crypto: arm/chacha20 - refactor to allow varying number of rounds
authorEric Biggers <ebiggers@google.com>
Sat, 17 Nov 2018 01:26:25 +0000 (17:26 -0800)
committerHerbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
Tue, 20 Nov 2018 06:26:56 +0000 (14:26 +0800)
In preparation for adding XChaCha12 support, rename/refactor the NEON
implementation of ChaCha20 to support different numbers of rounds.

Reviewed-by: Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>
Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
arch/arm/crypto/Makefile
arch/arm/crypto/chacha-neon-core.S [new file with mode: 0644]
arch/arm/crypto/chacha-neon-glue.c [new file with mode: 0644]
arch/arm/crypto/chacha20-neon-core.S [deleted file]
arch/arm/crypto/chacha20-neon-glue.c [deleted file]

index bd5bceef0605f1c22d158bdca6b875a4b58311c0..005482ff950476ce011cbb4e57729909db794bcc 100644 (file)
@@ -9,7 +9,7 @@ obj-$(CONFIG_CRYPTO_SHA1_ARM) += sha1-arm.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_SHA1_ARM_NEON) += sha1-arm-neon.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_SHA256_ARM) += sha256-arm.o
 obj-$(CONFIG_CRYPTO_SHA512_ARM) += sha512-arm.o
-obj-$(CONFIG_CRYPTO_CHACHA20_NEON) += chacha20-neon.o
+obj-$(CONFIG_CRYPTO_CHACHA20_NEON) += chacha-neon.o
 
 ce-obj-$(CONFIG_CRYPTO_AES_ARM_CE) += aes-arm-ce.o
 ce-obj-$(CONFIG_CRYPTO_SHA1_ARM_CE) += sha1-arm-ce.o
@@ -52,7 +52,7 @@ aes-arm-ce-y  := aes-ce-core.o aes-ce-glue.o
 ghash-arm-ce-y := ghash-ce-core.o ghash-ce-glue.o
 crct10dif-arm-ce-y     := crct10dif-ce-core.o crct10dif-ce-glue.o
 crc32-arm-ce-y:= crc32-ce-core.o crc32-ce-glue.o
-chacha20-neon-y := chacha20-neon-core.o chacha20-neon-glue.o
+chacha-neon-y := chacha-neon-core.o chacha-neon-glue.o
 
 ifdef REGENERATE_ARM_CRYPTO
 quiet_cmd_perl = PERL    $@
diff --git a/arch/arm/crypto/chacha-neon-core.S b/arch/arm/crypto/chacha-neon-core.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..eb22926
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,560 @@
+/*
+ * ChaCha/XChaCha NEON helper functions
+ *
+ * Copyright (C) 2016 Linaro, Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
+ * published by the Free Software Foundation.
+ *
+ * Based on:
+ * ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, x64 SSE3 functions
+ *
+ * Copyright (C) 2015 Martin Willi
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ */
+
+ /*
+  * NEON doesn't have a rotate instruction.  The alternatives are, more or less:
+  *
+  * (a)  vshl.u32 + vsri.u32           (needs temporary register)
+  * (b)  vshl.u32 + vshr.u32 + vorr    (needs temporary register)
+  * (c)  vrev32.16                     (16-bit rotations only)
+  * (d)  vtbl.8 + vtbl.8               (multiple of 8 bits rotations only,
+  *                                     needs index vector)
+  *
+  * ChaCha has 16, 12, 8, and 7-bit rotations.  For the 12 and 7-bit rotations,
+  * the only choices are (a) and (b).  We use (a) since it takes two-thirds the
+  * cycles of (b) on both Cortex-A7 and Cortex-A53.
+  *
+  * For the 16-bit rotation, we use vrev32.16 since it's consistently fastest
+  * and doesn't need a temporary register.
+  *
+  * For the 8-bit rotation, we use vtbl.8 + vtbl.8.  On Cortex-A7, this sequence
+  * is twice as fast as (a), even when doing (a) on multiple registers
+  * simultaneously to eliminate the stall between vshl and vsri.  Also, it
+  * parallelizes better when temporary registers are scarce.
+  *
+  * A disadvantage is that on Cortex-A53, the vtbl sequence is the same speed as
+  * (a), so the need to load the rotation table actually makes the vtbl method
+  * slightly slower overall on that CPU (~1.3% slower ChaCha20).  Still, it
+  * seems to be a good compromise to get a more significant speed boost on some
+  * CPUs, e.g. ~4.8% faster ChaCha20 on Cortex-A7.
+  */
+
+#include <linux/linkage.h>
+
+       .text
+       .fpu            neon
+       .align          5
+
+/*
+ * chacha_permute - permute one block
+ *
+ * Permute one 64-byte block where the state matrix is stored in the four NEON
+ * registers q0-q3.  It performs matrix operations on four words in parallel,
+ * but requires shuffling to rearrange the words after each round.
+ *
+ * The round count is given in r3.
+ *
+ * Clobbers: r3, ip, q4-q5
+ */
+chacha_permute:
+
+       adr             ip, .Lrol8_table
+       vld1.8          {d10}, [ip, :64]
+
+.Ldoubleround:
+       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 16)
+       vadd.i32        q0, q0, q1
+       veor            q3, q3, q0
+       vrev32.16       q3, q3
+
+       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 12)
+       vadd.i32        q2, q2, q3
+       veor            q4, q1, q2
+       vshl.u32        q1, q4, #12
+       vsri.u32        q1, q4, #20
+
+       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 8)
+       vadd.i32        q0, q0, q1
+       veor            q3, q3, q0
+       vtbl.8          d6, {d6}, d10
+       vtbl.8          d7, {d7}, d10
+
+       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 7)
+       vadd.i32        q2, q2, q3
+       veor            q4, q1, q2
+       vshl.u32        q1, q4, #7
+       vsri.u32        q1, q4, #25
+
+       // x1 = shuffle32(x1, MASK(0, 3, 2, 1))
+       vext.8          q1, q1, q1, #4
+       // x2 = shuffle32(x2, MASK(1, 0, 3, 2))
+       vext.8          q2, q2, q2, #8
+       // x3 = shuffle32(x3, MASK(2, 1, 0, 3))
+       vext.8          q3, q3, q3, #12
+
+       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 16)
+       vadd.i32        q0, q0, q1
+       veor            q3, q3, q0
+       vrev32.16       q3, q3
+
+       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 12)
+       vadd.i32        q2, q2, q3
+       veor            q4, q1, q2
+       vshl.u32        q1, q4, #12
+       vsri.u32        q1, q4, #20
+
+       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 8)
+       vadd.i32        q0, q0, q1
+       veor            q3, q3, q0
+       vtbl.8          d6, {d6}, d10
+       vtbl.8          d7, {d7}, d10
+
+       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 7)
+       vadd.i32        q2, q2, q3
+       veor            q4, q1, q2
+       vshl.u32        q1, q4, #7
+       vsri.u32        q1, q4, #25
+
+       // x1 = shuffle32(x1, MASK(2, 1, 0, 3))
+       vext.8          q1, q1, q1, #12
+       // x2 = shuffle32(x2, MASK(1, 0, 3, 2))
+       vext.8          q2, q2, q2, #8
+       // x3 = shuffle32(x3, MASK(0, 3, 2, 1))
+       vext.8          q3, q3, q3, #4
+
+       subs            r3, r3, #2
+       bne             .Ldoubleround
+
+       bx              lr
+ENDPROC(chacha_permute)
+
+ENTRY(chacha_block_xor_neon)
+       // r0: Input state matrix, s
+       // r1: 1 data block output, o
+       // r2: 1 data block input, i
+       // r3: nrounds
+       push            {lr}
+
+       // x0..3 = s0..3
+       add             ip, r0, #0x20
+       vld1.32         {q0-q1}, [r0]
+       vld1.32         {q2-q3}, [ip]
+
+       vmov            q8, q0
+       vmov            q9, q1
+       vmov            q10, q2
+       vmov            q11, q3
+
+       bl              chacha_permute
+
+       add             ip, r2, #0x20
+       vld1.8          {q4-q5}, [r2]
+       vld1.8          {q6-q7}, [ip]
+
+       // o0 = i0 ^ (x0 + s0)
+       vadd.i32        q0, q0, q8
+       veor            q0, q0, q4
+
+       // o1 = i1 ^ (x1 + s1)
+       vadd.i32        q1, q1, q9
+       veor            q1, q1, q5
+
+       // o2 = i2 ^ (x2 + s2)
+       vadd.i32        q2, q2, q10
+       veor            q2, q2, q6
+
+       // o3 = i3 ^ (x3 + s3)
+       vadd.i32        q3, q3, q11
+       veor            q3, q3, q7
+
+       add             ip, r1, #0x20
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]
+       vst1.8          {q2-q3}, [ip]
+
+       pop             {pc}
+ENDPROC(chacha_block_xor_neon)
+
+ENTRY(hchacha_block_neon)
+       // r0: Input state matrix, s
+       // r1: output (8 32-bit words)
+       // r2: nrounds
+       push            {lr}
+
+       vld1.32         {q0-q1}, [r0]!
