crypto: arm64/chacha20 - implement NEON version based on SSE3 code
This is a straight port to arm64/NEON of the x86 SSE3 implementation of the ChaCha20 stream cipher. Signed-off-by: Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org> Signed-off-by: Herbert Xu <herbert@gondor.apana.org.au>
This commit is contained in:
Ard Biesheuvel
Herbert Xu
parent
02608e02fb
commit
8621caa0d4
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@ -72,4 +72,10 @@ config CRYPTO_CRC32_ARM64
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depends on ARM64
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depends on ARM64
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select CRYPTO_HASH
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select CRYPTO_HASH
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config CRYPTO_CHACHA20_NEON
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tristate "NEON accelerated ChaCha20 symmetric cipher"
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depends on KERNEL_MODE_NEON
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select CRYPTO_BLKCIPHER
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select CRYPTO_CHACHA20
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endif
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endif
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@ -41,6 +41,9 @@ sha256-arm64-y := sha256-glue.o sha256-core.o
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obj-$(CONFIG_CRYPTO_SHA512_ARM64) += sha512-arm64.o
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obj-$(CONFIG_CRYPTO_SHA512_ARM64) += sha512-arm64.o
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sha512-arm64-y := sha512-glue.o sha512-core.o
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sha512-arm64-y := sha512-glue.o sha512-core.o
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||||||
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obj-$(CONFIG_CRYPTO_CHACHA20_NEON) += chacha20-neon.o
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chacha20-neon-y := chacha20-neon-core.o chacha20-neon-glue.o
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AFLAGS_aes-ce.o := -DINTERLEAVE=4
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AFLAGS_aes-ce.o := -DINTERLEAVE=4
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AFLAGS_aes-neon.o := -DINTERLEAVE=4
|
AFLAGS_aes-neon.o := -DINTERLEAVE=4
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@ -0,0 +1,480 @@
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/*
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* ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, arm64 NEON functions
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*
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|
* Copyright (C) 2016 Linaro, Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
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*
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|
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
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||||||
|
* it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
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||||||
|
* published by the Free Software Foundation.
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*
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* Based on:
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* ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, x64 SSSE3 functions
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|
*
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|
* Copyright (C) 2015 Martin Willi
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|
*
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||||||
|
* 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
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||||||
|
* (at your option) any later version.
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*/
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#include <linux/linkage.h>
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.text
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.align 6
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ENTRY(chacha20_block_xor_neon)
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// x0: Input state matrix, s
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// x1: 1 data block output, o
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|
// x2: 1 data block input, i
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//
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// This function encrypts one ChaCha20 block by loading the state matrix
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// in four NEON registers. It performs matrix operation on four words in
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// parallel, but requires shuffling to rearrange the words after each
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// round.
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//
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// x0..3 = s0..3
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ld1 {v0.4s-v3.4s}, [x0]
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ld1 {v8.4s-v11.4s}, [x0]
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mov x3, #10
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.Ldoubleround:
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// x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 16)
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add v0.4s, v0.4s, v1.4s
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||||||
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eor v3.16b, v3.16b, v0.16b
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||||||
|
rev32 v3.8h, v3.8h
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||||||
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// x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 12)
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v3.4s
|
||||||
|
eor v4.16b, v1.16b, v2.16b
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||||||
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shl v1.4s, v4.4s, #12
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sri v1.4s, v4.4s, #20
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// x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 8)
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||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v1.4s
|
||||||
|
eor v4.16b, v3.16b, v0.16b
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||||||
