c825568e02411b5c71c7187bc495f45299071654
[openssl.git] / crypto / ppccap.c
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <string.h>
4 #include <setjmp.h>
5 #include <signal.h>
6 #include <unistd.h>
7 #if defined(__linux) || defined(_AIX)
8 # include <sys/utsname.h>
9 #endif
10 #if defined(_AIX53)     /* defined even on post-5.3 */
11 # include <sys/systemcfg.h>
12 # if !defined(__power_set)
13 #  define __power_set(a) (_system_configuration.implementation & (a))
14 # endif
15 #endif
16 #include <openssl/crypto.h>
17 #include <openssl/bn.h>
18
19 #include "ppc_arch.h"
20
21 unsigned int OPENSSL_ppccap_P = 0;
22
23 static sigset_t all_masked;
24
25 #ifdef OPENSSL_BN_ASM_MONT
26 int bn_mul_mont(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp,
27                 const BN_ULONG *np, const BN_ULONG *n0, int num)
28 {
29     int bn_mul_mont_fpu64(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap,
30                           const BN_ULONG *bp, const BN_ULONG *np,
31                           const BN_ULONG *n0, int num);
32     int bn_mul_mont_int(BN_ULONG *rp, const BN_ULONG *ap, const BN_ULONG *bp,
33                         const BN_ULONG *np, const BN_ULONG *n0, int num);
34
35     if (sizeof(size_t) == 4) {
36 # if 1 || (defined(__APPLE__) && defined(__MACH__))
37         if (num >= 8 && (num & 3) == 0 && (OPENSSL_ppccap_P & PPC_FPU64))
38             return bn_mul_mont_fpu64(rp, ap, bp, np, n0, num);
39 # else
40         /*
41          * boundary of 32 was experimentally determined on Linux 2.6.22,
42          * might have to be adjusted on AIX...
43          */
44         if (num >= 32 && (num & 3) == 0 && (OPENSSL_ppccap_P & PPC_FPU64)) {
45             sigset_t oset;
46             int ret;
47
48             sigprocmask(SIG_SETMASK, &all_masked, &oset);
49             ret = bn_mul_mont_fpu64(rp, ap, bp, np, n0, num);
50             sigprocmask(SIG_SETMASK, &oset, NULL);
51
52             return ret;
53         }
54 # endif
55     } else if ((OPENSSL_ppccap_P & PPC_FPU64))
56         /*
57          * this is a "must" on POWER6, but run-time detection is not
58          * implemented yet...
59          */
60         return bn_mul_mont_fpu64(rp, ap, bp, np, n0, num);
61
62     return bn_mul_mont_int(rp, ap, bp, np, n0, num);
63 }
64 #endif
65
66 void sha256_block_p8(void *ctx, const void *inp, size_t len);
67 void sha256_block_ppc(void *ctx, const void *inp, size_t len);
68 void sha256_block_data_order(void *ctx, const void *inp, size_t len)
69 {
70     OPENSSL_ppccap_P & PPC_CRYPTO207 ? sha256_block_p8(ctx, inp, len) :
71         sha256_block_ppc(ctx, inp, len);
72 }
73
74 void sha512_block_p8(void *ctx, const void *inp, size_t len);
75 void sha512_block_ppc(void *ctx, const void *inp, size_t len);
76 void sha512_block_data_order(void *ctx, const void *inp, size_t len)
77 {
78     OPENSSL_ppccap_P & PPC_CRYPTO207 ? sha512_block_p8(ctx, inp, len) :
79         sha512_block_ppc(ctx, inp, len);
80 }
81
82 #ifndef OPENSSL_NO_CHACHA
83 void ChaCha20_ctr32_int(unsigned char *out, const unsigned char *inp,
84                         size_t len, const unsigned int key[8],
85                         const unsigned int counter[4]);
86 void ChaCha20_ctr32_vmx(unsigned char *out, const unsigned char *inp,
87                         size_t len, const unsigned int key[8],
88                         const unsigned int counter[4]);
89 void ChaCha20_ctr32(unsigned char *out, const unsigned char *inp,
90                     size_t len, const unsigned int key[8],
91                     const unsigned int counter[4])
92 {
93     OPENSSL_ppccap_P & PPC_ALTIVEC
94         ? ChaCha20_ctr32_vmx(out, inp, len, key, counter)