+       vld1.32         {q2-q3}, [r0]
+
+       mov             r3, r2
+       bl              chacha_permute
+
+       vst1.32         {q0}, [r1]!
+       vst1.32         {q3}, [r1]
+
+       pop             {pc}
+ENDPROC(hchacha_block_neon)
+
+       .align          4
+.Lctrinc:      .word   0, 1, 2, 3
+.Lrol8_table:  .byte   3, 0, 1, 2, 7, 4, 5, 6
+
+       .align          5
+ENTRY(chacha_4block_xor_neon)
+       push            {r4-r5}
+       mov             r4, sp                  // preserve the stack pointer
+       sub             ip, sp, #0x20           // allocate a 32 byte buffer
+       bic             ip, ip, #0x1f           // aligned to 32 bytes
+       mov             sp, ip
+
+       // r0: Input state matrix, s
+       // r1: 4 data blocks output, o
+       // r2: 4 data blocks input, i
+       // r3: nrounds
+
+       //
+       // This function encrypts four consecutive ChaCha blocks by loading
+       // the state matrix in NEON registers four times. The algorithm performs
+       // each operation on the corresponding word of each state matrix, hence
+       // requires no word shuffling. The words are re-interleaved before the
+       // final addition of the original state and the XORing step.
+       //
+
+       // x0..15[0-3] = s0..15[0-3]
+       add             ip, r0, #0x20
+       vld1.32         {q0-q1}, [r0]
+       vld1.32         {q2-q3}, [ip]
+
+       adr             r5, .Lctrinc
+       vdup.32         q15, d7[1]
+       vdup.32         q14, d7[0]
+       vld1.32         {q4}, [r5, :128]
+       vdup.32         q13, d6[1]
+       vdup.32         q12, d6[0]
+       vdup.32         q11, d5[1]
+       vdup.32         q10, d5[0]
+       vadd.u32        q12, q12, q4            // x12 += counter values 0-3
+       vdup.32         q9, d4[1]
+       vdup.32         q8, d4[0]
+       vdup.32         q7, d3[1]
+       vdup.32         q6, d3[0]
+       vdup.32         q5, d2[1]
+       vdup.32         q4, d2[0]
+       vdup.32         q3, d1[1]
+       vdup.32         q2, d1[0]
+       vdup.32         q1, d0[1]
+       vdup.32         q0, d0[0]
+
+       adr             ip, .Lrol8_table
+       b               1f
+
+.Ldoubleround4:
+       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+1:
+       // x0 += x4, x12 = rotl32(x12 ^ x0, 16)
+       // x1 += x5, x13 = rotl32(x13 ^ x1, 16)
+       // x2 += x6, x14 = rotl32(x14 ^ x2, 16)
+       // x3 += x7, x15 = rotl32(x15 ^ x3, 16)
+       vadd.i32        q0, q0, q4
+       vadd.i32        q1, q1, q5
+       vadd.i32        q2, q2, q6
+       vadd.i32        q3, q3, q7
+
+       veor            q12, q12, q0
+       veor            q13, q13, q1
+       veor            q14, q14, q2
+       veor            q15, q15, q3
+
+       vrev32.16       q12, q12
+       vrev32.16       q13, q13
+       vrev32.16       q14, q14
+       vrev32.16       q15, q15
+
+       // x8 += x12, x4 = rotl32(x4 ^ x8, 12)
+       // x9 += x13, x5 = rotl32(x5 ^ x9, 12)
+       // x10 += x14, x6 = rotl32(x6 ^ x10, 12)
+       // x11 += x15, x7 = rotl32(x7 ^ x11, 12)
+       vadd.i32        q8, q8, q12
+       vadd.i32        q9, q9, q13
+       vadd.i32        q10, q10, q14
+       vadd.i32        q11, q11, q15
+
+       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+
+       veor            q8, q4, q8
+       veor            q9, q5, q9
+       vshl.u32        q4, q8, #12
+       vshl.u32        q5, q9, #12
+       vsri.u32        q4, q8, #20
+       vsri.u32        q5, q9, #20
+
+       veor            q8, q6, q10
+       veor            q9, q7, q11
+       vshl.u32        q6, q8, #12
+       vshl.u32        q7, q9, #12
+       vsri.u32        q6, q8, #20
+       vsri.u32        q7, q9, #20
+
+       // x0 += x4, x12 = rotl32(x12 ^ x0, 8)
+       // x1 += x5, x13 = rotl32(x13 ^ x1, 8)
+       // x2 += x6, x14 = rotl32(x14 ^ x2, 8)
+       // x3 += x7, x15 = rotl32(x15 ^ x3, 8)
+       vld1.8          {d16}, [ip, :64]
+       vadd.i32        q0, q0, q4
+       vadd.i32        q1, q1, q5
+       vadd.i32        q2, q2, q6
+       vadd.i32        q3, q3, q7
+
+       veor            q12, q12, q0
+       veor            q13, q13, q1
+       veor            q14, q14, q2
+       veor            q15, q15, q3
+
+       vtbl.8          d24, {d24}, d16
+       vtbl.8          d25, {d25}, d16
+       vtbl.8          d26, {d26}, d16
+       vtbl.8          d27, {d27}, d16
+       vtbl.8          d28, {d28}, d16
+       vtbl.8          d29, {d29}, d16
+       vtbl.8          d30, {d30}, d16
+       vtbl.8          d31, {d31}, d16
+
+       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+
+       // x8 += x12, x4 = rotl32(x4 ^ x8, 7)
+       // x9 += x13, x5 = rotl32(x5 ^ x9, 7)
+       // x10 += x14, x6 = rotl32(x6 ^ x10, 7)
+       // x11 += x15, x7 = rotl32(x7 ^ x11, 7)
+       vadd.i32        q8, q8, q12
+       vadd.i32        q9, q9, q13
+       vadd.i32        q10, q10, q14
+       vadd.i32        q11, q11, q15
+
+       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+
+       veor            q8, q4, q8
+       veor            q9, q5, q9
+       vshl.u32        q4, q8, #7
+       vshl.u32        q5, q9, #7
+       vsri.u32        q4, q8, #25
+       vsri.u32        q5, q9, #25
+
+       veor            q8, q6, q10
+       veor            q9, q7, q11
+       vshl.u32        q6, q8, #7
