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 <x86intrin.h>
  22 #include <crypto_native/crypto_native.h>
  23 #include <crypto_native/aes.h>
  24 #include <crypto_native/ghash.h>
  25
  26 #if __GNUC__ > 4  && !__clang__ && CLIB_DEBUG == 0
  27 #pragma GCC optimize ("O3")
  28 #endif
  29
  30 typedef struct
  31 {
  32   /* pre-calculated hash key values */
  33   const u8x16 Hi[8];
  34   /* extracted AES key */
  35   const u8x16 Ke[15];
  36 } aes_gcm_key_data_t;
  37
  38 static const u32x4 last_byte_one = { 0, 0, 0, 1 << 24 };
  39
  40 static const u8x16 bswap_mask = {
  41   15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0
  42 };
  43
  44 static_always_inline u8x16
  45 aesni_gcm_bswap (u8x16 x)
  46 {
  47   return (u8x16) _mm_shuffle_epi8 ((__m128i) x, (__m128i) bswap_mask);
  48 }
  49
  50 static_always_inline void
  51 aesni_gcm_load (u8x16 * d, u8x16u * inv, int n, int n_bytes)
  52 {
  53   for (int i = 0; i < n - 1; i++)
  54     d[i] = inv[i];
  55   d[n - 1] = n_bytes ? aes_load_partial (inv + n - 1, n_bytes) : inv[n - 1];
  56 }
  57
  58 static_always_inline void
  59 aesni_gcm_store (u8x16 * d, u8x16u * outv, int n, int n_bytes)
  60 {
  61   for (int i = 0; i < n - 1; i++)
  62     outv[i] = d[i];
  63   if (n_bytes & 0xf)
  64     aes_store_partial (outv + n - 1, d[n - 1], n_bytes);
  65   else
  66     outv[n - 1] = d[n - 1];
  67 }
  68
  69 static_always_inline void
  70 aesni_gcm_enc_first_round (u8x16 * r, u32x4 * Y, u32 * ctr, u8x16 k,
  71                            int n_blocks)
  72 {
  73   if (PREDICT_TRUE ((u8) ctr[0] < (256 - n_blocks)))
  74     {
  75       for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
  76         {
  77           Y[0] += last_byte_one;
  78           r[i] = k ^ (u8x16) Y[0];
  79         }
  80       ctr[0] += n_blocks;
  81     }
  82   else
  83     {
  84       for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
  85         {
  86           Y[0][3] = clib_host_to_net_u32 (++ctr[0]);
  87           r[i] = k ^ (u8x16) Y[0];
  88         }
  89     }
  90 }
  91
  92 static_always_inline void
  93 aesni_gcm_enc_round (u8x16 * r, u8x16 k, int n_blocks)
  94 {
  95   for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
  96     r[i] = aes_enc_round (r[i], k);
  97 }
  98
  99 static_always_inline void
 100 aesni_gcm_enc_last_round (u8x16 * r, u8x16 * d, u8x16 const *k,
 101                           int rounds, int n_blocks)
 102 {
 103
 104   /* additional ronuds for AES-192 and AES-256 */
 105   for (int i = 10; i < rounds; i++)
 106     aesni_gcm_enc_round (r, k[i], n_blocks);
 107
 108   for (int i = 0; i < n_blocks; i++)
 109     d[i] ^= aes_enc_last_round (r[i], k[rounds]);
 110 }
 111
 112 static_always_inline u8x16
 113 aesni_gcm_ghash_blocks (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd,
 114                         u8x16u * in, int n_blocks)
 115 {
 116   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 117   const u8x16 *Hi = kd->Hi + n_blocks - 1;
 118   ghash_mul_first (gd, aesni_gcm_bswap (in[0]) ^ T, Hi[0]);
 119   for (int i = 1; i < n_blocks; i++)
 120     ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap ((in[i])), Hi[-i]);
 121   ghash_reduce (gd);
 122   ghash_reduce2 (gd);
 123   return ghash_final (gd);
 124 }
 125
 126 static_always_inline u8x16
 127 aesni_gcm_ghash (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16u * in, u32 n_left)
 128 {
 129
 130   while (n_left >= 128)
 131     {
 132       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 8);
 133       n_left -= 128;
 134       in += 8;
 135     }
 136
 137   if (n_left >= 64)
 138     {
 139       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 4);
 140       n_left -= 64;
 141       in += 4;
 142     }
 143
 144   if (n_left >= 32)
 145     {
 146       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 2);
 147       n_left -= 32;