95         : ChaCha20_ctr32_int(out, inp, len, key, counter);
96 }
97 #endif
98
99 #ifndef OPENSSL_NO_POLY1305
100 void poly1305_init_int(void *ctx, const unsigned char key[16]);
101 void poly1305_blocks(void *ctx, const unsigned char *inp, size_t len,
102                          unsigned int padbit);
103 void poly1305_emit(void *ctx, unsigned char mac[16],
104                        const unsigned int nonce[4]);
105 void poly1305_init_fpu(void *ctx, const unsigned char key[16]);
106 void poly1305_blocks_fpu(void *ctx, const unsigned char *inp, size_t len,
107                          unsigned int padbit);
108 void poly1305_emit_fpu(void *ctx, unsigned char mac[16],
109                        const unsigned int nonce[4]);
110 int poly1305_init(void *ctx, const unsigned char key[16], void *func[2])
111 {
112     if (sizeof(size_t) == 4 && (OPENSSL_ppccap_P & PPC_FPU)) {
113         poly1305_init_fpu(ctx,key);
114         func[0] = poly1305_blocks_fpu;
115         func[1] = poly1305_emit_fpu;
116     } else {
117         poly1305_init_int(ctx,key);
118         func[0] = poly1305_blocks;
119         func[1] = poly1305_emit;
120     }
121     return 1;
122 }
123 #endif
124
125 static sigjmp_buf ill_jmp;
126 static void ill_handler(int sig)
127 {
128     siglongjmp(ill_jmp, sig);
129 }
130
131 void OPENSSL_fpu_probe(void);
132 void OPENSSL_ppc64_probe(void);
133 void OPENSSL_altivec_probe(void);
134 void OPENSSL_crypto207_probe(void);
135
136 /*
137  * Use a weak reference to getauxval() so we can use it if it is available
138  * but don't break the build if it is not. Note that this is *link-time*
139  * feature detection, not *run-time*. In other words if we link with
140  * symbol present, it's expected to be present even at run-time.
141  */
142 #if defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2 && defined(__ELF__)
143 extern unsigned long getauxval(unsigned long type) __attribute__ ((weak));
144 #else
145 static unsigned long (*getauxval) (unsigned long) = NULL;
146 #endif
147
148 /* I wish <sys/auxv.h> was universally available */
149 #define HWCAP                   16      /* AT_HWCAP */
150 #define HWCAP_PPC64             (1U << 30)
151 #define HWCAP_ALTIVEC           (1U << 28)
152 #define HWCAP_FPU               (1U << 27)
153 #define HWCAP_POWER6_EXT        (1U << 9)
154 #define HWCAP_VSX               (1U << 7)
155
156 #define HWCAP2                  26      /* AT_HWCAP2 */
157 #define HWCAP_VEC_CRYPTO        (1U << 25)
158 #define HWCAP_ARCH_3_00         (1U << 23)
159
160 # if defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2
161 __attribute__ ((constructor))
162 # endif
163 void OPENSSL_cpuid_setup(void)
164 {
165     char *e;
166     struct sigaction ill_oact, ill_act;
167     sigset_t oset;
168     static int trigger = 0;
169
170     if (trigger)
171         return;
172     trigger = 1;
173
174     if ((e = getenv("OPENSSL_ppccap"))) {
175         OPENSSL_ppccap_P = strtoul(e, NULL, 0);
176         return;
177     }
178
179     OPENSSL_ppccap_P = 0;
180
181 #if defined(_AIX)
182     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU;
183
184     if (sizeof(size_t) == 4) {
185         struct utsname uts;
186 # if defined(_SC_AIX_KERNEL_BITMODE)
187         if (sysconf(_SC_AIX_KERNEL_BITMODE) != 64)
188             return;
189 # endif
190         if (uname(&uts) != 0 || atoi(uts.version) < 6)
191             return;
192     }
193
194 # if defined(__power_set)
195     /*
196      * Value used in __power_set is a single-bit 1<<n one denoting
197      * specific processor class. Incidentally 0xffffffff<<n can be
198      * used to denote specific processor and its successors.