+       vshl.u32        q7, q9, #7
+       vsri.u32        q6, q8, #25
+       vsri.u32        q7, q9, #25
+
+       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+
+       // x0 += x5, x15 = rotl32(x15 ^ x0, 16)
+       // x1 += x6, x12 = rotl32(x12 ^ x1, 16)
+       // x2 += x7, x13 = rotl32(x13 ^ x2, 16)
+       // x3 += x4, x14 = rotl32(x14 ^ x3, 16)
+       vadd.i32        q0, q0, q5
+       vadd.i32        q1, q1, q6
+       vadd.i32        q2, q2, q7
+       vadd.i32        q3, q3, q4
+
+       veor            q15, q15, q0
+       veor            q12, q12, q1
+       veor            q13, q13, q2
+       veor            q14, q14, q3
+
+       vrev32.16       q15, q15
+       vrev32.16       q12, q12
+       vrev32.16       q13, q13
+       vrev32.16       q14, q14
+
+       // x10 += x15, x5 = rotl32(x5 ^ x10, 12)
+       // x11 += x12, x6 = rotl32(x6 ^ x11, 12)
+       // x8 += x13, x7 = rotl32(x7 ^ x8, 12)
+       // x9 += x14, x4 = rotl32(x4 ^ x9, 12)
+       vadd.i32        q10, q10, q15
+       vadd.i32        q11, q11, q12
+       vadd.i32        q8, q8, q13
+       vadd.i32        q9, q9, q14
+
+       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+
+       veor            q8, q7, q8
+       veor            q9, q4, q9
+       vshl.u32        q7, q8, #12
+       vshl.u32        q4, q9, #12
+       vsri.u32        q7, q8, #20
+       vsri.u32        q4, q9, #20
+
+       veor            q8, q5, q10
+       veor            q9, q6, q11
+       vshl.u32        q5, q8, #12
+       vshl.u32        q6, q9, #12
+       vsri.u32        q5, q8, #20
+       vsri.u32        q6, q9, #20
+
+       // x0 += x5, x15 = rotl32(x15 ^ x0, 8)
+       // x1 += x6, x12 = rotl32(x12 ^ x1, 8)
+       // x2 += x7, x13 = rotl32(x13 ^ x2, 8)
+       // x3 += x4, x14 = rotl32(x14 ^ x3, 8)
+       vld1.8          {d16}, [ip, :64]
+       vadd.i32        q0, q0, q5
+       vadd.i32        q1, q1, q6
+       vadd.i32        q2, q2, q7
+       vadd.i32        q3, q3, q4
+
+       veor            q15, q15, q0
+       veor            q12, q12, q1
+       veor            q13, q13, q2
+       veor            q14, q14, q3
+
+       vtbl.8          d30, {d30}, d16
+       vtbl.8          d31, {d31}, d16
+       vtbl.8          d24, {d24}, d16
+       vtbl.8          d25, {d25}, d16
+       vtbl.8          d26, {d26}, d16
+       vtbl.8          d27, {d27}, d16
+       vtbl.8          d28, {d28}, d16
+       vtbl.8          d29, {d29}, d16
+
+       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+
+       // x10 += x15, x5 = rotl32(x5 ^ x10, 7)
+       // x11 += x12, x6 = rotl32(x6 ^ x11, 7)
+       // x8 += x13, x7 = rotl32(x7 ^ x8, 7)
+       // x9 += x14, x4 = rotl32(x4 ^ x9, 7)
+       vadd.i32        q10, q10, q15
+       vadd.i32        q11, q11, q12
+       vadd.i32        q8, q8, q13
+       vadd.i32        q9, q9, q14
+
+       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+
+       veor            q8, q7, q8
+       veor            q9, q4, q9
+       vshl.u32        q7, q8, #7
+       vshl.u32        q4, q9, #7
+       vsri.u32        q7, q8, #25
+       vsri.u32        q4, q9, #25
+
+       veor            q8, q5, q10
+       veor            q9, q6, q11
+       vshl.u32        q5, q8, #7
+       vshl.u32        q6, q9, #7
+       vsri.u32        q5, q8, #25
+       vsri.u32        q6, q9, #25
+
+       subs            r3, r3, #2
+       bne             .Ldoubleround4
+
+       // x0..7[0-3] are in q0-q7, x10..15[0-3] are in q10-q15.
+       // x8..9[0-3] are on the stack.
+
+       // Re-interleave the words in the first two rows of each block (x0..7).
+       // Also add the counter values 0-3 to x12[0-3].
+         vld1.32       {q8}, [r5, :128]        // load counter values 0-3
+       vzip.32         q0, q1                  // => (0 1 0 1) (0 1 0 1)
+       vzip.32         q2, q3                  // => (2 3 2 3) (2 3 2 3)
+       vzip.32         q4, q5                  // => (4 5 4 5) (4 5 4 5)
+       vzip.32         q6, q7                  // => (6 7 6 7) (6 7 6 7)
+         vadd.u32      q12, q8                 // x12 += counter values 0-3
+       vswp            d1, d4
+       vswp            d3, d6
+         vld1.32       {q8-q9}, [r0]!          // load s0..7
+       vswp            d9, d12
+       vswp            d11, d14
+
+       // Swap q1 and q4 so that we'll free up consecutive registers (q0-q1)
+       // after XORing the first 32 bytes.
+       vswp            q1, q4
+
+       // First two rows of each block are (q0 q1) (q2 q6) (q4 q5) (q3 q7)
+
+       // x0..3[0-3] += s0..3[0-3]     (add orig state to 1st row of each block)
+       vadd.u32        q0, q0, q8
+       vadd.u32        q2, q2, q8
+       vadd.u32        q4, q4, q8
+       vadd.u32        q3, q3, q8
+
+       // x4..7[0-3] += s4..7[0-3]     (add orig state to 2nd row of each block)
+       vadd.u32        q1, q1, q9
+       vadd.u32        q6, q6, q9
+       vadd.u32        q5, q5, q9
+       vadd.u32        q7, q7, q9
+
+       // XOR first 32 bytes using keystream from first two rows of first block
+       vld1.8          {q8-q9}, [r2]!
+       veor            q8, q8, q0
+       veor            q9, q9, q1
+       vst1.8          {q8-q9}, [r1]!
+
+       // Re-interleave the words in the last two rows of each block (x8..15).
