crypto/bn/asm/sparcv9a-mont.pl

   1 #! /usr/bin/env perl
   2 # Copyright 2005-2016 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 # ====================================================================
  11 # Written by Andy Polyakov <appro@openssl.org> for the OpenSSL
  12 # project. The module is, however, dual licensed under OpenSSL and
  13 # CRYPTOGAMS licenses depending on where you obtain it. For further
  14 # details see http://www.openssl.org/~appro/cryptogams/.
  15 # ====================================================================
  16
  17 # October 2005
  18 #
  19 # "Teaser" Montgomery multiplication module for UltraSPARC. Why FPU?
  20 # Because unlike integer multiplier, which simply stalls whole CPU,
  21 # FPU is fully pipelined and can effectively emit 48 bit partial
  22 # product every cycle. Why not blended SPARC v9? One can argue that
  23 # making this module dependent on UltraSPARC VIS extension limits its
  24 # binary compatibility. Well yes, it does exclude SPARC64 prior-V(!)
  25 # implementations from compatibility matrix. But the rest, whole Sun
  26 # UltraSPARC family and brand new Fujitsu's SPARC64 V, all support
  27 # VIS extension instructions used in this module. This is considered
  28 # good enough to not care about HAL SPARC64 users [if any] who have
  29 # integer-only pure SPARCv9 module to "fall down" to.
  30
  31 # USI&II cores currently exhibit uniform 2x improvement [over pre-
  32 # bn_mul_mont codebase] for all key lengths and benchmarks. On USIII
  33 # performance improves few percents for shorter keys and worsens few
  34 # percents for longer keys. This is because USIII integer multiplier
  35 # is >3x faster than USI&II one, which is harder to match [but see
  36 # TODO list below]. It should also be noted that SPARC64 V features
  37 # out-of-order execution, which *might* mean that integer multiplier
  38 # is pipelined, which in turn *might* be impossible to match... On
  39 # additional note, SPARC64 V implements FP Multiply-Add instruction,
  40 # which is perfectly usable in this context... In other words, as far
  41 # as Fujitsu SPARC64 V goes, talk to the author:-)
  42
  43 # The implementation implies following "non-natural" limitations on
  44 # input arguments:
  45 # - num may not be less than 4;
  46 # - num has to be even;
  47 # Failure to meet either condition has no fatal effects, simply
  48 # doesn't give any performance gain.
  49
  50 # TODO:
  51 # - modulo-schedule inner loop for better performance (on in-order
  52 #   execution core such as UltraSPARC this shall result in further
  53 #   noticeable(!) improvement);
  54 # - dedicated squaring procedure[?];
  55
  56 ######################################################################
  57 # November 2006
  58 #
  59 # Modulo-scheduled inner loops allow to interleave floating point and
  60 # integer instructions and minimize Read-After-Write penalties. This
  61 # results in *further* 20-50% performance improvement [depending on
  62 # key length, more for longer keys] on USI&II cores and 30-80% - on
  63 # USIII&IV.
  64
  65 # $output is the last argument if it looks like a file (it has an extension)
  66 $output = $#ARGV >= 0 && $ARGV[$#ARGV] =~ m|\.\w+$| ? pop : undef;
  67
  68 $output and open STDOUT,">$output";
  69
  70 $fname="bn_mul_mont_fpu";
  71
  72 $frame="STACK_FRAME";
  73 $bias="STACK_BIAS";
  74 $locals=64;
  75
  76 # In order to provide for 32-/64-bit ABI duality, I keep integers wider
  77 # than 32 bit in %g1-%g4 and %o0-%o5. %l0-%l7 and %i0-%i5 are used
  78 # exclusively for pointers, indexes and other small values...
  79 # int bn_mul_mont(
  80 $rp="%i0";      # BN_ULONG *rp,
  81 $ap="%i1";      # const BN_ULONG *ap,
  82 $bp="%i2";      # const BN_ULONG *bp,
  83 $np="%i3";      # const BN_ULONG *np,
  84 $n0="%i4";      # const BN_ULONG *n0,
  85 $num="%i5";     # int num);
  86
  87 $tp="%l0";      # t[num]
  88 $ap_l="%l1";    # a[num],n[num] are smashed to 32-bit words and saved
  89 $ap_h="%l2";    # to these four vectors as double-precision FP values.
  90 $np_l="%l3";    # This way a bunch of fxtods are eliminated in second
  91 $np_h="%l4";    # loop and L1-cache aliasing is minimized...
