crypto/aes/asm/aes-x86_64.pl

   1 #!/usr/bin/env perl
   2 #
   3 # ====================================================================
   4 # Written by Andy Polyakov <appro@fy.chalmers.se> for the OpenSSL
   5 # project. The module is, however, dual licensed under OpenSSL and
   6 # CRYPTOGAMS licenses depending on where you obtain it. For further
   7 # details see http://www.openssl.org/~appro/cryptogams/.
   8 # ====================================================================
   9 #
  10 # Version 2.0.
  11 #
  12 # aes-*-cbc benchmarks are improved by >70% [compared to gcc 3.3.2 on
  13 # Opteron 240 CPU] plus all the bells-n-whistles from 32-bit version
  14 # [you'll notice a lot of resemblance], such as compressed S-boxes
  15 # in little-endian byte order, prefetch of these tables in CBC mode,
  16 # as well as avoiding L1 cache aliasing between stack frame and key
  17 # schedule and already mentioned tables, compressed Td4...
  18 #
  19 # Performance in number of cycles per processed byte for 128-bit key:
  20 #
  21 #               ECB encrypt     ECB decrypt     CBC large chunk
  22 # AMD64         33              41              13.0
  23 # EM64T         38              59              18.6
  24 # Core 2        30              43              14.5
  25
  26 $verticalspin=1;        # unlike 32-bit version $verticalspin performs
  27                         # ~15% better on both AMD and Intel cores
  28 $output=shift;
  29
  30 $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
  31 ( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
  32 ( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
  33 die "can't locate x86_64-xlate.pl";
  34
  35 open STDOUT,"| $^X $xlate $output";
  36
  37 $code=".text\n";
  38
  39 $s0="%eax";
  40 $s1="%ebx";
  41 $s2="%ecx";
  42 $s3="%edx";
  43 $acc0="%esi";   $mask80="%rsi";
  44 $acc1="%edi";   $maskfe="%rdi";
  45 $acc2="%ebp";   $mask1b="%rbp";
  46 $inp="%r8";
  47 $out="%r9";
  48 $t0="%r10d";
  49 $t1="%r11d";
  50 $t2="%r12d";
  51 $rnds="%r13d";
  52 $sbox="%r14";
  53 $key="%r15";
  54
  55 sub hi() { my $r=shift; $r =~ s/%[er]([a-d])x/%\1h/;    $r; }
  56 sub lo() { my $r=shift; $r =~ s/%[er]([a-d])x/%\1l/;
  57                         $r =~ s/%[er]([sd]i)/%\1l/;
  58                         $r =~ s/%(r[0-9]+)[d]?/%\1b/;   $r; }
  59 sub LO() { my $r=shift; $r =~ s/%r([a-z]+)/%e\1/;
  60                         $r =~ s/%r([0-9]+)/%r\1d/;      $r; }
  61 sub _data_word()
  62 { my $i;
  63     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf".long\t0x%08x,0x%08x\n",$i,$i; }
  64 }
  65 sub data_word()
  66 { my $i;
  67   my $last=pop(@_);
  68     $code.=".long\t";
  69     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf"0x%08x,",$i; }
  70     $code.=sprintf"0x%08x\n",$last;
  71 }
  72
  73 sub data_byte()
  74 { my $i;
  75   my $last=pop(@_);
  76     $code.=".byte\t";
  77     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf"0x%02x,",$i&0xff; }
  78     $code.=sprintf"0x%02x\n",$last&0xff;
  79 }
  80
  81 sub encvert()
  82 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
  83
  84 $code.=<<___;
  85         # favor 3-way issue Opteron pipeline...
  86         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
  87         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
  88         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
  89         mov     0($sbox,$acc0,8),$t0
  90         mov     0($sbox,$acc1,8),$t1
  91         mov     0($sbox,$acc2,8),$t2
  92
  93         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
  94         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
  95         movzb   `&lo("$s3")`,$acc2
  96         xor     3($sbox,$acc0,8),$t0
  97         xor     3($sbox,$acc1,8),$t1
  98         mov     0($sbox,$acc2,8),$t3
  99
 100         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 101         shr     \$16,$s2
 102         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 103         xor     3($sbox,$acc0,8),$t2
 104         shr     \$16,$s3
 105         xor     3($sbox,$acc2,8),$t3
 106
 107         shr     \$16,$s1
 108         lea     16($key),$key
 109         shr     \$16,$s0
 110
 111         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 112         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 113         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 114         xor     2($sbox,$acc0,8),$t0
 115         xor     2($sbox,$acc1,8),$t1
 116         xor     2($sbox,$acc2,8),$t2
 117
 118         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 119         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 120         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 121         xor     1($sbox,$acc0,8),$t0
 122         xor     1($sbox,$acc1,8),$t1
 123         xor     2($sbox,$acc2,8),$t3
 124
 125         mov     12($key),$s3
 126         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
 127         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 128         mov     0($key),$s0
 129         xor     1($sbox,$acc1,8),$t2
 130         xor     1($sbox,$acc2,8),$t3
 131
 132         mov     4($key),$s1
 133         mov     8($key),$s2
 134         xor     $t0,$s0
 135         xor     $t1,$s1
 136         xor     $t2,$s2
 137         xor     $t3,$s3
 138 ___
 139 }
 140
 141 sub enclastvert()
 142 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 143
 144 $code.=<<___;
 145         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 146         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 147         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 148         mov     2($sbox,$acc0,8),$t0
 149         mov     2($sbox,$acc1,8),$t1
 150         mov     2($sbox,$acc2,8),$t2
 151
 152         and     \$0x000000ff,$t0
 153         and     \$0x000000ff,$t1
 154         and     \$0x000000ff,$t2
 155
 156         movzb   `&lo("$s3")`,$acc0
 157         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
 158         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 159         mov     2($sbox,$acc0,8),$t3
 160         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t0
 161         mov     0($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t1
 162
 163         and     \$0x000000ff,$t3
 164         and     \$0x0000ff00,$acc1
 165         and     \$0x0000ff00,$acc2
 166
 167         xor     $acc1,$t0
 168         xor     $acc2,$t1
 169         shr     \$16,$s2
 170
 171         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 172         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 173         shr     \$16,$s3
 174         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t2
 175         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t3
 176
 177         and     \$0x0000ff00,$acc0
 178         and     \$0x0000ff00,$acc1