+       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
+       vzip.32         q12, q13        // => (12 13 12 13) (12 13 12 13)
+       vzip.32         q14, q15        // => (14 15 14 15) (14 15 14 15)
+       vzip.32         q8, q9          // => (8 9 8 9) (8 9 8 9)
+       vzip.32         q10, q11        // => (10 11 10 11) (10 11 10 11)
+         vld1.32       {q0-q1}, [r0]   // load s8..15
+       vswp            d25, d28
+       vswp            d27, d30
+       vswp            d17, d20
+       vswp            d19, d22
+
+       // Last two rows of each block are (q8 q12) (q10 q14) (q9 q13) (q11 q15)
+
+       // x8..11[0-3] += s8..11[0-3]   (add orig state to 3rd row of each block)
+       vadd.u32        q8,  q8,  q0
+       vadd.u32        q10, q10, q0
+       vadd.u32        q9,  q9,  q0
+       vadd.u32        q11, q11, q0
+
+       // x12..15[0-3] += s12..15[0-3] (add orig state to 4th row of each block)
+       vadd.u32        q12, q12, q1
+       vadd.u32        q14, q14, q1
+       vadd.u32        q13, q13, q1
+       vadd.u32        q15, q15, q1
+
+       // XOR the rest of the data with the keystream
+
+       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
+       veor            q0, q0, q8
+       veor            q1, q1, q12
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
+
+       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
+       veor            q0, q0, q2
+       veor            q1, q1, q6
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
+
+       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
+       veor            q0, q0, q10
+       veor            q1, q1, q14
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
+
+       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
+       veor            q0, q0, q4
+       veor            q1, q1, q5
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
+
+       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
+       veor            q0, q0, q9
+       veor            q1, q1, q13
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
+
+       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
+       veor            q0, q0, q3
+       veor            q1, q1, q7
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
+
+       vld1.8          {q0-q1}, [r2]
+         mov           sp, r4          // restore original stack pointer
+       veor            q0, q0, q11
+       veor            q1, q1, q15
+       vst1.8          {q0-q1}, [r1]
+
+       pop             {r4-r5}
+       bx              lr
+ENDPROC(chacha_4block_xor_neon)
diff --git a/arch/arm/crypto/chacha-neon-glue.c b/arch/arm/crypto/chacha-neon-glue.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..385557d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,182 @@
+/*
+ * ChaCha20 (RFC7539) and XChaCha20 stream ciphers, NEON accelerated
+ *
+ * Copyright (C) 2016 Linaro, Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
+ * published by the Free Software Foundation.
+ *
+ * Based on:
+ * ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, SIMD glue code
+ *
+ * Copyright (C) 2015 Martin Willi
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ */
+
+#include <crypto/algapi.h>
+#include <crypto/chacha.h>
+#include <crypto/internal/skcipher.h>
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/module.h>
+
+#include <asm/hwcap.h>
+#include <asm/neon.h>
+#include <asm/simd.h>
+
+asmlinkage void chacha_block_xor_neon(const u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
+                                     int nrounds);
+asmlinkage void chacha_4block_xor_neon(const u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
+                                      int nrounds);
+asmlinkage void hchacha_block_neon(const u32 *state, u32 *out, int nrounds);
+
+static void chacha_doneon(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
+                         unsigned int bytes, int nrounds)
+{
+       u8 buf[CHACHA_BLOCK_SIZE];
+
+       while (bytes >= CHACHA_BLOCK_SIZE * 4) {
+               chacha_4block_xor_neon(state, dst, src, nrounds);
+               bytes -= CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
+               src += CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
+               dst += CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
+               state[12] += 4;
+       }
+       while (bytes >= CHACHA_BLOCK_SIZE) {
+               chacha_block_xor_neon(state, dst, src, nrounds);
+               bytes -= CHACHA_BLOCK_SIZE;
+               src += CHACHA_BLOCK_SIZE;
+               dst += CHACHA_BLOCK_SIZE;
+               state[12]++;
+       }
+       if (bytes) {
+               memcpy(buf, src, bytes);
+               chacha_block_xor_neon(state, buf, buf, nrounds);
+               memcpy(dst, buf, bytes);
+       }
+}
+
+static int chacha_neon_stream_xor(struct skcipher_request *req,
+                                 struct chacha_ctx *ctx, u8 *iv)
+{
+       struct skcipher_walk walk;
+       u32 state[16];
+       int err;
+
+       err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);
+
+       crypto_chacha_init(state, ctx, iv);
+
+       while (walk.nbytes > 0) {
+               unsigned int nbytes = walk.nbytes;
+
+               if (nbytes < walk.total)
+                       nbytes = round_down(nbytes, walk.stride);
+
+               kernel_neon_begin();
+               chacha_doneon(state, walk.dst.virt.addr, walk.src.virt.addr,
+                             nbytes, ctx->nrounds);
+               kernel_neon_end();
+               err = skcipher_walk_done(&walk, walk.nbytes - nbytes);
+       }
+
+       return err;
+}
+
+static int chacha_neon(struct skcipher_request *req)
+{
+       struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
+       struct chacha_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
+
+       if (req->cryptlen <= CHACHA_BLOCK_SIZE || !may_use_simd())
+               return crypto_chacha_crypt(req);
+
+       return chacha_neon_stream_xor(req, ctx, req->iv);
+}
+
+static int xchacha_neon(struct skcipher_request *req)
+{
+       struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
+       struct chacha_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
+       struct chacha_ctx subctx;
+       u32 state[16];
+       u8 real_iv[16];
+
+       if (req->cryptlen <= CHACHA_BLOCK_SIZE || !may_use_simd())
+               return crypto_xchacha_crypt(req);
+
+       crypto_chacha_init(state, ctx, req->iv);
+
+       kernel_neon_begin();
+       hchacha_block_neon(state, subctx.key, ctx->nrounds);
+       kernel_neon_end();
+       subctx.nrounds = ctx->nrounds;
+
+       memcpy(&real_iv[0], req->iv + 24, 8);
+       memcpy(&real_iv[8], req->iv + 16, 8);
+       return chacha_neon_stream_xor(req, &subctx, real_iv);
+}
+
+static struct skcipher_alg algs[] = {
+       {
+               .base.cra_name          = "chacha20",
+               .base.cra_driver_name   = "chacha20-neon",
+               .base.cra_priority      = 300,
+               .base.cra_blocksize     = 1,
+               .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct chacha_ctx),
+               .base.cra_module        = THIS_MODULE,
+
+               .min_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
+               .max_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
+               .ivsize                 = CHACHA_IV_SIZE,
+               .chunksize              = CHACHA_BLOCK_SIZE,
+               .walksize               = 4 * CHACHA_BLOCK_SIZE,
+               .setkey                 = crypto_chacha20_setkey,
+               .encrypt                = chacha_neon,
+               .decrypt                = chacha_neon,
+       }, {
+               .base.cra_name          = "xchacha20",
+               .base.cra_driver_name   = "xchacha20-neon",
+               .base.cra_priority      = 300,
+               .base.cra_blocksize     = 1,
+               .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct chacha_ctx),
+               .base.cra_module        = THIS_MODULE,
+
+               .min_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
+               .max_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
+               .ivsize                 = XCHACHA_IV_SIZE,
+               .chunksize              = CHACHA_BLOCK_SIZE,
+               .walksize               = 4 * CHACHA_BLOCK_SIZE,
+               .setkey                 = crypto_chacha20_setkey,
+               .encrypt                = xchacha_neon,
+               .decrypt                = xchacha_neon,
+       }
+};
+
+static int __init chacha_simd_mod_init(void)
+{
+       if (!(elf_hwcap & HWCAP_NEON))
+               return -ENODEV;
+
+       return crypto_register_skciphers(algs, ARRAY_SIZE(algs));
+}
+
+static void __exit chacha_simd_mod_fini(void)
+{
+       crypto_unregister_skciphers(algs, ARRAY_SIZE(algs));
+}
+
+module_init(chacha_simd_mod_init);
+module_exit(chacha_simd_mod_fini);
+
+MODULE_DESCRIPTION("ChaCha and XChaCha stream ciphers (NEON accelerated)");
+MODULE_AUTHOR("Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>");
+MODULE_LICENSE("GPL v2");
+MODULE_ALIAS_CRYPTO("chacha20");
+MODULE_ALIAS_CRYPTO("chacha20-neon");
+MODULE_ALIAS_CRYPTO("xchacha20");
+MODULE_ALIAS_CRYPTO("xchacha20-neon");
diff --git a/arch/arm/crypto/chacha20-neon-core.S b/arch/arm/crypto/chacha20-neon-core.S
deleted file mode 100644 (file)
index 2335e50..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,556 +0,0 @@
-/*
- * ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, ARM NEON functions
- *
- * Copyright (C) 2016 Linaro, Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
- * published by the Free Software Foundation.
