hc
2024-05-14 bedbef8ad3e75a304af6361af235302bcc61d06b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
/*
 * Accelerated GHASH implementation with NEON/ARMv8 vmull.p8/64 instructions.
 *
 * Copyright (C) 2015 - 2017 Linaro Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
 */
 
#include <linux/linkage.h>
#include <asm/assembler.h>
 
   .arch        armv8-a
   .fpu        crypto-neon-fp-armv8
 
   SHASH        .req    q0
   T1        .req    q1
   XL        .req    q2
   XM        .req    q3
   XH        .req    q4
   IN1        .req    q4
 
   SHASH_L        .req    d0
   SHASH_H        .req    d1
   T1_L        .req    d2
   T1_H        .req    d3
   XL_L        .req    d4
   XL_H        .req    d5
   XM_L        .req    d6
   XM_H        .req    d7
   XH_L        .req    d8
 
   t0l        .req    d10
   t0h        .req    d11
   t1l        .req    d12
   t1h        .req    d13
   t2l        .req    d14
   t2h        .req    d15
   t3l        .req    d16
   t3h        .req    d17
   t4l        .req    d18
   t4h        .req    d19
 
   t0q        .req    q5
   t1q        .req    q6
   t2q        .req    q7
   t3q        .req    q8
   t4q        .req    q9
   T2        .req    q9
 
   s1l        .req    d20
   s1h        .req    d21
   s2l        .req    d22
   s2h        .req    d23
   s3l        .req    d24
   s3h        .req    d25
   s4l        .req    d26
   s4h        .req    d27
 
   MASK        .req    d28
   SHASH2_p8    .req    d28
 
   k16        .req    d29
   k32        .req    d30
   k48        .req    d31
   SHASH2_p64    .req    d31
 
   HH        .req    q10
   HH3        .req    q11
   HH4        .req    q12
   HH34        .req    q13
 
   HH_L        .req    d20
   HH_H        .req    d21
   HH3_L        .req    d22
   HH3_H        .req    d23
   HH4_L        .req    d24
   HH4_H        .req    d25
   HH34_L        .req    d26
   HH34_H        .req    d27
   SHASH2_H    .req    d29
 
   XL2        .req    q5
   XM2        .req    q6
   XH2        .req    q7
   T3        .req    q8
 
   XL2_L        .req    d10
   XL2_H        .req    d11
   XM2_L        .req    d12
   XM2_H        .req    d13
   T3_L        .req    d16
   T3_H        .req    d17
 
   .text
 
   .macro        __pmull_p64, rd, rn, rm, b1, b2, b3, b4
   vmull.p64    \rd, \rn, \rm
   .endm
 