  92 $i="%l5";
  93 $j="%l6";
  94 $mask="%l7";    # 16-bit mask, 0xffff
  95
  96 $n0="%g4";      # reassigned(!) to "64-bit" register
  97 $carry="%i4";   # %i4 reused(!) for a carry bit
  98
  99 # FP register naming chart
 100 #
 101 #     ..HILO
 102 #       dcba
 103 #   --------
 104 #        LOa
 105 #       LOb
 106 #      LOc
 107 #     LOd
 108 #      HIa
 109 #     HIb
 110 #    HIc
 111 #   HId
 112 #    ..a
 113 #   ..b
 114 $ba="%f0";    $bb="%f2";    $bc="%f4";    $bd="%f6";
 115 $na="%f8";    $nb="%f10";   $nc="%f12";   $nd="%f14";
 116 $alo="%f16";  $alo_="%f17"; $ahi="%f18";  $ahi_="%f19";
 117 $nlo="%f20";  $nlo_="%f21"; $nhi="%f22";  $nhi_="%f23";
 118
 119 $dota="%f24"; $dotb="%f26";
 120
 121 $aloa="%f32"; $alob="%f34"; $aloc="%f36"; $alod="%f38";
 122 $ahia="%f40"; $ahib="%f42"; $ahic="%f44"; $ahid="%f46";
 123 $nloa="%f48"; $nlob="%f50"; $nloc="%f52"; $nlod="%f54";
 124 $nhia="%f56"; $nhib="%f58"; $nhic="%f60"; $nhid="%f62";
 125
 126 $ASI_FL16_P=0xD2;       # magic ASI value to engage 16-bit FP load
 127
 128 $code=<<___;
 129 #include "sparc_arch.h"
 130
 131 .section        ".text",#alloc,#execinstr
 132
 133 .global $fname
 134 .align  32
 135 $fname:
 136         save    %sp,-$frame-$locals,%sp
 137
 138         cmp     $num,4
 139         bl,a,pn %icc,.Lret
 140         clr     %i0
 141         andcc   $num,1,%g0              ! $num has to be even...
 142         bnz,a,pn %icc,.Lret
 143         clr     %i0                     ! signal "unsupported input value"
 144
 145         srl     $num,1,$num
 146         sethi   %hi(0xffff),$mask
 147         ld      [%i4+0],$n0             ! $n0 reassigned, remember?
 148         or      $mask,%lo(0xffff),$mask
 149         ld      [%i4+4],%o0
 150         sllx    %o0,32,%o0
 151         or      %o0,$n0,$n0             ! $n0=n0[1].n0[0]
 152
 153         sll     $num,3,$num             ! num*=8
 154
 155         add     %sp,$bias,%o0           ! real top of stack
 156         sll     $num,2,%o1
 157         add     %o1,$num,%o1            ! %o1=num*5
 158         sub     %o0,%o1,%o0
 159         and     %o0,-2048,%o0           ! optimize TLB utilization
 160         sub     %o0,$bias,%sp           ! alloca(5*num*8)
 161
 162         rd      %asi,%o7                ! save %asi
 163         add     %sp,$bias+$frame+$locals,$tp
 164         add     $tp,$num,$ap_l
 165         add     $ap_l,$num,$ap_l        ! [an]p_[lh] point at the vectors' ends !
 166         add     $ap_l,$num,$ap_h
 167         add     $ap_h,$num,$np_l
 168         add     $np_l,$num,$np_h
 169
 170         wr      %g0,$ASI_FL16_P,%asi    ! setup %asi for 16-bit FP loads
 171
 172         add     $rp,$num,$rp            ! readjust input pointers to point
 173         add     $ap,$num,$ap            ! at the ends too...
 174         add     $bp,$num,$bp
 175         add     $np,$num,$np
 176
 177         stx     %o7,[%sp+$bias+$frame+48]       ! save %asi
 178 \f
 179         sub     %g0,$num,$i             ! i=-num
 180         sub     %g0,$num,$j             ! j=-num
 181
 182         add     $ap,$j,%o3
 183         add     $bp,$i,%o4
 184
 185         ld      [%o3+4],%g1             ! bp[0]
 186         ld      [%o3+0],%o0
 187         ld      [%o4+4],%g5             ! ap[0]
 188         sllx    %g1,32,%g1
 189         ld      [%o4+0],%o1
 190         sllx    %g5,32,%g5
 191         or      %g1,%o0,%o0
 192         or      %g5,%o1,%o1
 193
 194         add     $np,$j,%o5
 195
 196         mulx    %o1,%o0,%o0             ! ap[0]*bp[0]
 197         mulx    $n0,%o0,%o0             ! ap[0]*bp[0]*n0
 198         stx     %o0,[%sp+$bias+$frame+0]
 199
 200         ld      [%o3+0],$alo_   ! load a[j] as pair of 32-bit words
 201         fzeros  $alo
 202         ld      [%o3+4],$ahi_
 203         fzeros  $ahi
 204         ld      [%o5+0],$nlo_   ! load n[j] as pair of 32-bit words
 205         fzeros  $nlo
 206         ld      [%o5+4],$nhi_
 207         fzeros  $nhi
 208
 209         ! transfer b[i] to FPU as 4x16-bit values
 210         ldda    [%o4+2]%asi,$ba
 211         fxtod   $alo,$alo
 212         ldda    [%o4+0]%asi,$bb
 213         fxtod   $ahi,$ahi
 214         ldda    [%o4+6]%asi,$bc
 215         fxtod   $nlo,$nlo
 216         ldda    [%o4+4]%asi,$bd
 217         fxtod   $nhi,$nhi
 218
 219         ! transfer ap[0]*b[0]*n0 to FPU as 4x16-bit values
 220         ldda    [%sp+$bias+$frame+6]%asi,$na
 221         fxtod   $ba,$ba
 222         ldda    [%sp+$bias+$frame+4]%asi,$nb
 223         fxtod   $bb,$bb
 224         ldda    [%sp+$bias+$frame+2]%asi,$nc
 225         fxtod   $bc,$bc
 226         ldda    [%sp+$bias+$frame+0]%asi,$nd
 227         fxtod   $bd,$bd
 228
 229         std     $alo,[$ap_l+$j]         ! save smashed ap[j] in double format
 230         fxtod   $na,$na
 231         std     $ahi,[$ap_h+$j]
 232         fxtod   $nb,$nb
 233         std     $nlo,[$np_l+$j]         ! save smashed np[j] in double format