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shl v3.4s, v4.4s, #8
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sri v3.4s, v4.4s, #24
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||||||
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||||||
|
// x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 7)
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v3.4s
|
||||||
|
eor v4.16b, v1.16b, v2.16b
|
||||||
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shl v1.4s, v4.4s, #7
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||||||
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sri v1.4s, v4.4s, #25
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||||||
|
// x1 = shuffle32(x1, MASK(0, 3, 2, 1))
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||||||
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ext v1.16b, v1.16b, v1.16b, #4
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||||||
|
// x2 = shuffle32(x2, MASK(1, 0, 3, 2))
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||||||
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ext v2.16b, v2.16b, v2.16b, #8
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||||||
|
// x3 = shuffle32(x3, MASK(2, 1, 0, 3))
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||||||
|
ext v3.16b, v3.16b, v3.16b, #12
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||||||
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||||||
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// x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 16)
|
||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v1.4s
|
||||||
|
eor v3.16b, v3.16b, v0.16b
|
||||||
|
rev32 v3.8h, v3.8h
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||||||
|
|
||||||
|
// x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 12)
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v3.4s
|
||||||
|
eor v4.16b, v1.16b, v2.16b
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||||||
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shl v1.4s, v4.4s, #12
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||||||
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sri v1.4s, v4.4s, #20
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||||||
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// x0 += x1, x3 = rotl32(x3 ^ x0, 8)
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||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v1.4s
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||||||
|
eor v4.16b, v3.16b, v0.16b
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||||||
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shl v3.4s, v4.4s, #8
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||||||
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sri v3.4s, v4.4s, #24
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||||||
|
// x2 += x3, x1 = rotl32(x1 ^ x2, 7)
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||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v3.4s
|
||||||
|
eor v4.16b, v1.16b, v2.16b
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shl v1.4s, v4.4s, #7
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sri v1.4s, v4.4s, #25
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||||||
|
// x1 = shuffle32(x1, MASK(2, 1, 0, 3))
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||||||
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ext v1.16b, v1.16b, v1.16b, #12
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||||||
|
// x2 = shuffle32(x2, MASK(1, 0, 3, 2))
|
||||||
|
ext v2.16b, v2.16b, v2.16b, #8
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||||||
|
// x3 = shuffle32(x3, MASK(0, 3, 2, 1))
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||||||
|
ext v3.16b, v3.16b, v3.16b, #4
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subs x3, x3, #1
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b.ne .Ldoubleround
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ld1 {v4.16b-v7.16b}, [x2]
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// o0 = i0 ^ (x0 + s0)
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add v0.4s, v0.4s, v8.4s
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eor v0.16b, v0.16b, v4.16b
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||||||
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// o1 = i1 ^ (x1 + s1)
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||||||
|
add v1.4s, v1.4s, v9.4s
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||||||
|
eor v1.16b, v1.16b, v5.16b
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||||||
|
|
||||||
|
// o2 = i2 ^ (x2 + s2)
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||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v10.4s
|
||||||
|
eor v2.16b, v2.16b, v6.16b
|
||||||
|
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||||||
|
// o3 = i3 ^ (x3 + s3)
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||||||
|
add v3.4s, v3.4s, v11.4s
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||||||
|
eor v3.16b, v3.16b, v7.16b
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||||||
|
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||||||
|
st1 {v0.16b-v3.16b}, [x1]
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||||||
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||||||
|
ret
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ENDPROC(chacha20_block_xor_neon)
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.align 6
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|
ENTRY(chacha20_4block_xor_neon)
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||||||
|
// x0: Input state matrix, s
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// x1: 4 data blocks output, o
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|
// x2: 4 data blocks input, i
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//
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// This function encrypts four consecutive ChaCha20 blocks by loading
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// the state matrix in NEON registers four times. The algorithm performs
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// each operation on the corresponding word of each state matrix, hence
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// requires no word shuffling. For final XORing step we transpose the
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// matrix by interleaving 32- and then 64-bit words, which allows us to
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|
// do XOR in NEON registers.
