s390/crc32be: convert to C
authorHeiko Carstens <hca@linux.ibm.com>
Sat, 3 Feb 2024 10:45:27 +0000 (11:45 +0100)
committerHeiko Carstens <hca@linux.ibm.com>
Fri, 16 Feb 2024 13:30:18 +0000 (14:30 +0100)
Convert CRC-32 BE variant to C.

Signed-off-by: Heiko Carstens <hca@linux.ibm.com>
arch/s390/crypto/crc32-vx.c
arch/s390/crypto/crc32-vx.h [new file with mode: 0644]
arch/s390/crypto/crc32be-vx.S [deleted file]
arch/s390/crypto/crc32be-vx.c [new file with mode: 0644]

index d9f1fdb66691bb4b4c09d406d64f786d08cf47e8..0f3e6094174eab94981cbe78e21d2c4365c7e961 100644 (file)
@@ -14,7 +14,7 @@
 #include <linux/crc32.h>
 #include <crypto/internal/hash.h>
 #include <asm/fpu.h>
-
+#include "crc32-vx.h"
 
 #define CRC32_BLOCK_SIZE       1
 #define CRC32_DIGEST_SIZE      4
@@ -33,7 +33,6 @@ struct crc_desc_ctx {
 
 /* Prototypes for functions in assembly files */
 u32 crc32_le_vgfm_16(u32 crc, unsigned char const *buf, size_t size);
-u32 crc32_be_vgfm_16(u32 crc, unsigned char const *buf, size_t size);
 u32 crc32c_le_vgfm_16(u32 crc, unsigned char const *buf, size_t size);
 
 /*
diff --git a/arch/s390/crypto/crc32-vx.h b/arch/s390/crypto/crc32-vx.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..eba754c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,10 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
+
+#ifndef _CRC32_VX_S390_H
+#define _CRC32_VX_S390_H
+
+#include <linux/types.h>
+
+u32 crc32_be_vgfm_16(u32 crc, unsigned char const *buf, size_t size);
+
+#endif /* _CRC32_VX_S390_H */
diff --git a/arch/s390/crypto/crc32be-vx.S b/arch/s390/crypto/crc32be-vx.S
deleted file mode 100644 (file)
index f2dc8a6..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,213 +0,0 @@
-/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
-/*
- * Hardware-accelerated CRC-32 variants for Linux on z Systems
- *
- * Use the z/Architecture Vector Extension Facility to accelerate the
- * computing of CRC-32 checksums.
- *
- * This CRC-32 implementation algorithm processes the most-significant
- * bit first (BE).
- *
- * Copyright IBM Corp. 2015
- * Author(s): Hendrik Brueckner <brueckner@linux.vnet.ibm.com>
- */
-
-#include <linux/linkage.h>
-#include <asm/nospec-insn.h>
-#include <asm/fpu-insn.h>
-
-/* Vector register range containing CRC-32 constants */
-#define CONST_R1R2             %v9
-#define CONST_R3R4             %v10
-#define CONST_R5               %v11
-#define CONST_R6               %v12
-#define CONST_RU_POLY          %v13
-#define CONST_CRC_POLY         %v14
-
-       .data
-       .balign 8
-
-/*
- * The CRC-32 constant block contains reduction constants to fold and
- * process particular chunks of the input data stream in parallel.
- *
- * For the CRC-32 variants, the constants are precomputed according to
- * these definitions:
- *
- *     R1 = x4*128+64 mod P(x)
- *     R2 = x4*128    mod P(x)
- *     R3 = x128+64   mod P(x)
- *     R4 = x128      mod P(x)
- *     R5 = x96       mod P(x)
- *     R6 = x64       mod P(x)
- *
- *     Barret reduction constant, u, is defined as floor(x**64 / P(x)).
- *
- *     where P(x) is the polynomial in the normal domain and the P'(x) is the
- *     polynomial in the reversed (bitreflected) domain.
- *
- * Note that the constant definitions below are extended in order to compute
- * intermediate results with a single VECTOR GALOIS FIELD MULTIPLY instruction.
- * The rightmost doubleword can be 0 to prevent contribution to the result or
- * can be multiplied by 1 to perform an XOR without the need for a separate
- * VECTOR EXCLUSIVE OR instruction.
