Quelle  chacha_glue.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * ChaCha and HChaCha functions (x86_64 optimized)
 *
 * Copyright (C) 2015 Martin Willi
 */

#include <asm/simd.h>
#include <crypto/chacha.h>
#include <linux/jump_label.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/sizes.h>

asmlinkage void chacha_block_xor_ssse3(const struct chacha_state *state,
           u8 *dst, const u8 *src,
           unsigned int len, int nrounds);
asmlinkage void chacha_4block_xor_ssse3(const struct chacha_state *state,
     u8 *dst, const u8 *src,
     unsigned int len, int nrounds);
asmlinkage void hchacha_block_ssse3(const struct chacha_state *state,
        u32 out[HCHACHA_OUT_WORDS], int nrounds);

asmlinkage void chacha_2block_xor_avx2(const struct chacha_state *state,
           u8 *dst, const u8 *src,
           unsigned int len, int nrounds);
asmlinkage void chacha_4block_xor_avx2(const struct chacha_state *state,
           u8 *dst, const u8 *src,
           unsigned int len, int nrounds);
asmlinkage void chacha_8block_xor_avx2(const struct chacha_state *state,
           u8 *dst, const u8 *src,
           unsigned int len, int nrounds);

asmlinkage void chacha_2block_xor_avx512vl(const struct chacha_state *state,
        u8 *dst, const u8 *src,
        unsigned int len, int nrounds);
asmlinkage void chacha_4block_xor_avx512vl(const struct chacha_state *state,
        u8 *dst, const u8 *src,
        unsigned int len, int nrounds);
asmlinkage void chacha_8block_xor_avx512vl(const struct chacha_state *state,
        u8 *dst, const u8 *src,
        unsigned int len, int nrounds);

static __ro_after_init DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(chacha_use_simd);
static __ro_after_init DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(chacha_use_avx2);
static __ro_after_init DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(chacha_use_avx512vl);

static unsigned int chacha_advance(unsigned int len, unsigned int maxblocks)
{
 len = min(len, maxblocks * CHACHA_BLOCK_SIZE);
 return round_up(len, CHACHA_BLOCK_SIZE) / CHACHA_BLOCK_SIZE;
}

static void chacha_dosimd(struct chacha_state *state, u8 *dst, const u8 *src,
     unsigned int bytes, int nrounds)
{
 if (static_branch_likely(&chacha_use_avx512vl)) {
  while (bytes >= CHACHA_BLOCK_SIZE * 8) {
   chacha_8block_xor_avx512vl(state, dst, src, bytes,
         nrounds);
   bytes -= CHACHA_BLOCK_SIZE * 8;
   src += CHACHA_BLOCK_SIZE * 8;
   dst += CHACHA_BLOCK_SIZE * 8;
   state->x[12] += 8;
  }
  if (bytes > CHACHA_BLOCK_SIZE * 4) {
   chacha_8block_xor_avx512vl(state, dst, src, bytes,
         nrounds);
   state->x[12] += chacha_advance(bytes, 8);
   return;
  }
  if (bytes > CHACHA_BLOCK_SIZE * 2) {
   chacha_4block_xor_avx512vl(state, dst, src, bytes,
         nrounds);
   state->x[12] += chacha_advance(bytes, 4);
   return;
  }
  if (bytes) {
   chacha_2block_xor_avx512vl(state, dst, src, bytes,
         nrounds);
   state->x[12] += chacha_advance(bytes, 2);
   return;
  }
 }

 if (static_branch_likely(&chacha_use_avx2)) {
  while (bytes >= CHACHA_BLOCK_SIZE * 8) {
   chacha_8block_xor_avx2(state, dst, src, bytes, nrounds);
   bytes -= CHACHA_BLOCK_SIZE * 8;
   src += CHACHA_BLOCK_SIZE * 8;
   dst += CHACHA_BLOCK_SIZE * 8;
   state->x[12] += 8;
  }
  if (bytes > CHACHA_BLOCK_SIZE * 4) {
   chacha_8block_xor_avx2(state, dst, src, bytes, nrounds);
   state->x[12] += chacha_advance(bytes, 8);
   return;
  }
  if (bytes > CHACHA_BLOCK_SIZE * 2) {
   chacha_4block_xor_avx2(state, dst, src, bytes, nrounds);
   state->x[12] += chacha_advance(bytes, 4);
   return;
  }
  if (bytes > CHACHA_BLOCK_SIZE) {
   chacha_2block_xor_avx2(state, dst, src, bytes, nrounds);
   state->x[12] += chacha_advance(bytes, 2);
   return;
  }
 }

 while (bytes >= CHACHA_BLOCK_SIZE * 4) {
  chacha_4block_xor_ssse3(state, dst, src, bytes, nrounds);
  bytes -= CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
  src += CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
  dst += CHACHA_BLOCK_SIZE * 4;
  state->x[12] += 4;
 }
 if (bytes > CHACHA_BLOCK_SIZE) {
  chacha_4block_xor_ssse3(state, dst, src, bytes, nrounds);
  state->x[12] += chacha_advance(bytes, 4);
  return;
 }
 if (bytes) {
  chacha_block_xor_ssse3(state, dst, src, bytes, nrounds);
  state->x[12]++;
 }
}

void hchacha_block_arch(const struct chacha_state *state,
   u32 out[HCHACHA_OUT_WORDS], int nrounds)
{
 if (!static_branch_likely(&chacha_use_simd)) {
  hchacha_block_generic(state, out, nrounds);
 } else {
  kernel_fpu_begin();
  hchacha_block_ssse3(state, out, nrounds);
  kernel_fpu_end();
 }
}
EXPORT_SYMBOL(hchacha_block_arch);

void chacha_crypt_arch(struct chacha_state *state, u8 *dst, const u8 *src,
         unsigned int bytes, int nrounds)
{
 if (!static_branch_likely(&chacha_use_simd) ||
     bytes <= CHACHA_BLOCK_SIZE)
  return chacha_crypt_generic(state, dst, src, bytes, nrounds);

 do {
  unsigned int todo = min_t(unsigned int, bytes, SZ_4K);

  kernel_fpu_begin();
  chacha_dosimd(state, dst, src, todo, nrounds);
  kernel_fpu_end();

  bytes -= todo;
  src += todo;
  dst += todo;
 } while (bytes);
}
EXPORT_SYMBOL(chacha_crypt_arch);

bool chacha_is_arch_optimized(void)
{
 return static_key_enabled(&chacha_use_simd);
}
EXPORT_SYMBOL(chacha_is_arch_optimized);

static int __init chacha_simd_mod_init(void)
{
 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SSSE3))
  return 0;

 static_branch_enable(&chacha_use_simd);

 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_AVX) &&
     boot_cpu_has(X86_FEATURE_AVX2) &&
     cpu_has_xfeatures(XFEATURE_MASK_SSE | XFEATURE_MASK_YMM, NULL)) {
  static_branch_enable(&chacha_use_avx2);

  if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_AVX512VL) &&
      boot_cpu_has(X86_FEATURE_AVX512BW)) /* kmovq */
   static_branch_enable(&chacha_use_avx512vl);
 }
 return 0;
}
subsys_initcall(chacha_simd_mod_init);

static void __exit chacha_simd_mod_exit(void)
{
}
module_exit(chacha_simd_mod_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Martin Willi ");
MODULE_DESCRIPTION("ChaCha and HChaCha functions (x86_64 optimized)");