+static int atmel_i2c_sleep(struct i2c_client *client)
+{
+       u8 sleep = SLEEP_TOKEN;
+
+       return i2c_master_send(client, &sleep, 1);
+}
+
+/*
+ * atmel_i2c_send_receive() - send a command to the device and receive its
+ *                            response.
+ * @client: i2c client device
+ * @cmd   : structure used to communicate with the device
+ *
+ * After the device receives a Wake token, a watchdog counter starts within the
+ * device. After the watchdog timer expires, the device enters sleep mode
+ * regardless of whether some I/O transmission or command execution is in
+ * progress. If a command is attempted when insufficient time remains prior to
+ * watchdog timer execution, the device will return the watchdog timeout error
+ * code without attempting to execute the command. There is no way to reset the
+ * counter other than to put the device into sleep or idle mode and then
+ * wake it up again.
+ */
+int atmel_i2c_send_receive(struct i2c_client *client, struct atmel_i2c_cmd *cmd)
+{
+       struct atmel_i2c_client_priv *i2c_priv = i2c_get_clientdata(client);
+       int ret;
+
+       mutex_lock(&i2c_priv->lock);
+
+       ret = atmel_i2c_wakeup(client);
+       if (ret)
+               goto err;
+
+       /* send the command */
+       ret = i2c_master_send(client, (u8 *)cmd, cmd->count + WORD_ADDR_SIZE);
+       if (ret < 0)
+               goto err;
+
+       /* delay the appropriate amount of time for command to execute */
+       msleep(cmd->msecs);
+
+       /* receive the response */
+       ret = i2c_master_recv(client, cmd->data, cmd->rxsize);
+       if (ret < 0)
+               goto err;
+
+       /* put the device into low-power mode */
+       ret = atmel_i2c_sleep(client);
+       if (ret < 0)
+               goto err;
+
+       mutex_unlock(&i2c_priv->lock);
+       return atmel_i2c_status(&client->dev, cmd->data);
+err:
+       mutex_unlock(&i2c_priv->lock);
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL(atmel_i2c_send_receive);
+
+static void atmel_i2c_work_handler(struct work_struct *work)
+{
+       struct atmel_i2c_work_data *work_data =
+                       container_of(work, struct atmel_i2c_work_data, work);
+       struct atmel_i2c_cmd *cmd = &work_data->cmd;
+       struct i2c_client *client = work_data->client;
+       int status;
+
+       status = atmel_i2c_send_receive(client, cmd);
+       work_data->cbk(work_data, work_data->areq, status);
+}
+
+void atmel_i2c_enqueue(struct atmel_i2c_work_data *work_data,
+                      void (*cbk)(struct atmel_i2c_work_data *work_data,
+                                  void *areq, int status),
+                      void *areq)
+{
+       work_data->cbk = (void *)cbk;
+       work_data->areq = areq;
+
+       INIT_WORK(&work_data->work, atmel_i2c_work_handler);
+       schedule_work(&work_data->work);
+}
+EXPORT_SYMBOL(atmel_i2c_enqueue);
+
+static inline size_t atmel_i2c_wake_token_sz(u32 bus_clk_rate)
+{
+       u32 no_of_bits = DIV_ROUND_UP(TWLO_USEC * bus_clk_rate, USEC_PER_SEC);
+
+       /* return the size of the wake_token in bytes */
+       return DIV_ROUND_UP(no_of_bits, 8);
+}
+
+static int device_sanity_check(struct i2c_client *client)
+{
+       struct atmel_i2c_cmd *cmd;
+       int ret;
+
+       cmd = kmalloc(sizeof(*cmd), GFP_KERNEL);
+       if (!cmd)
+               return -ENOMEM;
+
+       atmel_i2c_init_read_cmd(cmd);
+
+       ret = atmel_i2c_send_receive(client, cmd);
+       if (ret)
+               goto free_cmd;
+
+       /*
+        * It is vital that the Configuration, Data and OTP zones be locked
+        * prior to release into the field of the system containing the device.
+        * Failure to lock these zones may permit modification of any secret
+        * keys and may lead to other security problems.