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//
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adr x3, CTRINC
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ld1 {v16.4s}, [x3]
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// x0..15[0-3] = s0..3[0..3]
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mov x4, x0
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ld4r { v0.4s- v3.4s}, [x4], #16
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||||||
|
ld4r { v4.4s- v7.4s}, [x4], #16
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||||||
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ld4r { v8.4s-v11.4s}, [x4], #16
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||||||
|
ld4r {v12.4s-v15.4s}, [x4]
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||||||
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|
||||||
|
// x12 += counter values 0-3
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add v12.4s, v12.4s, v16.4s
|
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mov x3, #10
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||||||
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.Ldoubleround4:
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// x0 += x4, x12 = rotl32(x12 ^ x0, 16)
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// x1 += x5, x13 = rotl32(x13 ^ x1, 16)
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||||||
|
// x2 += x6, x14 = rotl32(x14 ^ x2, 16)
|
||||||
|
// x3 += x7, x15 = rotl32(x15 ^ x3, 16)
|
||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v4.4s
|
||||||
|
add v1.4s, v1.4s, v5.4s
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v6.4s
|
||||||
|
add v3.4s, v3.4s, v7.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v12.16b, v12.16b, v0.16b
|
||||||
|
eor v13.16b, v13.16b, v1.16b
|
||||||
|
eor v14.16b, v14.16b, v2.16b
|
||||||
|
eor v15.16b, v15.16b, v3.16b
|
||||||
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|
||||||
|
rev32 v12.8h, v12.8h
|
||||||
|
rev32 v13.8h, v13.8h
|
||||||
|
rev32 v14.8h, v14.8h
|
||||||
|
rev32 v15.8h, v15.8h
|
||||||
|
|
||||||
|
// 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)
|
||||||
|
add v8.4s, v8.4s, v12.4s
|
||||||
|
add v9.4s, v9.4s, v13.4s
|
||||||
|
add v10.4s, v10.4s, v14.4s
|
||||||
|
add v11.4s, v11.4s, v15.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v17.16b, v4.16b, v8.16b
|
||||||
|
eor v18.16b, v5.16b, v9.16b
|
||||||
|
eor v19.16b, v6.16b, v10.16b
|
||||||
|
eor v20.16b, v7.16b, v11.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
shl v4.4s, v17.4s, #12
|
||||||
|
shl v5.4s, v18.4s, #12
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||||||
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shl v6.4s, v19.4s, #12
|
||||||
|
shl v7.4s, v20.4s, #12
|
||||||
|
|
||||||
|
sri v4.4s, v17.4s, #20
|
||||||
|
sri v5.4s, v18.4s, #20
|
||||||
|
sri v6.4s, v19.4s, #20
|
||||||
|
sri v7.4s, v20.4s, #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)
|
||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v4.4s
|
||||||
|
add v1.4s, v1.4s, v5.4s
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v6.4s
|
||||||
|
add v3.4s, v3.4s, v7.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v17.16b, v12.16b, v0.16b
|
||||||
|
eor v18.16b, v13.16b, v1.16b
|
||||||
|
eor v19.16b, v14.16b, v2.16b
|
||||||
|
eor v20.16b, v15.16b, v3.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