 179         shr     \$16,$s1
 180         xor     $acc0,$t2
 181         xor     $acc1,$t3
 182         shr     \$16,$s0
 183
 184         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 185         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 186         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 187         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t0
 188         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t1
 189         mov     0($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t2
 190
 191         and     \$0x00ff0000,$acc0
 192         and     \$0x00ff0000,$acc1
 193         and     \$0x00ff0000,$acc2
 194
 195         xor     $acc0,$t0
 196         xor     $acc1,$t1
 197         xor     $acc2,$t2
 198
 199         movzb   `&lo("$s1")`,$acc0
 200         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 201         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 202         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t3
 203         mov     2($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t0
 204         mov     2($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t1
 205
 206         and     \$0x00ff0000,$acc0
 207         and     \$0xff000000,$acc1
 208         and     \$0xff000000,$acc2
 209
 210         xor     $acc0,$t3
 211         xor     $acc1,$t0
 212         xor     $acc2,$t1
 213
 214         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 215         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 216         mov     16+12($key),$s3
 217         mov     2($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t2
 218         mov     2($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t3
 219         mov     16+0($key),$s0
 220
 221         and     \$0xff000000,$acc0
 222         and     \$0xff000000,$acc1
 223
 224         xor     $acc0,$t2
 225         xor     $acc1,$t3
 226
 227         mov     16+4($key),$s1
 228         mov     16+8($key),$s2
 229         xor     $t0,$s0
 230         xor     $t1,$s1
 231         xor     $t2,$s2
 232         xor     $t3,$s3
 233 ___
 234 }
 235
 236 sub encstep()
 237 { my ($i,@s) = @_;
 238   my $tmp0=$acc0;
 239   my $tmp1=$acc1;
 240   my $tmp2=$acc2;
 241   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 242
 243         if ($i==3) {
 244                 $tmp0=$s[1];
 245                 $tmp1=$s[2];
 246                 $tmp2=$s[3];
 247         }
 248         $code.="        movzb   ".&lo($s[0]).",$out\n";
 249         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 250         $code.="        lea     16($key),$key\n"        if ($i==0);
 251
 252         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 253         $code.="        mov     0($sbox,$out,8),$out\n";
 254
 255         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 256         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 257         $code.="        xor     3($sbox,$tmp0,8),$out\n";
 258
 259         $code.="        movzb   ".&lo($tmp1).",$tmp1\n";
 260         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 261         $code.="        xor     4*$i($key),$out\n";
 262
 263         $code.="        xor     2($sbox,$tmp1,8),$out\n";
 264         $code.="        xor     1($sbox,$tmp2,8),$out\n";
 265
 266         $code.="        mov     $t0,$s[1]\n"            if ($i==3);
 267         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 268         $code.="        mov     $t2,$s[3]\n"            if ($i==3);
 269         $code.="\n";
 270 }
 271
 272 sub enclast()
 273 { my ($i,@s)=@_;
 274   my $tmp0=$acc0;
 275   my $tmp1=$acc1;
 276   my $tmp2=$acc2;
 277   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 278
 279         if ($i==3) {
 280                 $tmp0=$s[1];
 281                 $tmp1=$s[2];
 282                 $tmp2=$s[3];
 283         }
 284         $code.="        movzb   ".&lo($s[0]).",$out\n";
 285         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 286
 287         $code.="        mov     2($sbox,$out,8),$out\n";
 288         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 289         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 290
 291         $code.="        and     \$0x000000ff,$out\n";
 292         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 293         $code.="        movzb   ".&lo($tmp1).",$tmp1\n";
 294         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 295
 296         $code.="        mov     0($sbox,$tmp0,8),$tmp0\n";
 297         $code.="        mov     0($sbox,$tmp1,8),$tmp1\n";
 298         $code.="        mov     2($sbox,$tmp2,8),$tmp2\n";
 299
 300         $code.="        and     \$0x0000ff00,$tmp0\n";
 301         $code.="        and     \$0x00ff0000,$tmp1\n";
 302         $code.="        and     \$0xff000000,$tmp2\n";
 303
 304         $code.="        xor     $tmp0,$out\n";
 305         $code.="        mov     $t0,$s[1]\n"            if ($i==3);
 306         $code.="        xor     $tmp1,$out\n";
 307         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 308         $code.="        xor     $tmp2,$out\n";
 309         $code.="        mov     $t2,$s[3]\n"            if ($i==3);
 310         $code.="\n";
 311 }
 312
 313 $code.=<<___;
 314 .type   _x86_64_AES_encrypt,\@abi-omnipotent
 315 .align  16
 316 _x86_64_AES_encrypt:
 317         xor     0($key),$s0                     # xor with key
 318         xor     4($key),$s1
 319         xor     8($key),$s2
 320         xor     12($key),$s3
 321
 322         mov     240($key),$rnds                 # load key->rounds
 323         sub     \$1,$rnds
 324         jmp     .Lenc_loop
 325 .align  16
 326 .Lenc_loop:
 327 ___
 328         if ($verticalspin) { &encvert(); }
 329         else {  &encstep(0,$s0,$s1,$s2,$s3);
 330                 &encstep(1,$s1,$s2,$s3,$s0);
 331                 &encstep(2,$s2,$s3,$s0,$s1);
 332                 &encstep(3,$s3,$s0,$s1,$s2);
 333         }
 334 $code.=<<___;
 335         sub     \$1,$rnds
 336         jnz     .Lenc_loop
 337 ___
 338         if ($verticalspin) { &enclastvert(); }
 339         else {  &enclast(0,$s0,$s1,$s2,$s3);
 340                 &enclast(1,$s1,$s2,$s3,$s0);
 341                 &enclast(2,$s2,$s3,$s0,$s1);
 342                 &enclast(3,$s3,$s0,$s1,$s2);
 343                 $code.=<<___;
 344                 xor     16+0($key),$s0          # xor with key
 345                 xor     16+4($key),$s1
 346                 xor     16+8($key),$s2
 347                 xor     16+12($key),$s3
 348 ___
 349         }
 350 $code.=<<___;
 351         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 352 .size   _x86_64_AES_encrypt,.-_x86_64_AES_encrypt
 353 ___
 354
 355 # it's possible to implement this by shifting tN by 8, filling least
 356 # significant byte with byte load and finally bswap-ing at the end,
 357 # but partial byte load kills Core 2...