- *
- * Based on:
- * ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, x64 SSE3 functions
- *
- * Copyright (C) 2015 Martin Willi
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License as published by
- * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
- * (at your option) any later version.
- */
-
- /*
-  * NEON doesn't have a rotate instruction.  The alternatives are, more or less:
-  *
-  * (a)  vshl.u32 + vsri.u32           (needs temporary register)
-  * (b)  vshl.u32 + vshr.u32 + vorr    (needs temporary register)
-  * (c)  vrev32.16                     (16-bit rotations only)
-  * (d)  vtbl.8 + vtbl.8               (multiple of 8 bits rotations only,
-  *                                     needs index vector)
-  *
-  * ChaCha20 has 16, 12, 8, and 7-bit rotations.  For the 12 and 7-bit
-  * rotations, the only choices are (a) and (b).  We use (a) since it takes
-  * two-thirds the cycles of (b) on both Cortex-A7 and Cortex-A53.
-  *
-  * For the 16-bit rotation, we use vrev32.16 since it's consistently fastest
-  * and doesn't need a temporary register.
-  *
-  * For the 8-bit rotation, we use vtbl.8 + vtbl.8.  On Cortex-A7, this sequence
-  * is twice as fast as (a), even when doing (a) on multiple registers
-  * simultaneously to eliminate the stall between vshl and vsri.  Also, it
-  * parallelizes better when temporary registers are scarce.
-  *
-  * A disadvantage is that on Cortex-A53, the vtbl sequence is the same speed as
-  * (a), so the need to load the rotation table actually makes the vtbl method
-  * slightly slower overall on that CPU (~1.3% slower ChaCha20).  Still, it
-  * seems to be a good compromise to get a more significant speed boost on some
-  * CPUs, e.g. ~4.8% faster ChaCha20 on Cortex-A7.
-  */
-
-#include <linux/linkage.h>
-
-       .text
-       .fpu            neon
-       .align          5
-
-/*
- * chacha20_permute - permute one block
- *
- * Permute one 64-byte block where the state matrix is stored in the four NEON
- * registers q0-q3.  It performs matrix operations on four words in parallel,
- * but requires shuffling to rearrange the words after each round.
- *
- * Clobbers: r3, ip, q4-q5
- */
-chacha20_permute:
-
-       adr             ip, .Lrol8_table
-       mov             r3, #10
-       vld1.8          {d10}, [ip, :64]
-
-.Ldoubleround:
-       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 16)
-       vadd.i32        q0, q0, q1
-       veor            q3, q3, q0
-       vrev32.16       q3, q3
-
-       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 12)
-       vadd.i32        q2, q2, q3
-       veor            q4, q1, q2
-       vshl.u32        q1, q4, #12
-       vsri.u32        q1, q4, #20
-
-       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 8)
-       vadd.i32        q0, q0, q1
-       veor            q3, q3, q0
-       vtbl.8          d6, {d6}, d10
-       vtbl.8          d7, {d7}, d10
-
-       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 7)
-       vadd.i32        q2, q2, q3
-       veor            q4, q1, q2
-       vshl.u32        q1, q4, #7
-       vsri.u32        q1, q4, #25
-
-       // x1 = shuffle32(x1, MASK(0, 3, 2, 1))
-       vext.8          q1, q1, q1, #4
-       // x2 = shuffle32(x2, MASK(1, 0, 3, 2))
-       vext.8          q2, q2, q2, #8
-       // x3 = shuffle32(x3, MASK(2, 1, 0, 3))
-       vext.8          q3, q3, q3, #12
-
-       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 16)
-       vadd.i32        q0, q0, q1
-       veor            q3, q3, q0
-       vrev32.16       q3, q3
-
-       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 12)
-       vadd.i32        q2, q2, q3
-       veor            q4, q1, q2
-       vshl.u32        q1, q4, #12
-       vsri.u32        q1, q4, #20
-
-       // x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 8)
-       vadd.i32        q0, q0, q1
-       veor            q3, q3, q0
-       vtbl.8          d6, {d6}, d10
-       vtbl.8          d7, {d7}, d10
-
-       // x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 7)
-       vadd.i32        q2, q2, q3
-       veor            q4, q1, q2
-       vshl.u32        q1, q4, #7
-       vsri.u32        q1, q4, #25
-
-       // x1 = shuffle32(x1, MASK(2, 1, 0, 3))
-       vext.8          q1, q1, q1, #12
-       // x2 = shuffle32(x2, MASK(1, 0, 3, 2))
-       vext.8          q2, q2, q2, #8
-       // x3 = shuffle32(x3, MASK(0, 3, 2, 1))
-       vext.8          q3, q3, q3, #4
-
-       subs            r3, r3, #1
-       bne             .Ldoubleround
-
-       bx              lr
-ENDPROC(chacha20_permute)
-
-ENTRY(chacha20_block_xor_neon)
-       // r0: Input state matrix, s
-       // r1: 1 data block output, o
-       // r2: 1 data block input, i
-       push            {lr}
-
-       // x0..3 = s0..3
-       add             ip, r0, #0x20
-       vld1.32         {q0-q1}, [r0]
-       vld1.32         {q2-q3}, [ip]
-
-       vmov            q8, q0
-       vmov            q9, q1
-       vmov            q10, q2
-       vmov            q11, q3
-
-       bl              chacha20_permute
-
-       add             ip, r2, #0x20
-       vld1.8          {q4-q5}, [r2]
-       vld1.8          {q6-q7}, [ip]
-
-       // o0 = i0 ^ (x0 + s0)
-       vadd.i32        q0, q0, q8
-       veor            q0, q0, q4
-
-       // o1 = i1 ^ (x1 + s1)
-       vadd.i32        q1, q1, q9
-       veor            q1, q1, q5
-
-       // o2 = i2 ^ (x2 + s2)
-       vadd.i32        q2, q2, q10
-       veor            q2, q2, q6
-
-       // o3 = i3 ^ (x3 + s3)
-       vadd.i32        q3, q3, q11
-       veor            q3, q3, q7
-
-       add             ip, r1, #0x20
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]
-       vst1.8          {q2-q3}, [ip]
-
-       pop             {pc}
-ENDPROC(chacha20_block_xor_neon)
-
-ENTRY(hchacha20_block_neon)
-       // r0: Input state matrix, s
-       // r1: output (8 32-bit words)
-       push            {lr}
-
-       vld1.32         {q0-q1}, [r0]!