 148       in += 2;
 149     }
 150
 151   if (n_left >= 16)
 152     {
 153       T = aesni_gcm_ghash_blocks (T, kd, in, 1);
 154       n_left -= 16;
 155       in += 1;
 156     }
 157
 158   if (n_left)
 159     {
 160       u8x16 r = aes_load_partial (in, n_left);
 161       T = ghash_mul (aesni_gcm_bswap (r) ^ T, kd->Hi[0]);
 162     }
 163   return T;
 164 }
 165
 166 static_always_inline u8x16
 167 aesni_gcm_calc (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16 * d,
 168                 u32x4 * Y, u32 * ctr, u8x16u * inv, u8x16u * outv,
 169                 int rounds, int n, int last_block_bytes, int with_ghash,
 170                 int is_encrypt)
 171 {
 172   u8x16 r[n];
 173   ghash_data_t _gd = { }, *gd = &_gd;
 174   const u8x16 *rk = (u8x16 *) kd->Ke;
 175   int hidx = is_encrypt ? 4 : n, didx = 0;
 176
 177   _mm_prefetch (inv + 4, _MM_HINT_T0);
 178
 179   /* AES rounds 0 and 1 */
 180   aesni_gcm_enc_first_round (r, Y, ctr, rk[0], n);
 181   aesni_gcm_enc_round (r, rk[1], n);
 182
 183   /* load data - decrypt round */
 184   if (is_encrypt == 0)
 185     aesni_gcm_load (d, inv, n, last_block_bytes);
 186
 187   /* GHASH multiply block 1 */
 188   if (with_ghash)
 189     ghash_mul_first (gd, aesni_gcm_bswap (d[didx++]) ^ T, kd->Hi[--hidx]);
 190
 191   /* AES rounds 2 and 3 */
 192   aesni_gcm_enc_round (r, rk[2], n);
 193   aesni_gcm_enc_round (r, rk[3], n);
 194
 195   /* GHASH multiply block 2 */
 196   if (with_ghash && hidx)
 197     ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[didx++]), kd->Hi[--hidx]);
 198
 199   /* AES rounds 4 and 5 */
 200   aesni_gcm_enc_round (r, rk[4], n);
 201   aesni_gcm_enc_round (r, rk[5], n);
 202
 203   /* GHASH multiply block 3 */
 204   if (with_ghash && hidx)
 205     ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[didx++]), kd->Hi[--hidx]);
 206
 207   /* AES rounds 6 and 7 */
 208   aesni_gcm_enc_round (r, rk[6], n);
 209   aesni_gcm_enc_round (r, rk[7], n);
 210
 211   /* GHASH multiply block 4 */
 212   if (with_ghash && hidx)
 213     ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[didx++]), kd->Hi[--hidx]);
 214
 215   /* AES rounds 8 and 9 */
 216   aesni_gcm_enc_round (r, rk[8], n);
 217   aesni_gcm_enc_round (r, rk[9], n);
 218
 219   /* GHASH reduce 1st step */
 220   if (with_ghash)
 221     ghash_reduce (gd);
 222
 223   /* load data - encrypt round */
 224   if (is_encrypt)
 225     aesni_gcm_load (d, inv, n, last_block_bytes);
 226
 227   /* GHASH reduce 2nd step */
 228   if (with_ghash)
 229     ghash_reduce2 (gd);
 230
 231   /* AES last round(s) */
 232   aesni_gcm_enc_last_round (r, d, rk, rounds, n);
 233
 234   /* store data */
 235   aesni_gcm_store (d, outv, n, last_block_bytes);
 236
 237   /* GHASH final step */
 238   if (with_ghash)
 239     T = ghash_final (gd);
 240
 241   return T;
 242 }
 243
 244 static_always_inline u8x16
 245 aesni_gcm_calc_double (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16 * d,
 246                        u32x4 * Y, u32 * ctr, u8x16u * inv, u8x16u * outv,
 247                        int rounds, int is_encrypt)
 248 {
 249   u8x16 r[4];
 250   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 251   const u8x16 *rk = (u8x16 *) kd->Ke;
 252
 253   /* AES rounds 0 and 1 */
 254   aesni_gcm_enc_first_round (r, Y, ctr, rk[0], 4);
 255   aesni_gcm_enc_round (r, rk[1], 4);
 256
 257   /* load 4 blocks of data - decrypt round */
 258   if (is_encrypt == 0)
 259     aesni_gcm_load (d, inv, 4, 0);
 260
 261   /* GHASH multiply block 0 */
 262   ghash_mul_first (gd, aesni_gcm_bswap (d[0]) ^ T, kd->Hi[7]);
 263
 264   /* AES rounds 2 and 3 */
 265   aesni_gcm_enc_round (r, rk[2], 4);
 266   aesni_gcm_enc_round (r, rk[3], 4);
 267
 268   /* GHASH multiply block 1 */
 269   ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[1]), kd->Hi[6]);
 270
 271   /* AES rounds 4 and 5 */
 272   aesni_gcm_enc_round (r, rk[4], 4);
