xref: /openbmc/linux/arch/arm/crypto/crc32-ce-glue.c (revision 15d5761a)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Accelerated CRC32(C) using ARM CRC, NEON and Crypto Extensions instructions
4  *
5  * Copyright (C) 2016 Linaro Ltd <ard.biesheuvel@linaro.org>
6  */
7 
8 #include <linux/cpufeature.h>
9 #include <linux/crc32.h>
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/string.h>
14 
15 #include <crypto/internal/hash.h>
16 #include <crypto/internal/simd.h>
17 
18 #include <asm/hwcap.h>
19 #include <asm/neon.h>
20 #include <asm/simd.h>
21 #include <asm/unaligned.h>
22 
23 #define PMULL_MIN_LEN		64L	/* minimum size of buffer
24 					 * for crc32_pmull_le_16 */
25 #define SCALE_F			16L	/* size of NEON register */
26 
27 asmlinkage u32 crc32_pmull_le(const u8 buf[], u32 len, u32 init_crc);
28 asmlinkage u32 crc32_armv8_le(u32 init_crc, const u8 buf[], u32 len);
29 
30 asmlinkage u32 crc32c_pmull_le(const u8 buf[], u32 len, u32 init_crc);
31 asmlinkage u32 crc32c_armv8_le(u32 init_crc, const u8 buf[], u32 len);
32 
33 static u32 (*fallback_crc32)(u32 init_crc, const u8 buf[], u32 len);
34 static u32 (*fallback_crc32c)(u32 init_crc, const u8 buf[], u32 len);
35 
36 static int crc32_cra_init(struct crypto_tfm *tfm)
37 {
38 	u32 *key = crypto_tfm_ctx(tfm);
39 
40 	*key = 0;
41 	return 0;
42 }
43 
44 static int crc32c_cra_init(struct crypto_tfm *tfm)
45 {
46 	u32 *key = crypto_tfm_ctx(tfm);
47 
48 	*key = ~0;
49 	return 0;
50 }
51 
52 static int crc32_setkey(struct crypto_shash *hash, const u8 *key,
53 			unsigned int keylen)
54 {
55 	u32 *mctx = crypto_shash_ctx(hash);
56 
57 	if (keylen != sizeof(u32))
58 		return -EINVAL;
59 	*mctx = le32_to_cpup((__le32 *)key);
60 	return 0;
61 }
62 
63 static int crc32_init(struct shash_desc *desc)
64 {
65 	u32 *mctx = crypto_shash_ctx(desc->tfm);
66 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
67 
68 	*crc = *mctx;
69 	return 0;
70 }
71 
72 static int crc32_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
73 			unsigned int length)
74 {
75 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
76 
77 	*crc = crc32_armv8_le(*crc, data, length);
78 	return 0;
79 }
80 
81 static int crc32c_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
82 			 unsigned int length)
83 {
84 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
85 
86 	*crc = crc32c_armv8_le(*crc, data, length);
87 	return 0;
88 }
89 
90 static int crc32_final(struct shash_desc *desc, u8 *out)
91 {
92 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
93 
94 	put_unaligned_le32(*crc, out);
95 	return 0;
96 }
97 
98 static int crc32c_final(struct shash_desc *desc, u8 *out)
99 {
100 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
101 
102 	put_unaligned_le32(~*crc, out);
103 	return 0;
104 }
105 
106 static int crc32_pmull_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
107 			      unsigned int length)
108 {
109 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
110 	unsigned int l;
111 
112 	if (crypto_simd_usable()) {
113 		if ((u32)data % SCALE_F) {
114 			l = min_t(u32, length, SCALE_F - ((u32)data % SCALE_F));
115 
116 			*crc = fallback_crc32(*crc, data, l);
117 
118 			data += l;
119 			length -= l;
120 		}
121 
122 		if (length >= PMULL_MIN_LEN) {
123 			l = round_down(length, SCALE_F);
124 
125 			kernel_neon_begin();