- *
- * CRC-32 (IEEE 802.3 Ethernet, ...) polynomials:
- *
- *     P(x)  = 0x04C11DB7
- *     P'(x) = 0xEDB88320
- */
-
-SYM_DATA_START_LOCAL(constants_CRC_32_BE)
-       .quad           0x08833794c, 0x0e6228b11        # R1, R2
-       .quad           0x0c5b9cd4c, 0x0e8a45605        # R3, R4
-       .quad           0x0f200aa66, 1 << 32            # R5, x32
-       .quad           0x0490d678d, 1                  # R6, 1
-       .quad           0x104d101df, 0                  # u
-       .quad           0x104C11DB7, 0                  # P(x)
-SYM_DATA_END(constants_CRC_32_BE)
-
-       .previous
-
-       GEN_BR_THUNK %r14
-
-       .text
-/*
- * The CRC-32 function(s) use these calling conventions:
- *
- * Parameters:
- *
- *     %r2:    Initial CRC value, typically ~0; and final CRC (return) value.
- *     %r3:    Input buffer pointer, performance might be improved if the
- *             buffer is on a doubleword boundary.
- *     %r4:    Length of the buffer, must be 64 bytes or greater.
- *
- * Register usage:
- *
- *     %r5:    CRC-32 constant pool base pointer.
- *     V0:     Initial CRC value and intermediate constants and results.
- *     V1..V4: Data for CRC computation.
- *     V5..V8: Next data chunks that are fetched from the input buffer.
- *
- *     V9..V14: CRC-32 constants.
- */
-SYM_FUNC_START(crc32_be_vgfm_16)
-       /* Load CRC-32 constants */
-       larl    %r5,constants_CRC_32_BE
-       VLM     CONST_R1R2,CONST_CRC_POLY,0,%r5
-
-       /* Load the initial CRC value into the leftmost word of V0. */
-       VZERO   %v0
-       VLVGF   %v0,%r2,0
-
-       /* Load a 64-byte data chunk and XOR with CRC */
-       VLM     %v1,%v4,0,%r3           /* 64-bytes into V1..V4 */
-       VX      %v1,%v0,%v1             /* V1 ^= CRC */
-       aghi    %r3,64                  /* BUF = BUF + 64 */
-       aghi    %r4,-64                 /* LEN = LEN - 64 */
-
-       /* Check remaining buffer size and jump to proper folding method */
-       cghi    %r4,64
-       jl      .Lless_than_64bytes
-
-.Lfold_64bytes_loop:
-       /* Load the next 64-byte data chunk into V5 to V8 */
-       VLM     %v5,%v8,0,%r3
-
-       /*
-        * Perform a GF(2) multiplication of the doublewords in V1 with
-        * the reduction constants in V0.  The intermediate result is
-        * then folded (accumulated) with the next data chunk in V5 and
-        * stored in V1.  Repeat this step for the register contents
-        * in V2, V3, and V4 respectively.
-        */
-       VGFMAG  %v1,CONST_R1R2,%v1,%v5
-       VGFMAG  %v2,CONST_R1R2,%v2,%v6
-       VGFMAG  %v3,CONST_R1R2,%v3,%v7
-       VGFMAG  %v4,CONST_R1R2,%v4,%v8
-
-       /* Adjust buffer pointer and length for next loop */
-       aghi    %r3,64                  /* BUF = BUF + 64 */
-       aghi    %r4,-64                 /* LEN = LEN - 64 */
-
-       cghi    %r4,64
-       jnl     .Lfold_64bytes_loop
-
-.Lless_than_64bytes:
-       /* Fold V1 to V4 into a single 128-bit value in V1 */
-       VGFMAG  %v1,CONST_R3R4,%v1,%v2
-       VGFMAG  %v1,CONST_R3R4,%v1,%v3
-       VGFMAG  %v1,CONST_R3R4,%v1,%v4
-
-       /* Check whether to continue with 64-bit folding */
-       cghi    %r4,16
-       jl      .Lfinal_fold
-
-.Lfold_16bytes_loop:
-
-       VL      %v2,0,,%r3              /* Load next data chunk */
-       VGFMAG  %v1,CONST_R3R4,%v1,%v2  /* Fold next data chunk */
-
-       /* Adjust buffer pointer and size for folding next data chunk */
-       aghi    %r3,16
-       aghi    %r4,-16
-
-       /* Process remaining data chunks */
-       cghi    %r4,16
-       jnl     .Lfold_16bytes_loop
-
-.Lfinal_fold:
-       /*
-        * The R5 constant is used to fold a 128-bit value into an 96-bit value
-        * that is XORed with the next 96-bit input data chunk.  To use a single
-        * VGFMG instruction, multiply the rightmost 64-bit with x^32 (1<<32) to
-        * form an intermediate 96-bit value (with appended zeros) which is then
-        * XORed with the intermediate reduction result.
-        */
-       VGFMG   %v1,CONST_R5,%v1
-
-       /*
-        * Further reduce the remaining 96-bit value to a 64-bit value using a
-        * single VGFMG, the rightmost doubleword is multiplied with 0x1. The
-        * intermediate result is then XORed with the product of the leftmost
-        * doubleword with R6.  The result is a 64-bit value and is subject to
-        * the Barret reduction.
