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/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
/*
 * Key handling functions for PPC AES implementation
 *
 * Copyright (c) 2015 Markus Stockhausen <stockhausen@collogia.de>
 */
 
#include <asm/ppc_asm.h>
 
#ifdef __BIG_ENDIAN__
#define LOAD_KEY(d, s, off) \
   lwz        d,off(s);
#else
#define LOAD_KEY(d, s, off) \
   li        r0,off; \
   lwbrx        d,s,r0;
#endif
 
#define INITIALIZE_KEY \
   stwu        r1,-32(r1);    /* create stack frame        */ \
   stw        r14,8(r1);    /* save registers        */ \
   stw        r15,12(r1);                       \
   stw        r16,16(r1);
 
#define FINALIZE_KEY \
   lwz        r14,8(r1);    /* restore registers        */ \
   lwz        r15,12(r1);                       \
   lwz        r16,16(r1);                       \
   xor        r5,r5,r5;    /* clear sensitive data        */ \
   xor        r6,r6,r6;                       \
   xor        r7,r7,r7;                       \
   xor        r8,r8,r8;                       \
   xor        r9,r9,r9;                       \
   xor        r10,r10,r10;                       \
   xor        r11,r11,r11;                       \
   xor        r12,r12,r12;                       \
   addi        r1,r1,32;    /* cleanup stack        */
 
#define LS_BOX(r, t1, t2) \
   lis        t2,PPC_AES_4K_ENCTAB@h;                   \
   ori        t2,t2,PPC_AES_4K_ENCTAB@l;               \
   rlwimi        t2,r,4,20,27;                       \
   lbz        t1,8(t2);                       \
   rlwimi        r,t1,0,24,31;                       \
   rlwimi        t2,r,28,20,27;                       \
   lbz        t1,8(t2);                       \
   rlwimi        r,t1,8,16,23;                       \
   rlwimi        t2,r,20,20,27;                       \
   lbz        t1,8(t2);                       \
   rlwimi        r,t1,16,8,15;                       \
   rlwimi        t2,r,12,20,27;                       \
   lbz        t1,8(t2);                       \
   rlwimi        r,t1,24,0,7;
 
#define GF8_MUL(out, in, t1, t2) \
   lis t1,0x8080;            /* multiplication in GF8    */ \
   ori t1,t1,0x8080;                            \
   and t1,t1,in;                                \
   srwi t1,t1,7;                                \
   mulli t1,t1,0x1b;                            \
   lis t2,0x7f7f;                                \
   ori t2,t2,0x7f7f;                            \
   and t2,t2,in;                                \
   slwi t2,t2,1;                                \
   xor out,t1,t2;
 
/*
 * ppc_expand_key_128(u32 *key_enc, const u8 *key)
 *
 * Expand 128 bit key into 176 bytes encryption key. It consists of
 * key itself plus 10 rounds with 16 bytes each
 *
 */
_GLOBAL(ppc_expand_key_128)
   INITIALIZE_KEY
   LOAD_KEY(r5,r4,0)
   LOAD_KEY(r6,r4,4)
   LOAD_KEY(r7,r4,8)
   LOAD_KEY(r8,r4,12)
   stw        r5,0(r3)    /* key[0..3] = input data    */
   stw        r6,4(r3)
   stw        r7,8(r3)
   stw        r8,12(r3)
   li        r16,10        /* 10 expansion rounds        */
   lis        r0,0x0100    /* RCO(1)            */
ppc_expand_128_loop:
   addi        r3,r3,16
   mr        r14,r8        /* apply LS_BOX to 4th temp    */
   rotlwi        r14,r14,8
   LS_BOX(r14, r15, r4)
   xor        r14,r14,r0
   xor        r5,r5,r14    /* xor next 4 keys        */
   xor        r6,r6,r5
   xor        r7,r7,r6
   xor        r8,r8,r7
   stw        r5,0(r3)    /* store next 4 keys        */
   stw        r6,4(r3)
   stw        r7,8(r3)
   stw        r8,12(r3)
   GF8_MUL(r0, r0, r4, r14)    /* multiply RCO by 2 in GF    */
   subi        r16,r16,1
   cmpwi        r16,0
   bt        eq,ppc_expand_128_end
   b        ppc_expand_128_loop
ppc_expand_128_end:
   FINALIZE_KEY
   blr
 
/*
 * ppc_expand_key_192(u32 *key_enc, const u8 *key)
 *
 * Expand 192 bit key into 208 bytes encryption key. It consists of key
 * itself plus 12 rounds with 16 bytes each
 *
 */
_GLOBAL(ppc_expand_key_192)
   INITIALIZE_KEY
   LOAD_KEY(r5,r4,0)
   LOAD_KEY(r6,r4,4)
   LOAD_KEY(r7,r4,8)
   LOAD_KEY(r8,r4,12)
   LOAD_KEY(r9,r4,16)
   LOAD_KEY(r10,r4,20)
   stw        r5,0(r3)
   stw        r6,4(r3)
   stw        r7,8(r3)
   stw        r8,12(r3)
   stw        r9,16(r3)
   stw        r10,20(r3)
   li        r16,8        /* 8 expansion rounds        */
   lis        r0,0x0100    /* RCO(1)            */
ppc_expand_192_loop:
   addi        r3,r3,24
   mr        r14,r10        /* apply LS_BOX to 6th temp    */
   rotlwi        r14,r14,8
   LS_BOX(r14, r15, r4)
   xor        r14,r14,r0
   xor        r5,r5,r14    /* xor next 6 keys        */
   xor        r6,r6,r5
   xor        r7,r7,r6
   xor        r8,r8,r7
   xor        r9,r9,r8
   xor        r10,r10,r9
   stw        r5,0(r3)
   stw        r6,4(r3)
   stw        r7,8(r3)
   stw        r8,12(r3)
   subi        r16,r16,1
   cmpwi        r16,0        /* last round early kick out    */
   bt        eq,ppc_expand_192_end
   stw        r9,16(r3)
   stw        r10,20(r3)
   GF8_MUL(r0, r0, r4, r14)    /* multiply RCO GF8        */
   b        ppc_expand_192_loop
ppc_expand_192_end:
   FINALIZE_KEY
   blr
 
