src/plugins/crypto_native/aes_gcm.c

   1 /*
   2  *------------------------------------------------------------------
   3  * Copyright (c) 2019 Cisco and/or its affiliates.
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at:
   7  *
   8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  *------------------------------------------------------------------
  16  */
  17
  18 #include <vlib/vlib.h>
  19 #include <vnet/plugin/plugin.h>
  20 #include <vnet/crypto/crypto.h>
  21 #include <crypto_native/crypto_native.h>
  22 #include <crypto_native/aes.h>
  23 #include <crypto_native/ghash.h>
  24
  25 #if __GNUC__ > 4  && !__clang__ && CLIB_DEBUG == 0
  26 #pragma GCC optimize ("O3")
  27 #endif
  28
  29 typedef struct
  30 {
  31   /* pre-calculated hash key values */
  32   const u8x16 Hi[8];
  33   /* extracted AES key */
  34   const u8x16 Ke[15];
  35 } aes_gcm_key_data_t;
  36
  37 static_always_inline void
  38 aesni_gcm_load (u8x16 * d, u8x16u * inv, int n, int n_bytes)
  39 {
  40   for (int i = 0; i < n - 1; i++)
  41     d[i] = inv[i];
  42   d[n - 1] = n_bytes ? aes_load_partial (inv + n - 1, n_bytes) : inv[n - 1];
  43 }
  44
  45 static_always_inline void
  46 aesni_gcm_store (u8x16 * d, u8x16u * outv, int n, int n_bytes)
  47 {
  48   for (int i = 0; i < n - 1; i++)
  49     outv[i] = d[i];
  50   if (n_bytes & 0xf)
  51     aes_store_partial (outv + n - 1, d[n - 1], n_bytes);
  52   else
  53     outv[n - 1] = d[n - 1];
  54 }
  55
  56 static_always_inline void
  57 aesni_gcm_enc_first_round (u8x16 * r, u32x4 * Y, u32 * ctr, u8x16 k,
  58                            int n_blocks)
  59 {
  60   static const u32x4 last_byte_one = { 0, 0, 0, 1 << 24 };
  61
  62   if (PREDICT_TRUE ((u8) ctr[0] < (256 - n_blocks)))
  63     {
  64       for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
  65         {
  66           Y[0] += last_byte_one;
  67           r[i] = k ^ (u8x16) Y[0];
  68         }
  69       ctr[0] += n_blocks;
  70     }
  71   else
  72     {
  73       for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
  74         {
  75           Y[0][3] = clib_host_to_net_u32 (++ctr[0]);
  76           r[i] = k ^ (u8x16) Y[0];
  77         }
  78     }
  79 }
  80
  81 static_always_inline void
  82 aesni_gcm_enc_round (u8x16 * r, u8x16 k, int n_blocks)
  83 {
  84   for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
  85     r[i] = aes_enc_round (r[i], k);
  86 }
  87
  88 static_always_inline void
  89 aesni_gcm_enc_last_round (u8x16 * r, u8x16 * d, u8x16 const *k,
  90                           int rounds, int n_blocks)
  91 {
  92
  93   /* additional ronuds for AES-192 and AES-256 */
  94   for (int i = 10; i < rounds; i++)
  95     aesni_gcm_enc_round (r, k[i], n_blocks);
  96
  97   for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
  98     d[i] ^= aes_enc_last_round (r[i], k[rounds]);
  99 }
 100
 101 static_always_inline u8x16
 102 aesni_gcm_ghash_blocks (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd,
 103                         u8x16u * in, int n_blocks)
 104 {
 105   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 106   const u8x16 *Hi = kd->Hi + n_blocks - 1;
 107   ghash_mul_first (gd, u8x16_reflect (in[0]) ^ T, Hi[0]);
 108   for (int i = 1; i < n_blocks; i++)
 109     ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect ((in[i])), Hi[-i]);
 110   ghash_reduce (gd);
 111   ghash_reduce2 (gd);
 112   return ghash_final (gd);
 113 }
 114
 115 static_always_inline u8x16
 116 aesni_gcm_ghash (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16u * in, u32 n_left)
 117 {
 118
 119   while (n_left >= 128)
 120     {
 121       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 8);
 122       n_left -= 128;
 123       in += 8;
 124     }
 125
 126   if (n_left >= 64)
 127     {
 128       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 4);
 129       n_left -= 64;
 130       in += 4;
 131     }
 132