shl v12.4s, v17.4s, #8
|
||||||
|
shl v13.4s, v18.4s, #8
|
||||||
|
shl v14.4s, v19.4s, #8
|
||||||
|
shl v15.4s, v20.4s, #8
|
||||||
|
|
||||||
|
sri v12.4s, v17.4s, #24
|
||||||
|
sri v13.4s, v18.4s, #24
|
||||||
|
sri v14.4s, v19.4s, #24
|
||||||
|
sri v15.4s, v20.4s, #24
|
||||||
|
|
||||||
|
// 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)
|
||||||
|
add v8.4s, v8.4s, v12.4s
|
||||||
|
add v9.4s, v9.4s, v13.4s
|
||||||
|
add v10.4s, v10.4s, v14.4s
|
||||||
|
add v11.4s, v11.4s, v15.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v17.16b, v4.16b, v8.16b
|
||||||
|
eor v18.16b, v5.16b, v9.16b
|
||||||
|
eor v19.16b, v6.16b, v10.16b
|
||||||
|
eor v20.16b, v7.16b, v11.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
shl v4.4s, v17.4s, #7
|
||||||
|
shl v5.4s, v18.4s, #7
|
||||||
|
shl v6.4s, v19.4s, #7
|
||||||
|
shl v7.4s, v20.4s, #7
|
||||||
|
|
||||||
|
sri v4.4s, v17.4s, #25
|
||||||
|
sri v5.4s, v18.4s, #25
|
||||||
|
sri v6.4s, v19.4s, #25
|
||||||
|
sri v7.4s, v20.4s, #25
|
||||||
|
|
||||||
|
// 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)
|
||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v5.4s
|
||||||
|
add v1.4s, v1.4s, v6.4s
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v7.4s
|
||||||
|
add v3.4s, v3.4s, v4.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v15.16b, v15.16b, v0.16b
|
||||||
|
eor v12.16b, v12.16b, v1.16b
|
||||||
|
eor v13.16b, v13.16b, v2.16b
|
||||||
|
eor v14.16b, v14.16b, v3.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
rev32 v15.8h, v15.8h
|
||||||
|
rev32 v12.8h, v12.8h
|
||||||
|
rev32 v13.8h, v13.8h
|
||||||
|
rev32 v14.8h, v14.8h
|
||||||
|
|
||||||
|
// 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)
|
||||||
|
add v10.4s, v10.4s, v15.4s
|
||||||
|
add v11.4s, v11.4s, v12.4s
|
||||||
|
add v8.4s, v8.4s, v13.4s
|
||||||
|
add v9.4s, v9.4s, v14.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v17.16b, v5.16b, v10.16b
|
||||||
|
eor v18.16b, v6.16b, v11.16b
|
||||||
|
eor v19.16b, v7.16b, v8.16b
|
||||||
|
eor v20.16b, v4.16b, v9.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
shl v5.4s, v17.4s, #12
|
||||||
|
shl v6.4s, v18.4s, #12
|
||||||
|
shl v7.4s, v19.4s, #12
|
||||||
|
shl v4.4s, v20.4s, #12
|
||||||
|
|
||||||
|
sri v5.4s, v17.4s, #20
|
||||||
|
sri v6.4s, v18.4s, #20
|
||||||
|
sri v7.4s, v19.4s, #20
|
||||||
|
sri v4.4s, v20.4s, #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)
|
||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v5.4s
|
||||||
|
add v1.4s, v1.4s, v6.4s
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v7.4s
|
||||||
|
add v3.4s, v3.4s, v4.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v17.16b, v15.16b, v0.16b
|
||||||
|
eor v18.16b, v12.16b, v1.16b
|
||||||
|
eor v19.16b, v13.16b, v2.16b
|
||||||
|
eor v20.16b, v14.16b, v3.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
shl v15.4s, v17.4s, #8
|
||||||
|
shl v12.4s, v18.4s, #8
|
||||||
|
shl v13.4s, v19.4s, #8
|
||||||
|
shl v14.4s, v20.4s, #8
|
||||||
|
|
||||||
|
sri v15.4s, v17.4s, #24
|
||||||
|
sri v12.4s, v18.4s, #24
|
||||||
|
sri v13.4s, v19.4s, #24
|
||||||
|
sri v14.4s, v20.4s, #24
|
||||||
|
|
||||||
|
// 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)
|
||||||
|
add v10.4s, v10.4s, v15.4s
|
||||||
|
add v11.4s, v11.4s, v12.4s
|
||||||
|
add v8.4s, v8.4s, v13.4s
|
||||||
|
