arch/x86/crypto/crc32-pclmul_asm.S

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * Copyright 2012 Xyratex Technology Limited
   4  *
   5  * Using hardware provided PCLMULQDQ instruction to accelerate the CRC32
   6  * calculation.
   7  * CRC32 polynomial:0x04c11db7(BE)/0xEDB88320(LE)
   8  * PCLMULQDQ is a new instruction in Intel SSE4.2, the reference can be found
   9  * at:
  10  * http://www.intel.com/products/processor/manuals/
  11  * Intel(R) 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual
  12  * Volume 2B: Instruction Set Reference, N-Z
  13  *
  14  * Authors:   Gregory Prestas <Gregory_Prestas@us.xyratex.com>
  15  *            Alexander Boyko <Alexander_Boyko@xyratex.com>
  16  */
  17
  18 #include <linux/linkage.h>
  19
  20
  21 .section .rodata
  22 .align 16
  23 /*
  24  * [x4*128+32 mod P(x) << 32)]'  << 1   = 0x154442bd4
  25  * #define CONSTANT_R1  0x154442bd4LL
  26  *
  27  * [(x4*128-32 mod P(x) << 32)]' << 1   = 0x1c6e41596
  28  * #define CONSTANT_R2  0x1c6e41596LL
  29  */
  30 .Lconstant_R2R1:
  31         .octa 0x00000001c6e415960000000154442bd4
  32 /*
  33  * [(x128+32 mod P(x) << 32)]'   << 1   = 0x1751997d0
  34  * #define CONSTANT_R3  0x1751997d0LL
  35  *
  36  * [(x128-32 mod P(x) << 32)]'   << 1   = 0x0ccaa009e
  37  * #define CONSTANT_R4  0x0ccaa009eLL
  38  */
  39 .Lconstant_R4R3:
  40         .octa 0x00000000ccaa009e00000001751997d0
  41 /*
  42  * [(x64 mod P(x) << 32)]'       << 1   = 0x163cd6124
  43  * #define CONSTANT_R5  0x163cd6124LL
  44  */
  45 .Lconstant_R5:
  46         .octa 0x00000000000000000000000163cd6124
  47 .Lconstant_mask32:
  48         .octa 0x000000000000000000000000FFFFFFFF
  49 /*
  50  * #define CRCPOLY_TRUE_LE_FULL 0x1DB710641LL
  51  *
  52  * Barrett Reduction constant (u64`) = u` = (x**64 / P(x))` = 0x1F7011641LL
  53  * #define CONSTANT_RU  0x1F7011641LL
  54  */
  55 .Lconstant_RUpoly:
  56         .octa 0x00000001F701164100000001DB710641
  57
  58 #define CONSTANT %xmm0
  59
  60 #ifdef __x86_64__
  61 #define BUF     %rdi
  62 #define LEN     %rsi
  63 #define CRC     %edx
  64 #else
  65 #define BUF     %eax
  66 #define LEN     %edx
  67 #define CRC     %ecx
  68 #endif
  69
  70
  71
  72 .text
  73 /**
  74  *      Calculate crc32
  75  *      BUF - buffer (16 bytes aligned)
  76  *      LEN - sizeof buffer (16 bytes aligned), LEN should be grater than 63
  77  *      CRC - initial crc32
  78  *      return %eax crc32
  79  *      uint crc32_pclmul_le_16(unsigned char const *buffer,
  80  *                           size_t len, uint crc32)
  81  */
  82
  83 SYM_FUNC_START(crc32_pclmul_le_16) /* buffer and buffer size are 16 bytes aligned */
  84         movdqa  (BUF), %xmm1
  85         movdqa  0x10(BUF), %xmm2
  86         movdqa  0x20(BUF), %xmm3
  87         movdqa  0x30(BUF), %xmm4
  88         movd    CRC, CONSTANT
  89         pxor    CONSTANT, %xmm1
  90         sub     $0x40, LEN
  91         add     $0x40, BUF
  92         cmp     $0x40, LEN
  93         jb      less_64
  94
  95 #ifdef __x86_64__
  96         movdqa .Lconstant_R2R1(%rip), CONSTANT
  97 #else
  98         movdqa .Lconstant_R2R1, CONSTANT
  99 #endif
 100
 101 loop_64:/*  64 bytes Full cache line folding */
 102         prefetchnta    0x40(BUF)
 103         movdqa  %xmm1, %xmm5
 104         movdqa  %xmm2, %xmm6
 105         movdqa  %xmm3, %xmm7
 106 #ifdef __x86_64__
 107         movdqa  %xmm4, %xmm8
 108 #endif
 109         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm1
 110         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm2
 111         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm3
 112 #ifdef __x86_64__
 113         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm4
 114 #endif