 133   if (n_left >= 32)
 134     {
 135       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 2);
 136       n_left -= 32;
 137       in += 2;
 138     }
 139
 140   if (n_left >= 16)
 141     {
 142       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 1);
 143       n_left -= 16;
 144       in += 1;
 145     }
 146
 147   if (n_left)
 148     {
 149       u8x16 r = aes_load_partial (in, n_left);
 150       T = ghash_mul (u8x16_reflect (r) ^ T, kd->Hi[0]);
 151     }
 152   return T;
 153 }
 154
 155 static_always_inline u8x16
 156 aesni_gcm_calc (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16 * d,
 157                 u32x4 * Y, u32 * ctr, u8x16u * inv, u8x16u * outv,
 158                 int rounds, int n, int last_block_bytes, int with_ghash,
 159                 int is_encrypt)
 160 {
 161   u8x16 r[n];
 162   ghash_data_t _gd = { }, *gd = &_gd;
 163   const u8x16 *rk = (u8x16 *) kd->Ke;
 164   int hidx = is_encrypt ? 4 : n, didx = 0;
 165
 166   clib_prefetch_load (inv + 4);
 167
 168   /* AES rounds 0 and 1 */
 169   aesni_gcm_enc_first_round (r, Y, ctr, rk[0], n);
 170   aesni_gcm_enc_round (r, rk[1], n);
 171
 172   /* load data - decrypt round */
 173   if (is_encrypt == 0)
 174     aesni_gcm_load (d, inv, n, last_block_bytes);
 175
 176   /* GHASH multiply block 1 */
 177   if (with_ghash)
 178     ghash_mul_first (gd, u8x16_reflect (d[didx++]) ^ T, kd->Hi[--hidx]);
 179
 180   /* AES rounds 2 and 3 */
 181   aesni_gcm_enc_round (r, rk[2], n);
 182   aesni_gcm_enc_round (r, rk[3], n);
 183
 184   /* GHASH multiply block 2 */
 185   if (with_ghash && hidx)
 186     ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[didx++]), kd->Hi[--hidx]);
 187
 188   /* AES rounds 4 and 5 */
 189   aesni_gcm_enc_round (r, rk[4], n);
 190   aesni_gcm_enc_round (r, rk[5], n);
 191
 192   /* GHASH multiply block 3 */
 193   if (with_ghash && hidx)
 194     ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[didx++]), kd->Hi[--hidx]);
 195
 196   /* AES rounds 6 and 7 */
 197   aesni_gcm_enc_round (r, rk[6], n);
 198   aesni_gcm_enc_round (r, rk[7], n);
 199
 200   /* GHASH multiply block 4 */
 201   if (with_ghash && hidx)
 202     ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[didx++]), kd->Hi[--hidx]);
 203
 204   /* AES rounds 8 and 9 */
 205   aesni_gcm_enc_round (r, rk[8], n);
 206   aesni_gcm_enc_round (r, rk[9], n);
 207
 208   /* GHASH reduce 1st step */
 209   if (with_ghash)
 210     ghash_reduce (gd);
 211
 212   /* load data - encrypt round */
 213   if (is_encrypt)
 214     aesni_gcm_load (d, inv, n, last_block_bytes);
 215
 216   /* GHASH reduce 2nd step */
 217   if (with_ghash)
 218     ghash_reduce2 (gd);
 219
 220   /* AES last round(s) */
 221   aesni_gcm_enc_last_round (r, d, rk, rounds, n);
 222
 223   /* store data */
 224   aesni_gcm_store (d, outv, n, last_block_bytes);
 225
 226   /* GHASH final step */
 227   if (with_ghash)
 228     T = ghash_final (gd);
 229
 230   return T;
 231 }
 232
 233 static_always_inline u8x16
 234 aesni_gcm_calc_double (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16 * d,
 235                        u32x4 * Y, u32 * ctr, u8x16u * inv, u8x16u * outv,
 236                        int rounds, int is_encrypt)
 237 {
 238   u8x16 r[4];
 239   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 240   const u8x16 *rk = (u8x16 *) kd->Ke;
 241
 242   /* AES rounds 0 and 1 */
 243   aesni_gcm_enc_first_round (r, Y, ctr, rk[0], 4);
 244   aesni_gcm_enc_round (r, rk[1], 4);
 245
 246   /* load 4 blocks of data - decrypt round */
 247   if (is_encrypt == 0)
 248     aesni_gcm_load (d, inv, 4, 0);
 249
 250   /* GHASH multiply block 0 */
 251   ghash_mul_first (gd, u8x16_reflect (d[0]) ^ T, kd->Hi[7]);
 252
 253   /* AES rounds 2 and 3 */
 254   aesni_gcm_enc_round (r, rk[2], 4);
 255   aesni_gcm_enc_round (r, rk[3], 4);
 256
 257   /* GHASH multiply block 1 */
 258   ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[1]), kd->Hi[6]);