 273   aesni_gcm_enc_round (r, rk[5], 4);
 274
 275   /* GHASH multiply block 2 */
 276   ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[2]), kd->Hi[5]);
 277
 278   /* AES rounds 6 and 7 */
 279   aesni_gcm_enc_round (r, rk[6], 4);
 280   aesni_gcm_enc_round (r, rk[7], 4);
 281
 282   /* GHASH multiply block 3 */
 283   ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[3]), kd->Hi[4]);
 284
 285   /* AES rounds 8 and 9 */
 286   aesni_gcm_enc_round (r, rk[8], 4);
 287   aesni_gcm_enc_round (r, rk[9], 4);
 288
 289   /* load 4 blocks of data - encrypt round */
 290   if (is_encrypt)
 291     aesni_gcm_load (d, inv, 4, 0);
 292
 293   /* AES last round(s) */
 294   aesni_gcm_enc_last_round (r, d, rk, rounds, 4);
 295
 296   /* store 4 blocks of data */
 297   aesni_gcm_store (d, outv, 4, 0);
 298
 299   /* load next 4 blocks of data data - decrypt round */
 300   if (is_encrypt == 0)
 301     aesni_gcm_load (d, inv + 4, 4, 0);
 302
 303   /* GHASH multiply block 4 */
 304   ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[0]), kd->Hi[3]);
 305
 306   /* AES rounds 0, 1 and 2 */
 307   aesni_gcm_enc_first_round (r, Y, ctr, rk[0], 4);
 308   aesni_gcm_enc_round (r, rk[1], 4);
 309   aesni_gcm_enc_round (r, rk[2], 4);
 310
 311   /* GHASH multiply block 5 */
 312   ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[1]), kd->Hi[2]);
 313
 314   /* AES rounds 3 and 4 */
 315   aesni_gcm_enc_round (r, rk[3], 4);
 316   aesni_gcm_enc_round (r, rk[4], 4);
 317
 318   /* GHASH multiply block 6 */
 319   ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[2]), kd->Hi[1]);
 320
 321   /* AES rounds 5 and 6 */
 322   aesni_gcm_enc_round (r, rk[5], 4);
 323   aesni_gcm_enc_round (r, rk[6], 4);
 324
 325   /* GHASH multiply block 7 */
 326   ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[3]), kd->Hi[0]);
 327
 328   /* AES rounds 7 and 8 */
 329   aesni_gcm_enc_round (r, rk[7], 4);
 330   aesni_gcm_enc_round (r, rk[8], 4);
 331
 332   /* GHASH reduce 1st step */
 333   ghash_reduce (gd);
 334
 335   /* AES round 9 */
 336   aesni_gcm_enc_round (r, rk[9], 4);
 337
 338   /* load data - encrypt round */
 339   if (is_encrypt)
 340     aesni_gcm_load (d, inv + 4, 4, 0);
 341
 342   /* GHASH reduce 2nd step */
 343   ghash_reduce2 (gd);
 344
 345   /* AES last round(s) */
 346   aesni_gcm_enc_last_round (r, d, rk, rounds, 4);
 347
 348   /* store data */
 349   aesni_gcm_store (d, outv + 4, 4, 0);
 350
 351   /* GHASH final step */
 352   return ghash_final (gd);
 353 }
 354
 355 static_always_inline u8x16
 356 aesni_gcm_ghash_last (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u8x16 * d,
 357                       int n_blocks, int n_bytes)
 358 {
 359   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 360
 361   if (n_bytes)
 362     d[n_blocks - 1] = aes_byte_mask (d[n_blocks - 1], n_bytes);
 363
 364   ghash_mul_first (gd, aesni_gcm_bswap (d[0]) ^ T, kd->Hi[n_blocks - 1]);
 365   if (n_blocks > 1)
 366     ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[1]), kd->Hi[n_blocks - 2]);
 367   if (n_blocks > 2)
 368     ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[2]), kd->Hi[n_blocks - 3]);
 369   if (n_blocks > 3)
 370     ghash_mul_next (gd, aesni_gcm_bswap (d[3]), kd->Hi[n_blocks - 4]);
 371   ghash_reduce (gd);
 372   ghash_reduce2 (gd);
 373   return ghash_final (gd);
 374 }
 375
 376
 377 static_always_inline u8x16
 378 aesni_gcm_enc (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u32x4 Y, u8x16u * inv,
 379                u8x16u * outv, u32 n_left, int rounds)
 380 {
 381   u8x16 d[4];
 382   u32 ctr = 1;
 383
 384   if (n_left == 0)
 385     return T;
 386
 387   if (n_left < 64)
 388     {
 389       if (n_left > 48)
 390         {
 391           n_left &= 0x0f;
 392           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, n_left,