   /*
    * This implementation of 64x64 -> 128 bit polynomial multiplication
    * using vmull.p8 instructions (8x8 -> 16) is taken from the paper
    * "Fast Software Polynomial Multiplication on ARM Processors Using
    * the NEON Engine" by Danilo Camara, Conrado Gouvea, Julio Lopez and
    * Ricardo Dahab (https://hal.inria.fr/hal-01506572)
    *
    * It has been slightly tweaked for in-order performance, and to allow
    * 'rq' to overlap with 'ad' or 'bd'.
    */
   .macro        __pmull_p8, rq, ad, bd, b1=t4l, b2=t3l, b3=t4l, b4=t3l
   vext.8        t0l, \ad, \ad, #1    @ A1
   .ifc        \b1, t4l
   vext.8        t4l, \bd, \bd, #1    @ B1
   .endif
   vmull.p8    t0q, t0l, \bd        @ F = A1*B
   vext.8        t1l, \ad, \ad, #2    @ A2
   vmull.p8    t4q, \ad, \b1        @ E = A*B1
   .ifc        \b2, t3l
   vext.8        t3l, \bd, \bd, #2    @ B2
   .endif
   vmull.p8    t1q, t1l, \bd        @ H = A2*B
   vext.8        t2l, \ad, \ad, #3    @ A3
   vmull.p8    t3q, \ad, \b2        @ G = A*B2
   veor        t0q, t0q, t4q        @ L = E + F
   .ifc        \b3, t4l
   vext.8        t4l, \bd, \bd, #3    @ B3
   .endif
   vmull.p8    t2q, t2l, \bd        @ J = A3*B
   veor        t0l, t0l, t0h        @ t0 = (L) (P0 + P1) << 8
   veor        t1q, t1q, t3q        @ M = G + H
   .ifc        \b4, t3l
   vext.8        t3l, \bd, \bd, #4    @ B4
   .endif
   vmull.p8    t4q, \ad, \b3        @ I = A*B3
   veor        t1l, t1l, t1h        @ t1 = (M) (P2 + P3) << 16
   vmull.p8    t3q, \ad, \b4        @ K = A*B4
   vand        t0h, t0h, k48
   vand        t1h, t1h, k32
   veor        t2q, t2q, t4q        @ N = I + J
   veor        t0l, t0l, t0h
   veor        t1l, t1l, t1h
   veor        t2l, t2l, t2h        @ t2 = (N) (P4 + P5) << 24
   vand        t2h, t2h, k16
   veor        t3l, t3l, t3h        @ t3 = (K) (P6 + P7) << 32
   vmov.i64    t3h, #0
   vext.8        t0q, t0q, t0q, #15
   veor        t2l, t2l, t2h
   vext.8        t1q, t1q, t1q, #14
   vmull.p8    \rq, \ad, \bd        @ D = A*B
   vext.8        t2q, t2q, t2q, #13
   vext.8        t3q, t3q, t3q, #12
   veor        t0q, t0q, t1q
   veor        t2q, t2q, t3q
   veor        \rq, \rq, t0q
   veor        \rq, \rq, t2q
   .endm
 
   //
   // PMULL (64x64->128) based reduction for CPUs that can do
   // it in a single instruction.
   //
   .macro        __pmull_reduce_p64
   vmull.p64    T1, XL_L, MASK
 
   veor        XH_L, XH_L, XM_H
   vext.8        T1, T1, T1, #8
   veor        XL_H, XL_H, XM_L
   veor        T1, T1, XL
 
   vmull.p64    XL, T1_H, MASK
   .endm
 
   //
   // Alternative reduction for CPUs that lack support for the
   // 64x64->128 PMULL instruction
   //
   .macro        __pmull_reduce_p8
   veor        XL_H, XL_H, XM_L
   veor        XH_L, XH_L, XM_H
 
   vshl.i64    T1, XL, #57
   vshl.i64    T2, XL, #62
   veor        T1, T1, T2
   vshl.i64    T2, XL, #63
   veor        T1, T1, T2
   veor        XL_H, XL_H, T1_L
   veor        XH_L, XH_L, T1_H
 
   vshr.u64    T1, XL, #1
   veor        XH, XH, XL
   veor        XL, XL, T1
   vshr.u64    T1, T1, #6
   vshr.u64    XL, XL, #1
   .endm
 
   .macro        ghash_update, pn
   vld1.64        {XL}, [r1]
 
   /* do the head block first, if supplied */
   ldr        ip, [sp]
   teq        ip, #0
   beq        0f
   vld1.64        {T1}, [ip]
   teq        r0, #0
   b        3f
 
0:    .ifc        \pn, p64
   tst        r0, #3            // skip until #blocks is a
   bne        2f            // round multiple of 4
 
   vld1.8        {XL2-XM2}, [r2]!
1:    vld1.8        {T3-T2}, [r2]!
   vrev64.8    XL2, XL2
   vrev64.8    XM2, XM2
 
   subs        r0, r0, #4
 
   vext.8        T1, XL2, XL2, #8
   veor        XL2_H, XL2_H, XL_L
   veor        XL, XL, T1
 
   vrev64.8    T3, T3
   vrev64.8    T1, T2
 
   vmull.p64    XH, HH4_H, XL_H            // a1 * b1
   veor        XL2_H, XL2_H, XL_H
   vmull.p64    XL, HH4_L, XL_L            // a0 * b0
   vmull.p64    XM, HH34_H, XL2_H        // (a1 + a0)(b1 + b0)
 
   vmull.p64    XH2, HH3_H, XM2_L        // a1 * b1
   veor        XM2_L, XM2_L, XM2_H
   vmull.p64    XL2, HH3_L, XM2_H        // a0 * b0
   vmull.p64    XM2, HH34_L, XM2_L        // (a1 + a0)(b1 + b0)
 