-       vld1.32         {q2-q3}, [r0]
-
-       bl              chacha20_permute
-
-       vst1.32         {q0}, [r1]!
-       vst1.32         {q3}, [r1]
-
-       pop             {pc}
-ENDPROC(hchacha20_block_neon)
-
-       .align          4
-.Lctrinc:      .word   0, 1, 2, 3
-.Lrol8_table:  .byte   3, 0, 1, 2, 7, 4, 5, 6
-
-       .align          5
-ENTRY(chacha20_4block_xor_neon)
-       push            {r4-r5}
-       mov             r4, sp                  // preserve the stack pointer
-       sub             ip, sp, #0x20           // allocate a 32 byte buffer
-       bic             ip, ip, #0x1f           // aligned to 32 bytes
-       mov             sp, ip
-
-       // r0: Input state matrix, s
-       // r1: 4 data blocks output, o
-       // r2: 4 data blocks input, i
-
-       //
-       // This function encrypts four consecutive ChaCha20 blocks by loading
-       // the state matrix in NEON registers four times. The algorithm performs
-       // each operation on the corresponding word of each state matrix, hence
-       // requires no word shuffling. The words are re-interleaved before the
-       // final addition of the original state and the XORing step.
-       //
-
-       // x0..15[0-3] = s0..15[0-3]
-       add             ip, r0, #0x20
-       vld1.32         {q0-q1}, [r0]
-       vld1.32         {q2-q3}, [ip]
-
-       adr             r5, .Lctrinc
-       vdup.32         q15, d7[1]
-       vdup.32         q14, d7[0]
-       vld1.32         {q4}, [r5, :128]
-       vdup.32         q13, d6[1]
-       vdup.32         q12, d6[0]
-       vdup.32         q11, d5[1]
-       vdup.32         q10, d5[0]
-       vadd.u32        q12, q12, q4            // x12 += counter values 0-3
-       vdup.32         q9, d4[1]
-       vdup.32         q8, d4[0]
-       vdup.32         q7, d3[1]
-       vdup.32         q6, d3[0]
-       vdup.32         q5, d2[1]
-       vdup.32         q4, d2[0]
-       vdup.32         q3, d1[1]
-       vdup.32         q2, d1[0]
-       vdup.32         q1, d0[1]
-       vdup.32         q0, d0[0]
-
-       adr             ip, .Lrol8_table
-       mov             r3, #10
-       b               1f
-
-.Ldoubleround4:
-       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-1:
-       // x0 += x4, x12 = rotl32(x12 ^ x0, 16)
-       // x1 += x5, x13 = rotl32(x13 ^ x1, 16)
-       // x2 += x6, x14 = rotl32(x14 ^ x2, 16)
-       // x3 += x7, x15 = rotl32(x15 ^ x3, 16)
-       vadd.i32        q0, q0, q4
-       vadd.i32        q1, q1, q5
-       vadd.i32        q2, q2, q6
-       vadd.i32        q3, q3, q7
-
-       veor            q12, q12, q0
-       veor            q13, q13, q1
-       veor            q14, q14, q2
-       veor            q15, q15, q3
-
-       vrev32.16       q12, q12
-       vrev32.16       q13, q13
-       vrev32.16       q14, q14
-       vrev32.16       q15, q15
-
-       // x8 += x12, x4 = rotl32(x4 ^ x8, 12)
-       // x9 += x13, x5 = rotl32(x5 ^ x9, 12)
-       // x10 += x14, x6 = rotl32(x6 ^ x10, 12)
-       // x11 += x15, x7 = rotl32(x7 ^ x11, 12)
-       vadd.i32        q8, q8, q12
-       vadd.i32        q9, q9, q13
-       vadd.i32        q10, q10, q14
-       vadd.i32        q11, q11, q15
-
-       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-
-       veor            q8, q4, q8
-       veor            q9, q5, q9
-       vshl.u32        q4, q8, #12
-       vshl.u32        q5, q9, #12
-       vsri.u32        q4, q8, #20
-       vsri.u32        q5, q9, #20
-
-       veor            q8, q6, q10
-       veor            q9, q7, q11
-       vshl.u32        q6, q8, #12
-       vshl.u32        q7, q9, #12
-       vsri.u32        q6, q8, #20
-       vsri.u32        q7, q9, #20
-
-       // x0 += x4, x12 = rotl32(x12 ^ x0, 8)
-       // x1 += x5, x13 = rotl32(x13 ^ x1, 8)
-       // x2 += x6, x14 = rotl32(x14 ^ x2, 8)
-       // x3 += x7, x15 = rotl32(x15 ^ x3, 8)
-       vld1.8          {d16}, [ip, :64]
-       vadd.i32        q0, q0, q4
-       vadd.i32        q1, q1, q5
-       vadd.i32        q2, q2, q6
-       vadd.i32        q3, q3, q7
-
-       veor            q12, q12, q0
-       veor            q13, q13, q1
-       veor            q14, q14, q2
-       veor            q15, q15, q3
-
-       vtbl.8          d24, {d24}, d16
-       vtbl.8          d25, {d25}, d16
-       vtbl.8          d26, {d26}, d16
-       vtbl.8          d27, {d27}, d16
-       vtbl.8          d28, {d28}, d16
-       vtbl.8          d29, {d29}, d16
-       vtbl.8          d30, {d30}, d16
-       vtbl.8          d31, {d31}, d16
-
-       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-
-       // x8 += x12, x4 = rotl32(x4 ^ x8, 7)
-       // x9 += x13, x5 = rotl32(x5 ^ x9, 7)
-       // x10 += x14, x6 = rotl32(x6 ^ x10, 7)
-       // x11 += x15, x7 = rotl32(x7 ^ x11, 7)
-       vadd.i32        q8, q8, q12
-       vadd.i32        q9, q9, q13
-       vadd.i32        q10, q10, q14
-       vadd.i32        q11, q11, q15
-
-       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-
-       veor            q8, q4, q8
-       veor            q9, q5, q9
-       vshl.u32        q4, q8, #7
-       vshl.u32        q5, q9, #7
-       vsri.u32        q4, q8, #25
-       vsri.u32        q5, q9, #25
-
-       veor            q8, q6, q10
-       veor            q9, q7, q11
-       vshl.u32        q6, q8, #7
-       vshl.u32        q7, q9, #7
-       vsri.u32        q6, q8, #25
-       vsri.u32        q7, q9, #25
-
-       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-
-       // x0 += x5, x15 = rotl32(x15 ^ x0, 16)
-       // x1 += x6, x12 = rotl32(x12 ^ x1, 16)
-       // x2 += x7, x13 = rotl32(x13 ^ x2, 16)
-       // x3 += x4, x14 = rotl32(x14 ^ x3, 16)
-       vadd.i32        q0, q0, q5
-       vadd.i32        q1, q1, q6
-       vadd.i32        q2, q2, q7
-       vadd.i32        q3, q3, q4
-
-       veor            q15, q15, q0
-       veor            q12, q12, q1
-       veor            q13, q13, q2
-       veor            q14, q14, q3
-
-       vrev32.16       q15, q15
-       vrev32.16       q12, q12
-       vrev32.16       q13, q13
-       vrev32.16       q14, q14
-
-       // x10 += x15, x5 = rotl32(x5 ^ x10, 12)
-       // x11 += x12, x6 = rotl32(x6 ^ x11, 12)
-       // x8 += x13, x7 = rotl32(x7 ^ x8, 12)
-       // x9 += x14, x4 = rotl32(x4 ^ x9, 12)
-       vadd.i32        q10, q10, q15
-       vadd.i32        q11, q11, q12
