crypto/ppccap.c

   1 /*
   2  * Copyright 2009-2021 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #include <stdio.h>
  11 #include <stdlib.h>
  12 #include <string.h>
  13 #include <setjmp.h>
  14 #include <signal.h>
  15 #include <unistd.h>
  16 #if defined(__linux) || defined(_AIX)
  17 # include <sys/utsname.h>
  18 #endif
  19 #if defined(_AIX53)     /* defined even on post-5.3 */
  20 # include <sys/systemcfg.h>
  21 # if !defined(__power_set)
  22 #  define __power_set(a) (_system_configuration.implementation & (a))
  23 # endif
  24 #endif
  25 #if defined(__APPLE__) && defined(__MACH__)
  26 # include <sys/types.h>
  27 # include <sys/sysctl.h>
  28 #endif
  29 #include <openssl/crypto.h>
  30 #include "internal/cryptlib.h"
  31 #include "crypto/ppc_arch.h"
  32
  33 unsigned int OPENSSL_ppccap_P = 0;
  34
  35 static sigset_t all_masked;
  36
  37 static sigjmp_buf ill_jmp;
  38 static void ill_handler(int sig)
  39 {
  40     siglongjmp(ill_jmp, sig);
  41 }
  42
  43 void OPENSSL_fpu_probe(void);
  44 void OPENSSL_ppc64_probe(void);
  45 void OPENSSL_altivec_probe(void);
  46 void OPENSSL_crypto207_probe(void);
  47 void OPENSSL_madd300_probe(void);
  48
  49 long OPENSSL_rdtsc_mftb(void);
  50 long OPENSSL_rdtsc_mfspr268(void);
  51
  52 uint32_t OPENSSL_rdtsc(void)
  53 {
  54     if (OPENSSL_ppccap_P & PPC_MFTB)
  55         return OPENSSL_rdtsc_mftb();
  56     else if (OPENSSL_ppccap_P & PPC_MFSPR268)
  57         return OPENSSL_rdtsc_mfspr268();
  58     else
  59         return 0;
  60 }
  61
  62 size_t OPENSSL_instrument_bus_mftb(unsigned int *, size_t);
  63 size_t OPENSSL_instrument_bus_mfspr268(unsigned int *, size_t);
  64
  65 size_t OPENSSL_instrument_bus(unsigned int *out, size_t cnt)
  66 {
  67     if (OPENSSL_ppccap_P & PPC_MFTB)
  68         return OPENSSL_instrument_bus_mftb(out, cnt);
  69     else if (OPENSSL_ppccap_P & PPC_MFSPR268)
  70         return OPENSSL_instrument_bus_mfspr268(out, cnt);
  71     else
  72         return 0;
  73 }
  74
  75 size_t OPENSSL_instrument_bus2_mftb(unsigned int *, size_t, size_t);
  76 size_t OPENSSL_instrument_bus2_mfspr268(unsigned int *, size_t, size_t);
  77
  78 size_t OPENSSL_instrument_bus2(unsigned int *out, size_t cnt, size_t max)
  79 {
  80     if (OPENSSL_ppccap_P & PPC_MFTB)
  81         return OPENSSL_instrument_bus2_mftb(out, cnt, max);
  82     else if (OPENSSL_ppccap_P & PPC_MFSPR268)
  83         return OPENSSL_instrument_bus2_mfspr268(out, cnt, max);
  84     else
  85         return 0;
  86 }
  87
  88 #if defined(__GLIBC__) && defined(__GLIBC_PREREQ)
  89 # if __GLIBC_PREREQ(2, 16)
  90 #  include <sys/auxv.h>
  91 #  define OSSL_IMPLEMENT_GETAUXVAL
  92 # elif defined(__ANDROID_API__)
  93 /* see https://developer.android.google.cn/ndk/guides/cpu-features */
  94 #  if __ANDROID_API__ >= 18
  95 #   include <sys/auxv.h>
  96 #   define OSSL_IMPLEMENT_GETAUXVAL
  97 #  endif
  98 # endif
  99 #endif
 100
 101 #if defined(__FreeBSD__)
 102 # include <sys/param.h>
 103 # if __FreeBSD_version >= 1200000
 104 #  include <sys/auxv.h>
 105 #  define OSSL_IMPLEMENT_GETAUXVAL
 106
 107 static unsigned long getauxval(unsigned long key)
 108 {
 109   unsigned long val = 0ul;
 110
 111   if (elf_aux_info((int)key, &val, sizeof(val)) != 0)
 112     return 0ul;
 113
 114   return val;
 115 }
 116 # endif
 117 #endif
 118
 119 /* I wish <sys/auxv.h> was universally available */
 120 #define HWCAP                   16      /* AT_HWCAP */
 121 #define HWCAP_PPC64             (1U << 30)
 122 #define HWCAP_ALTIVEC           (1U << 28)
 123 #define HWCAP_FPU               (1U << 27)
 124 #define HWCAP_POWER6_EXT        (1U << 9)
 125 #define HWCAP_VSX               (1U << 7)
 126
 127 #define HWCAP2                  26      /* AT_HWCAP2 */
 128 #define HWCAP_VEC_CRYPTO        (1U << 25)
 129 #define HWCAP_ARCH_3_00         (1U << 23)
 130
 131 # if defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2
 132 __attribute__ ((constructor))
 133 # endif
 134 void OPENSSL_cpuid_setup(void)
 135 {
 136     char *e;
 137     struct sigaction ill_oact, ill_act;
 138     sigset_t oset;
 139     static int trigger = 0;
 140
 141     if (trigger)
 142         return;
 143     trigger = 1;
 144
 145     if ((e = getenv("OPENSSL_ppccap"))) {
 146         OPENSSL_ppccap_P = strtoul(e, NULL, 0);
 147         return;
 148     }
 149
 150     OPENSSL_ppccap_P = 0;
 151
 152 #if defined(_AIX)
 153     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU;
 154
 155     if (sizeof(size_t) == 4) {
 156         struct utsname uts;
 157 # if defined(_SC_AIX_KERNEL_BITMODE)
 158         if (sysconf(_SC_AIX_KERNEL_BITMODE) != 64)
 159             return;
 160 # endif
 161         if (uname(&uts) != 0 || atoi(uts.version) < 6)
 162             return;
 163     }
 164
 165 # if defined(__power_set)
 166     /*
 167      * Value used in __power_set is a single-bit 1<<n one denoting
 168      * specific processor class. Incidentally 0xffffffff<<n can be
 169      * used to denote specific processor and its successors.