 234         fxtod   $nc,$nc
 235         std     $nhi,[$np_h+$j]
 236         fxtod   $nd,$nd
 237
 238                 fmuld   $alo,$ba,$aloa
 239                 fmuld   $nlo,$na,$nloa
 240                 fmuld   $alo,$bb,$alob
 241                 fmuld   $nlo,$nb,$nlob
 242                 fmuld   $alo,$bc,$aloc
 243         faddd   $aloa,$nloa,$nloa
 244                 fmuld   $nlo,$nc,$nloc
 245                 fmuld   $alo,$bd,$alod
 246         faddd   $alob,$nlob,$nlob
 247                 fmuld   $nlo,$nd,$nlod
 248                 fmuld   $ahi,$ba,$ahia
 249         faddd   $aloc,$nloc,$nloc
 250                 fmuld   $nhi,$na,$nhia
 251                 fmuld   $ahi,$bb,$ahib
 252         faddd   $alod,$nlod,$nlod
 253                 fmuld   $nhi,$nb,$nhib
 254                 fmuld   $ahi,$bc,$ahic
 255         faddd   $ahia,$nhia,$nhia
 256                 fmuld   $nhi,$nc,$nhic
 257                 fmuld   $ahi,$bd,$ahid
 258         faddd   $ahib,$nhib,$nhib
 259                 fmuld   $nhi,$nd,$nhid
 260
 261         faddd   $ahic,$nhic,$dota       ! $nhic
 262         faddd   $ahid,$nhid,$dotb       ! $nhid
 263
 264         faddd   $nloc,$nhia,$nloc
 265         faddd   $nlod,$nhib,$nlod
 266
 267         fdtox   $nloa,$nloa
 268         fdtox   $nlob,$nlob
 269         fdtox   $nloc,$nloc
 270         fdtox   $nlod,$nlod
 271
 272         std     $nloa,[%sp+$bias+$frame+0]
 273         add     $j,8,$j
 274         std     $nlob,[%sp+$bias+$frame+8]
 275         add     $ap,$j,%o4
 276         std     $nloc,[%sp+$bias+$frame+16]
 277         add     $np,$j,%o5
 278         std     $nlod,[%sp+$bias+$frame+24]
 279 \f
 280         ld      [%o4+0],$alo_   ! load a[j] as pair of 32-bit words
 281         fzeros  $alo
 282         ld      [%o4+4],$ahi_
 283         fzeros  $ahi
 284         ld      [%o5+0],$nlo_   ! load n[j] as pair of 32-bit words
 285         fzeros  $nlo
 286         ld      [%o5+4],$nhi_
 287         fzeros  $nhi
 288
 289         fxtod   $alo,$alo
 290         fxtod   $ahi,$ahi
 291         fxtod   $nlo,$nlo
 292         fxtod   $nhi,$nhi
 293
 294         ldx     [%sp+$bias+$frame+0],%o0
 295                 fmuld   $alo,$ba,$aloa
 296         ldx     [%sp+$bias+$frame+8],%o1
 297                 fmuld   $nlo,$na,$nloa
 298         ldx     [%sp+$bias+$frame+16],%o2
 299                 fmuld   $alo,$bb,$alob
 300         ldx     [%sp+$bias+$frame+24],%o3
 301                 fmuld   $nlo,$nb,$nlob
 302
 303         srlx    %o0,16,%o7
 304         std     $alo,[$ap_l+$j]         ! save smashed ap[j] in double format
 305                 fmuld   $alo,$bc,$aloc
 306         add     %o7,%o1,%o1
 307         std     $ahi,[$ap_h+$j]
 308                 faddd   $aloa,$nloa,$nloa
 309                 fmuld   $nlo,$nc,$nloc
 310         srlx    %o1,16,%o7
 311         std     $nlo,[$np_l+$j]         ! save smashed np[j] in double format
 312                 fmuld   $alo,$bd,$alod
 313         add     %o7,%o2,%o2
 314         std     $nhi,[$np_h+$j]
 315                 faddd   $alob,$nlob,$nlob
 316                 fmuld   $nlo,$nd,$nlod
 317         srlx    %o2,16,%o7
 318                 fmuld   $ahi,$ba,$ahia
 319         add     %o7,%o3,%o3             ! %o3.%o2[0..15].%o1[0..15].%o0[0..15]
 320                 faddd   $aloc,$nloc,$nloc
 321                 fmuld   $nhi,$na,$nhia
 322         !and    %o0,$mask,%o0
 323         !and    %o1,$mask,%o1
 324         !and    %o2,$mask,%o2
 325         !sllx   %o1,16,%o1
 326         !sllx   %o2,32,%o2
 327         !sllx   %o3,48,%o7
 328         !or     %o1,%o0,%o0
 329         !or     %o2,%o0,%o0
 330         !or     %o7,%o0,%o0             ! 64-bit result
 331         srlx    %o3,16,%g1              ! 34-bit carry
 332                 fmuld   $ahi,$bb,$ahib
 333
 334         faddd   $alod,$nlod,$nlod
 335                 fmuld   $nhi,$nb,$nhib
 336                 fmuld   $ahi,$bc,$ahic
 337         faddd   $ahia,$nhia,$nhia
 338                 fmuld   $nhi,$nc,$nhic
 339                 fmuld   $ahi,$bd,$ahid
 340         faddd   $ahib,$nhib,$nhib
 341                 fmuld   $nhi,$nd,$nhid
 342
 343         faddd   $dota,$nloa,$nloa
 344         faddd   $dotb,$nlob,$nlob
 345         faddd   $ahic,$nhic,$dota       ! $nhic
 346         faddd   $ahid,$nhid,$dotb       ! $nhid
 347
 348         faddd   $nloc,$nhia,$nloc
 349         faddd   $nlod,$nhib,$nlod
 350
 351         fdtox   $nloa,$nloa
 352         fdtox   $nlob,$nlob
 353         fdtox   $nloc,$nloc
 354         fdtox   $nlod,$nlod
 355
 356         std     $nloa,[%sp+$bias+$frame+0]
 357         std     $nlob,[%sp+$bias+$frame+8]
 358         addcc   $j,8,$j
 359         std     $nloc,[%sp+$bias+$frame+16]
 360         bz,pn   %icc,.L1stskip
 361         std     $nlod,[%sp+$bias+$frame+24]
 362 \f
 363 .align  32                      ! incidentally already aligned !