199      */
200     if (sizeof(size_t) == 4) {
201         /* In 32-bit case PPC_FPU64 is always fastest [if option] */
202         if (__power_set(0xffffffffU<<13))       /* POWER5 and later */
203             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
204     } else {
205         /* In 64-bit case PPC_FPU64 is fastest only on POWER6 */
206         if (__power_set(0x1U<<14))              /* POWER6 */
207             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
208     }
209
210     if (__power_set(0xffffffffU<<14))           /* POWER6 and later */
211         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_ALTIVEC;
212
213     if (__power_set(0xffffffffU<<16))           /* POWER8 and later */
214         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_CRYPTO207;
215
216     if (__power_set(0xffffffffU<<17))           /* POWER9 and later */
217         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MADD300;
218
219     return;
220 # endif
221 #endif
222
223     if (getauxval != NULL) {
224         unsigned long hwcap = getauxval(HWCAP);
225
226         if (hwcap & HWCAP_FPU) {
227             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU;
228
229             if (sizeof(size_t) == 4) {
230                 /* In 32-bit case PPC_FPU64 is always fastest [if option] */
231                 if (hwcap & HWCAP_PPC64)
232                     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
233             } else {
234                 /* In 64-bit case PPC_FPU64 is fastest only on POWER6 */
235                 if (hwcap & HWCAP_POWER6_EXT)
236                     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
237             }
238         }
239
240         if (hwcap & HWCAP_ALTIVEC) {
241             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_ALTIVEC;
242
243             if ((hwcap & HWCAP_VSX) && (getauxval(HWCAP2) & HWCAP_VEC_CRYPTO))
244                 OPENSSL_ppccap_P |= PPC_CRYPTO207;
245         }
246
247         if (hwcap & HWCAP_ARCH_3_00) {
248             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MADD300;
249         }
250
251         return;
252     }
253
254     sigfillset(&all_masked);
255     sigdelset(&all_masked, SIGILL);
256     sigdelset(&all_masked, SIGTRAP);
257 #ifdef SIGEMT
258     sigdelset(&all_masked, SIGEMT);
259 #endif
260     sigdelset(&all_masked, SIGFPE);
261     sigdelset(&all_masked, SIGBUS);
262     sigdelset(&all_masked, SIGSEGV);
263
264     memset(&ill_act, 0, sizeof(ill_act));
265     ill_act.sa_handler = ill_handler;
266     ill_act.sa_mask = all_masked;
267
268     sigprocmask(SIG_SETMASK, &ill_act.sa_mask, &oset);
269     sigaction(SIGILL, &ill_act, &ill_oact);
270
271     if (sigsetjmp(ill_jmp,1) == 0) {
272         OPENSSL_fpu_probe();
273         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU;
274
275         if (sizeof(size_t) == 4) {
276 #ifdef __linux
277             struct utsname uts;
278             if (uname(&uts) == 0 && strcmp(uts.machine, "ppc64") == 0)
279 #endif
280                 if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
281                     OPENSSL_ppc64_probe();
282                     OPENSSL_ppccap_P |= PPC_FPU64;
283                 }
284         } else {
285             /*
286              * Wanted code detecting POWER6 CPU and setting PPC_FPU64
287              */
288         }
289     }
290
291     if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
292         OPENSSL_altivec_probe();
293         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_ALTIVEC;
294         if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
295             OPENSSL_crypto207_probe();
296             OPENSSL_ppccap_P |= PPC_CRYPTO207;
297         }
298     }
299
300     if (sigsetjmp(ill_jmp, 1) == 0) {
301         OPENSSL_madd300_probe();
302         OPENSSL_ppccap_P |= PPC_MADD300;
303     }
304
305     sigaction(SIGILL, &ill_oact, NULL);
306     sigprocmask(SIG_SETMASK, &oset, NULL);
307 }