 170      */
 171     if (sizeof(size_t) == 4) {
 172         /* In 32-bit case PPC_FPU64 is always fastest [if option] */
 173         if (__power_set(0xffffffffU<<13))       /* POWER5 and later */
 174             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
 175     } else {
 176         /* In 64-bit case PPC_FPU64 is fastest only on POWER6 */
 177         if (__power_set(0x1U<<14))              /* POWER6 */
 178             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
 179     }
 180
 181     if (__power_set(0xffffffffU<<14))           /* POWER6 and later */
 182         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_ALTIVEC;
 183
 184     if (__power_set(0xffffffffU<<16))           /* POWER8 and later */
 185         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_CRYPTO207;
 186
 187     if (__power_set(0xffffffffU<<17))           /* POWER9 and later */
 188         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MADD300;
 189
 190     return;
 191 # endif
 192 #endif
 193
 194 #if defined(__APPLE__) && defined(__MACH__)
 195     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU;
 196
 197     {
 198         int val;
 199         size_t len = sizeof(val);
 200
 201         if (sysctlbyname("hw.optional.64bitops", &val, &len, NULL, 0) == 0) {
 202             if (val)
 203                 OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
 204         }
 205
 206         len = sizeof(val);
 207         if (sysctlbyname("hw.optional.altivec", &val, &len, NULL, 0) == 0) {
 208             if (val)
 209                 OPENSSL_ppccap_P |= PPC_ALTIVEC;
 210         }
 211
 212         return;
 213     }
 214 #endif
 215
 216 #ifdef OSSL_IMPLEMENT_GETAUXVAL
 217     {
 218         unsigned long hwcap = getauxval(HWCAP);
 219         unsigned long hwcap2 = getauxval(HWCAP2);
 220
 221         if (hwcap & HWCAP_FPU) {
 222             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU;
 223
 224             if (sizeof(size_t) == 4) {
 225                 /* In 32-bit case PPC_FPU64 is always fastest [if option] */
 226                 if (hwcap & HWCAP_PPC64)
 227                     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
 228             } else {
 229                 /* In 64-bit case PPC_FPU64 is fastest only on POWER6 */
 230                 if (hwcap & HWCAP_POWER6_EXT)
 231                     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
 232             }
 233         }
 234
 235         if (hwcap & HWCAP_ALTIVEC) {
 236             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_ALTIVEC;
 237
 238             if ((hwcap & HWCAP_VSX) && (hwcap2 & HWCAP_VEC_CRYPTO))
 239                 OPENSSL_ppccap_P |= PPC_CRYPTO207;
 240         }
 241
 242         if (hwcap2 & HWCAP_ARCH_3_00) {
 243             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MADD300;
 244         }
 245     }
 246 #endif
 247
 248     sigfillset(&all_masked);
 249     sigdelset(&all_masked, SIGILL);
 250     sigdelset(&all_masked, SIGTRAP);
 251 #ifdef SIGEMT
 252     sigdelset(&all_masked, SIGEMT);
 253 #endif
 254     sigdelset(&all_masked, SIGFPE);
 255     sigdelset(&all_masked, SIGBUS);
 256     sigdelset(&all_masked, SIGSEGV);
 257
 258     memset(&ill_act, 0, sizeof(ill_act));
 259     ill_act.sa_handler = ill_handler;
 260     ill_act.sa_mask = all_masked;
 261
 262     sigprocmask(SIG_SETMASK, &ill_act.sa_mask, &oset);
 263     sigaction(SIGILL, &ill_act, &ill_oact);
 264
 265 #ifndef OSSL_IMPLEMENT_GETAUXVAL
 266     if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
 267         OPENSSL_fpu_probe();
 268         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU;
 269
 270         if (sizeof(size_t) == 4) {
 271 # ifdef __linux
 272             struct utsname uts;
 273             if (uname(&uts) == 0 && strcmp(uts.machine, "ppc64") == 0)
 274 # endif
 275                 if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
 276                     OPENSSL_ppc64_probe();
 277                     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
 278                 }
 279         } else {
 280             /*
 281              * Wanted code detecting POWER6 CPU and setting PPC_FPU64
 282              */
 283         }
 284     }
 285
 286     if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
 287         OPENSSL_altivec_probe();
 288         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_ALTIVEC;
 289         if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
 290             OPENSSL_crypto207_probe();
 291             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_CRYPTO207;
 292         }
 293     }
 294
 295     if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
 296         OPENSSL_madd300_probe();
 297         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MADD300;
 298     }
 299 #endif
 300
 301     if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
 302         OPENSSL_rdtsc_mftb();
 303         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MFTB;
 304     } else if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
 305         OPENSSL_rdtsc_mfspr268();
 306         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MFSPR268;
 307     }
 308
 309     sigaction(SIGILL, &ill_oact, NULL);
 310     sigprocmask(SIG_SETMASK, &oset, NULL);
 311 }