 364 .L1st:
 365         add     $ap,$j,%o4
 366         add     $np,$j,%o5
 367         ld      [%o4+0],$alo_   ! load a[j] as pair of 32-bit words
 368         fzeros  $alo
 369         ld      [%o4+4],$ahi_
 370         fzeros  $ahi
 371         ld      [%o5+0],$nlo_   ! load n[j] as pair of 32-bit words
 372         fzeros  $nlo
 373         ld      [%o5+4],$nhi_
 374         fzeros  $nhi
 375
 376         fxtod   $alo,$alo
 377         fxtod   $ahi,$ahi
 378         fxtod   $nlo,$nlo
 379         fxtod   $nhi,$nhi
 380
 381         ldx     [%sp+$bias+$frame+0],%o0
 382                 fmuld   $alo,$ba,$aloa
 383         ldx     [%sp+$bias+$frame+8],%o1
 384                 fmuld   $nlo,$na,$nloa
 385         ldx     [%sp+$bias+$frame+16],%o2
 386                 fmuld   $alo,$bb,$alob
 387         ldx     [%sp+$bias+$frame+24],%o3
 388                 fmuld   $nlo,$nb,$nlob
 389
 390         srlx    %o0,16,%o7
 391         std     $alo,[$ap_l+$j]         ! save smashed ap[j] in double format
 392                 fmuld   $alo,$bc,$aloc
 393         add     %o7,%o1,%o1
 394         std     $ahi,[$ap_h+$j]
 395                 faddd   $aloa,$nloa,$nloa
 396                 fmuld   $nlo,$nc,$nloc
 397         srlx    %o1,16,%o7
 398         std     $nlo,[$np_l+$j]         ! save smashed np[j] in double format
 399                 fmuld   $alo,$bd,$alod
 400         add     %o7,%o2,%o2
 401         std     $nhi,[$np_h+$j]
 402                 faddd   $alob,$nlob,$nlob
 403                 fmuld   $nlo,$nd,$nlod
 404         srlx    %o2,16,%o7
 405                 fmuld   $ahi,$ba,$ahia
 406         add     %o7,%o3,%o3             ! %o3.%o2[0..15].%o1[0..15].%o0[0..15]
 407         and     %o0,$mask,%o0
 408                 faddd   $aloc,$nloc,$nloc
 409                 fmuld   $nhi,$na,$nhia
 410         and     %o1,$mask,%o1
 411         and     %o2,$mask,%o2
 412                 fmuld   $ahi,$bb,$ahib
 413         sllx    %o1,16,%o1
 414                 faddd   $alod,$nlod,$nlod
 415                 fmuld   $nhi,$nb,$nhib
 416         sllx    %o2,32,%o2
 417                 fmuld   $ahi,$bc,$ahic
 418         sllx    %o3,48,%o7
 419         or      %o1,%o0,%o0
 420                 faddd   $ahia,$nhia,$nhia
 421                 fmuld   $nhi,$nc,$nhic
 422         or      %o2,%o0,%o0
 423                 fmuld   $ahi,$bd,$ahid
 424         or      %o7,%o0,%o0             ! 64-bit result
 425                 faddd   $ahib,$nhib,$nhib
 426                 fmuld   $nhi,$nd,$nhid
 427         addcc   %g1,%o0,%o0
 428                 faddd   $dota,$nloa,$nloa
 429         srlx    %o3,16,%g1              ! 34-bit carry
 430                 faddd   $dotb,$nlob,$nlob
 431         bcs,a   %xcc,.+8
 432         add     %g1,1,%g1
 433
 434         stx     %o0,[$tp]               ! tp[j-1]=
 435
 436         faddd   $ahic,$nhic,$dota       ! $nhic
 437         faddd   $ahid,$nhid,$dotb       ! $nhid
 438
 439         faddd   $nloc,$nhia,$nloc
 440         faddd   $nlod,$nhib,$nlod
 441
 442         fdtox   $nloa,$nloa
 443         fdtox   $nlob,$nlob
 444         fdtox   $nloc,$nloc
 445         fdtox   $nlod,$nlod
 446
 447         std     $nloa,[%sp+$bias+$frame+0]
 448         std     $nlob,[%sp+$bias+$frame+8]
 449         std     $nloc,[%sp+$bias+$frame+16]
 450         std     $nlod,[%sp+$bias+$frame+24]
 451
 452         addcc   $j,8,$j
 453         bnz,pt  %icc,.L1st
 454         add     $tp,8,$tp
 455 \f
 456 .L1stskip:
 457         fdtox   $dota,$dota
 458         fdtox   $dotb,$dotb
 459
 460         ldx     [%sp+$bias+$frame+0],%o0