add v9.4s, v9.4s, v14.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v17.16b, v5.16b, v10.16b
|
||||||
|
eor v18.16b, v6.16b, v11.16b
|
||||||
|
eor v19.16b, v7.16b, v8.16b
|
||||||
|
eor v20.16b, v4.16b, v9.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
shl v5.4s, v17.4s, #7
|
||||||
|
shl v6.4s, v18.4s, #7
|
||||||
|
shl v7.4s, v19.4s, #7
|
||||||
|
shl v4.4s, v20.4s, #7
|
||||||
|
|
||||||
|
sri v5.4s, v17.4s, #25
|
||||||
|
sri v6.4s, v18.4s, #25
|
||||||
|
sri v7.4s, v19.4s, #25
|
||||||
|
sri v4.4s, v20.4s, #25
|
||||||
|
|
||||||
|
subs x3, x3, #1
|
||||||
|
b.ne .Ldoubleround4
|
||||||
|
|
||||||
|
// x0[0-3] += s0[0]
|
||||||
|
// x1[0-3] += s0[1]
|
||||||
|
// x2[0-3] += s0[2]
|
||||||
|
// x3[0-3] += s0[3]
|
||||||
|
ld4r {v17.4s-v20.4s}, [x0], #16
|
||||||
|
add v0.4s, v0.4s, v17.4s
|
||||||
|
add v1.4s, v1.4s, v18.4s
|
||||||
|
add v2.4s, v2.4s, v19.4s
|
||||||
|
add v3.4s, v3.4s, v20.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
// x4[0-3] += s1[0]
|
||||||
|
// x5[0-3] += s1[1]
|
||||||
|
// x6[0-3] += s1[2]
|
||||||
|
// x7[0-3] += s1[3]
|
||||||
|
ld4r {v21.4s-v24.4s}, [x0], #16
|
||||||
|
add v4.4s, v4.4s, v21.4s
|
||||||
|
add v5.4s, v5.4s, v22.4s
|
||||||
|
add v6.4s, v6.4s, v23.4s
|
||||||
|
add v7.4s, v7.4s, v24.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
// x8[0-3] += s2[0]
|
||||||
|
// x9[0-3] += s2[1]
|
||||||
|
// x10[0-3] += s2[2]
|
||||||
|
// x11[0-3] += s2[3]
|
||||||
|
ld4r {v17.4s-v20.4s}, [x0], #16
|
||||||
|
add v8.4s, v8.4s, v17.4s
|
||||||
|
add v9.4s, v9.4s, v18.4s
|
||||||
|
add v10.4s, v10.4s, v19.4s
|
||||||
|
add v11.4s, v11.4s, v20.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
// x12[0-3] += s3[0]
|
||||||
|
// x13[0-3] += s3[1]
|
||||||
|
// x14[0-3] += s3[2]
|
||||||
|
// x15[0-3] += s3[3]
|
||||||
|
ld4r {v21.4s-v24.4s}, [x0]
|
||||||
|
add v12.4s, v12.4s, v21.4s
|
||||||
|
add v13.4s, v13.4s, v22.4s
|
||||||
|
add v14.4s, v14.4s, v23.4s
|
||||||
|
add v15.4s, v15.4s, v24.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
// x12 += counter values 0-3
|
||||||
|
add v12.4s, v12.4s, v16.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
ld1 {v16.16b-v19.16b}, [x2], #64
|
||||||
|
ld1 {v20.16b-v23.16b}, [x2], #64
|
||||||
|
|
||||||
|
// interleave 32-bit words in state n, n+1
|
||||||
|
zip1 v24.4s, v0.4s, v1.4s
|
||||||
|
zip1 v25.4s, v2.4s, v3.4s
|
||||||
|
zip1 v26.4s, v4.4s, v5.4s
|
||||||
|
zip1 v27.4s, v6.4s, v7.4s
|
||||||
|
zip1 v28.4s, v8.4s, v9.4s
|
||||||
|
zip1 v29.4s, v10.4s, v11.4s
|
||||||
|
zip1 v30.4s, v12.4s, v13.4s
|
||||||
|
zip1 v31.4s, v14.4s, v15.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
zip2 v1.4s, v0.4s, v1.4s
|
||||||
|
zip2 v3.4s, v2.4s, v3.4s
|
||||||
|
zip2 v5.4s, v4.4s, v5.4s
|
||||||
|
zip2 v7.4s, v6.4s, v7.4s
|
||||||
|
zip2 v9.4s, v8.4s, v9.4s
|
||||||
|
zip2 v11.4s, v10.4s, v11.4s
|
||||||
|
zip2 v13.4s, v12.4s, v13.4s
|
||||||
|
zip2 v15.4s, v14.4s, v15.4s
|
||||||
|
|
||||||
|
mov v0.16b, v24.16b
|
||||||
|
mov v2.16b, v25.16b
|
||||||
|
mov v4.16b, v26.16b
|
||||||
|
mov v6.16b, v27.16b
|
||||||
|
mov v8.16b, v28.16b
|
||||||
|
mov v10.16b, v29.16b
|
||||||
|
mov v12.16b, v30.16b
|
||||||
|
mov v14.16b, v31.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
// interleave 64-bit words in state n, n+2
|
||||||
|
zip1 v24.2d, v0.2d, v2.2d
|
||||||
|
zip1 v25.2d, v1.2d, v3.2d
|
||||||
|
zip1 v26.2d, v4.2d, v6.2d
