crypto: arm64/speck - add NEON-accelerated implementation of Speck-XTS
authorEric Biggers <ebiggers@google.com>
Mon, 5 Mar 2018 19:17:07 +0000 (11:17 -0800)
committerHerbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
Fri, 16 Mar 2018 15:35:41 +0000 (23:35 +0800)
commit91a2abb78f940ac821345cb7cc376dca94336c2f
tree4cbb4cb3244b1fe554a1eca6f7069f77edbac73a
parent6c51ddddac46ab124a3f10fd17cf34979670c1ce
crypto: arm64/speck - add NEON-accelerated implementation of Speck-XTS

Add a NEON-accelerated implementation of Speck128-XTS and Speck64-XTS
for ARM64.  This is ported from the 32-bit version.  It may be useful on
devices with 64-bit ARM CPUs that don't have the Cryptography
Extensions, so cannot do AES efficiently -- e.g. the Cortex-A53
processor on the Raspberry Pi 3.

It generally works the same way as the 32-bit version, but there are
some slight differences due to the different instructions, registers,
and syntax available in ARM64 vs. in ARM32.  For example, in the 64-bit
version there are enough registers to hold the XTS tweaks for each
128-byte chunk, so they don't need to be saved on the stack.

Benchmarks on a Raspberry Pi 3 running a 64-bit kernel:

   Algorithm                              Encryption     Decryption
   ---------                              ----------     ----------
   Speck64/128-XTS (NEON)                 92.2 MB/s      92.2 MB/s
   Speck128/256-XTS (NEON)                75.0 MB/s      75.0 MB/s
   Speck128/256-XTS (generic)             47.4 MB/s      35.6 MB/s
   AES-128-XTS (NEON bit-sliced)          33.4 MB/s      29.6 MB/s
   AES-256-XTS (NEON bit-sliced)          24.6 MB/s      21.7 MB/s

The code performs well on higher-end ARM64 processors as well, though
such processors tend to have the Crypto Extensions which make AES
preferred.  For example, here are the same benchmarks run on a HiKey960
(with CPU affinity set for the A73 cores), with the Crypto Extensions
implementation of AES-256-XTS added:

   Algorithm                              Encryption     Decryption
   ---------                              -----------    -----------
   AES-256-XTS (Crypto Extensions)        1273.3 MB/s    1274.7 MB/s
   Speck64/128-XTS (NEON)                  359.8 MB/s     348.0 MB/s
   Speck128/256-XTS (NEON)                 292.5 MB/s     286.1 MB/s
   Speck128/256-XTS (generic)              186.3 MB/s     181.8 MB/s
   AES-128-XTS (NEON bit-sliced)           142.0 MB/s     124.3 MB/s
   AES-256-XTS (NEON bit-sliced)           104.7 MB/s      91.1 MB/s

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
arch/arm64/crypto/Kconfig
arch/arm64/crypto/Makefile
arch/arm64/crypto/speck-neon-core.S [new file with mode: 0644]
arch/arm64/crypto/speck-neon-glue.c [new file with mode: 0644]