 461         ldx     [%sp+$bias+$frame+8],%o1
 462         ldx     [%sp+$bias+$frame+16],%o2
 463         ldx     [%sp+$bias+$frame+24],%o3
 464
 465         srlx    %o0,16,%o7
 466         std     $dota,[%sp+$bias+$frame+32]
 467         add     %o7,%o1,%o1
 468         std     $dotb,[%sp+$bias+$frame+40]
 469         srlx    %o1,16,%o7
 470         add     %o7,%o2,%o2
 471         srlx    %o2,16,%o7
 472         add     %o7,%o3,%o3             ! %o3.%o2[0..15].%o1[0..15].%o0[0..15]
 473         and     %o0,$mask,%o0
 474         and     %o1,$mask,%o1
 475         and     %o2,$mask,%o2
 476         sllx    %o1,16,%o1
 477         sllx    %o2,32,%o2
 478         sllx    %o3,48,%o7
 479         or      %o1,%o0,%o0
 480         or      %o2,%o0,%o0
 481         or      %o7,%o0,%o0             ! 64-bit result
 482         ldx     [%sp+$bias+$frame+32],%o4
 483         addcc   %g1,%o0,%o0
 484         ldx     [%sp+$bias+$frame+40],%o5
 485         srlx    %o3,16,%g1              ! 34-bit carry
 486         bcs,a   %xcc,.+8
 487         add     %g1,1,%g1
 488
 489         stx     %o0,[$tp]               ! tp[j-1]=
 490         add     $tp,8,$tp
 491
 492         srlx    %o4,16,%o7
 493         add     %o7,%o5,%o5
 494         and     %o4,$mask,%o4
 495         sllx    %o5,16,%o7
 496         or      %o7,%o4,%o4
 497         addcc   %g1,%o4,%o4
 498         srlx    %o5,48,%g1
 499         bcs,a   %xcc,.+8
 500         add     %g1,1,%g1
 501
 502         mov     %g1,$carry
 503         stx     %o4,[$tp]               ! tp[num-1]=
 504 \f
 505         ba      .Louter
 506         add     $i,8,$i
 507 .align  32
 508 .Louter:
 509         sub     %g0,$num,$j             ! j=-num
 510         add     %sp,$bias+$frame+$locals,$tp
 511
 512         add     $ap,$j,%o3
 513         add     $bp,$i,%o4
 514
 515         ld      [%o3+4],%g1             ! bp[i]
 516         ld      [%o3+0],%o0
 517         ld      [%o4+4],%g5             ! ap[0]
 518         sllx    %g1,32,%g1
 519         ld      [%o4+0],%o1
 520         sllx    %g5,32,%g5
 521         or      %g1,%o0,%o0
 522         or      %g5,%o1,%o1
 523
 524         ldx     [$tp],%o2               ! tp[0]
 525         mulx    %o1,%o0,%o0
 526         addcc   %o2,%o0,%o0
 527         mulx    $n0,%o0,%o0             ! (ap[0]*bp[i]+t[0])*n0
 528         stx     %o0,[%sp+$bias+$frame+0]
 529
 530         ! transfer b[i] to FPU as 4x16-bit values
 531         ldda    [%o4+2]%asi,$ba
 532         ldda    [%o4+0]%asi,$bb
 533         ldda    [%o4+6]%asi,$bc
 534         ldda    [%o4+4]%asi,$bd
 535
 536         ! transfer (ap[0]*b[i]+t[0])*n0 to FPU as 4x16-bit values
 537         ldda    [%sp+$bias+$frame+6]%asi,$na
 538         fxtod   $ba,$ba
 539         ldda    [%sp+$bias+$frame+4]%asi,$nb
 540         fxtod   $bb,$bb
 541         ldda    [%sp+$bias+$frame+2]%asi,$nc
 542         fxtod   $bc,$bc
 543         ldda    [%sp+$bias+$frame+0]%asi,$nd
 544         fxtod   $bd,$bd
 545         ldd     [$ap_l+$j],$alo         ! load a[j] in double format
 546         fxtod   $na,$na
 547         ldd     [$ap_h+$j],$ahi
 548         fxtod   $nb,$nb
 549         ldd     [$np_l+$j],$nlo         ! load n[j] in double format
 550         fxtod   $nc,$nc
 551         ldd     [$np_h+$j],$nhi
 552         fxtod   $nd,$nd
 553
 554                 fmuld   $alo,$ba,$aloa
 555                 fmuld   $nlo,$na,$nloa
 556                 fmuld   $alo,$bb,$alob
 557                 fmuld   $nlo,$nb,$nlob
 558                 fmuld   $alo,$bc,$aloc
 559         faddd   $aloa,$nloa,$nloa