 358 sub enccompactvert()
 359 { my ($t3,$t4,$t5)=("%r8d","%r9d","%r13d");
 360
 361 $code.=<<___;
 362         movzb   `&lo("$s0")`,$t0
 363         movzb   `&lo("$s1")`,$t1
 364         movzb   `&lo("$s2")`,$t2
 365         movzb   ($sbox,$t0,1),$t0
 366         movzb   ($sbox,$t1,1),$t1
 367         movzb   ($sbox,$t2,1),$t2
 368
 369         movzb   `&lo("$s3")`,$t3
 370         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 371         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 372         movzb   ($sbox,$t3,1),$t3
 373         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t4     #$t0
 374         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t5     #$t1
 375
 376         movzb   `&hi("$s3")`,$acc2
 377         movzb   `&hi("$s0")`,$acc0
 378         shr     \$16,$s2
 379         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 380         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 381         shr     \$16,$s3
 382
 383         movzb   `&lo("$s2")`,$acc1
 384         shl     \$8,$t4
 385         shl     \$8,$t5
 386         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 387         xor     $t4,$t0
 388         xor     $t5,$t1
 389
 390         movzb   `&lo("$s3")`,$t4
 391         shr     \$16,$s0
 392         shr     \$16,$s1
 393         movzb   `&lo("$s0")`,$t5
 394         shl     \$8,$acc2
 395         shl     \$8,$acc0
 396         movzb   ($sbox,$t4,1),$t4       #$t1
 397         movzb   ($sbox,$t5,1),$t5       #$t2
 398         xor     $acc2,$t2
 399         xor     $acc0,$t3
 400
 401         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 402         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 403         shl     \$16,$acc1
 404         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t3
 405         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 406         xor     $acc1,$t0
 407
 408         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 409         shr     \$8,$s2
 410         shr     \$8,$s1
 411         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t1
 412         movzb   ($sbox,$s2,1),$s3       #$t3
 413         movzb   ($sbox,$s1,1),$s2       #$t2
 414         shl     \$16,$t4
 415         shl     \$16,$t5
 416         shl     \$16,$acc2
 417         xor     $t4,$t1
 418         xor     $t5,$t2
 419         xor     $acc2,$t3
 420
 421         shl     \$24,$acc0
 422         shl     \$24,$acc1
 423         shl     \$24,$s3
 424         xor     $acc0,$t0
 425         shl     \$24,$s2
 426         xor     $acc1,$t1
 427         mov     $t0,$s0
 428         mov     $t1,$s1
 429         xor     $t2,$s2
 430         xor     $t3,$s3
 431 ___
 432 }
 433
 434 sub enctransform_ref()
 435 { my $sn = shift;
 436   my ($acc,$r2,$tmp)=("%r8d","%r9d","%r13d");
 437
 438 $code.=<<___;
 439         mov     $sn,$acc
 440         and     \$0x80808080,$acc
 441         mov     $acc,$tmp
 442         shr     \$7,$tmp
 443         lea     ($sn,$sn),$r2
 444         sub     $tmp,$acc
 445         and     \$0xfefefefe,$r2
 446         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
 447         mov     $sn,$tmp
 448         xor     $acc,$r2
 449
 450         xor     $r2,$sn
 451         rol     \$24,$sn
 452         xor     $r2,$sn
 453         ror     \$16,$tmp
 454         xor     $tmp,$sn
 455         ror     \$8,$tmp
 456         xor     $tmp,$sn
 457 ___
 458 }
 459
 460 # unlike decrypt case it does not pay off to parallelize enctransform
 461 sub enctransform()
 462 { my ($t3,$r20,$r21)=($acc2,"%r8d","%r9d");
 463
 464 $code.=<<___;
 465         mov     $s0,$acc0
 466         mov     $s1,$acc1
 467         and     \$0x80808080,$acc0
 468         and     \$0x80808080,$acc1
 469         mov     $acc0,$t0
 470         mov     $acc1,$t1
 471         shr     \$7,$t0
 472         lea     ($s0,$s0),$r20
 473         shr     \$7,$t1
 474         lea     ($s1,$s1),$r21
 475         sub     $t0,$acc0
 476         sub     $t1,$acc1
 477         and     \$0xfefefefe,$r20
 478         and     \$0xfefefefe,$r21
 479         and     \$0x1b1b1b1b,$acc0
 480         and     \$0x1b1b1b1b,$acc1
 481         mov     $s0,$t0
 482         mov     $s1,$t1
 483         xor     $acc0,$r20
 484         xor     $acc1,$r21
 485
 486         xor     $r20,$s0
 487         xor     $r21,$s1
 488          mov    $s2,$acc0
 489          mov    $s3,$acc1
 490         rol     \$24,$s0
 491         rol     \$24,$s1
 492          and    \$0x80808080,$acc0
 493          and    \$0x80808080,$acc1
 494         xor     $r20,$s0
 495         xor     $r21,$s1
 496          mov    $acc0,$t2
 497          mov    $acc1,$t3
 498         ror     \$16,$t0
 499         ror     \$16,$t1
 500          shr    \$7,$t2
 501          lea    ($s2,$s2),$r20
 502         xor     $t0,$s0
 503         xor     $t1,$s1
 504          shr    \$7,$t3
 505          lea    ($s3,$s3),$r21
 506         ror     \$8,$t0
 507         ror     \$8,$t1
 508          sub    $t2,$acc0
 509          sub    $t3,$acc1
 510         xor     $t0,$s0
 511         xor     $t1,$s1
 512
 513         and     \$0xfefefefe,$r20
 514         and     \$0xfefefefe,$r21
 515         and     \$0x1b1b1b1b,$acc0
 516         and     \$0x1b1b1b1b,$acc1
 517         mov     $s2,$t2
 518         mov     $s3,$t3
 519         xor     $acc0,$r20
 520         xor     $acc1,$r21
 521
 522         xor     $r20,$s2
 523         xor     $r21,$s3
 524         rol     \$24,$s2
 525         rol     \$24,$s3
 526         xor     $r20,$s2
 527         xor     $r21,$s3
 528         ror     \$16,$t2
 529         ror     \$16,$t3
 530         xor     $t2,$s2
 531         xor     $t3,$s3
 532         ror     \$8,$t2
 533         ror     \$8,$t3
 534         xor     $t2,$s2
 535         xor     $t3,$s3
 536
 537 ___
 538 }
 539
 540 $code.=<<___;
 541 .type   _x86_64_AES_encrypt_compact,\@abi-omnipotent
 542 .align  16
 543 _x86_64_AES_encrypt_compact:
 544         lea     128($sbox),$acc0                # size optimization
 545         mov     0-128($acc0),$acc1              # prefetch Te4
 546         mov     32-128($acc0),$acc2
 547         mov     64-128($acc0),$t0
 548         mov     96-128($acc0),$t1
 549         mov     128-128($acc0),$acc1
 550         mov     160-128($acc0),$acc2
 551         mov     192-128($acc0),$t0
 552         mov     224-128($acc0),$t1
 553
 554         xor     0($key),$s0                     # xor with key
 555         xor     4($key),$s1
 556         xor     8($key),$s2
 557         xor     12($key),$s3
 558         lea     16($key),$key
 559         jmp     .Lenc_loop_compact
 560 .align  16
 561 .Lenc_loop_compact:
 562 ___
 563                 &enccompactvert();
 564                 &enctransform();
 565 $code.=<<___;
 566                 xor     0($key),$s0
 567                 xor     4($key),$s1
 568                 xor     8($key),$s2
 569                 xor     12($key),$s3
 570                 lea     16($key),$key
 571                 cmp     16(%rsp),$key
 572         jne     .Lenc_loop_compact
 573 ___
 574         &enccompactvert();
 575 $code.=<<___;
 576         xor     0($key),$s0
 577         xor     4($key),$s1
 578         xor     8($key),$s2
 579         xor     12($key),$s3
 580         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 581 .size   _x86_64_AES_encrypt_compact,.-_x86_64_AES_encrypt_compact
 582 ___
 583
 584 # void AES_encrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
 585 $code.=<<___;
 586 .globl  AES_encrypt
 587 .type   AES_encrypt,\@function,3
 588 .align  16
 589 AES_encrypt:
 590         push    %rbx
 591         push    %rbp
 592         push    %r12
 593         push    %r13
 594         push    %r14
 595         push    %r15
 596
 597         # allocate frame "above" key schedule
 598         mov     %rsp,%rax