126 			*crc = crc32_pmull_le(data, l, *crc);
127 			kernel_neon_end();
128 
129 			data += l;
130 			length -= l;
131 		}
132 	}
133 
134 	if (length > 0)
135 		*crc = fallback_crc32(*crc, data, length);
136 
137 	return 0;
138 }
139 
140 static int crc32c_pmull_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
141 			       unsigned int length)
142 {
143 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
144 	unsigned int l;
145 
146 	if (crypto_simd_usable()) {
147 		if ((u32)data % SCALE_F) {
148 			l = min_t(u32, length, SCALE_F - ((u32)data % SCALE_F));
149 
150 			*crc = fallback_crc32c(*crc, data, l);
151 
152 			data += l;
153 			length -= l;
154 		}
155 
156 		if (length >= PMULL_MIN_LEN) {
157 			l = round_down(length, SCALE_F);
158 
159 			kernel_neon_begin();
160 			*crc = crc32c_pmull_le(data, l, *crc);
161 			kernel_neon_end();
162 
163 			data += l;
164 			length -= l;
165 		}
166 	}
167 
168 	if (length > 0)
169 		*crc = fallback_crc32c(*crc, data, length);
170 
171 	return 0;
172 }
173 
174 static struct shash_alg crc32_pmull_algs[] = { {
175 	.setkey			= crc32_setkey,
176 	.init			= crc32_init,
177 	.update			= crc32_update,
178 	.final			= crc32_final,
179 	.descsize		= sizeof(u32),
180 	.digestsize		= sizeof(u32),
181 
182 	.base.cra_ctxsize	= sizeof(u32),
183 	.base.cra_init		= crc32_cra_init,
184 	.base.cra_name		= "crc32",
185 	.base.cra_driver_name	= "crc32-arm-ce",
186 	.base.cra_priority	= 200,
187 	.base.cra_flags		= CRYPTO_ALG_OPTIONAL_KEY,
188 	.base.cra_blocksize	= 1,
189 	.base.cra_module	= THIS_MODULE,
190 }, {
191 	.setkey			= crc32_setkey,
192 	.init			= crc32_init,
193 	.update			= crc32c_update,
194 	.final			= crc32c_final,
195 	.descsize		= sizeof(u32),
196 	.digestsize		= sizeof(u32),
197 
198 	.base.cra_ctxsize	= sizeof(u32),
199 	.base.cra_init		= crc32c_cra_init,
200 	.base.cra_name		= "crc32c",
201 	.base.cra_driver_name	= "crc32c-arm-ce",
202 	.base.cra_priority	= 200,
203 	.base.cra_flags		= CRYPTO_ALG_OPTIONAL_KEY,
204 	.base.cra_blocksize	= 1,
205 	.base.cra_module	= THIS_MODULE,
206 } };
207 
208 static int __init crc32_pmull_mod_init(void)
209 {
210 	if (elf_hwcap2 & HWCAP2_PMULL) {
211 		crc32_pmull_algs[0].update = crc32_pmull_update;
212 		crc32_pmull_algs[1].update = crc32c_pmull_update;
213 
214 		if (elf_hwcap2 & HWCAP2_CRC32) {
215 			fallback_crc32 = crc32_armv8_le;
216 			fallback_crc32c = crc32c_armv8_le;
217 		} else {
218 			fallback_crc32 = crc32_le;
219 			fallback_crc32c = __crc32c_le;
220 		}
221 	} else if (!(elf_hwcap2 & HWCAP2_CRC32)) {
222 		return -ENODEV;
223 	}
224 
225 	return crypto_register_shashes(crc32_pmull_algs,
226 				       ARRAY_SIZE(crc32_pmull_algs));
227 }
228 
229 static void __exit crc32_pmull_mod_exit(void)
230 {
231 	crypto_unregister_shashes(crc32_pmull_algs,
232 				  ARRAY_SIZE(crc32_pmull_algs));
233 }
234 
235 static const struct cpu_feature __maybe_unused crc32_cpu_feature[] = {
236 	{ cpu_feature(CRC32) }, { cpu_feature(PMULL) }, { }
237 };
238 MODULE_DEVICE_TABLE(cpu, crc32_cpu_feature);
239 
240 module_init(crc32_pmull_mod_init);
241 module_exit(crc32_pmull_mod_exit);
242 
243 MODULE_AUTHOR("Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>");
244 MODULE_LICENSE("GPL v2");
245 MODULE_ALIAS_CRYPTO("crc32");
246 MODULE_ALIAS_CRYPTO("crc32c");
247