+        */
+       if (cmd->data[LOCK_CONFIG_IDX] || cmd->data[LOCK_VALUE_IDX]) {
+               dev_err(&client->dev, "Configuration or Data and OTP zones are unlocked!\n");
+               ret = -ENOTSUPP;
+       }
+
+       /* fall through */
+free_cmd:
+       kfree(cmd);
+       return ret;
+}
+
+int atmel_i2c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
+{
+       struct atmel_i2c_client_priv *i2c_priv;
+       struct device *dev = &client->dev;
+       int ret;
+       u32 bus_clk_rate;
+
+       if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C)) {
+               dev_err(dev, "I2C_FUNC_I2C not supported\n");
+               return -ENODEV;
+       }
+
+       bus_clk_rate = i2c_acpi_find_bus_speed(&client->adapter->dev);
+       if (!bus_clk_rate) {
+               ret = device_property_read_u32(&client->adapter->dev,
+                                              "clock-frequency", &bus_clk_rate);
+               if (ret) {
+                       dev_err(dev, "failed to read clock-frequency property\n");
+                       return ret;
+               }
+       }
+
+       if (bus_clk_rate > 1000000L) {
+               dev_err(dev, "%d exceeds maximum supported clock frequency (1MHz)\n",
+                       bus_clk_rate);
+               return -EINVAL;
+       }
+
+       i2c_priv = devm_kmalloc(dev, sizeof(*i2c_priv), GFP_KERNEL);
+       if (!i2c_priv)
+               return -ENOMEM;
+
+       i2c_priv->client = client;
+       mutex_init(&i2c_priv->lock);
+
+       /*
+        * WAKE_TOKEN_MAX_SIZE was calculated for the maximum bus_clk_rate -
+        * 1MHz. The previous bus_clk_rate check ensures us that wake_token_sz
+        * will always be smaller than or equal to WAKE_TOKEN_MAX_SIZE.
+        */
+       i2c_priv->wake_token_sz = atmel_i2c_wake_token_sz(bus_clk_rate);
+
+       memset(i2c_priv->wake_token, 0, sizeof(i2c_priv->wake_token));
+
+       atomic_set(&i2c_priv->tfm_count, 0);
+
+       i2c_set_clientdata(client, i2c_priv);
+
+       ret = device_sanity_check(client);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL(atmel_i2c_probe);
+
+MODULE_AUTHOR("Tudor Ambarus <tudor.ambarus@microchip.com>");
+MODULE_DESCRIPTION("Microchip / Atmel ECC (I2C) driver");
+MODULE_LICENSE("GPL v2");
diff --git a/drivers/crypto/atmel-i2c.h b/drivers/crypto/atmel-i2c.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..82de516
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,186 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
+/*
+ * Copyright (c) 2017, Microchip Technology Inc.
+ * Author: Tudor Ambarus <tudor.ambarus@microchip.com>
+ */
+
+#ifndef __ATMEL_I2C_H__
+#define __ATMEL_I2C_H__
+
+#define ATMEL_ECC_PRIORITY             300
+
+#define COMMAND                                0x03 /* packet function */
+#define SLEEP_TOKEN                    0x01
+#define WAKE_TOKEN_MAX_SIZE            8
+
+/* Definitions of Data and Command sizes */
+#define WORD_ADDR_SIZE                 1
+#define COUNT_SIZE                     1
+#define CRC_SIZE                       2
+#define CMD_OVERHEAD_SIZE              (COUNT_SIZE + CRC_SIZE)
+
+/* size in bytes of the n prime */
+#define ATMEL_ECC_NIST_P256_N_SIZE     32
+#define ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE          (2 * ATMEL_ECC_NIST_P256_N_SIZE)
+
+#define STATUS_RSP_SIZE                        4
+#define ECDH_RSP_SIZE                  (32 + CMD_OVERHEAD_SIZE)
+#define GENKEY_RSP_SIZE                        (ATMEL_ECC_PUBKEY_SIZE + \
+                                        CMD_OVERHEAD_SIZE)
+#define READ_RSP_SIZE                  (4 + CMD_OVERHEAD_SIZE)
+#define MAX_RSP_SIZE                   GENKEY_RSP_SIZE
+
+/**
+ * atmel_i2c_cmd - structure used for communicating with the device.
+ * @word_addr: indicates the function of the packet sent to the device. This
+ *             byte should have a value of COMMAND for normal operation.
+ * @count    : number of bytes to be transferred to (or from) the device.
+ * @opcode   : the command code.
+ * @param1   : the first parameter; always present.
+ * @param2   : the second parameter; always present.
+ * @data     : optional remaining input data. Includes a 2-byte CRC.
+ * @rxsize   : size of the data received from i2c client.
+ * @msecs    : command execution time in milliseconds
+ */
+struct atmel_i2c_cmd {
+       u8 word_addr;
+       u8 count;
+       u8 opcode;
+       u8 param1;
+       u16 param2;
+       u8 data[MAX_RSP_SIZE];
+       u8 msecs;
+       u16 rxsize;
+} __packed;
+
+/* Status/Error codes */
+#define STATUS_SIZE                    0x04
+#define STATUS_NOERR                   0x00
+#define STATUS_WAKE_SUCCESSFUL         0x11
+
+static const struct {
+       u8 value;
+       const char *error_text;
+} error_list[] = {
+       { 0x01, "CheckMac or Verify miscompare" },
+       { 0x03, "Parse Error" },
+       { 0x05, "ECC Fault" },
+       { 0x0F, "Execution Error" },
+       { 0xEE, "Watchdog about to expire" },
+       { 0xFF, "CRC or other communication error" },
+};
+
+/* Definitions for eeprom organization */
+#define CONFIG_ZONE                    0
+
+/* Definitions for Indexes common to all commands */
+#define RSP_DATA_IDX                   1 /* buffer index of data in response */
+#define DATA_SLOT_2                    2 /* used for ECDH private key */
+
+/* Definitions for the device lock state */
+#define DEVICE_LOCK_ADDR               0x15
+#define LOCK_VALUE_IDX                 (RSP_DATA_IDX + 2)
+#define LOCK_CONFIG_IDX                        (RSP_DATA_IDX + 3)
+
+/*
+ * Wake High delay to data communication (microseconds). SDA should be stable
+ * high for this entire duration.
