[ARM] 2930/1: optimized sha1 implementation for ARM
authorNicolas Pitre <nico@cam.org>
Fri, 28 Oct 2005 14:26:40 +0000 (15:26 +0100)
committerRussell King <rmk+kernel@arm.linux.org.uk>
Fri, 28 Oct 2005 14:26:40 +0000 (15:26 +0100)
Patch from Nicolas Pitre

Here's an ARM assembly SHA1 implementation to replace the default C
version. It is approximately 50% faster than the generic C version. On
an XScale processor running at 400MHz:
generic C version: 9.8 MB/s
my version: 14.5 MB/s
This code is useful to quite a few callers in the tree:
crypto/sha1.c: sha_transform(sctx->state, sctx->buffer, temp);
crypto/sha1.c: sha_transform(sctx->state, &data[i], temp);
drivers/char/random.c: sha_transform(buf, (__u8 *)r->pool+i, buf + 5);
drivers/char/random.c: sha_transform(buf, (__u8 *)data, buf + 5);
net/ipv4/syncookies.c: sha_transform(tmp + 16, (__u8 *)tmp, tmp + 16 + 5);

Signed-off-by: Nicolas Pitre <nico@cam.org>
Seems to work fine on big-endian as well.

Signed-off-by: Lennert Buytenhek <buytenh@wantstofly.org>
Signed-off-by: Russell King <rmk+kernel@arm.linux.org.uk>
arch/arm/lib/Makefile
arch/arm/lib/sha1.S [new file with mode: 0644]

index 8725d63e4219801eadf0b4c7704b5384d4077af4..71e5b99e519ea07c0969ea8ae38e57e8b6f0bf9e 100644 (file)
@@ -11,7 +11,7 @@ lib-y         := backtrace.o changebit.o csumipv6.o csumpartial.o   \
                   strnlen_user.o strchr.o strrchr.o testchangebit.o  \
                   testclearbit.o testsetbit.o uaccess.o getuser.o    \
                   putuser.o ashldi3.o ashrdi3.o lshrdi3.o muldi3.o   \
-                  ucmpdi2.o lib1funcs.o div64.o                      \
+                  ucmpdi2.o lib1funcs.o div64.o sha1.o               \
                   io-readsb.o io-writesb.o io-readsl.o io-writesl.o
 