 599         mov     %rdx,$key
 600         lea     -63(%rdx),%rcx
 601         and     \$-64,%rsp
 602         sub     %rsp,%rcx
 603         neg     %rcx
 604         and     \$0x3c0,%rcx
 605         sub     %rcx,%rsp
 606
 607         push    %rax            # save real stack pointer
 608         push    %rsi            # save out
 609
 610         mov     240($key),$rnds # load rounds
 611
 612         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
 613         mov     4(%rdi),$s1
 614         mov     8(%rdi),$s2
 615         mov     12(%rdi),$s3
 616
 617         shl     \$4,$rnds
 618         lea     ($key,$rnds),%rbp
 619         push    %rbp
 620         push    $key
 621
 622         # pick Te4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
 623         .picmeup        $sbox
 624         lea     AES_Te+2048-.($sbox),$sbox
 625         lea     768-32(%rsp),%rbp
 626         sub     $sbox,%rbp
 627         and     \$0x300,%rbp
 628         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
 629
 630         call    _x86_64_AES_encrypt_compact
 631
 632         lea     16(%rsp),%rsp
 633         pop     $out            # restore out
 634         mov     $s0,0($out)     # write output vector
 635         mov     $s1,4($out)
 636         mov     $s2,8($out)
 637         mov     $s3,12($out)
 638
 639         mov     (%rsp),%rsp
 640         pop     %r15
 641         pop     %r14
 642         pop     %r13
 643         pop     %r12
 644         pop     %rbp
 645         pop     %rbx
 646         ret
 647 .size   AES_encrypt,.-AES_encrypt
 648 ___
 649
 650 #------------------------------------------------------------------#
 651
 652 sub decvert()
 653 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 654
 655 $code.=<<___;
 656         # favor 3-way issue Opteron pipeline...
 657         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 658         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 659         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 660         mov     0($sbox,$acc0,8),$t0
 661         mov     0($sbox,$acc1,8),$t1
 662         mov     0($sbox,$acc2,8),$t2
 663
 664         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 665         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 666         movzb   `&lo("$s3")`,$acc2
 667         xor     3($sbox,$acc0,8),$t0
 668         xor     3($sbox,$acc1,8),$t1
 669         mov     0($sbox,$acc2,8),$t3
 670
 671         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 672         shr     \$16,$s0
 673         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 674         xor     3($sbox,$acc0,8),$t2
 675         shr     \$16,$s3
 676         xor     3($sbox,$acc2,8),$t3
 677
 678         shr     \$16,$s1
 679         lea     16($key),$key
 680         shr     \$16,$s2
 681
 682         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 683         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 684         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 685         xor     2($sbox,$acc0,8),$t0
 686         xor     2($sbox,$acc1,8),$t1
 687         xor     2($sbox,$acc2,8),$t2
 688
 689         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 690         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 691         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 692         xor     1($sbox,$acc0,8),$t0
 693         xor     1($sbox,$acc1,8),$t1
 694         xor     2($sbox,$acc2,8),$t3
 695
 696         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 697         mov     12($key),$s3
 698         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 699         xor     1($sbox,$acc0,8),$t2
 700         mov     0($key),$s0
 701         xor     1($sbox,$acc2,8),$t3
 702
 703         xor     $t0,$s0
 704         mov     4($key),$s1
 705         mov     8($key),$s2
 706         xor     $t2,$s2
 707         xor     $t1,$s1
 708         xor     $t3,$s3
 709 ___
 710 }
 711
 712 sub declastvert()
 713 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 714
 715 $code.=<<___;
 716         lea     2048($sbox),$sbox       # size optimization
 717         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 718         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 719         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 720         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t0
 721         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t1
 722         movzb   ($sbox,$acc2,1),$t2
 723
 724         movzb   `&lo("$s3")`,$acc0
 725         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 726         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 727         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t3
 728         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 729         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
 730
 731         shl     \$8,$acc1
 732         shl     \$8,$acc2
 733
 734         xor     $acc1,$t0
 735         xor     $acc2,$t1
 736         shr     \$16,$s3
 737
 738         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 739         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 740         shr     \$16,$s0
 741         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
 742         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
 743
 744         shl     \$8,$acc0
 745         shl     \$8,$acc1
 746         shr     \$16,$s1
 747         xor     $acc0,$t2
 748         xor     $acc1,$t3
 749         shr     \$16,$s2
 750
 751         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 752         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 753         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 754         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 755         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t1
 756         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 757
 758         shl     \$16,$acc0
 759         shl     \$16,$acc1
 760         shl     \$16,$acc2
 761
 762         xor     $acc0,$t0
 763         xor     $acc1,$t1
 764         xor     $acc2,$t2
 765
 766         movzb   `&lo("$s1")`,$acc0
 767         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
 768         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 769         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 770         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 771         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
 772
 773         shl     \$16,$acc0
 774         shl     \$24,$acc1
 775         shl     \$24,$acc2
 776
 777         xor     $acc0,$t3
 778         xor     $acc1,$t0
 779         xor     $acc2,$t1
 780
 781         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 782         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 783         mov     16+12($key),$s3
 784         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
 785         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
 786         mov     16+0($key),$s0
 787
 788         shl     \$24,$acc0
 789         shl     \$24,$acc1
 790
 791         xor     $acc0,$t2
 792         xor     $acc1,$t3
 793
 794         mov     16+4($key),$s1
 795         mov     16+8($key),$s2
 796         lea     -2048($sbox),$sbox
 797         xor     $t0,$s0
 798         xor     $t1,$s1
 799         xor     $t2,$s2
 800         xor     $t3,$s3
 801 ___
 802 }
 803
 804 sub decstep()
 805 { my ($i,@s) = @_;
 806   my $tmp0=$acc0;
 807   my $tmp1=$acc1;
 808   my $tmp2=$acc2;
 809   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 810
 811         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
 812                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