/*
 * ppc_expand_key_256(u32 *key_enc, const u8 *key)
 *
 * Expand 256 bit key into 240 bytes encryption key. It consists of key
 * itself plus 14 rounds with 16 bytes each
 *
 */
_GLOBAL(ppc_expand_key_256)
   INITIALIZE_KEY
   LOAD_KEY(r5,r4,0)
   LOAD_KEY(r6,r4,4)
   LOAD_KEY(r7,r4,8)
   LOAD_KEY(r8,r4,12)
   LOAD_KEY(r9,r4,16)
   LOAD_KEY(r10,r4,20)
   LOAD_KEY(r11,r4,24)
   LOAD_KEY(r12,r4,28)
   stw        r5,0(r3)
   stw        r6,4(r3)
   stw        r7,8(r3)
   stw        r8,12(r3)
   stw        r9,16(r3)
   stw        r10,20(r3)
   stw        r11,24(r3)
   stw        r12,28(r3)
   li        r16,7        /* 7 expansion rounds        */
   lis        r0,0x0100    /* RCO(1)            */
ppc_expand_256_loop:
   addi        r3,r3,32
   mr        r14,r12        /* apply LS_BOX to 8th temp    */
   rotlwi        r14,r14,8
   LS_BOX(r14, r15, r4)
   xor        r14,r14,r0
   xor        r5,r5,r14    /* xor 4 keys            */
   xor        r6,r6,r5
   xor        r7,r7,r6
   xor        r8,r8,r7
   mr        r14,r8
   LS_BOX(r14, r15, r4)        /* apply LS_BOX to 4th temp    */
   xor        r9,r9,r14    /* xor 4 keys            */
   xor        r10,r10,r9
   xor        r11,r11,r10
   xor        r12,r12,r11
   stw        r5,0(r3)
   stw        r6,4(r3)
   stw        r7,8(r3)
   stw        r8,12(r3)
   subi        r16,r16,1
   cmpwi        r16,0        /* last round early kick out    */
   bt        eq,ppc_expand_256_end
   stw        r9,16(r3)
   stw        r10,20(r3)
   stw        r11,24(r3)
   stw        r12,28(r3)
   GF8_MUL(r0, r0, r4, r14)
   b        ppc_expand_256_loop
ppc_expand_256_end:
   FINALIZE_KEY
   blr
 
/*
 * ppc_generate_decrypt_key: derive decryption key from encryption key
 * number of bytes to handle are calculated from length of key (16/24/32)
 *
 */
_GLOBAL(ppc_generate_decrypt_key)
   addi        r6,r5,24
   slwi        r6,r6,2
   lwzx        r7,r4,r6    /* first/last 4 words are same    */
   stw        r7,0(r3)
   lwz        r7,0(r4)
   stwx        r7,r3,r6
   addi        r6,r6,4
   lwzx        r7,r4,r6
   stw        r7,4(r3)
   lwz        r7,4(r4)
   stwx        r7,r3,r6
   addi        r6,r6,4
   lwzx        r7,r4,r6
   stw        r7,8(r3)
   lwz        r7,8(r4)
   stwx        r7,r3,r6
   addi        r6,r6,4
   lwzx        r7,r4,r6
   stw        r7,12(r3)
   lwz        r7,12(r4)
   stwx        r7,r3,r6
   addi        r3,r3,16
   add        r4,r4,r6
   subi        r4,r4,28
   addi        r5,r5,20
   srwi        r5,r5,2
ppc_generate_decrypt_block:
   li    r6,4
   mtctr    r6
ppc_generate_decrypt_word:
   lwz        r6,0(r4)
   GF8_MUL(r7, r6, r0, r7)
   GF8_MUL(r8, r7, r0, r8)
   GF8_MUL(r9, r8, r0, r9)
   xor        r10,r9,r6
   xor        r11,r7,r8
   xor        r11,r11,r9
   xor        r12,r7,r10
   rotrwi        r12,r12,24
   xor        r11,r11,r12
   xor        r12,r8,r10
   rotrwi        r12,r12,16
   xor        r11,r11,r12
   rotrwi        r12,r10,8
   xor        r11,r11,r12
   stw        r11,0(r3)
   addi        r3,r3,4
   addi        r4,r4,4
   bdnz        ppc_generate_decrypt_word
   subi        r4,r4,32
   subi        r5,r5,1
   cmpwi        r5,0
   bt        gt,ppc_generate_decrypt_block
   blr