-        */
-       VGFMG   %v1,CONST_R6,%v1
-
-       /*
-        * The input values to the Barret reduction are the degree-63 polynomial
-        * in V1 (R(x)), degree-32 generator polynomial, and the reduction
-        * constant u.  The Barret reduction result is the CRC value of R(x) mod
-        * P(x).
-        *
-        * The Barret reduction algorithm is defined as:
-        *
-        *    1. T1(x) = floor( R(x) / x^32 ) GF2MUL u
-        *    2. T2(x) = floor( T1(x) / x^32 ) GF2MUL P(x)
-        *    3. C(x)  = R(x) XOR T2(x) mod x^32
-        *
-        * Note: To compensate the division by x^32, use the vector unpack
-        * instruction to move the leftmost word into the leftmost doubleword
-        * of the vector register.  The rightmost doubleword is multiplied
-        * with zero to not contribute to the intermediate results.
-        */
-
-       /* T1(x) = floor( R(x) / x^32 ) GF2MUL u */
-       VUPLLF  %v2,%v1
-       VGFMG   %v2,CONST_RU_POLY,%v2
-
-       /*
-        * Compute the GF(2) product of the CRC polynomial in VO with T1(x) in
-        * V2 and XOR the intermediate result, T2(x),  with the value in V1.
-        * The final result is in the rightmost word of V2.
-        */
-       VUPLLF  %v2,%v2
-       VGFMAG  %v2,CONST_CRC_POLY,%v2,%v1
-
-.Ldone:
-       VLGVF   %r2,%v2,3
-       BR_EX   %r14
-SYM_FUNC_END(crc32_be_vgfm_16)
-
-.previous
diff --git a/arch/s390/crypto/crc32be-vx.c b/arch/s390/crypto/crc32be-vx.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..fed7c9c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,174 @@
+/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
+/*
+ * Hardware-accelerated CRC-32 variants for Linux on z Systems
+ *
+ * Use the z/Architecture Vector Extension Facility to accelerate the
+ * computing of CRC-32 checksums.
+ *
+ * This CRC-32 implementation algorithm processes the most-significant
+ * bit first (BE).
+ *
+ * Copyright IBM Corp. 2015
+ * Author(s): Hendrik Brueckner <brueckner@linux.vnet.ibm.com>
+ */
+
+#include <linux/types.h>
+#include <asm/fpu.h>
+#include "crc32-vx.h"
+
+/* Vector register range containing CRC-32 constants */
+#define CONST_R1R2             9
+#define CONST_R3R4             10
+#define CONST_R5               11
+#define CONST_R6               12
+#define CONST_RU_POLY          13
+#define CONST_CRC_POLY         14
+
+/*
+ * The CRC-32 constant block contains reduction constants to fold and
+ * process particular chunks of the input data stream in parallel.
+ *
+ * For the CRC-32 variants, the constants are precomputed according to
+ * these definitions:
+ *
+ *     R1 = x4*128+64 mod P(x)
+ *     R2 = x4*128    mod P(x)
+ *     R3 = x128+64   mod P(x)
+ *     R4 = x128      mod P(x)
+ *     R5 = x96       mod P(x)
+ *     R6 = x64       mod P(x)
+ *
+ *     Barret reduction constant, u, is defined as floor(x**64 / P(x)).
+ *
+ *     where P(x) is the polynomial in the normal domain and the P'(x) is the
+ *     polynomial in the reversed (bitreflected) domain.
+ *
+ * Note that the constant definitions below are extended in order to compute
+ * intermediate results with a single VECTOR GALOIS FIELD MULTIPLY instruction.
+ * The rightmost doubleword can be 0 to prevent contribution to the result or
+ * can be multiplied by 1 to perform an XOR without the need for a separate
+ * VECTOR EXCLUSIVE OR instruction.
+ *
+ * CRC-32 (IEEE 802.3 Ethernet, ...) polynomials:
+ *
+ *     P(x)  = 0x04C11DB7
+ *     P'(x) = 0xEDB88320
+ */
+
+static unsigned long constants_CRC_32_BE[] = {
+       0x08833794c, 0x0e6228b11,       /* R1, R2 */
+       0x0c5b9cd4c, 0x0e8a45605,       /* R3, R4 */
+       0x0f200aa66, 1UL << 32,         /* R5, x32 */
+       0x0490d678d, 1,                 /* R6, 1 */
+       0x104d101df, 0,                 /* u */
+       0x104C11DB7, 0,                 /* P(x) */
+};
+
+/**
+ * crc32_be_vgfm_16 - Compute CRC-32 (BE variant) with vector registers
+ * @crc: Initial CRC value, typically ~0.