|
||||||
|
zip1 v27.2d, v5.2d, v7.2d
|
||||||
|
zip1 v28.2d, v8.2d, v10.2d
|
||||||
|
zip1 v29.2d, v9.2d, v11.2d
|
||||||
|
zip1 v30.2d, v12.2d, v14.2d
|
||||||
|
zip1 v31.2d, v13.2d, v15.2d
|
||||||
|
|
||||||
|
zip2 v2.2d, v0.2d, v2.2d
|
||||||
|
zip2 v3.2d, v1.2d, v3.2d
|
||||||
|
zip2 v6.2d, v4.2d, v6.2d
|
||||||
|
zip2 v7.2d, v5.2d, v7.2d
|
||||||
|
zip2 v10.2d, v8.2d, v10.2d
|
||||||
|
zip2 v11.2d, v9.2d, v11.2d
|
||||||
|
zip2 v14.2d, v12.2d, v14.2d
|
||||||
|
zip2 v15.2d, v13.2d, v15.2d
|
||||||
|
|
||||||
|
mov v0.16b, v24.16b
|
||||||
|
mov v1.16b, v25.16b
|
||||||
|
mov v4.16b, v26.16b
|
||||||
|
mov v5.16b, v27.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
mov v8.16b, v28.16b
|
||||||
|
mov v9.16b, v29.16b
|
||||||
|
mov v12.16b, v30.16b
|
||||||
|
mov v13.16b, v31.16b
|
||||||
|
|
||||||
|
ld1 {v24.16b-v27.16b}, [x2], #64
|
||||||
|
ld1 {v28.16b-v31.16b}, [x2]
|
||||||
|
|
||||||
|
// xor with corresponding input, write to output
|
||||||
|
eor v16.16b, v16.16b, v0.16b
|
||||||
|
eor v17.16b, v17.16b, v4.16b
|
||||||
|
eor v18.16b, v18.16b, v8.16b
|
||||||
|
eor v19.16b, v19.16b, v12.16b
|
||||||
|
st1 {v16.16b-v19.16b}, [x1], #64
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v20.16b, v20.16b, v2.16b
|
||||||
|
eor v21.16b, v21.16b, v6.16b
|
||||||
|
eor v22.16b, v22.16b, v10.16b
|
||||||
|
eor v23.16b, v23.16b, v14.16b
|
||||||
|
st1 {v20.16b-v23.16b}, [x1], #64
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v24.16b, v24.16b, v1.16b
|
||||||
|
eor v25.16b, v25.16b, v5.16b
|
||||||
|
eor v26.16b, v26.16b, v9.16b
|
||||||
|
eor v27.16b, v27.16b, v13.16b
|
||||||
|
st1 {v24.16b-v27.16b}, [x1], #64
|
||||||
|
|
||||||
|
eor v28.16b, v28.16b, v3.16b
|
||||||
|
eor v29.16b, v29.16b, v7.16b
|
||||||
|
eor v30.16b, v30.16b, v11.16b
|
||||||
|
eor v31.16b, v31.16b, v15.16b
|
||||||
|
st1 {v28.16b-v31.16b}, [x1]
|
||||||
|
|
||||||
|
ret
|
||||||
|
ENDPROC(chacha20_4block_xor_neon)
|
||||||
|
|
||||||
|
CTRINC: .word 0, 1, 2, 3
|
||||||
|
|
@ -0,0 +1,131 @@
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* ChaCha20 256-bit cipher algorithm, RFC7539, arm64 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, 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/chacha20.h>
|
||||||
|
#include <linux/crypto.h>
|
||||||
|
#include <linux/kernel.h>
|
||||||
|
#include <linux/module.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <asm/neon.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);
|
||||||
|
|
||||||
|
static void chacha20_dosimd(u32 *state, u8 *dst, const u8 *src,
|
||||||
|
unsigned int bytes)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
u8 buf[CHACHA20_BLOCK_SIZE];
|
||||||
|
|
||||||
|
while (bytes >= CHACHA20_BLOCK_SIZE * 4) {
|
||||||
|
chacha20_4block_xor_neon(state, dst, src);
|
||||||
|
bytes -= CHACHA20_BLOCK_SIZE * 4;
|
||||||
|
src += CHACHA20_BLOCK_SIZE * 4;
|
||||||
|
dst += CHACHA20_BLOCK_SIZE * 4;
|
||||||
|
state[12] += 4;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
while (bytes >= CHACHA20_BLOCK_SIZE) {
|
||||||
|
chacha20_block_xor_neon(state, dst, src);
|
||||||
|
bytes -= CHACHA20_BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
src += CHACHA20_BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
dst += CHACHA20_BLOCK_SIZE;
|
||||||
|
state[12]++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (bytes) {
|
||||||
|
memcpy(buf, src, bytes);