 560                 fmuld   $nlo,$nc,$nloc
 561                 fmuld   $alo,$bd,$alod
 562         faddd   $alob,$nlob,$nlob
 563                 fmuld   $nlo,$nd,$nlod
 564                 fmuld   $ahi,$ba,$ahia
 565         faddd   $aloc,$nloc,$nloc
 566                 fmuld   $nhi,$na,$nhia
 567                 fmuld   $ahi,$bb,$ahib
 568         faddd   $alod,$nlod,$nlod
 569                 fmuld   $nhi,$nb,$nhib
 570                 fmuld   $ahi,$bc,$ahic
 571         faddd   $ahia,$nhia,$nhia
 572                 fmuld   $nhi,$nc,$nhic
 573                 fmuld   $ahi,$bd,$ahid
 574         faddd   $ahib,$nhib,$nhib
 575                 fmuld   $nhi,$nd,$nhid
 576
 577         faddd   $ahic,$nhic,$dota       ! $nhic
 578         faddd   $ahid,$nhid,$dotb       ! $nhid
 579
 580         faddd   $nloc,$nhia,$nloc
 581         faddd   $nlod,$nhib,$nlod
 582
 583         fdtox   $nloa,$nloa
 584         fdtox   $nlob,$nlob
 585         fdtox   $nloc,$nloc
 586         fdtox   $nlod,$nlod
 587
 588         std     $nloa,[%sp+$bias+$frame+0]
 589         std     $nlob,[%sp+$bias+$frame+8]
 590         std     $nloc,[%sp+$bias+$frame+16]
 591         add     $j,8,$j
 592         std     $nlod,[%sp+$bias+$frame+24]
 593 \f
 594         ldd     [$ap_l+$j],$alo         ! load a[j] in double format
 595         ldd     [$ap_h+$j],$ahi
 596         ldd     [$np_l+$j],$nlo         ! load n[j] in double format
 597         ldd     [$np_h+$j],$nhi
 598
 599                 fmuld   $alo,$ba,$aloa
 600                 fmuld   $nlo,$na,$nloa
 601                 fmuld   $alo,$bb,$alob
 602                 fmuld   $nlo,$nb,$nlob
 603                 fmuld   $alo,$bc,$aloc
 604         ldx     [%sp+$bias+$frame+0],%o0
 605                 faddd   $aloa,$nloa,$nloa
 606                 fmuld   $nlo,$nc,$nloc
 607         ldx     [%sp+$bias+$frame+8],%o1
 608                 fmuld   $alo,$bd,$alod
 609         ldx     [%sp+$bias+$frame+16],%o2
 610                 faddd   $alob,$nlob,$nlob
 611                 fmuld   $nlo,$nd,$nlod
 612         ldx     [%sp+$bias+$frame+24],%o3
 613                 fmuld   $ahi,$ba,$ahia
 614
 615         srlx    %o0,16,%o7
 616                 faddd   $aloc,$nloc,$nloc
 617                 fmuld   $nhi,$na,$nhia
 618         add     %o7,%o1,%o1
 619                 fmuld   $ahi,$bb,$ahib
 620         srlx    %o1,16,%o7
 621                 faddd   $alod,$nlod,$nlod
 622                 fmuld   $nhi,$nb,$nhib
 623         add     %o7,%o2,%o2
 624                 fmuld   $ahi,$bc,$ahic
 625         srlx    %o2,16,%o7
 626                 faddd   $ahia,$nhia,$nhia
 627                 fmuld   $nhi,$nc,$nhic
 628         add     %o7,%o3,%o3             ! %o3.%o2[0..15].%o1[0..15].%o0[0..15]
 629         ! why?
 630         and     %o0,$mask,%o0
 631                 fmuld   $ahi,$bd,$ahid
 632         and     %o1,$mask,%o1
 633         and     %o2,$mask,%o2
 634                 faddd   $ahib,$nhib,$nhib
 635                 fmuld   $nhi,$nd,$nhid
 636         sllx    %o1,16,%o1
 637                 faddd   $dota,$nloa,$nloa
 638         sllx    %o2,32,%o2
 639                 faddd   $dotb,$nlob,$nlob
 640         sllx    %o3,48,%o7
 641         or      %o1,%o0,%o0
 642                 faddd   $ahic,$nhic,$dota       ! $nhic
 643         or      %o2,%o0,%o0
 644                 faddd   $ahid,$nhid,$dotb       ! $nhid
 645         or      %o7,%o0,%o0             ! 64-bit result
 646         ldx     [$tp],%o7
 647                 faddd   $nloc,$nhia,$nloc
 648         addcc   %o7,%o0,%o0
 649         ! end-of-why?