 ifeq ($(CONFIG_CPU_32v3),y)
diff --git a/arch/arm/lib/sha1.S b/arch/arm/lib/sha1.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..ff6ece4
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,206 @@
+/*
+ *  linux/arch/arm/lib/sha1.S
+ *
+ *  SHA transform optimized for ARM
+ *
+ *  Copyright: (C) 2005 by Nicolas Pitre <nico@cam.org>
+ *  Created:   September 17, 2005
+ *
+ *  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.
+ *
+ *  The reference implementation for this code is linux/lib/sha1.c
+ */
+
+#include <linux/linkage.h>
+
+       .text
+
+
+/*
+ * void sha_transform(__u32 *digest, const char *in, __u32 *W)
+ *
+ * Note: the "in" ptr may be unaligned.
+ */
+
+ENTRY(sha_transform)
+
+       stmfd   sp!, {r4 - r8, lr}
+
+       @ for (i = 0; i < 16; i++)
+       @         W[i] = be32_to_cpu(in[i]); */
+
+#ifdef __ARMEB__
+       mov     r4, r0
+       mov     r0, r2
+       mov     r2, #64
+       bl      memcpy
+       mov     r2, r0
+       mov     r0, r4
+#else
+       mov     r3, r2
+       mov     lr, #16
+1:     ldrb    r4, [r1], #1
+       ldrb    r5, [r1], #1
+       ldrb    r6, [r1], #1
+       ldrb    r7, [r1], #1
+       subs    lr, lr, #1
+       orr     r5, r5, r4, lsl #8
+       orr     r6, r6, r5, lsl #8
+       orr     r7, r7, r6, lsl #8
+       str     r7, [r3], #4
+       bne     1b
+#endif
+
+       @ for (i = 0; i < 64; i++)
+       @         W[i+16] = ror(W[i+13] ^ W[i+8] ^ W[i+2] ^ W[i], 31);
+
+       sub     r3, r2, #4
+       mov     lr, #64
+2:     ldr     r4, [r3, #4]!
+       subs    lr, lr, #1
+       ldr     r5, [r3, #8]
+       ldr     r6, [r3, #32]
+       ldr     r7, [r3, #52]
+       eor     r4, r4, r5
+       eor     r4, r4, r6
+       eor     r4, r4, r7
+       mov     r4, r4, ror #31
+       str     r4, [r3, #64]
+       bne     2b
+
+       /*
+        * The SHA functions are:
+        *
+        * f1(B,C,D) = (D ^ (B & (C ^ D)))
+        * f2(B,C,D) = (B ^ C ^ D)
+        * f3(B,C,D) = ((B & C) | (D & (B | C)))
+        *
+        * Then the sub-blocks are processed as follows:
+        *
+        * A' = ror(A, 27) + f(B,C,D) + E + K + *W++
+        * B' = A
+        * C' = ror(B, 2)
+        * D' = C
+        * E' = D
+        *
+        * We therefore unroll each loop 5 times to avoid register shuffling.
+        * Also the ror for C (and also D and E which are successivelyderived
+        * from it) is applied in place to cut on an additional mov insn for
+        * each round.
+        */
+
+       .macro  sha_f1, A, B, C, D, E
+       ldr     r3, [r2], #4
+       eor     ip, \C, \D
+       add     \E, r1, \E, ror #2
+       and     ip, \B, ip, ror #2
+       add     \E, \E, \A, ror #27
+       eor     ip, ip, \D, ror #2
+       add     \E, \E, r3
+       add     \E, \E, ip
+       .endm
+
+       .macro  sha_f2, A, B, C, D, E
+       ldr     r3, [r2], #4
+       add     \E, r1, \E, ror #2
+       eor     ip, \B, \C, ror #2
+       add     \E, \E, \A, ror #27
+       eor     ip, ip, \D, ror #2
+       add     \E, \E, r3
+       add     \E, \E, ip
+       .endm
+
+       .macro  sha_f3, A, B, C, D, E
+       ldr     r3, [r2], #4
+       add     \E, r1, \E, ror #2
+       orr     ip, \B, \C, ror #2
+       add     \E, \E, \A, ror #27
+       and     ip, ip, \D, ror #2
+       add     \E, \E, r3
+       and     r3, \B, \C, ror #2
+       orr     ip, ip, r3
+       add     \E, \E, ip
+       .endm
+
+       ldmia   r0, {r4 - r8}
+
+       mov     lr, #4
+       ldr     r1, .L_sha_K + 0
+
+       /* adjust initial values */
+       mov     r6, r6, ror #30
+       mov     r7, r7, ror #30
+       mov     r8, r8, ror #30
+
+3:     subs    lr, lr, #1
+       sha_f1  r4, r5, r6, r7, r8
+       sha_f1  r8, r4, r5, r6, r7
+       sha_f1  r7, r8, r4, r5, r6
+       sha_f1  r6, r7, r8, r4, r5
+       sha_f1  r5, r6, r7, r8, r4
+       bne     3b
+
+       ldr     r1, .L_sha_K + 4
+       mov     lr, #4
+
+4:     subs    lr, lr, #1
+       sha_f2  r4, r5, r6, r7, r8
+       sha_f2  r8, r4, r5, r6, r7
+       sha_f2  r7, r8, r4, r5, r6
+       sha_f2  r6, r7, r8, r4, r5
+       sha_f2  r5, r6, r7, r8, r4
+       bne     4b
+
+       ldr     r1, .L_sha_K + 8
+       mov     lr, #4
+
+5:     subs    lr, lr, #1
+       sha_f3  r4, r5, r6, r7, r8
+       sha_f3  r8, r4, r5, r6, r7
+       sha_f3  r7, r8, r4, r5, r6
+       sha_f3  r6, r7, r8, r4, r5
+       sha_f3  r5, r6, r7, r8, r4
+       bne     5b
+
+       ldr     r1, .L_sha_K + 12
+       mov     lr, #4
+
+6:     subs    lr, lr, #1
+       sha_f2  r4, r5, r6, r7, r8
+       sha_f2  r8, r4, r5, r6, r7
+       sha_f2  r7, r8, r4, r5, r6
+       sha_f2  r6, r7, r8, r4, r5
+       sha_f2  r5, r6, r7, r8, r4
+       bne     6b
+
+       ldmia   r0, {r1, r2, r3, ip, lr}
+       add     r4, r1, r4
+       add     r5, r2, r5
+       add     r6, r3, r6, ror #2
+       add     r7, ip, r7, ror #2
+       add     r8, lr, r8, ror #2
+       stmia   r0, {r4 - r8}
+
+       ldmfd   sp!, {r4 - r8, pc}
+
+.L_sha_K:
+       .word   0x5a827999, 0x6ed9eba1, 0x8f1bbcdc, 0xca62c1d6
+
+
+/*
+ * void sha_init(__u32 *buf)
+ */
+
+.L_sha_initial_digest:
+       .word   0x67452301, 0xefcdab89, 0x98badcfe, 0x10325476, 0xc3d2e1f0
+
+ENTRY(sha_init)
+
+       str     lr, [sp, #-4]!
+       adr     r1, .L_sha_initial_digest
+       ldmia   r1, {r1, r2, r3, ip, lr}
+       stmia   r0, {r1, r2, r3, ip, lr}
+       ldr     pc, [sp], #4
+