|
||||||
|
chacha20_block_xor_neon(state, buf, buf);
|
||||||
|
memcpy(dst, buf, bytes);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int chacha20_simd(struct blkcipher_desc *desc, struct scatterlist *dst,
|
||||||
|
struct scatterlist *src, unsigned int nbytes)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct blkcipher_walk walk;
|
||||||
|
u32 state[16];
|
||||||
|
int err;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (nbytes <= CHACHA20_BLOCK_SIZE)
|
||||||
|
return crypto_chacha20_crypt(desc, dst, src, nbytes);
|
||||||
|
|
||||||
|
blkcipher_walk_init(&walk, dst, src, nbytes);
|
||||||
|
err = blkcipher_walk_virt_block(desc, &walk, CHACHA20_BLOCK_SIZE);
|
||||||
|
|
||||||
|
crypto_chacha20_init(state, crypto_blkcipher_ctx(desc->tfm), walk.iv);
|
||||||
|
|
||||||
|
kernel_neon_begin();
|
||||||
|
|
||||||
|
while (walk.nbytes >= CHACHA20_BLOCK_SIZE) {
|
||||||
|
chacha20_dosimd(state, walk.dst.virt.addr, walk.src.virt.addr,
|
||||||
|
rounddown(walk.nbytes, CHACHA20_BLOCK_SIZE));
|
||||||
|
err = blkcipher_walk_done(desc, &walk,
|
||||||
|
walk.nbytes % CHACHA20_BLOCK_SIZE);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (walk.nbytes) {
|
||||||
|
chacha20_dosimd(state, walk.dst.virt.addr, walk.src.virt.addr,
|
||||||
|
walk.nbytes);
|
||||||
|
err = blkcipher_walk_done(desc, &walk, 0);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
kernel_neon_end();
|
||||||
|
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static struct crypto_alg alg = {
|
||||||
|
.cra_name = "chacha20",
|
||||||
|
.cra_driver_name = "chacha20-neon",
|
||||||
|
.cra_priority = 300,
|
||||||
|
.cra_flags = CRYPTO_ALG_TYPE_BLKCIPHER,
|
||||||
|
.cra_blocksize = 1,
|
||||||
|
.cra_type = &crypto_blkcipher_type,
|
||||||
|
.cra_ctxsize = sizeof(struct chacha20_ctx),
|
||||||
|
.cra_alignmask = sizeof(u32) - 1,
|
||||||
|
.cra_module = THIS_MODULE,
|
||||||
|
.cra_u = {
|
||||||
|
.blkcipher = {
|
||||||
|
.min_keysize = CHACHA20_KEY_SIZE,
|
||||||
|
.max_keysize = CHACHA20_KEY_SIZE,
|
||||||
|
.ivsize = CHACHA20_IV_SIZE,
|
||||||
|
.geniv = "seqiv",
|
||||||
|
.setkey = crypto_chacha20_setkey,
|
||||||
|
.encrypt = chacha20_simd,
|
||||||
|
.decrypt = chacha20_simd,
|
||||||
|
},
|
||||||
|
},
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
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static int __init chacha20_simd_mod_init(void)
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{
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return crypto_register_alg(&alg);
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}
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static void __exit chacha20_simd_mod_fini(void)
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{
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crypto_unregister_alg(&alg);
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}
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module_init(chacha20_simd_mod_init);
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module_exit(chacha20_simd_mod_fini);
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MODULE_AUTHOR("Ard Biesheuvel <ard.biesheuvel@linaro.org>");
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MODULE_LICENSE("GPL v2");
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MODULE_ALIAS_CRYPTO("chacha20");
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