 813         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 814         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
 815
 816         $code.="        mov     0($sbox,$out,8),$out\n";
 817         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 818                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
 819         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 820
 821                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
 822         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 823         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
 824         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 825
 826         $code.="        xor     3($sbox,$tmp0,8),$out\n";
 827         $code.="        xor     2($sbox,$tmp1,8),$out\n";
 828         $code.="        xor     1($sbox,$tmp2,8),$out\n";
 829
 830         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
 831         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 832         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
 833         $code.="\n";
 834 }
 835
 836 sub declast()
 837 { my ($i,@s)=@_;
 838   my $tmp0=$acc0;
 839   my $tmp1=$acc1;
 840   my $tmp2=$acc2;
 841   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 842
 843         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
 844                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
 845         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 846         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
 847
 848         $code.="        movzb   2048($sbox,$out,1),$out\n";
 849         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 850                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
 851         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 852
 853                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
 854         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 855         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
 856         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 857
 858         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp0,1),$tmp0\n";
 859         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp1,1),$tmp1\n";
 860         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp2,1),$tmp2\n";
 861
 862         $code.="        shl     \$8,$tmp0\n";
 863         $code.="        shl     \$16,$tmp1\n";
 864         $code.="        shl     \$24,$tmp2\n";
 865
 866         $code.="        xor     $tmp0,$out\n";
 867         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
 868         $code.="        xor     $tmp1,$out\n";
 869         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 870         $code.="        xor     $tmp2,$out\n";
 871         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
 872         $code.="\n";
 873 }
 874
 875 $code.=<<___;
 876 .type   _x86_64_AES_decrypt,\@abi-omnipotent
 877 .align  16
 878 _x86_64_AES_decrypt:
 879         xor     0($key),$s0                     # xor with key
 880         xor     4($key),$s1
 881         xor     8($key),$s2
 882         xor     12($key),$s3
 883
 884         mov     240($key),$rnds                 # load key->rounds
 885         sub     \$1,$rnds
 886         jmp     .Ldec_loop
 887 .align  16
 888 .Ldec_loop:
 889 ___
 890         if ($verticalspin) { &decvert(); }
 891         else {  &decstep(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
 892                 &decstep(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
 893                 &decstep(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
 894                 &decstep(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
 895                 $code.=<<___;
 896                 lea     16($key),$key
 897                 xor     0($key),$s0                     # xor with key
 898                 xor     4($key),$s1
 899                 xor     8($key),$s2
 900                 xor     12($key),$s3
 901 ___
 902         }
 903 $code.=<<___;
 904         sub     \$1,$rnds
 905         jnz     .Ldec_loop
 906 ___
 907         if ($verticalspin) { &declastvert(); }
 908         else {  &declast(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
 909                 &declast(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
 910                 &declast(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
 911                 &declast(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
 912                 $code.=<<___;
 913                 xor     16+0($key),$s0                  # xor with key
 914                 xor     16+4($key),$s1
 915                 xor     16+8($key),$s2
 916                 xor     16+12($key),$s3
 917 ___
 918         }
 919 $code.=<<___;
 920         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 921 .size   _x86_64_AES_decrypt,.-_x86_64_AES_decrypt
 922 ___
 923
 924 sub deccompactvert()
 925 { my ($t3,$t4,$t5)=("%r8d","%r9d","%r13d");
 926
 927 $code.=<<___;
 928         movzb   `&lo("$s0")`,$t0
 929         movzb   `&lo("$s1")`,$t1
 930         movzb   `&lo("$s2")`,$t2
 931         movzb   ($sbox,$t0,1),$t0
 932         movzb   ($sbox,$t1,1),$t1
 933         movzb   ($sbox,$t2,1),$t2
 934
 935         movzb   `&lo("$s3")`,$t3
 936         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 937         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 938         movzb   ($sbox,$t3,1),$t3
 939         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t4     #$t0
 940         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t5     #$t1
 941
 942         movzb   `&hi("$s1")`,$acc2
 943         movzb   `&hi("$s2")`,$acc0
 944         shr     \$16,$s2
 945         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 946         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 947         shr     \$16,$s3
 948
 949         movzb   `&lo("$s2")`,$acc1
 950         shl     \$8,$t4
 951         shl     \$8,$t5
 952         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 953         xor     $t4,$t0
 954         xor     $t5,$t1
 955
 956         movzb   `&lo("$s3")`,$t4
 957         shr     \$16,$s0
 958         shr     \$16,$s1
 959         movzb   `&lo("$s0")`,$t5
 960         shl     \$8,$acc2
 961         shl     \$8,$acc0
 962         movzb   ($sbox,$t4,1),$t4       #$t1
 963         movzb   ($sbox,$t5,1),$t5       #$t2
 964         xor     $acc2,$t2
 965         xor     $acc0,$t3
 966
 967         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 968         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 969         shl     \$16,$acc1
 970         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t3
 971         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 972         xor     $acc1,$t0
 973
 974         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 975         shl     \$16,$t4
 976         shl     \$16,$t5
 977         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s1     #$t1
 978         xor     $t4,$t1
 979         xor     $t5,$t2
 980
 981         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 982         shr     \$8,$s0
 983         shl     \$16,$acc2
 984         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s2     #$t2
 985         movzb   ($sbox,$s0,1),$s3       #$t3
 986         xor     $acc2,$t3
 987
 988         shl     \$24,$acc0
 989         shl     \$24,$s1
 990         shl     \$24,$s2
 991         xor     $acc0,$t0
 992         shl     \$24,$s3
 993         xor     $t1,$s1
 994         mov     $t0,$s0
 995         xor     $t2,$s2
 996         xor     $t3,$s3
 997 ___
 998 }
 999
1000 # parallelized version! input is pair of 64-bit values: %rax=s1.s0
1001 # and %rcx=s3.s2, output is four 32-bit values in %eax=s0, %ebx=s1,
1002 # %ecx=s2 and %edx=s3.