 115         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm5
 116         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm6
 117         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm7
 118 #ifdef __x86_64__
 119         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm8
 120 #endif
 121         pxor    %xmm5, %xmm1
 122         pxor    %xmm6, %xmm2
 123         pxor    %xmm7, %xmm3
 124 #ifdef __x86_64__
 125         pxor    %xmm8, %xmm4
 126 #else
 127         /* xmm8 unsupported for x32 */
 128         movdqa  %xmm4, %xmm5
 129         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm4
 130         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm5
 131         pxor    %xmm5, %xmm4
 132 #endif
 133
 134         pxor    (BUF), %xmm1
 135         pxor    0x10(BUF), %xmm2
 136         pxor    0x20(BUF), %xmm3
 137         pxor    0x30(BUF), %xmm4
 138
 139         sub     $0x40, LEN
 140         add     $0x40, BUF
 141         cmp     $0x40, LEN
 142         jge     loop_64
 143 less_64:/*  Folding cache line into 128bit */
 144 #ifdef __x86_64__
 145         movdqa  .Lconstant_R4R3(%rip), CONSTANT
 146 #else
 147         movdqa  .Lconstant_R4R3, CONSTANT
 148 #endif
 149         prefetchnta     (BUF)
 150
 151         movdqa  %xmm1, %xmm5
 152         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm1
 153         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm5
 154         pxor    %xmm5, %xmm1
 155         pxor    %xmm2, %xmm1
 156
 157         movdqa  %xmm1, %xmm5
 158         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm1
 159         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm5
 160         pxor    %xmm5, %xmm1
 161         pxor    %xmm3, %xmm1
 162
 163         movdqa  %xmm1, %xmm5
 164         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm1
 165         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm5
 166         pxor    %xmm5, %xmm1
 167         pxor    %xmm4, %xmm1
 168
 169         cmp     $0x10, LEN
 170         jb      fold_64
 171 loop_16:/* Folding rest buffer into 128bit */
 172         movdqa  %xmm1, %xmm5
 173         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm1
 174         pclmulqdq $0x11, CONSTANT, %xmm5
 175         pxor    %xmm5, %xmm1
 176         pxor    (BUF), %xmm1
 177         sub     $0x10, LEN
 178         add     $0x10, BUF
 179         cmp     $0x10, LEN
 180         jge     loop_16
 181
 182 fold_64:
 183         /* perform the last 64 bit fold, also adds 32 zeroes
 184          * to the input stream */
 185         pclmulqdq $0x01, %xmm1, CONSTANT /* R4 * xmm1.low */
 186         psrldq  $0x08, %xmm1
 187         pxor    CONSTANT, %xmm1
 188
 189         /* final 32-bit fold */
 190         movdqa  %xmm1, %xmm2
 191 #ifdef __x86_64__
 192         movdqa  .Lconstant_R5(%rip), CONSTANT
 193         movdqa  .Lconstant_mask32(%rip), %xmm3
 194 #else
 195         movdqa  .Lconstant_R5, CONSTANT
 196         movdqa  .Lconstant_mask32, %xmm3
 197 #endif
 198         psrldq  $0x04, %xmm2
 199         pand    %xmm3, %xmm1
 200         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm1
 201         pxor    %xmm2, %xmm1
 202
 203         /* Finish up with the bit-reversed barrett reduction 64 ==> 32 bits */
 204 #ifdef __x86_64__
 205         movdqa  .Lconstant_RUpoly(%rip), CONSTANT
 206 #else
 207         movdqa  .Lconstant_RUpoly, CONSTANT
 208 #endif
 209         movdqa  %xmm1, %xmm2
 210         pand    %xmm3, %xmm1
 211         pclmulqdq $0x10, CONSTANT, %xmm1
 212         pand    %xmm3, %xmm1
 213         pclmulqdq $0x00, CONSTANT, %xmm1
 214         pxor    %xmm2, %xmm1
 215         pextrd  $0x01, %xmm1, %eax
 216
 217         RET
 218 SYM_FUNC_END(crc32_pclmul_le_16)