 650                 faddd   $nlod,$nhib,$nlod
 651         srlx    %o3,16,%g1              ! 34-bit carry
 652                 fdtox   $nloa,$nloa
 653         bcs,a   %xcc,.+8
 654         add     %g1,1,%g1
 655
 656         fdtox   $nlob,$nlob
 657         fdtox   $nloc,$nloc
 658         fdtox   $nlod,$nlod
 659
 660         std     $nloa,[%sp+$bias+$frame+0]
 661         std     $nlob,[%sp+$bias+$frame+8]
 662         addcc   $j,8,$j
 663         std     $nloc,[%sp+$bias+$frame+16]
 664         bz,pn   %icc,.Linnerskip
 665         std     $nlod,[%sp+$bias+$frame+24]
 666 \f
 667         ba      .Linner
 668         nop
 669 .align  32
 670 .Linner:
 671         ldd     [$ap_l+$j],$alo         ! load a[j] in double format
 672         ldd     [$ap_h+$j],$ahi
 673         ldd     [$np_l+$j],$nlo         ! load n[j] in double format
 674         ldd     [$np_h+$j],$nhi
 675
 676                 fmuld   $alo,$ba,$aloa
 677                 fmuld   $nlo,$na,$nloa
 678                 fmuld   $alo,$bb,$alob
 679                 fmuld   $nlo,$nb,$nlob
 680                 fmuld   $alo,$bc,$aloc
 681         ldx     [%sp+$bias+$frame+0],%o0
 682                 faddd   $aloa,$nloa,$nloa
 683                 fmuld   $nlo,$nc,$nloc
 684         ldx     [%sp+$bias+$frame+8],%o1
 685                 fmuld   $alo,$bd,$alod
 686         ldx     [%sp+$bias+$frame+16],%o2
 687                 faddd   $alob,$nlob,$nlob
 688                 fmuld   $nlo,$nd,$nlod
 689         ldx     [%sp+$bias+$frame+24],%o3
 690                 fmuld   $ahi,$ba,$ahia
 691
 692         srlx    %o0,16,%o7
 693                 faddd   $aloc,$nloc,$nloc
 694                 fmuld   $nhi,$na,$nhia
 695         add     %o7,%o1,%o1
 696                 fmuld   $ahi,$bb,$ahib
 697         srlx    %o1,16,%o7
 698                 faddd   $alod,$nlod,$nlod
 699                 fmuld   $nhi,$nb,$nhib
 700         add     %o7,%o2,%o2
 701                 fmuld   $ahi,$bc,$ahic
 702         srlx    %o2,16,%o7
 703                 faddd   $ahia,$nhia,$nhia
 704                 fmuld   $nhi,$nc,$nhic
 705         add     %o7,%o3,%o3             ! %o3.%o2[0..15].%o1[0..15].%o0[0..15]
 706         and     %o0,$mask,%o0
 707                 fmuld   $ahi,$bd,$ahid
 708         and     %o1,$mask,%o1
 709         and     %o2,$mask,%o2
 710                 faddd   $ahib,$nhib,$nhib
 711                 fmuld   $nhi,$nd,$nhid
 712         sllx    %o1,16,%o1
 713                 faddd   $dota,$nloa,$nloa
 714         sllx    %o2,32,%o2
 715                 faddd   $dotb,$nlob,$nlob
 716         sllx    %o3,48,%o7
 717         or      %o1,%o0,%o0
 718                 faddd   $ahic,$nhic,$dota       ! $nhic
 719         or      %o2,%o0,%o0
 720                 faddd   $ahid,$nhid,$dotb       ! $nhid
 721         or      %o7,%o0,%o0             ! 64-bit result
 722                 faddd   $nloc,$nhia,$nloc
 723         addcc   %g1,%o0,%o0
 724         ldx     [$tp+8],%o7             ! tp[j]
 725                 faddd   $nlod,$nhib,$nlod
 726         srlx    %o3,16,%g1              ! 34-bit carry
 727                 fdtox   $nloa,$nloa
 728         bcs,a   %xcc,.+8
 729         add     %g1,1,%g1
 730                 fdtox   $nlob,$nlob
 731         addcc   %o7,%o0,%o0
 732                 fdtox   $nloc,$nloc
 733         bcs,a   %xcc,.+8
 734         add     %g1,1,%g1
 735
 736         stx     %o0,[$tp]               ! tp[j-1]
 737                 fdtox   $nlod,$nlod
 738
 739         std     $nloa,[%sp+$bias+$frame+0]
 740         std     $nlob,[%sp+$bias+$frame+8]
 741         std     $nloc,[%sp+$bias+$frame+16]
 742         addcc   $j,8,$j
 743         std     $nlod,[%sp+$bias+$frame+24]
 744         bnz,pt  %icc,.Linner
 745         add     $tp,8,$tp
 746 \f
 747 .Linnerskip:
 748         fdtox   $dota,$dota
 749         fdtox   $dotb,$dotb
 750
 751         ldx     [%sp+$bias+$frame+0],%o0
 752         ldx     [%sp+$bias+$frame+8],%o1
 753         ldx     [%sp+$bias+$frame+16],%o2
 754         ldx     [%sp+$bias+$frame+24],%o3
 755
 756         srlx    %o0,16,%o7
 757         std     $dota,[%sp+$bias+$frame+32]
 758         add     %o7,%o1,%o1
 759         std     $dotb,[%sp+$bias+$frame+40]
 760         srlx    %o1,16,%o7
 761         add     %o7,%o2,%o2
 762         srlx    %o2,16,%o7
