arch/powerpc/crypto/sha1-spe-glue.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Glue code for SHA-1 implementation for SPE instructions (PPC)
   4  *
   5  * Based on generic implementation.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2015 Markus Stockhausen <stockhausen@collogia.de>
   8  */
   9
  10 #include <crypto/internal/hash.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/mm.h>
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <crypto/sha1.h>
  16 #include <crypto/sha1_base.h>
  17 #include <asm/byteorder.h>
  18 #include <asm/switch_to.h>
  19 #include <linux/hardirq.h>
  20
  21 /*
  22  * MAX_BYTES defines the number of bytes that are allowed to be processed
  23  * between preempt_disable() and preempt_enable(). SHA1 takes ~1000
  24  * operations per 64 bytes. e500 cores can issue two arithmetic instructions
  25  * per clock cycle using one 32/64 bit unit (SU1) and one 32 bit unit (SU2).
  26  * Thus 2KB of input data will need an estimated maximum of 18,000 cycles.
  27  * Headroom for cache misses included. Even with the low end model clocked
  28  * at 667 MHz this equals to a critical time window of less than 27us.
  29  *
  30  */
  31 #define MAX_BYTES 2048
  32
  33 extern void ppc_spe_sha1_transform(u32 *state, const u8 *src, u32 blocks);
  34
  35 static void spe_begin(void)
  36 {
  37         /* We just start SPE operations and will save SPE registers later. */
  38         preempt_disable();
  39         enable_kernel_spe();
  40 }
  41
  42 static void spe_end(void)
  43 {
  44         disable_kernel_spe();
  45         /* reenable preemption */
  46         preempt_enable();
  47 }
  48
  49 static inline void ppc_sha1_clear_context(struct sha1_state *sctx)
  50 {
  51         int count = sizeof(struct sha1_state) >> 2;
  52         u32 *ptr = (u32 *)sctx;
  53
  54         /* make sure we can clear the fast way */
  55         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct sha1_state) % 4);
  56         do { *ptr++ = 0; } while (--count);
  57 }
  58
  59 static int ppc_spe_sha1_update(struct shash_desc *desc, const u8 *data,
  60                         unsigned int len)
  61 {
  62         struct sha1_state *sctx = shash_desc_ctx(desc);
  63         const unsigned int offset = sctx->count & 0x3f;
  64         const unsigned int avail = 64 - offset;
  65         unsigned int bytes;
  66         const u8 *src = data;
  67
  68         if (avail > len) {
  69                 sctx->count += len;
  70                 memcpy((char *)sctx->buffer + offset, src, len);
  71                 return 0;
  72         }
  73
  74         sctx->count += len;
  75
  76         if (offset) {
  77                 memcpy((char *)sctx->buffer + offset, src, avail);
  78
  79                 spe_begin();
  80                 ppc_spe_sha1_transform(sctx->state, (const u8 *)sctx->buffer, 1);
  81                 spe_end();
  82
  83                 len -= avail;
  84                 src += avail;
  85         }
  86
  87         while (len > 63) {
  88                 bytes = (len > MAX_BYTES) ? MAX_BYTES : len;
  89                 bytes = bytes & ~0x3f;
  90
  91                 spe_begin();
  92                 ppc_spe_sha1_transform(sctx->state, src, bytes >> 6);
  93                 spe_end();
  94
  95                 src += bytes;
  96                 len -= bytes;
  97         }
  98
  99         memcpy((char *)sctx->buffer, src, len);
 100         return 0;
 101 }
 102
 103 static int ppc_spe_sha1_final(struct shash_desc *desc, u8 *out)
 104 {
 105         struct sha1_state *sctx = shash_desc_ctx(desc);
 106         const unsigned int offset = sctx->count & 0x3f;
 107         char *p = (char *)sctx->buffer + offset;
 108         int padlen;
 109         __be64 *pbits = (__be64 *)(((char *)&sctx->buffer) + 56);
 110         __be32 *dst = (__be32 *)out;
 111
 112         padlen = 55 - offset;
 113         *p++ = 0x80;
 114
 115         spe_begin();
 116
 117         if (padlen < 0) {
 118                 memset(p, 0x00, padlen + sizeof (u64));
 119                 ppc_spe_sha1_transform(sctx->state, sctx->buffer, 1);
 120                 p = (char *)sctx->buffer;
 121                 padlen = 56;
 122         }
 123
 124         memset(p, 0, padlen);
 125         *pbits = cpu_to_be64(sctx->count << 3);
 126         ppc_spe_sha1_transform(sctx->state, sctx->buffer, 1);
 127
 128         spe_end();
 129
 130         dst[0] = cpu_to_be32(sctx->state[0]);
 131         dst[1] = cpu_to_be32(sctx->state[1]);
 132         dst[2] = cpu_to_be32(sctx->state[2]);
 133         dst[3] = cpu_to_be32(sctx->state[3]);
 134         dst[4] = cpu_to_be32(sctx->state[4]);
 135
 136         ppc_sha1_clear_context(sctx);
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 static int ppc_spe_sha1_export(struct shash_desc *desc, void *out)
 141 {
 142         struct sha1_state *sctx = shash_desc_ctx(desc);
 143
 144         memcpy(out, sctx, sizeof(*sctx));
 145         return 0;
 146 }
 147
 148 static int ppc_spe_sha1_import(struct shash_desc *desc, const void *in)
 149 {
 150         struct sha1_state *sctx = shash_desc_ctx(desc);
 151
 152         memcpy(sctx, in, sizeof(*sctx));
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 static struct shash_alg alg = {
 157         .digestsize     =       SHA1_DIGEST_SIZE,
 158         .init           =       sha1_base_init,
 159         .update         =       ppc_spe_sha1_update,
 160         .final          =       ppc_spe_sha1_final,
 161         .export         =       ppc_spe_sha1_export,
 162         .import         =       ppc_spe_sha1_import,
 163         .descsize       =       sizeof(struct sha1_state),
 164         .statesize      =       sizeof(struct sha1_state),
 165         .base           =       {
 166                 .cra_name       =       "sha1",
 167                 .cra_driver_name=       "sha1-ppc-spe",
 168                 .cra_priority   =       300,
 169                 .cra_blocksize  =       SHA1_BLOCK_SIZE,
 170                 .cra_module     =       THIS_MODULE,
 171         }
 172 };
 173
 174 static int __init ppc_spe_sha1_mod_init(void)
 175 {
 176         return crypto_register_shash(&alg);
 177 }
 178
 179 static void __exit ppc_spe_sha1_mod_fini(void)
 180 {
 181         crypto_unregister_shash(&alg);
 182 }
 183
 184 module_init(ppc_spe_sha1_mod_init);
 185 module_exit(ppc_spe_sha1_mod_fini);
 186
 187 MODULE_LICENSE("GPL");
 188 MODULE_DESCRIPTION("SHA1 Secure Hash Algorithm, SPE optimized");
 189
 190 MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha1");
 191 MODULE_ALIAS_CRYPTO("sha1-ppc-spe");