 259
 260   /* AES rounds 4 and 5 */
 261   aesni_gcm_enc_round (r, rk[4], 4);
 262   aesni_gcm_enc_round (r, rk[5], 4);
 263
 264   /* GHASH multiply block 2 */
 265   ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[2]), kd->Hi[5]);
 266
 267   /* AES rounds 6 and 7 */
 268   aesni_gcm_enc_round (r, rk[6], 4);
 269   aesni_gcm_enc_round (r, rk[7], 4);
 270
 271   /* GHASH multiply block 3 */
 272   ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[3]), kd->Hi[4]);
 273
 274   /* AES rounds 8 and 9 */
 275   aesni_gcm_enc_round (r, rk[8], 4);
 276   aesni_gcm_enc_round (r, rk[9], 4);
 277
 278   /* load 4 blocks of data - encrypt round */
 279   if (is_encrypt)
 280     aesni_gcm_load (d, inv, 4, 0);
 281
 282   /* AES last round(s) */
 283   aesni_gcm_enc_last_round (r, d, rk, rounds, 4);
 284
 285   /* store 4 blocks of data */
 286   aesni_gcm_store (d, outv, 4, 0);
 287
 288   /* load next 4 blocks of data data - decrypt round */
 289   if (is_encrypt == 0)
 290     aesni_gcm_load (d, inv + 4, 4, 0);
 291
 292   /* GHASH multiply block 4 */
 293   ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[0]), kd->Hi[3]);
 294
 295   /* AES rounds 0, 1 and 2 */
 296   aesni_gcm_enc_first_round (r, Y, ctr, rk[0], 4);
 297   aesni_gcm_enc_round (r, rk[1], 4);
 298   aesni_gcm_enc_round (r, rk[2], 4);
 299
 300   /* GHASH multiply block 5 */
 301   ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[1]), kd->Hi[2]);
 302
 303   /* AES rounds 3 and 4 */
 304   aesni_gcm_enc_round (r, rk[3], 4);
 305   aesni_gcm_enc_round (r, rk[4], 4);
 306
 307   /* GHASH multiply block 6 */
 308   ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[2]), kd->Hi[1]);
 309
 310   /* AES rounds 5 and 6 */
 311   aesni_gcm_enc_round (r, rk[5], 4);
 312   aesni_gcm_enc_round (r, rk[6], 4);
 313
 314   /* GHASH multiply block 7 */
 315   ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[3]), kd->Hi[0]);
 316
 317   /* AES rounds 7 and 8 */
 318   aesni_gcm_enc_round (r, rk[7], 4);
 319   aesni_gcm_enc_round (r, rk[8], 4);
 320
 321   /* GHASH reduce 1st step */
 322   ghash_reduce (gd);
 323
 324   /* AES round 9 */
 325   aesni_gcm_enc_round (r, rk[9], 4);
 326
 327   /* load data - encrypt round */
 328   if (is_encrypt)
 329     aesni_gcm_load (d, inv + 4, 4, 0);
 330
 331   /* GHASH reduce 2nd step */
 332   ghash_reduce2 (gd);
 333
 334   /* AES last round(s) */
 335   aesni_gcm_enc_last_round (r, d, rk, rounds, 4);
 336
 337   /* store data */
 338   aesni_gcm_store (d, outv + 4, 4, 0);
 339
 340   /* GHASH final step */
 341   return ghash_final (gd);
 342 }
 343
 344 static_always_inline u8x16
 345 aesni_gcm_ghash_last (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16 * d,
 346                       int n_blocks, int n_bytes)
 347 {
 348   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 349
 350   if (n_bytes)
 351     d[n_blocks - 1] = aes_byte_mask (d[n_blocks - 1], n_bytes);
 352
 353   ghash_mul_first (gd, u8x16_reflect (d[0]) ^ T, kd->Hi[n_blocks - 1]);
 354   if (n_blocks > 1)
 355     ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[1]), kd->Hi[n_blocks - 2]);
 356   if (n_blocks > 2)
 357     ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[2]), kd->Hi[n_blocks - 3]);
 358   if (n_blocks > 3)
 359     ghash_mul_next (gd, u8x16_reflect (d[3]), kd->Hi[n_blocks - 4]);
 360   ghash_reduce (gd);
 361   ghash_reduce2 (gd);
 362   return ghash_final (gd);
 363 }
 364
 365
 366 static_always_inline u8x16
 367 aesni_gcm_enc (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u32x4 Y, u8x16u * inv,
 368                u8x16u * outv, u32 n_left, int rounds)
 369 {
 370   u8x16 d[4];
 371   u32 ctr = 1;
 372
 373   if (n_left == 0)
 374     return T;
 375
 376   if (n_left < 64)
 377     {
 378       if (n_left > 48)
 379         {
 380           n_left &= 0x0f;
 381           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, n_left,