 763         add     %o7,%o3,%o3             ! %o3.%o2[0..15].%o1[0..15].%o0[0..15]
 764         and     %o0,$mask,%o0
 765         and     %o1,$mask,%o1
 766         and     %o2,$mask,%o2
 767         sllx    %o1,16,%o1
 768         sllx    %o2,32,%o2
 769         sllx    %o3,48,%o7
 770         or      %o1,%o0,%o0
 771         or      %o2,%o0,%o0
 772         ldx     [%sp+$bias+$frame+32],%o4
 773         or      %o7,%o0,%o0             ! 64-bit result
 774         ldx     [%sp+$bias+$frame+40],%o5
 775         addcc   %g1,%o0,%o0
 776         ldx     [$tp+8],%o7             ! tp[j]
 777         srlx    %o3,16,%g1              ! 34-bit carry
 778         bcs,a   %xcc,.+8
 779         add     %g1,1,%g1
 780
 781         addcc   %o7,%o0,%o0
 782         bcs,a   %xcc,.+8
 783         add     %g1,1,%g1
 784
 785         stx     %o0,[$tp]               ! tp[j-1]
 786         add     $tp,8,$tp
 787
 788         srlx    %o4,16,%o7
 789         add     %o7,%o5,%o5
 790         and     %o4,$mask,%o4
 791         sllx    %o5,16,%o7
 792         or      %o7,%o4,%o4
 793         addcc   %g1,%o4,%o4
 794         srlx    %o5,48,%g1
 795         bcs,a   %xcc,.+8
 796         add     %g1,1,%g1
 797
 798         addcc   $carry,%o4,%o4
 799         stx     %o4,[$tp]               ! tp[num-1]
 800         mov     %g1,$carry
 801         bcs,a   %xcc,.+8
 802         add     $carry,1,$carry
 803
 804         addcc   $i,8,$i
 805         bnz     %icc,.Louter
 806         nop
 807 \f
 808         add     $tp,8,$tp               ! adjust tp to point at the end
 809         orn     %g0,%g0,%g4
 810         sub     %g0,$num,%o7            ! n=-num
 811         ba      .Lsub
 812         subcc   %g0,%g0,%g0             ! clear %icc.c
 813
 814 .align  32
 815 .Lsub:
 816         ldx     [$tp+%o7],%o0
 817         add     $np,%o7,%g1
 818         ld      [%g1+0],%o2
 819         ld      [%g1+4],%o3
 820         srlx    %o0,32,%o1
 821         subccc  %o0,%o2,%o2
 822         add     $rp,%o7,%g1
 823         subccc  %o1,%o3,%o3
 824         st      %o2,[%g1+0]
 825         add     %o7,8,%o7
 826         brnz,pt %o7,.Lsub
 827         st      %o3,[%g1+4]
 828         subc    $carry,0,%g4
 829         sub     %g0,$num,%o7            ! n=-num
 830         ba      .Lcopy
 831         nop
 832
 833 .align  32
 834 .Lcopy:
 835         ldx     [$tp+%o7],%o0
 836         add     $rp,%o7,%g1
 837         ld      [%g1+0],%o2
 838         ld      [%g1+4],%o3
 839         stx     %g0,[$tp+%o7]
 840         and     %o0,%g4,%o0
 841         srlx    %o0,32,%o1
 842         andn    %o2,%g4,%o2
 843         andn    %o3,%g4,%o3
 844         or      %o2,%o0,%o0
 845         or      %o3,%o1,%o1
 846         st      %o0,[%g1+0]
 847         add     %o7,8,%o7
 848         brnz,pt %o7,.Lcopy
 849         st      %o1,[%g1+4]
 850         sub     %g0,$num,%o7            ! n=-num
 851
 852 .Lzap:
 853         stx     %g0,[$ap_l+%o7]
 854         stx     %g0,[$ap_h+%o7]
 855         stx     %g0,[$np_l+%o7]
 856         stx     %g0,[$np_h+%o7]
 857         add     %o7,8,%o7
 858         brnz,pt %o7,.Lzap
 859         nop
 860
 861         ldx     [%sp+$bias+$frame+48],%o7
 862         wr      %g0,%o7,%asi            ! restore %asi
 863
 864         mov     1,%i0
 865 .Lret:
 866         ret
 867         restore
 868 .type   $fname,#function
 869 .size   $fname,(.-$fname)
 870 .asciz  "Montgomery Multiplication for UltraSPARC, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
 871 .align  32
 872 ___
 873
 874 $code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval($1)/gem;
 875
 876 # Below substitution makes it possible to compile without demanding
 877 # VIS extensions on command line, e.g. -xarch=v9 vs. -xarch=v9a. I
 878 # dare to do this, because VIS capability is detected at run-time now
 879 # and this routine is not called on CPU not capable to execute it. Do
 880 # note that fzeros is not the only VIS dependency! Another dependency
 881 # is implicit and is just _a_ numerical value loaded to %asi register,
 882 # which assembler can't recognize as VIS specific...
 883 $code =~ s/fzeros\s+%f([0-9]+)/
 884            sprintf(".word\t0x%x\t! fzeros %%f%d",0x81b00c20|($1<<25),$1)
 885           /gem;
 886
 887 print $code;
 888 # flush
 889 close STDOUT;