 393                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 394           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 4, n_left);
 395         }
 396       else if (n_left > 32)
 397         {
 398           n_left &= 0x0f;
 399           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 3, n_left,
 400                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 401           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 3, n_left);
 402         }
 403       else if (n_left > 16)
 404         {
 405           n_left &= 0x0f;
 406           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 2, n_left,
 407                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 408           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 2, n_left);
 409         }
 410       else
 411         {
 412           n_left &= 0x0f;
 413           aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 1, n_left,
 414                           /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 415           return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 1, n_left);
 416         }
 417     }
 418
 419   aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, 0,
 420                   /* with_ghash */ 0, /* is_encrypt */ 1);
 421
 422   /* next */
 423   n_left -= 64;
 424   outv += 4;
 425   inv += 4;
 426
 427   while (n_left >= 128)
 428     {
 429       T = aesni_gcm_calc_double (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds,
 430                                  /* is_encrypt */ 1);
 431
 432       /* next */
 433       n_left -= 128;
 434       outv += 8;
 435       inv += 8;
 436     }
 437
 438   if (n_left >= 64)
 439     {
 440       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, 0,
 441                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 442
 443       /* next */
 444       n_left -= 64;
 445       outv += 4;
 446       inv += 4;
 447     }
 448
 449   if (n_left == 0)
 450     return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 4, 0);
 451
 452   if (n_left > 48)
 453     {
 454       n_left &= 0x0f;
 455       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, n_left,
 456                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 457       return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 4, n_left);
 458     }
 459
 460   if (n_left > 32)
 461     {
 462       n_left &= 0x0f;
 463       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 3, n_left,
 464                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 465       return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 3, n_left);
 466     }
 467
 468   if (n_left > 16)
 469     {
 470       n_left &= 0x0f;
 471       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 2, n_left,
 472                           /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 473       return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 2, n_left);
 474     }
 475
 476   n_left &= 0x0f;
 477   T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 1, n_left,
 478                       /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 1);
 479   return aesni_gcm_ghash_last (T, kd, d, 1, n_left);
 480 }
 481
 482 static_always_inline u8x16
 483 aesni_gcm_dec (u8x16 T, aes_gcm_key_data_t * kd, u32x4 Y, u8x16u * inv,
 484                u8x16u * outv, u32 n_left, int rounds)
 485 {
 486   u8x16 d[8];
 487   u32 ctr = 1;
 488
 489   while (n_left >= 128)
 490     {
 491       T = aesni_gcm_calc_double (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds,
 492                                  /* is_encrypt */ 0);
 493
 494       /* next */
 495       n_left -= 128;
 496       outv += 8;
 497       inv += 8;
 498     }
 499
 500   if (n_left >= 64)
 501     {
 502       T = aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4, 0, 1, 0);
 503
 504       /* next */