1003 sub dectransform()
1004 { my ($tp10,$tp20,$tp40,$tp80,$acc0)=("%rax","%r8", "%r9", "%r10","%rbx");
1005   my ($tp18,$tp28,$tp48,$tp88,$acc8)=("%rcx","%r11","%r12","%r13","%rdx");
1006
1007 $code.=<<___;
1008         mov     $tp10,$acc0
1009         mov     $tp18,$acc8
1010         and     $mask80,$acc0
1011         and     $mask80,$acc8
1012         mov     $acc0,$tp40
1013         mov     $acc8,$tp48
1014         shr     \$7,$tp40
1015         lea     ($tp10,$tp10),$tp20
1016         shr     \$7,$tp48
1017         lea     ($tp18,$tp18),$tp28
1018         sub     $tp40,$acc0
1019         sub     $tp48,$acc8
1020         and     $maskfe,$tp20
1021         and     $maskfe,$tp28
1022         and     $mask1b,$acc0
1023         and     $mask1b,$acc8
1024         xor     $tp20,$acc0
1025         xor     $tp28,$acc8
1026         mov     $acc0,$tp20
1027         mov     $acc8,$tp28
1028
1029         and     $mask80,$acc0
1030         and     $mask80,$acc8
1031         mov     $acc0,$tp80
1032         mov     $acc8,$tp88
1033         shr     \$7,$tp80
1034         lea     ($tp20,$tp20),$tp40
1035         shr     \$7,$tp88
1036         lea     ($tp28,$tp28),$tp48
1037         sub     $tp80,$acc0
1038         sub     $tp88,$acc8
1039         and     $maskfe,$tp40
1040         and     $maskfe,$tp48
1041         and     $mask1b,$acc0
1042         and     $mask1b,$acc8
1043         xor     $tp40,$acc0
1044         xor     $tp48,$acc8
1045         mov     $acc0,$tp40
1046         mov     $acc8,$tp48
1047
1048         and     $mask80,$acc0
1049         and     $mask80,$acc8
1050         mov     $acc0,$tp80
1051         mov     $acc8,$tp88
1052         shr     \$7,$tp80
1053          xor    $tp10,$tp20             # tp2^=tp1
1054         shr     \$7,$tp88
1055          xor    $tp18,$tp28             # tp2^=tp1
1056         sub     $tp80,$acc0
1057         sub     $tp88,$acc8
1058         lea     ($tp40,$tp40),$tp80
1059         lea     ($tp48,$tp48),$tp88
1060          xor    $tp10,$tp40             # tp4^=tp1
1061          xor    $tp18,$tp48             # tp4^=tp1
1062         and     $maskfe,$tp80
1063         and     $maskfe,$tp88
1064         and     $mask1b,$acc0
1065         and     $mask1b,$acc8
1066         xor     $acc0,$tp80
1067         xor     $acc8,$tp88
1068
1069         xor     $tp80,$tp10             # tp1^=tp8
1070         xor     $tp88,$tp18             # tp1^=tp8
1071         xor     $tp80,$tp20             # tp2^tp1^=tp8
1072         xor     $tp88,$tp28             # tp2^tp1^=tp8
1073         mov     $tp10,$acc0
1074         mov     $tp18,$acc8
1075         xor     $tp80,$tp40             # tp4^tp1^=tp8
1076         xor     $tp88,$tp48             # tp4^tp1^=tp8
1077         shr     \$32,$acc0
1078         shr     \$32,$acc8
1079         xor     $tp20,$tp80             # tp8^=tp8^tp2^tp1=tp2^tp1
1080         xor     $tp28,$tp88             # tp8^=tp8^tp2^tp1=tp2^tp1
1081         rol     \$8,`&LO("$tp10")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1082         rol     \$8,`&LO("$tp18")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1083         xor     $tp40,$tp80             # tp2^tp1^=tp8^tp4^tp1=tp8^tp4^tp2
1084         xor     $tp48,$tp88             # tp2^tp1^=tp8^tp4^tp1=tp8^tp4^tp2
1085
1086         rol     \$8,`&LO("$acc0")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1087         rol     \$8,`&LO("$acc8")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1088         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$tp10")`
1089         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$tp18")`
1090         shr     \$32,$tp80
1091         shr     \$32,$tp88
1092         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$acc0")`
1093         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$acc8")`
1094
1095         mov     $tp20,$tp80
1096         mov     $tp28,$tp88
1097         shr     \$32,$tp80
1098         shr     \$32,$tp88
1099         rol     \$24,`&LO("$tp20")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1100         rol     \$24,`&LO("$tp28")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1101         rol     \$24,`&LO("$tp80")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1102         rol     \$24,`&LO("$tp88")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1103         xor     `&LO("$tp20")`,`&LO("$tp10")`
1104         xor     `&LO("$tp28")`,`&LO("$tp18")`
1105         mov     $tp40,$tp20
1106         mov     $tp48,$tp28
1107         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$acc0")`
1108         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$acc8")`
1109
1110         shr     \$32,$tp20
1111         shr     \$32,$tp28
1112         rol     \$16,`&LO("$tp40")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1113         rol     \$16,`&LO("$tp48")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1114         rol     \$16,`&LO("$tp20")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1115         rol     \$16,`&LO("$tp28")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1116         xor     `&LO("$tp40")`,`&LO("$tp10")`
1117         xor     `&LO("$tp48")`,`&LO("$tp18")`
1118         xor     `&LO("$tp20")`,`&LO("$acc0")`
1119         xor     `&LO("$tp28")`,`&LO("$acc8")`
1120
1121 ___
1122 }
1123
1124 $code.=<<___;
1125 .type   _x86_64_AES_decrypt_compact,\@abi-omnipotent
1126 .align  16
1127 _x86_64_AES_decrypt_compact:
1128         lea     128($sbox),$acc0                # size optimization
1129         mov     0-128($acc0),$acc1              # prefetch Td4
1130         mov     32-128($acc0),$acc2
1131         mov     64-128($acc0),$t0
1132         mov     96-128($acc0),$t1
1133         mov     128-128($acc0),$acc1
1134         mov     160-128($acc0),$acc2
1135         mov     192-128($acc0),$t0
1136         mov     224-128($acc0),$t1
1137
1138         xor     0($key),$s0                     # xor with key
1139         xor     4($key),$s1
1140         xor     8($key),$s2
1141         xor     12($key),$s3
1142         lea     16($key),$key
1143
1144         jmp     .Ldec_compact_loop
1145 .align  16
1146 .Ldec_compact_loop:
1147 ___
1148                 &deccompactvert();
1149 $code.=<<___;
1150                 mov     256+0($sbox),$mask80
1151                 shl     \$32,%rbx
1152                 shl     \$32,%rdx
1153                 mov     256+8($sbox),$maskfe
1154                 or      %rbx,%rax
1155                 or      %rdx,%rcx
1156                 mov     256+16($sbox),$mask1b
1157 ___
1158                 &dectransform();
1159 $code.=<<___;
1160                 xor     0($key),$s0
1161                 xor     4($key),$s1
1162                 xor     8($key),$s2
1163                 xor     12($key),$s3
1164                 lea     16($key),$key
1165                 cmp     16(%rsp),$key
1166         jne     .Ldec_compact_loop
1167 ___
1168         &deccompactvert();
1169 $code.=<<___;
1170         xor     0($key),$s0
1171         xor     4($key),$s1
1172         xor     8($key),$s2
1173         xor     12($key),$s3
1174         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
1175 .size   _x86_64_AES_decrypt_compact,.-_x86_64_AES_decrypt_compact
1176 ___
1177
1178 # void AES_decrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
1179 $code.=<<___;
1180 .globl  AES_decrypt
1181 .type   AES_decrypt,\@function,3
1182 .align  16
1183 AES_decrypt:
1184         push    %rbx
1185         push    %rbp
1186         push    %r12
1187         push    %r13
1188         push    %r14
1189         push    %r15
1190
1191         # allocate frame "above" key schedule
1192         mov     %rsp,%rax
1193         mov     %rdx,$key
1194         lea     -63(%rdx),%rcx
1195         and     \$-64,%rsp
1196         sub     %rsp,%rcx
1197         neg     %rcx
1198         and     \$0x3c0,%rcx
1199         sub     %rcx,%rsp
1200
1201         push    %rax            # save real stack pointer
1202         push    %rsi            # save out
1203
1204         mov     240($key),$rnds # load rounds
1205
1206         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
1207         mov     4(%rdi),$s1
1208         mov     8(%rdi),$s2
1209         mov     12(%rdi),$s3
1210
1211         shl     \$4,$rnds
1212         lea     ($key,$rnds),%rbp
1213         push    %rbp
1214         push    $key
1215
1216         # pick Td4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
1217         .picmeup        $sbox
1218         lea     AES_Td+2048-.($sbox),$sbox
1219         lea     768-32(%rsp),%rbp
1220         sub     $sbox,%rbp
1221         and     \$0x300,%rbp
1222         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
1223         shr     \$3,%rbp                # recall "magic" constants!
