sys/dev/if_wg/module/crypto/zinc/poly1305/poly1305-arm-glue.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 OR MIT
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2015-2019 Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>. All Rights Reserved.
   4  */
   5
   6 #include <asm/hwcap.h>
   7 #include <asm/neon.h>
   8
   9 asmlinkage void poly1305_init_arm(void *ctx, const u8 key[16]);
  10 asmlinkage void poly1305_blocks_arm(void *ctx, const u8 *inp, const size_t len,
  11                                     const u32 padbit);
  12 asmlinkage void poly1305_emit_arm(void *ctx, u8 mac[16], const u32 nonce[4]);
  13 asmlinkage void poly1305_blocks_neon(void *ctx, const u8 *inp, const size_t len,
  14                                      const u32 padbit);
  15 asmlinkage void poly1305_emit_neon(void *ctx, u8 mac[16], const u32 nonce[4]);
  16
  17 static bool poly1305_use_neon __ro_after_init;
  18 static bool *const poly1305_nobs[] __initconst = { &poly1305_use_neon };
  19
  20 static void __init poly1305_fpu_init(void)
  21 {
  22 #if defined(CONFIG_ZINC_ARCH_ARM64)
  23         poly1305_use_neon = cpu_have_named_feature(ASIMD);
  24 #elif defined(CONFIG_ZINC_ARCH_ARM)
  25         poly1305_use_neon = elf_hwcap & HWCAP_NEON;
  26 #endif
  27 }
  28
  29 #if defined(CONFIG_ZINC_ARCH_ARM64)
  30 struct poly1305_arch_internal {
  31         union {
  32                 u32 h[5];
  33                 struct {
  34                         u64 h0, h1, h2;
  35                 };
  36         };
  37         u64 is_base2_26;
  38         u64 r[2];
  39 };
  40 #elif defined(CONFIG_ZINC_ARCH_ARM)
  41 struct poly1305_arch_internal {
  42         union {
  43                 u32 h[5];
  44                 struct {
  45                         u64 h0, h1;
  46                         u32 h2;
  47                 } __packed;
  48         };
  49         u32 r[4];
  50         u32 is_base2_26;
  51 };
  52 #endif
  53
  54 /* The NEON code uses base 2^26, while the scalar code uses base 2^64 on 64-bit
  55  * and base 2^32 on 32-bit. If we hit the unfortunate situation of using NEON
  56  * and then having to go back to scalar -- because the user is silly and has
  57  * called the update function from two separate contexts -- then we need to
  58  * convert back to the original base before proceeding. The below function is
  59  * written for 64-bit integers, and so we have to swap words at the end on
  60  * big-endian 32-bit. It is possible to reason that the initial reduction below
  61  * is sufficient given the implementation invariants. However, for an avoidance
  62  * of doubt and because this is not performance critical, we do the full
  63  * reduction anyway.
  64  */
  65 static void convert_to_base2_64(void *ctx)
  66 {
  67         struct poly1305_arch_internal *state = ctx;
  68         u32 cy;
  69
  70         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KERNEL_MODE_NEON) || !state->is_base2_26)
  71                 return;
  72
  73         cy = state->h[0] >> 26; state->h[0] &= 0x3ffffff; state->h[1] += cy;
  74         cy = state->h[1] >> 26; state->h[1] &= 0x3ffffff; state->h[2] += cy;
  75         cy = state->h[2] >> 26; state->h[2] &= 0x3ffffff; state->h[3] += cy;
  76         cy = state->h[3] >> 26; state->h[3] &= 0x3ffffff; state->h[4] += cy;
  77         state->h0 = ((u64)state->h[2] << 52) | ((u64)state->h[1] << 26) | state->h[0];
  78         state->h1 = ((u64)state->h[4] << 40) | ((u64)state->h[3] << 14) | (state->h[2] >> 12);
  79         state->h2 = state->h[4] >> 24;
  80         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZINC_ARCH_ARM) && IS_ENABLED(CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN)) {
  81                 state->h0 = rol64(state->h0, 32);
  82                 state->h1 = rol64(state->h1, 32);
  83         }
  84 #define ULT(a, b) ((a ^ ((a ^ b) | ((a - b) ^ b))) >> (sizeof(a) * 8 - 1))
  85         cy = (state->h2 >> 2) + (state->h2 & ~3ULL);
  86         state->h2 &= 3;
  87         state->h0 += cy;
  88         state->h1 += (cy = ULT(state->h0, cy));
  89         state->h2 += ULT(state->h1, cy);
  90 #undef ULT
  91         state->is_base2_26 = 0;
  92 }
  93
  94 static inline bool poly1305_init_arch(void *ctx,
  95                                       const u8 key[POLY1305_KEY_SIZE])
  96 {
  97         poly1305_init_arm(ctx, key);
  98         return true;
  99 }
 100
 101 static inline bool poly1305_blocks_arch(void *ctx, const u8 *inp,
 102                                         size_t len, const u32 padbit,
 103                                         simd_context_t *simd_context)
 104 {
 105         /* SIMD disables preemption, so relax after processing each page. */
 106         BUILD_BUG_ON(PAGE_SIZE < POLY1305_BLOCK_SIZE ||
 107                      PAGE_SIZE % POLY1305_BLOCK_SIZE);
 108
 109         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KERNEL_MODE_NEON) || !poly1305_use_neon ||
 110             !simd_use(simd_context)) {
 111                 convert_to_base2_64(ctx);
 112                 poly1305_blocks_arm(ctx, inp, len, padbit);
 113                 return true;
 114         }
 115
 116         for (;;) {
 117                 const size_t bytes = min_t(size_t, len, PAGE_SIZE);
 118
 119                 poly1305_blocks_neon(ctx, inp, bytes, padbit);
 120                 len -= bytes;
 121                 if (!len)
 122                         break;
 123                 inp += bytes;
 124                 simd_relax(simd_context);
 125         }
 126         return true;
 127 }
 128
 129 static inline bool poly1305_emit_arch(void *ctx, u8 mac[POLY1305_MAC_SIZE],
 130                                       const u32 nonce[4],
 131                                       simd_context_t *simd_context)
 132 {
 133         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KERNEL_MODE_NEON) || !poly1305_use_neon ||
 134             !simd_use(simd_context)) {
 135                 convert_to_base2_64(ctx);
 136                 poly1305_emit_arm(ctx, mac, nonce);
 137         } else
 138                 poly1305_emit_neon(ctx, mac, nonce);
 139         return true;
 140 }