xref: /linux/arch/arm/crypto/crc32-ce-glue.c (revision 44f57d78)
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 		crypto_shash_set_flags(hash, CRYPTO_TFM_RES_BAD_KEY_LEN);
59 		return -EINVAL;
60 	}
61 	*mctx = le32_to_cpup((__le32 *)key);
62 	return 0;
63 }
64 
65 static int crc32_init(struct shash_desc *desc)
66 {
67 	u32 *mctx = crypto_shash_ctx(desc->tfm);
68 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
69 
70 	*crc = *mctx;
71 	return 0;
72 }
73 
74 static int crc32_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
75 			unsigned int length)
76 {
77 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
78 
79 	*crc = crc32_armv8_le(*crc, data, length);
80 	return 0;
81 }
82 
83 static int crc32c_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
84 			 unsigned int length)
85 {
86 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
87 
88 	*crc = crc32c_armv8_le(*crc, data, length);
89 	return 0;
90 }
91 
92 static int crc32_final(struct shash_desc *desc, u8 *out)
93 {
94 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
95 
96 	put_unaligned_le32(*crc, out);
97 	return 0;
98 }
99 
100 static int crc32c_final(struct shash_desc *desc, u8 *out)
101 {
102 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
103 
104 	put_unaligned_le32(~*crc, out);
105 	return 0;
106 }
107 
108 static int crc32_pmull_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
109 			      unsigned int length)
110 {
111 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
112 	unsigned int l;
113 
114 	if (crypto_simd_usable()) {
115 		if ((u32)data % SCALE_F) {
116 			l = min_t(u32, length, SCALE_F - ((u32)data % SCALE_F));
117 
118 			*crc = fallback_crc32(*crc, data, l);
119 
120 			data += l;
121 			length -= l;
122 		}
123 
124 		if (length >= PMULL_MIN_LEN) {
125 			l = round_down(length, SCALE_F);
126 
127 			kernel_neon_begin();
128 			*crc = crc32_pmull_le(data, l, *crc);
129 			kernel_neon_end();
130 
131 			data += l;
132 			length -= l;
133 		}
134 	}
135 
136 	if (length > 0)
137 		*crc = fallback_crc32(*crc, data, length);
138 
139 	return 0;
140 }
141 
142 static int crc32c_pmull_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
143 			       unsigned int length)
144 {
145 	u32 *crc = shash_desc_ctx(desc);
146 	unsigned int l;
147 
148 	if (crypto_simd_usable()) {
149 		if ((u32)data % SCALE_F) {
150 			l = min_t(u32, length, SCALE_F - ((u32)data % SCALE_F));
151 
152 			*crc = fallback_crc32c(*crc, data, l);
153 
154 			data += l;
155 			length -= l;
156 		}
157 
158 		if (length >= PMULL_MIN_LEN) {
159 			l = round_down(length, SCALE_F);
160 
161 			kernel_neon_begin();
162 			*crc = crc32c_pmull_le(data, l, *crc);
163 			kernel_neon_end();
164 
165 			data += l;
166 			length -= l;
167 		}
168 	}
169 
170 	if (length > 0)
171 		*crc = fallback_crc32c(*crc, data, length);
172 
173 	return 0;
174 }
175 
176 static struct shash_alg crc32_pmull_algs[] = { {
177 	.setkey			= crc32_setkey,
178 	.init			= crc32_init,
179 	.update			= crc32_update,
180 	.final			= crc32_final,
181 	.descsize		= sizeof(u32),
182 	.digestsize		= sizeof(u32),
183 
184 	.base.cra_ctxsize	= sizeof(u32),
185 	.base.cra_init		= crc32_cra_init,
186 	.base.cra_name		= "crc32",
187 	.base.cra_driver_name	= "crc32-arm-ce",
188 	.base.cra_priority	= 200,
189 	.base.cra_flags		= CRYPTO_ALG_OPTIONAL_KEY,
190 	.base.cra_blocksize	= 1,
191 	.base.cra_module	= THIS_MODULE,
192 }, {
193 	.setkey			= crc32_setkey,
194 	.init			= crc32_init,
195 	.update			= crc32c_update,
196 	.final			= crc32c_final,
197 	.descsize		= sizeof(u32),
198 	.digestsize		= sizeof(u32),
199 
200 	.base.cra_ctxsize	= sizeof(u32),
201 	.base.cra_init		= crc32c_cra_init,
202 	.base.cra_name		= "crc32c",
203 	.base.cra_driver_name	= "crc32c-arm-ce",
204 	.base.cra_priority	= 200,
205 	.base.cra_flags		= CRYPTO_ALG_OPTIONAL_KEY,
206 	.base.cra_blocksize	= 1,
207 	.base.cra_module	= THIS_MODULE,
208 } };
209 
210 static int __init crc32_pmull_mod_init(void)
211 {
212 	if (elf_hwcap2 & HWCAP2_PMULL) {
213 		crc32_pmull_algs[0].update = crc32_pmull_update;
214 		crc32_pmull_algs[1].update = crc32c_pmull_update;
215 
216 		if (elf_hwcap2 & HWCAP2_CRC32) {
217 			fallback_crc32 = crc32_armv8_le;
218 			fallback_crc32c = crc32c_armv8_le;
219 		} else {
220 			fallback_crc32 = crc32_le;
221 			fallback_crc32c = __crc32c_le;
222 		}
223 	} else if (!(elf_hwcap2 & HWCAP2_CRC32)) {
224 		return -ENODEV;
225 	}
226 
227 	return crypto_register_shashes(crc32_pmull_algs,
228 				       ARRAY_SIZE(crc32_pmull_algs));
229 }
230 
231 static void __exit crc32_pmull_mod_exit(void)
232 {
233 	crypto_unregister_shashes(crc32_pmull_algs,
234 				  ARRAY_SIZE(crc32_pmull_algs));
235 }
236 
237 static const struct cpu_feature __maybe_unused crc32_cpu_feature[] = {
238 	{ cpu_feature(CRC32) }, { cpu_feature(PMULL) }, { }
239 };
240 MODULE_DEVICE_TABLE(cpu, crc32_cpu_feature);
241 
242 module_init(crc32_pmull_mod_init);
243 module_exit(crc32_pmull_mod_exit);
244 
245 MODULE_AUTHOR("Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>");
246 MODULE_LICENSE("GPL v2");
247 MODULE_ALIAS_CRYPTO("crc32");
248 MODULE_ALIAS_CRYPTO("crc32c");
249