1224         add     %rbp,$sbox
1225
1226         call    _x86_64_AES_decrypt_compact
1227
1228         lea     16(%rsp),%rsp
1229         pop     $out    # restore out
1230         mov     $s0,0($out)
1231         mov     $s1,4($out)
1232         mov     $s2,8($out)
1233         mov     $s3,12($out)
1234
1235         mov     (%rsp),%rsp
1236         pop     %r15
1237         pop     %r14
1238         pop     %r13
1239         pop     %r12
1240         pop     %rbp
1241         pop     %rbx
1242         ret
1243 .size   AES_decrypt,.-AES_decrypt
1244 ___
1245 #------------------------------------------------------------------#
1246
1247 sub enckey()
1248 {
1249 $code.=<<___;
1250         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>0
1251         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1252         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>8
1253         shl     \$24,%ebx
1254         xor     %ebx,%eax
1255
1256         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1257         shr     \$16,%edx
1258         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>16
1259         xor     %ebx,%eax
1260
1261         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1262         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>24
1263         shl     \$8,%ebx
1264         xor     %ebx,%eax
1265
1266         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1267         shl     \$16,%ebx
1268         xor     %ebx,%eax
1269
1270         xor     1024-128(%rbp,%rcx,4),%eax              # rcon
1271 ___
1272 }
1273
1274 # int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1275 #                        AES_KEY *key)
1276 $code.=<<___;
1277 .globl  AES_set_encrypt_key
1278 .type   AES_set_encrypt_key,\@function,3
1279 .align  16
1280 AES_set_encrypt_key:
1281         push    %rbx
1282         push    %rbp
1283
1284         mov     %esi,%ecx                       # %ecx=bits
1285         mov     %rdi,%rsi                       # %rsi=userKey
1286         mov     %rdx,%rdi                       # %rdi=key
1287
1288         test    \$-1,%rsi
1289         jz      .Lbadpointer
1290         test    \$-1,%rdi
1291         jz      .Lbadpointer
1292
1293         .picmeup %rbp
1294         lea     AES_Te-.(%rbp),%rbp
1295         lea     2048+128(%rbp),%rbp
1296
1297         # prefetch Te4
1298         mov     0-128(%rbp),%eax
1299         mov     32-128(%rbp),%ebx
1300         mov     64-128(%rbp),%r8d
1301         mov     96-128(%rbp),%edx
1302         mov     128-128(%rbp),%eax
1303         mov     160-128(%rbp),%ebx
1304         mov     192-128(%rbp),%r8d
1305         mov     224-128(%rbp),%edx
1306
1307         cmp     \$128,%ecx
1308         je      .L10rounds
1309         cmp     \$192,%ecx
1310         je      .L12rounds
1311         cmp     \$256,%ecx
1312         je      .L14rounds
1313         mov     \$-2,%rax                       # invalid number of bits
1314         jmp     .Lexit
1315
1316 .L10rounds:
1317         mov     0(%rsi),%eax                    # copy first 4 dwords
1318         mov     4(%rsi),%ebx
1319         mov     8(%rsi),%ecx
1320         mov     12(%rsi),%edx
1321         mov     %eax,0(%rdi)
1322         mov     %ebx,4(%rdi)
1323         mov     %ecx,8(%rdi)
1324         mov     %edx,12(%rdi)
1325
1326         xor     %ecx,%ecx
1327         jmp     .L10shortcut
1328 .align  4
1329 .L10loop:
1330                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1331                 mov     12(%rdi),%edx                   # rk[3]
1332 .L10shortcut:
1333 ___
1334                 &enckey ();
1335 $code.=<<___;
1336                 mov     %eax,16(%rdi)                   # rk[4]
1337                 xor     4(%rdi),%eax
1338                 mov     %eax,20(%rdi)                   # rk[5]
1339                 xor     8(%rdi),%eax
1340                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1341                 xor     12(%rdi),%eax
1342                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1343                 add     \$1,%ecx
1344                 lea     16(%rdi),%rdi
1345                 cmp     \$10,%ecx
1346         jl      .L10loop
1347
1348         movl    \$10,80(%rdi)                   # setup number of rounds
1349         xor     %rax,%rax
1350         jmp     .Lexit
1351
1352 .L12rounds:
1353         mov     0(%rsi),%eax                    # copy first 6 dwords
1354         mov     4(%rsi),%ebx
1355         mov     8(%rsi),%ecx
1356         mov     12(%rsi),%edx
1357         mov     %eax,0(%rdi)
1358         mov     %ebx,4(%rdi)
1359         mov     %ecx,8(%rdi)
1360         mov     %edx,12(%rdi)
1361         mov     16(%rsi),%ecx
1362         mov     20(%rsi),%edx
1363         mov     %ecx,16(%rdi)
1364         mov     %edx,20(%rdi)
1365
1366         xor     %ecx,%ecx
1367         jmp     .L12shortcut
1368 .align  4
1369 .L12loop:
1370                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1371                 mov     20(%rdi),%edx                   # rk[5]
1372 .L12shortcut:
1373 ___
1374                 &enckey ();
1375 $code.=<<___;
1376                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1377                 xor     4(%rdi),%eax
1378                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1379                 xor     8(%rdi),%eax
1380                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1381                 xor     12(%rdi),%eax
1382                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1383
1384                 cmp     \$7,%ecx
1385                 je      .L12break
1386                 add     \$1,%ecx
1387
1388                 xor     16(%rdi),%eax
1389                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1390                 xor     20(%rdi),%eax
1391                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1392
1393                 lea     24(%rdi),%rdi
1394         jmp     .L12loop
1395 .L12break:
1396         movl    \$12,72(%rdi)           # setup number of rounds
1397         xor     %rax,%rax
1398         jmp     .Lexit
1399
1400 .L14rounds:
1401         mov     0(%rsi),%eax                    # copy first 8 dwords
1402         mov     4(%rsi),%ebx
1403         mov     8(%rsi),%ecx
1404         mov     12(%rsi),%edx
1405         mov     %eax,0(%rdi)
1406         mov     %ebx,4(%rdi)
1407         mov     %ecx,8(%rdi)
1408         mov     %edx,12(%rdi)
1409         mov     16(%rsi),%eax
1410         mov     20(%rsi),%ebx
1411         mov     24(%rsi),%ecx
1412         mov     28(%rsi),%edx
1413         mov     %eax,16(%rdi)
1414         mov     %ebx,20(%rdi)
1415         mov     %ecx,24(%rdi)
1416         mov     %edx,28(%rdi)
1417
1418         xor     %ecx,%ecx
1419         jmp     .L14shortcut
1420 .align  4
1421 .L14loop:
1422                 mov     28(%rdi),%edx                   # rk[4]
1423 .L14shortcut:
1424                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1425 ___