   veor        XH, XH, XH2
   veor        XL, XL, XL2
   veor        XM, XM, XM2
 
   vmull.p64    XH2, HH_H, T3_L            // a1 * b1
   veor        T3_L, T3_L, T3_H
   vmull.p64    XL2, HH_L, T3_H            // a0 * b0
   vmull.p64    XM2, SHASH2_H, T3_L        // (a1 + a0)(b1 + b0)
 
   veor        XH, XH, XH2
   veor        XL, XL, XL2
   veor        XM, XM, XM2
 
   vmull.p64    XH2, SHASH_H, T1_L        // a1 * b1
   veor        T1_L, T1_L, T1_H
   vmull.p64    XL2, SHASH_L, T1_H        // a0 * b0
   vmull.p64    XM2, SHASH2_p64, T1_L        // (a1 + a0)(b1 + b0)
 
   veor        XH, XH, XH2
   veor        XL, XL, XL2
   veor        XM, XM, XM2
 
   beq        4f
 
   vld1.8        {XL2-XM2}, [r2]!
 
   veor        T1, XL, XH
   veor        XM, XM, T1
 
   __pmull_reduce_p64
 
   veor        T1, T1, XH
   veor        XL, XL, T1
 
   b        1b
   .endif
 
2:    vld1.64        {T1}, [r2]!
   subs        r0, r0, #1
 
3:    /* multiply XL by SHASH in GF(2^128) */
#ifndef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
   vrev64.8    T1, T1
#endif
   vext.8        IN1, T1, T1, #8
   veor        T1_L, T1_L, XL_H
   veor        XL, XL, IN1
 
   __pmull_\pn    XH, XL_H, SHASH_H, s1h, s2h, s3h, s4h    @ a1 * b1
   veor        T1, T1, XL
   __pmull_\pn    XL, XL_L, SHASH_L, s1l, s2l, s3l, s4l    @ a0 * b0
   __pmull_\pn    XM, T1_L, SHASH2_\pn            @ (a1+a0)(b1+b0)
 
4:    veor        T1, XL, XH
   veor        XM, XM, T1
 
   __pmull_reduce_\pn
 
   veor        T1, T1, XH
   veor        XL, XL, T1
 
   bne        0b
 
   vst1.64        {XL}, [r1]
   bx        lr
   .endm
 
   /*
    * void pmull_ghash_update(int blocks, u64 dg[], const char *src,
    *               struct ghash_key const *k, const char *head)
    */
ENTRY(pmull_ghash_update_p64)
   vld1.64        {SHASH}, [r3]!
   vld1.64        {HH}, [r3]!
   vld1.64        {HH3-HH4}, [r3]
 
   veor        SHASH2_p64, SHASH_L, SHASH_H
   veor        SHASH2_H, HH_L, HH_H
   veor        HH34_L, HH3_L, HH3_H
   veor        HH34_H, HH4_L, HH4_H
 
   vmov.i8        MASK, #0xe1
   vshl.u64    MASK, MASK, #57
 
   ghash_update    p64
ENDPROC(pmull_ghash_update_p64)
 
ENTRY(pmull_ghash_update_p8)
   vld1.64        {SHASH}, [r3]
   veor        SHASH2_p8, SHASH_L, SHASH_H
 
   vext.8        s1l, SHASH_L, SHASH_L, #1
   vext.8        s2l, SHASH_L, SHASH_L, #2
   vext.8        s3l, SHASH_L, SHASH_L, #3
   vext.8        s4l, SHASH_L, SHASH_L, #4
   vext.8        s1h, SHASH_H, SHASH_H, #1
   vext.8        s2h, SHASH_H, SHASH_H, #2
   vext.8        s3h, SHASH_H, SHASH_H, #3
   vext.8        s4h, SHASH_H, SHASH_H, #4
 
   vmov.i64    k16, #0xffff
   vmov.i64    k32, #0xffffffff
   vmov.i64    k48, #0xffffffffffff
 
   ghash_update    p8
ENDPROC(pmull_ghash_update_p8)