+ * @buf: Input buffer pointer, performance might be improved if the
+ *       buffer is on a doubleword boundary.
+ * @size: Size of the buffer, must be 64 bytes or greater.
+ *
+ * Register usage:
+ *     V0:     Initial CRC value and intermediate constants and results.
+ *     V1..V4: Data for CRC computation.
+ *     V5..V8: Next data chunks that are fetched from the input buffer.
+ *     V9..V14: CRC-32 constants.
+ */
+u32 crc32_be_vgfm_16(u32 crc, unsigned char const *buf, size_t size)
+{
+       /* Load CRC-32 constants */
+       fpu_vlm(CONST_R1R2, CONST_CRC_POLY, &constants_CRC_32_BE);
+       fpu_vzero(0);
+
+       /* Load the initial CRC value into the leftmost word of V0. */
+       fpu_vlvgf(0, crc, 0);
+
+       /* Load a 64-byte data chunk and XOR with CRC */
+       fpu_vlm(1, 4, buf);
+       fpu_vx(1, 0, 1);
+       buf += 64;
+       size -= 64;
+
+       while (size >= 64) {
+               /* Load the next 64-byte data chunk into V5 to V8 */
+               fpu_vlm(5, 8, buf);
+
+               /*
+                * Perform a GF(2) multiplication of the doublewords in V1 with
+                * the reduction constants in V0.  The intermediate result is
+                * then folded (accumulated) with the next data chunk in V5 and
+                * stored in V1.  Repeat this step for the register contents
+                * in V2, V3, and V4 respectively.
+                */
+               fpu_vgfmag(1, CONST_R1R2, 1, 5);
+               fpu_vgfmag(2, CONST_R1R2, 2, 6);
+               fpu_vgfmag(3, CONST_R1R2, 3, 7);
+               fpu_vgfmag(4, CONST_R1R2, 4, 8);
+               buf += 64;
+               size -= 64;
+       }
+
+       /* Fold V1 to V4 into a single 128-bit value in V1 */
+       fpu_vgfmag(1, CONST_R3R4, 1, 2);
+       fpu_vgfmag(1, CONST_R3R4, 1, 3);
+       fpu_vgfmag(1, CONST_R3R4, 1, 4);
+
+       while (size >= 16) {
+               fpu_vl(2, buf);
+               fpu_vgfmag(1, CONST_R3R4, 1, 2);
+               buf += 16;
+               size -= 16;
+       }
+
+       /*
+        * The R5 constant is used to fold a 128-bit value into an 96-bit value
+        * that is XORed with the next 96-bit input data chunk.  To use a single
+        * VGFMG instruction, multiply the rightmost 64-bit with x^32 (1<<32) to
+        * form an intermediate 96-bit value (with appended zeros) which is then
+        * XORed with the intermediate reduction result.
+        */
+       fpu_vgfmg(1, CONST_R5, 1);
+
+       /*
+        * Further reduce the remaining 96-bit value to a 64-bit value using a
+        * single VGFMG, the rightmost doubleword is multiplied with 0x1. The
+        * intermediate result is then XORed with the product of the leftmost
+        * doubleword with R6.  The result is a 64-bit value and is subject to
+        * the Barret reduction.
+        */
+       fpu_vgfmg(1, CONST_R6, 1);
+
+       /*
+        * The input values to the Barret reduction are the degree-63 polynomial
+        * in V1 (R(x)), degree-32 generator polynomial, and the reduction
+        * constant u.  The Barret reduction result is the CRC value of R(x) mod
+        * P(x).
+        *
+        * The Barret reduction algorithm is defined as:
+        *
+        *    1. T1(x) = floor( R(x) / x^32 ) GF2MUL u
+        *    2. T2(x) = floor( T1(x) / x^32 ) GF2MUL P(x)
+        *    3. C(x)  = R(x) XOR T2(x) mod x^32
+        *
+        * Note: To compensate the division by x^32, use the vector unpack
+        * instruction to move the leftmost word into the leftmost doubleword
+        * of the vector register.  The rightmost doubleword is multiplied
+        * with zero to not contribute to the intermediate results.
+        */
+
+       /* T1(x) = floor( R(x) / x^32 ) GF2MUL u */
+       fpu_vupllf(2, 1);
+       fpu_vgfmg(2, CONST_RU_POLY, 2);
+
+       /*
+        * Compute the GF(2) product of the CRC polynomial in VO with T1(x) in
+        * V2 and XOR the intermediate result, T2(x),  with the value in V1.
+        * The final result is in the rightmost word of V2.
+        */
+       fpu_vupllf(2, 2);
+       fpu_vgfmag(2, CONST_CRC_POLY, 2, 1);
+       return fpu_vlgvf(2, 3);
+}