+ */
+#define TWHI_MIN                       1500
+#define TWHI_MAX                       1550
+
+/* Wake Low duration */
+#define TWLO_USEC                      60
+
+/* Command execution time (milliseconds) */
+#define MAX_EXEC_TIME_ECDH             58
+#define MAX_EXEC_TIME_GENKEY           115
+#define MAX_EXEC_TIME_READ             1
+
+/* Command opcode */
+#define OPCODE_ECDH                    0x43
+#define OPCODE_GENKEY                  0x40
+#define OPCODE_READ                    0x02
+
+/* Definitions for the READ Command */
+#define READ_COUNT                     7
+
+/* Definitions for the GenKey Command */
+#define GENKEY_COUNT                   7
+#define GENKEY_MODE_PRIVATE            0x04
+
+/* Definitions for the ECDH Command */
+#define ECDH_COUNT                     71
+#define ECDH_PREFIX_MODE               0x00
+
+/* Used for binding tfm objects to i2c clients. */
+struct atmel_ecc_driver_data {
+       struct list_head i2c_client_list;
+       spinlock_t i2c_list_lock;
+} ____cacheline_aligned;
+
+/**
+ * atmel_i2c_client_priv - i2c_client private data
+ * @client              : pointer to i2c client device
+ * @i2c_client_list_node: part of i2c_client_list
+ * @lock                : lock for sending i2c commands
+ * @wake_token          : wake token array of zeros
+ * @wake_token_sz       : size in bytes of the wake_token
+ * @tfm_count           : number of active crypto transformations on i2c client
+ *
+ * Reads and writes from/to the i2c client are sequential. The first byte
+ * transmitted to the device is treated as the byte size. Any attempt to send
+ * more than this number of bytes will cause the device to not ACK those bytes.
+ * After the host writes a single command byte to the input buffer, reads are
+ * prohibited until after the device completes command execution. Use a mutex
+ * when sending i2c commands.
+ */
+struct atmel_i2c_client_priv {
+       struct i2c_client *client;
+       struct list_head i2c_client_list_node;
+       struct mutex lock;
+       u8 wake_token[WAKE_TOKEN_MAX_SIZE];
+       size_t wake_token_sz;
+       atomic_t tfm_count ____cacheline_aligned;
+};
+
+/**
+ * atmel_i2c_work_data - data structure representing the work
+ * @ctx : transformation context.
+ * @cbk : pointer to a callback function to be invoked upon completion of this
+ *        request. This has the form:
+ *        callback(struct atmel_i2c_work_data *work_data, void *areq, u8 status)
+ *        where:
+ *        @work_data: data structure representing the work
+ *        @areq     : optional pointer to an argument passed with the original
+ *                    request.
+ *        @status   : status returned from the i2c client device or i2c error.
+ * @areq: optional pointer to a user argument for use at callback time.
+ * @work: describes the task to be executed.
+ * @cmd : structure used for communicating with the device.
+ */
+struct atmel_i2c_work_data {
+       void *ctx;
+       struct i2c_client *client;
+       void (*cbk)(struct atmel_i2c_work_data *work_data, void *areq,
+                   int status);
+       void *areq;
+       struct work_struct work;
+       struct atmel_i2c_cmd cmd;
+};
+
+int atmel_i2c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id);
+
+void atmel_i2c_enqueue(struct atmel_i2c_work_data *work_data,
+                      void (*cbk)(struct atmel_i2c_work_data *work_data,
+                                  void *areq, int status),
+                      void *areq);
+
+int atmel_i2c_send_receive(struct i2c_client *client, struct atmel_i2c_cmd *cmd);
+
+void atmel_i2c_init_read_cmd(struct atmel_i2c_cmd *cmd);
+void atmel_i2c_init_genkey_cmd(struct atmel_i2c_cmd *cmd, u16 keyid);
+int atmel_i2c_init_ecdh_cmd(struct atmel_i2c_cmd *cmd,
+                           struct scatterlist *pubkey);
+
+#endif /* __ATMEL_I2C_H__ */