 382                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 383           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 4, n_left);
 384         }
 385       else if (n_left > 32)
 386         {
 387           n_left &= 0x0f;
 388           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 3, n_left,
 389                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 390           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 3, n_left);
 391         }
 392       else if (n_left > 16)
 393         {
 394           n_left &= 0x0f;
 395           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 2, n_left,
 396                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 397           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 2, n_left);
 398         }
 399       else
 400         {
 401           n_left &= 0x0f;
 402           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 1, n_left,
 403                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 404           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 1, n_left);
 405         }
 406     }
 407
 408   aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, 0,
 409                   /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 410
 411   /* next */
 412   n_left -= 64;
 413   outv += 4;
 414   inv += 4;
 415
 416   while (n_left >= 128)
 417     {
 418       T = aesni_gcm_calc_double (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds,
 419                                  /* is_encrypt */ 1);
 420
 421       /* next */
 422       n_left -= 128;
 423       outv += 8;
 424       inv += 8;
 425     }
 426
 427   if (n_left >= 64)
 428     {
 429       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, 0,
 430                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 431
 432       /* next */
 433       n_left -= 64;
 434       outv += 4;
 435       inv += 4;
 436     }
 437
 438   if (n_left == 0)
 439     return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 4, 0);
 440
 441   if (n_left > 48)
 442     {
 443       n_left &= 0x0f;
 444       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, n_left,
 445                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 446       return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 4, n_left);
 447     }
 448
 449   if (n_left > 32)
 450     {
 451       n_left &= 0x0f;
 452       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 3, n_left,
 453                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 454       return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 3, n_left);
 455     }
 456
 457   if (n_left > 16)
 458     {
 459       n_left &= 0x0f;
 460       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 2, n_left,
 461                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 462       return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 2, n_left);
 463     }
 464
 465   n_left &= 0x0f;
 466   T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 1, n_left,
 467                       /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 468   return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 1, n_left);
 469 }
 470
 471 static_always_inline u8x16
 472 aesni_gcm_dec (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u32x4 Y, u8x16u * inv,
 473                u8x16u * outv, u32 n_left, int rounds)
 474 {
 475   u8x16 d[8];
 476   u32 ctr = 1;
 477
 478   while (n_left >= 128)
 479     {
 480       T = aesni_gcm_calc_double (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds,
 481                                  /* is_encrypt */ 0);
 482
 483       /* next */
 484       n_left -= 128;
 485       outv += 8;
 486       inv += 8;
 487     }
 488
 489   if (n_left >= 64)
 490     {
 491       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, 0, 1, 0);
 492
 493       /* next */
 494       n_left -= 64;