 505       n_left -= 64;
 506       outv += 4;
 507       inv += 4;
 508     }
 509
 510   if (n_left == 0)
 511     return T;
 512
 513   if (n_left > 48)
 514     return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 4,
 515                            n_left - 48,
 516                            /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 517
 518   if (n_left > 32)
 519     return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 3,
 520                            n_left - 32,
 521                            /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 522
 523   if (n_left > 16)
 524     return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 2,
 525                            n_left - 16,
 526                            /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 527
 528   return aesni_gcm_calc (T, kd, d, &Y, &ctr, inv, outv, rounds, 1, n_left,
 529                          /* with_ghash */ 1, /* is_encrypt */ 0);
 530 }
 531
 532 static_always_inline int
 533 aes_gcm (u8x16u * in, u8x16u * out, u8x16u * addt, u8x16u * iv, u8x16u * tag,
 534          u32 data_bytes, u32 aad_bytes, u8 tag_len, aes_gcm_key_data_t * kd,
 535          int aes_rounds, int is_encrypt)
 536 {
 537   int i;
 538   u8x16 r, T = { };
 539   u32x4 Y0;
 540   ghash_data_t _gd, *gd = &_gd;
 541
 542   _mm_prefetch (iv, _MM_HINT_T0);
 543   _mm_prefetch (in, _MM_HINT_T0);
 544   _mm_prefetch (in + CLIB_CACHE_LINE_BYTES, _MM_HINT_T0);
 545
 546   /* calculate ghash for AAD - optimized for ipsec common cases */
 547   if (aad_bytes == 8)
 548     T = aesni_gcm_ghash (T, kd, addt, 8);
 549   else if (aad_bytes == 12)
 550     T = aesni_gcm_ghash (T, kd, addt, 12);
 551   else
 552     T = aesni_gcm_ghash (T, kd, addt, aad_bytes);
 553
 554   /* initalize counter */
 555   Y0 = (u32x4) aes_load_partial (iv, 12);
 556   Y0[3] = clib_host_to_net_u32 (1);
 557
 558   /* ghash and encrypt/edcrypt  */
 559   if (is_encrypt)
 560     T = aesni_gcm_enc (T, kd, Y0, in, out, data_bytes, aes_rounds);
 561   else
 562     T = aesni_gcm_dec (T, kd, Y0, in, out, data_bytes, aes_rounds);
 563
 564   _mm_prefetch (tag, _MM_HINT_T0);
 565
 566   /* Finalize ghash  - data bytes and aad bytes converted to bits */
 567   /* *INDENT-OFF* */
 568   r = (u8x16) ((u64x2) {data_bytes, aad_bytes} << 3);
 569   /* *INDENT-ON* */
 570
 571   /* interleaved computation of final ghash and E(Y0, k) */
 572   ghash_mul_first (gd, r ^ T, kd->Hi[0]);
 573   r = kd->Ke[0] ^ (u8x16) Y0;
 574   for (i = 1; i < 5; i += 1)
 575     r = aes_enc_round (r, kd->Ke[i]);
 576   ghash_reduce (gd);
 577   ghash_reduce2 (gd);
 578   for (; i < 9; i += 1)
 579     r = aes_enc_round (r, kd->Ke[i]);
 580   T = ghash_final (gd);
 581   for (; i < aes_rounds; i += 1)
 582     r = aes_enc_round (r, kd->Ke[i]);
 583   r = aes_enc_last_round (r, kd->Ke[aes_rounds]);
 584   T = aesni_gcm_bswap (T) ^ r;
 585
 586   /* tag_len 16 -> 0 */
 587   tag_len &= 0xf;
 588
 589   if (is_encrypt)
 590     {
 591       /* store tag */
 592       if (tag_len)
 593         aes_store_partial (tag, T, (1 << tag_len) - 1);
 594       else
 595         tag[0] = T;
 596     }
 597   else
 598     {
 599       /* check tag */
 600       u16 tag_mask = tag_len ? (1 << tag_len) - 1 : 0xffff;
 601       if ((u8x16_msb_mask (tag[0] == T) & tag_mask) != tag_mask)
 602         return 0;
 603     }
 604   return 1;
 605 }
 606
 607 static_always_inline u32
 608 aesni_ops_enc_aes_gcm (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[],
 609                        u32 n_ops, aes_key_size_t ks)
 610 {
 611   crypto_native_main_t *cm = &crypto_native_main;
 612   vnet_crypto_op_t *op = ops[0];
 613   aes_gcm_key_data_t *kd;
 614   u32 n_left = n_ops;
 615
 616
 617 next:
 618   kd = (aes_gcm_key_data_t *) cm->key_data[op->key_index];
 619   aes_gcm ((u8x16u *) op->src, (u8x16u *) op->dst, (u8x16u *) op->aad,