-       vadd.i32        q8, q8, q13
-       vadd.i32        q9, q9, q14
-
-       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-
-       veor            q8, q7, q8
-       veor            q9, q4, q9
-       vshl.u32        q7, q8, #12
-       vshl.u32        q4, q9, #12
-       vsri.u32        q7, q8, #20
-       vsri.u32        q4, q9, #20
-
-       veor            q8, q5, q10
-       veor            q9, q6, q11
-       vshl.u32        q5, q8, #12
-       vshl.u32        q6, q9, #12
-       vsri.u32        q5, q8, #20
-       vsri.u32        q6, q9, #20
-
-       // x0 += x5, x15 = rotl32(x15 ^ x0, 8)
-       // x1 += x6, x12 = rotl32(x12 ^ x1, 8)
-       // x2 += x7, x13 = rotl32(x13 ^ x2, 8)
-       // x3 += x4, x14 = rotl32(x14 ^ x3, 8)
-       vld1.8          {d16}, [ip, :64]
-       vadd.i32        q0, q0, q5
-       vadd.i32        q1, q1, q6
-       vadd.i32        q2, q2, q7
-       vadd.i32        q3, q3, q4
-
-       veor            q15, q15, q0
-       veor            q12, q12, q1
-       veor            q13, q13, q2
-       veor            q14, q14, q3
-
-       vtbl.8          d30, {d30}, d16
-       vtbl.8          d31, {d31}, d16
-       vtbl.8          d24, {d24}, d16
-       vtbl.8          d25, {d25}, d16
-       vtbl.8          d26, {d26}, d16
-       vtbl.8          d27, {d27}, d16
-       vtbl.8          d28, {d28}, d16
-       vtbl.8          d29, {d29}, d16
-
-       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-
-       // x10 += x15, x5 = rotl32(x5 ^ x10, 7)
-       // x11 += x12, x6 = rotl32(x6 ^ x11, 7)
-       // x8 += x13, x7 = rotl32(x7 ^ x8, 7)
-       // x9 += x14, x4 = rotl32(x4 ^ x9, 7)
-       vadd.i32        q10, q10, q15
-       vadd.i32        q11, q11, q12
-       vadd.i32        q8, q8, q13
-       vadd.i32        q9, q9, q14
-
-       vst1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-
-       veor            q8, q7, q8
-       veor            q9, q4, q9
-       vshl.u32        q7, q8, #7
-       vshl.u32        q4, q9, #7
-       vsri.u32        q7, q8, #25
-       vsri.u32        q4, q9, #25
-
-       veor            q8, q5, q10
-       veor            q9, q6, q11
-       vshl.u32        q5, q8, #7
-       vshl.u32        q6, q9, #7
-       vsri.u32        q5, q8, #25
-       vsri.u32        q6, q9, #25
-
-       subs            r3, r3, #1
-       bne             .Ldoubleround4
-
-       // x0..7[0-3] are in q0-q7, x10..15[0-3] are in q10-q15.
-       // x8..9[0-3] are on the stack.
-
-       // Re-interleave the words in the first two rows of each block (x0..7).
-       // Also add the counter values 0-3 to x12[0-3].
-         vld1.32       {q8}, [r5, :128]        // load counter values 0-3
-       vzip.32         q0, q1                  // => (0 1 0 1) (0 1 0 1)
-       vzip.32         q2, q3                  // => (2 3 2 3) (2 3 2 3)
-       vzip.32         q4, q5                  // => (4 5 4 5) (4 5 4 5)
-       vzip.32         q6, q7                  // => (6 7 6 7) (6 7 6 7)
-         vadd.u32      q12, q8                 // x12 += counter values 0-3
-       vswp            d1, d4
-       vswp            d3, d6
-         vld1.32       {q8-q9}, [r0]!          // load s0..7
-       vswp            d9, d12
-       vswp            d11, d14
-
-       // Swap q1 and q4 so that we'll free up consecutive registers (q0-q1)
-       // after XORing the first 32 bytes.
-       vswp            q1, q4
-
-       // First two rows of each block are (q0 q1) (q2 q6) (q4 q5) (q3 q7)
-
-       // x0..3[0-3] += s0..3[0-3]     (add orig state to 1st row of each block)
-       vadd.u32        q0, q0, q8
-       vadd.u32        q2, q2, q8
-       vadd.u32        q4, q4, q8
-       vadd.u32        q3, q3, q8
-
-       // x4..7[0-3] += s4..7[0-3]     (add orig state to 2nd row of each block)
-       vadd.u32        q1, q1, q9
-       vadd.u32        q6, q6, q9
-       vadd.u32        q5, q5, q9
-       vadd.u32        q7, q7, q9
-
-       // XOR first 32 bytes using keystream from first two rows of first block
-       vld1.8          {q8-q9}, [r2]!
-       veor            q8, q8, q0
-       veor            q9, q9, q1
-       vst1.8          {q8-q9}, [r1]!
-
-       // Re-interleave the words in the last two rows of each block (x8..15).
-       vld1.32         {q8-q9}, [sp, :256]
-       vzip.32         q12, q13        // => (12 13 12 13) (12 13 12 13)
-       vzip.32         q14, q15        // => (14 15 14 15) (14 15 14 15)
-       vzip.32         q8, q9          // => (8 9 8 9) (8 9 8 9)
-       vzip.32         q10, q11        // => (10 11 10 11) (10 11 10 11)
-         vld1.32       {q0-q1}, [r0]   // load s8..15
-       vswp            d25, d28
-       vswp            d27, d30
-       vswp            d17, d20
-       vswp            d19, d22
-
-       // Last two rows of each block are (q8 q12) (q10 q14) (q9 q13) (q11 q15)
-
-       // x8..11[0-3] += s8..11[0-3]   (add orig state to 3rd row of each block)
-       vadd.u32        q8,  q8,  q0
-       vadd.u32        q10, q10, q0
-       vadd.u32        q9,  q9,  q0
-       vadd.u32        q11, q11, q0
-
-       // x12..15[0-3] += s12..15[0-3] (add orig state to 4th row of each block)
-       vadd.u32        q12, q12, q1
-       vadd.u32        q14, q14, q1
-       vadd.u32        q13, q13, q1
-       vadd.u32        q15, q15, q1
-
-       // XOR the rest of the data with the keystream
-
-       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
-       veor            q0, q0, q8
-       veor            q1, q1, q12
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
-
-       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
-       veor            q0, q0, q2
-       veor            q1, q1, q6
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
-
-       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
-       veor            q0, q0, q10
-       veor            q1, q1, q14
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
-
-       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
-       veor            q0, q0, q4
-       veor            q1, q1, q5
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
-
-       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
-       veor            q0, q0, q9
-       veor            q1, q1, q13
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
-
-       vld1.8          {q0-q1}, [r2]!