 495       outv += 4;
 496       inv += 4;
 497     }
 498
 499   if (n_left == 0)
 500     return T;
 501
 502   if (n_left > 48)
 503     return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4,
 504                            n_left - 48,
 505                            /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 506
 507   if (n_left > 32)
 508     return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 3,
 509                            n_left - 32,
 510                            /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 511
 512   if (n_left > 16)
 513     return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 2,
 514                            n_left - 16,
 515                            /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 516
 517   return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 1, n_left,
 518                          /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 519 }
 520
 521 static_always_inline int
 522 aes_gcm (u8x16u * in, u8x16u * out, u8x16u * addt, u8x16u * iv, u8x16u * tag,
 523          u32 data_bytes, u32 aad_bytes, u8 tag_len, aes_gcm_key_data_t * kd,
 524          int aes_rounds, int is_encrypt)
 525 {
 526   int i;
 527   u8x16 r, T = { };
 528   u32x4 Y0;
 529   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 530
 531   clib_prefetch_load (iv);
 532   clib_prefetch_load (in);
 533   clib_prefetch_load (in + 4);
 534
 535   /* calculate ghash for AAD - optimized for ipsec common cases */
 536   if (aad_bytes == 8)
 537     T = aesni_gcm_ghash (T, kd, addt, 8);
 538   else if (aad_bytes == 12)
 539     T = aesni_gcm_ghash (T, kd, addt, 12);
 540   else
 541     T = aesni_gcm_ghash (T, kd, addt, aad_bytes);
 542
 543   /* initalize counter */
 544   Y0 = (u32x4) aes_load_partial (iv, 12);
 545   Y0[3] = clib_host_to_net_u32 (1);
 546
 547   /* ghash and encrypt/edcrypt  */
 548   if (is_encrypt)
 549     T = aesni_gcm_enc (T, kd, Y0, in, out, data_bytes, aes_rounds);
 550   else
 551     T = aesni_gcm_dec (T, kd, Y0, in, out, data_bytes, aes_rounds);
 552
 553   clib_prefetch_load (tag);
 554
 555   /* Finalize ghash  - data bytes and aad bytes converted to bits */
 556   /* *INDENT-OFF* */
 557   r = (u8x16) ((u64x2) {data_bytes, aad_bytes} << 3);
 558   /* *INDENT-ON* */
 559
 560   /* interleaved computation of final ghash and E(Y0, k) */
 561   ghash_mul_first (gd, r ^ T, kd->Hi[0]);
 562   r = kd->Ke[0] ^ (u8x16) Y0;
 563   for (i = 1; i < 5; i += 1)
 564     r = aes_enc_round (r, kd->Ke[i]);
 565   ghash_reduce (gd);
 566   ghash_reduce2 (gd);
 567   for (; i < 9; i += 1)
 568     r = aes_enc_round (r, kd->Ke[i]);
 569   T = ghash_final (gd);
 570   for (; i < aes_rounds; i += 1)
 571     r = aes_enc_round (r, kd->Ke[i]);
 572   r = aes_enc_last_round (r, kd->Ke[aes_rounds]);
 573   T = u8x16_reflect (T) ^ r;
 574
 575   /* tag_len 16 -> 0 */
 576   tag_len &= 0xf;
 577
 578   if (is_encrypt)
 579     {
 580       /* store tag */
 581       if (tag_len)
 582         aes_store_partial (tag, T, tag_len);
 583       else
 584         tag[0] = T;
 585     }
 586   else
 587     {
 588       /* check tag */
 589       u16 tag_mask = tag_len ? (1 << tag_len) - 1 : 0xffff;
 590       if ((u8x16_msb_mask (tag[0] == T) & tag_mask) != tag_mask)
 591         return 0;
 592     }
 593   return 1;
 594 }
 595
 596 static_always_inline u32
 597 aesni_ops_enc_aes_gcm (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[],
 598                        u32 n_ops, aes_key_size_t ks)
 599 {
 600   crypto_native_main_t *cm = &crypto_native_main;
 601   vnet_crypto_op_t *op = ops[0];
 602   aes_gcm_key_data_t *kd;
 603   u32 n_left = n_ops;
 604
 605
 606 next:
 607   kd = (aes_gcm_key_data_t *) cm->key_data[op->key_index];
 608   aes_gcm ((u8x16u *) op->src, (u8x16u *) op->dst, (u8x16u *) op->aad,
 609            (u8x16u *) op->iv, (u8x16u *) op->tag, op->len, op->aad_len,