 620            (u8x16u *) op->iv, (u8x16u *) op->tag, op->len, op->aad_len,
 621            op->tag_len, kd, AES_KEY_ROUNDS (ks), /* is_encrypt */ 1);
 622   op->status = VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED;
 623
 624   if (--n_left)
 625     {
 626       op += 1;
 627       goto next;
 628     }
 629
 630   return n_ops;
 631 }
 632
 633 static_always_inline u32
 634 aesni_ops_dec_aes_gcm (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[],
 635                        u32 n_ops, aes_key_size_t ks)
 636 {
 637   crypto_native_main_t *cm = &crypto_native_main;
 638   vnet_crypto_op_t *op = ops[0];
 639   aes_gcm_key_data_t *kd;
 640   u32 n_left = n_ops;
 641   int rv;
 642
 643 next:
 644   kd = (aes_gcm_key_data_t *) cm->key_data[op->key_index];
 645   rv = aes_gcm ((u8x16u *) op->src, (u8x16u *) op->dst, (u8x16u *) op->aad,
 646                 (u8x16u *) op->iv, (u8x16u *) op->tag, op->len,
 647                 op->aad_len, op->tag_len, kd, AES_KEY_ROUNDS (ks),
 648                 /* is_encrypt */ 0);
 649
 650   if (rv)
 651     {
 652       op->status = VNET_CRYPTO_OP_STATUS_COMPLETED;
 653     }
 654   else
 655     {
 656       op->status = VNET_CRYPTO_OP_STATUS_FAIL_BAD_HMAC;
 657       n_ops--;
 658     }
 659
 660   if (--n_left)
 661     {
 662       op += 1;
 663       goto next;
 664     }
 665
 666   return n_ops;
 667 }
 668
 669 static_always_inline void *
 670 aesni_gcm_key_exp (vnet_crypto_key_t * key, aes_key_size_t ks)
 671 {
 672   aes_gcm_key_data_t *kd;
 673   u8x16 H;
 674
 675   kd = clib_mem_alloc_aligned (sizeof (*kd), CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
 676
 677   /* expand AES key */
 678   aes_key_expand ((u8x16 *) kd->Ke, key->data, ks);
 679
 680   /* pre-calculate H */
 681   H = aes_encrypt_block (u8x16_splat (0), kd->Ke, ks);
 682   H = aesni_gcm_bswap (H);
 683   ghash_precompute (H, (u8x16 *) kd->Hi, 8);
 684   return kd;
 685 }
 686
 687 #define foreach_aesni_gcm_handler_type _(128) _(192) _(256)
 688
 689 #define _(x) \
 690 static u32 aesni_ops_dec_aes_gcm_##x                                         \
 691 (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[], u32 n_ops)                      \
 692 { return aesni_ops_dec_aes_gcm (vm, ops, n_ops, AES_KEY_##x); }              \
 693 static u32 aesni_ops_enc_aes_gcm_##x                                         \
 694 (vlib_main_t * vm, vnet_crypto_op_t * ops[], u32 n_ops)                      \
 695 { return aesni_ops_enc_aes_gcm (vm, ops, n_ops, AES_KEY_##x); }              \
 696 static void * aesni_gcm_key_exp_##x (vnet_crypto_key_t *key)                 \
 697 { return aesni_gcm_key_exp (key, AES_KEY_##x); }
 698
 699 foreach_aesni_gcm_handler_type;
 700 #undef _
 701
 702 clib_error_t *
 703 #ifdef __VAES__
 704 crypto_native_aes_gcm_init_vaes (vlib_main_t * vm)
 705 #elif __AVX512F__
 706 crypto_native_aes_gcm_init_avx512 (vlib_main_t * vm)
 707 #elif __AVX2__
 708 crypto_native_aes_gcm_init_avx2 (vlib_main_t * vm)
 709 #else
 710 crypto_native_aes_gcm_init_sse42 (vlib_main_t * vm)
 711 #endif
 712 {
 713   crypto_native_main_t *cm = &crypto_native_main;
 714
 715 #define _(x) \
 716   vnet_crypto_register_ops_handler (vm, cm->crypto_engine_index, \
 717                                     VNET_CRYPTO_OP_AES_##x##_GCM_ENC, \
 718                                     aesni_ops_enc_aes_gcm_##x); \
 719   vnet_crypto_register_ops_handler (vm, cm->crypto_engine_index, \
 720                                     VNET_CRYPTO_OP_AES_##x##_GCM_DEC, \
 721                                     aesni_ops_dec_aes_gcm_##x); \
 722   cm->key_fn[VNET_CRYPTO_ALG_AES_##x##_GCM] = aesni_gcm_key_exp_##x;
 723   foreach_aesni_gcm_handler_type;
 724 #undef _
 725   return 0;
 726 }
 727
 728 /*
 729  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 730  *
 731  * Local Variables:
 732  * eval: (c-set-style "gnu")
 733  * End:
 734  */