-       veor            q0, q0, q3
-       veor            q1, q1, q7
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]!
-
-       vld1.8          {q0-q1}, [r2]
-         mov           sp, r4          // restore original stack pointer
-       veor            q0, q0, q11
-       veor            q1, q1, q15
-       vst1.8          {q0-q1}, [r1]
-
-       pop             {r4-r5}
-       bx              lr
-ENDPROC(chacha20_4block_xor_neon)
diff --git a/arch/arm/crypto/chacha20-neon-glue.c b/arch/arm/crypto/chacha20-neon-glue.c
deleted file mode 100644 (file)
index f2d3b0f..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,178 +0,0 @@
-/*
- * ChaCha20 (RFC7539) and XChaCha20 stream ciphers, NEON accelerated
- *
- * Copyright (C) 2016 Linaro, Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
- * published by the Free Software Foundation.
- *
- * Based on:
- * ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, SIMD glue code
- *
- * Copyright (C) 2015 Martin Willi
- *
- * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
- * it under the terms of the GNU General Public License as published by
- * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
- * (at your option) any later version.
- */
-
-#include <crypto/algapi.h>
-#include <crypto/chacha.h>
-#include <crypto/internal/skcipher.h>
-#include <linux/kernel.h>
-#include <linux/module.h>
-
-#include <asm/hwcap.h>
-#include <asm/neon.h>
-#include <asm/simd.h>
-
-asmlinkage void chacha20_block_xor_neon(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src);
-asmlinkage void chacha20_4block_xor_neon(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src);
-asmlinkage void hchacha20_block_neon(const u32 *state, u32 *out);
-
-static void chacha20_doneon(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
-                           unsigned int bytes)
-{
-       u8 buf[CHACHA_BLOCK_SIZE];
-
-       while (bytes >= CHACHA_BLOCK_SIZE * 4) {
-               chacha20_4block_xor_neon(state, dst, src);
-               bytes -= CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
-               src += CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
-               dst += CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
-               state[12] += 4;
-       }
-       while (bytes >= CHACHA_BLOCK_SIZE) {
-               chacha20_block_xor_neon(state, dst, src);
-               bytes -= CHACHA_BLOCK_SIZE;
-               src += CHACHA_BLOCK_SIZE;
-               dst += CHACHA_BLOCK_SIZE;
-               state[12]++;
-       }
-       if (bytes) {
-               memcpy(buf, src, bytes);
-               chacha20_block_xor_neon(state, buf, buf);
-               memcpy(dst, buf, bytes);
-       }
-}
-
-static int chacha20_neon_stream_xor(struct skcipher_request *req,
-                                   struct chacha_ctx *ctx, u8 *iv)
-{
-       struct skcipher_walk walk;
-       u32 state[16];
-       int err;
-
-       err = skcipher_walk_virt(&walk, req, false);
-
-       crypto_chacha_init(state, ctx, iv);
-
-       while (walk.nbytes > 0) {
-               unsigned int nbytes = walk.nbytes;
-
-               if (nbytes < walk.total)
-                       nbytes = round_down(nbytes, walk.stride);
-
-               kernel_neon_begin();
-               chacha20_doneon(state, walk.dst.virt.addr, walk.src.virt.addr,
-                               nbytes);
-               kernel_neon_end();
-               err = skcipher_walk_done(&walk, walk.nbytes - nbytes);
-       }
-
-       return err;
-}
-
-static int chacha20_neon(struct skcipher_request *req)
-{
-       struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
-       struct chacha_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
-
-       if (req->cryptlen <= CHACHA_BLOCK_SIZE || !may_use_simd())
-               return crypto_chacha_crypt(req);
-
-       return chacha20_neon_stream_xor(req, ctx, req->iv);
-}
-
-static int xchacha20_neon(struct skcipher_request *req)
-{
-       struct crypto_skcipher *tfm = crypto_skcipher_reqtfm(req);
-       struct chacha_ctx *ctx = crypto_skcipher_ctx(tfm);
-       struct chacha_ctx subctx;
-       u32 state[16];
-       u8 real_iv[16];
-
-       if (req->cryptlen <= CHACHA_BLOCK_SIZE || !may_use_simd())
-               return crypto_xchacha_crypt(req);
-
-       crypto_chacha_init(state, ctx, req->iv);
-
-       kernel_neon_begin();
-       hchacha20_block_neon(state, subctx.key);
-       kernel_neon_end();
-
-       memcpy(&real_iv[0], req->iv + 24, 8);
-       memcpy(&real_iv[8], req->iv + 16, 8);
-       return chacha20_neon_stream_xor(req, &subctx, real_iv);
-}
-
-static struct skcipher_alg algs[] = {
-       {
-               .base.cra_name          = "chacha20",
-               .base.cra_driver_name   = "chacha20-neon",
-               .base.cra_priority      = 300,
-               .base.cra_blocksize     = 1,
-               .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct chacha_ctx),
-               .base.cra_module        = THIS_MODULE,
-
-               .min_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
-               .max_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
-               .ivsize                 = CHACHA_IV_SIZE,
-               .chunksize              = CHACHA_BLOCK_SIZE,
-               .walksize               = 4 * CHACHA_BLOCK_SIZE,
-               .setkey                 = crypto_chacha20_setkey,
-               .encrypt                = chacha20_neon,
-               .decrypt                = chacha20_neon,
-       }, {
-               .base.cra_name          = "xchacha20",
-               .base.cra_driver_name   = "xchacha20-neon",
-               .base.cra_priority      = 300,
-               .base.cra_blocksize     = 1,
-               .base.cra_ctxsize       = sizeof(struct chacha_ctx),
-               .base.cra_module        = THIS_MODULE,
-
-               .min_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
-               .max_keysize            = CHACHA_KEY_SIZE,
-               .ivsize                 = XCHACHA_IV_SIZE,
-               .chunksize              = CHACHA_BLOCK_SIZE,
-               .walksize               = 4 * CHACHA_BLOCK_SIZE,
-               .setkey                 = crypto_chacha20_setkey,
-               .encrypt                = xchacha20_neon,
-               .decrypt                = xchacha20_neon,
-       }
-};
-
-static int __init chacha20_simd_mod_init(void)
-{
-       if (!(elf_hwcap & HWCAP_NEON))
-               return -ENODEV;
-
-       return crypto_register_skciphers(algs, ARRAY_SIZE(algs));
-}
-
-static void __exit chacha20_simd_mod_fini(void)
-{
-       crypto_unregister_skciphers(algs, ARRAY_SIZE(algs));
-}
-
-module_init(chacha20_simd_mod_init);
-module_exit(chacha20_simd_mod_fini);
-
-MODULE_AUTHOR("Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>");
-MODULE_LICENSE("GPL v2");
-MODULE_ALIAS_CRYPTO("chacha20");
-MODULE_ALIAS_CRYPTO("chacha20-neon");
-MODULE_ALIAS_CRYPTO("xchacha20");
-MODULE_ALIAS_CRYPTO("xchacha20-neon");