 610            op->tag_len, kd, AES_KEY_ROUNDS (ks), /* is_encrypt */ 1);
 611   op->status = VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED;
 612
 613   if (--n_left)
 614     {
 615       op += 1;
 616       goto next;
 617     }
 618
 619   return n_ops;
 620 }
 621
 622 static_always_inline u32
 623 aesni_ops_dec_aes_gcm (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[],
 624                        u32 n_ops, aes_key_size_t ks)
 625 {
 626   crypto_native_main_t *cm = &crypto_native_main;
 627   vnet_crypto_op_t *op = ops[0];
 628   aes_gcm_key_data_t *kd;
 629   u32 n_left = n_ops;
 630   int rv;
 631
 632 next:
 633   kd = (aes_gcm_key_data_t *) cm->key_data[op->key_index];
 634   rv = aes_gcm ((u8x16u *) op->src, (u8x16u *) op->dst, (u8x16u *) op->aad,
 635                 (u8x16u *) op->iv, (u8x16u *) op->tag, op->len,
 636                 op->aad_len, op->tag_len, kd, AES_KEY_ROUNDS (ks),
 637                 /* is_encrypt */ 0);
 638
 639   if (rv)
 640     {
 641       op->status = VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED;
 642     }
 643   else
 644     {
 645       op->status = VNET_CRYPTO_OP_STATUS_FAIL_BAD_HMAC;
 646       n_ops--;
 647     }
 648
 649   if (--n_left)
 650     {
 651       op += 1;
 652       goto next;
 653     }
 654
 655   return n_ops;
 656 }
 657
 658 static_always_inline void *
 659 aesni_gcm_key_exp (vnet_crypto_key_t * key, aes_key_size_t ks)
 660 {
 661   aes_gcm_key_data_t *kd;
 662   u8x16 H;
 663
 664   kd = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*kd), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 665
 666   /* expand AES key */
 667   aes_key_expand ((u8x16 *) kd->Ke, key->data, ks);
 668
 669   /* pre-calculate H */
 670   H = aes_encrypt_block (u8x16_splat (0), kd->Ke, ks);
 671   H = u8x16_reflect (H);
 672   ghash_precompute (H, (u8x16 *) kd->Hi, 8);
 673   return kd;
 674 }
 675
 676 #define foreach_aesni_gcm_handler_type _(128) _(192) _(256)
 677
 678 #define _(x) \
 679 static u32 aesni_ops_dec_aes_gcm_##x                                         \
 680 (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[], u32 n_ops)                      \
 681 { return aesni_ops_dec_aes_gcm (vm, ops, n_ops, AES_KEY_##x); }              \
 682 static u32 aesni_ops_enc_aes_gcm_##x                                         \
 683 (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[], u32 n_ops)                      \
 684 { return aesni_ops_enc_aes_gcm (vm, ops, n_ops, AES_KEY_##x); }              \
 685 static void * aesni_gcm_key_exp_##x (vnet_crypto_key_t *key)                 \
 686 { return aesni_gcm_key_exp (key, AES_KEY_##x); }
 687
 688 foreach_aesni_gcm_handler_type;
 689 #undef _
 690
 691 clib_error_t *
 692 #ifdef __VAES__
 693 crypto_native_aes_gcm_init_vaes (vlib_main_t * vm)
 694 #elif __AVX512F__
 695 crypto_native_aes_gcm_init_avx512 (vlib_main_t * vm)
 696 #elif __AVX2__
 697 crypto_native_aes_gcm_init_avx2 (vlib_main_t * vm)
 698 #elif __aarch64__
 699 crypto_native_aes_gcm_init_neon (vlib_main_t * vm)
 700 #else
 701 crypto_native_aes_gcm_init_sse42 (vlib_main_t * vm)
 702 #endif
 703 {
 704   crypto_native_main_t *cm = &crypto_native_main;
 705
 706 #define _(x) \
 707   vnet_crypto_register_ops_handler (vm, cm->crypto_engine_index, \
 708                                     VNET_CRYPTO_OP_AES_##x##_GCM_ENC, \
 709                                     aesni_ops_enc_aes_gcm_##x); \
 710   vnet_crypto_register_ops_handler (vm, cm->crypto_engine_index, \
 711                                     VNET_CRYPTO_OP_AES_##x##_GCM_DEC, \
 712                                     aesni_ops_dec_aes_gcm_##x); \
 713   cm->key_fn[VNET_CRYPTO_ALG_AES_##x##_GCM] = aesni_gcm_key_exp_##x;
 714   foreach_aesni_gcm_handler_type;
 715 #undef _
 716   return 0;
 717 }
 718
 719 /*
 720  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 721  *
 722  * Local Variables:
 723  * eval: (c-set-style "gnu")
 724  * End:
 725  */