1426                 &enckey ();
1427 $code.=<<___;
1428                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1429                 xor     4(%rdi),%eax
1430                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1431                 xor     8(%rdi),%eax
1432                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1433                 xor     12(%rdi),%eax
1434                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1435
1436                 cmp     \$6,%ecx
1437                 je      .L14break
1438                 add     \$1,%ecx
1439
1440                 mov     %eax,%edx
1441                 mov     16(%rdi),%eax                   # rk[4]
1442                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>0
1443                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1444                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>8
1445                 xor     %ebx,%eax
1446
1447                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1448                 shr     \$16,%edx
1449                 shl     \$8,%ebx
1450                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>16
1451                 xor     %ebx,%eax
1452
1453                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1454                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>24
1455                 shl     \$16,%ebx
1456                 xor     %ebx,%eax
1457
1458                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1459                 shl     \$24,%ebx
1460                 xor     %ebx,%eax
1461
1462                 mov     %eax,48(%rdi)                   # rk[12]
1463                 xor     20(%rdi),%eax
1464                 mov     %eax,52(%rdi)                   # rk[13]
1465                 xor     24(%rdi),%eax
1466                 mov     %eax,56(%rdi)                   # rk[14]
1467                 xor     28(%rdi),%eax
1468                 mov     %eax,60(%rdi)                   # rk[15]
1469
1470                 lea     32(%rdi),%rdi
1471         jmp     .L14loop
1472 .L14break:
1473         movl    \$14,48(%rdi)           # setup number of rounds
1474         xor     %rax,%rax
1475         jmp     .Lexit
1476
1477 .Lbadpointer:
1478         mov     \$-1,%rax
1479 .Lexit:
1480         pop     %rbp
1481         pop     %rbx
1482         ret
1483 .size   AES_set_encrypt_key,.-AES_set_encrypt_key
1484 ___
1485
1486 sub deckey_ref()
1487 { my ($i,$ptr,$te,$td) = @_;
1488   my ($tp1,$tp2,$tp4,$tp8,$acc)=("%eax","%ebx","%edi","%edx","%r8d");
1489 $code.=<<___;
1490         mov     $i($ptr),$tp1
1491         mov     $tp1,$acc
1492         and     \$0x80808080,$acc
1493         mov     $acc,$tp4
1494         shr     \$7,$tp4
1495         lea     0($tp1,$tp1),$tp2
1496         sub     $tp4,$acc
1497         and     \$0xfefefefe,$tp2
1498         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1499         xor     $tp2,$acc
1500         mov     $acc,$tp2
1501
1502         and     \$0x80808080,$acc
1503         mov     $acc,$tp8
1504         shr     \$7,$tp8
1505         lea     0($tp2,$tp2),$tp4
1506         sub     $tp8,$acc
1507         and     \$0xfefefefe,$tp4
1508         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1509          xor    $tp1,$tp2               # tp2^tp1
1510         xor     $tp4,$acc
1511         mov     $acc,$tp4
1512
1513         and     \$0x80808080,$acc
1514         mov     $acc,$tp8
1515         shr     \$7,$tp8
1516         sub     $tp8,$acc
1517         lea     0($tp4,$tp4),$tp8
1518          xor    $tp1,$tp4               # tp4^tp1
1519         and     \$0xfefefefe,$tp8
1520         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1521         xor     $acc,$tp8
1522
1523         xor     $tp8,$tp1               # tp1^tp8
1524         rol     \$8,$tp1                # ROTATE(tp1^tp8,8)
1525         xor     $tp8,$tp2               # tp2^tp1^tp8
1526         xor     $tp8,$tp4               # tp4^tp1^tp8
1527         xor     $tp2,$tp8
1528         xor     $tp4,$tp8               # tp8^(tp8^tp4^tp1)^(tp8^tp2^tp1)=tp8^tp4^tp2
1529
1530         xor     $tp8,$tp1
1531         rol     \$24,$tp2               # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1532         xor     $tp2,$tp1
1533         rol     \$16,$tp4               # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1534         xor     $tp4,$tp1
1535
1536         mov     $tp1,$i($ptr)
1537 ___
1538 }
1539
1540 # int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1541 #                        AES_KEY *key)
1542 $code.=<<___;
1543 .globl  AES_set_decrypt_key
1544 .type   AES_set_decrypt_key,\@function,3
1545 .align  16
1546 AES_set_decrypt_key:
1547         push    %rdx                    # save key schedule
1548         call    AES_set_encrypt_key
1549         cmp     \$0,%eax
1550         pop     %r8                     # restore key schedule
1551         jne     .Labort
1552
1553         push    %rbx
1554         push    %rbp
1555         push    %r12
1556         push    %r13
1557         push    %r14
1558         push    %r15
1559
1560         mov     240(%r8),%r14d          # pull number of rounds
1561         xor     %rdi,%rdi
1562         lea     (%rdi,%r14d,4),%rcx
1563         mov     %r8,%rsi
1564         lea     (%r8,%rcx,4),%rdi       # pointer to last chunk
1565 .align  4
1566 .Linvert:
1567                 mov     0(%rsi),%rax
1568                 mov     8(%rsi),%rbx
1569                 mov     0(%rdi),%rcx
1570                 mov     8(%rdi),%rdx
1571                 mov     %rax,0(%rdi)
1572                 mov     %rbx,8(%rdi)
1573                 mov     %rcx,0(%rsi)
1574                 mov     %rdx,8(%rsi)
1575                 lea     16(%rsi),%rsi
1576                 lea     -16(%rdi),%rdi
1577                 cmp     %rsi,%rdi
1578         jne     .Linvert
1579
1580         .picmeup %rax
1581         lea     AES_Te+2048+1024-.(%rax),%rax   # rcon
1582
1583         mov     40(%rax),$mask80
1584         mov     48(%rax),$maskfe
1585         mov     56(%rax),$mask1b
1586
1587         mov     %r8,$key
1588         sub     \$1,%r14d
1589 .align  4
1590 .Lpermute:
1591                 lea     16($key),$key
1592                 mov     0($key),%rax
1593                 mov     8($key),%rcx
1594 ___
1595                 &dectransform ();
1596 $code.=<<___;
1597                 mov     %eax,0($key)
1598                 mov     %ebx,4($key)
1599                 mov     %ecx,8($key)
1600                 mov     %edx,12($key)
1601                 sub     \$1,%r14d
1602         jnz     .Lpermute
1603
1604         xor     %rax,%rax
1605         pop     %r15
1606         pop     %r14
1607         pop     %r13
1608         pop     %r12
1609         pop     %rbp
1610         pop     %rbx
1611 .Labort:
1612         ret
1613 .size   AES_set_decrypt_key,.-AES_set_decrypt_key
1614 ___
1615
1616 # void AES_cbc_encrypt (const void char *inp, unsigned char *out,
1617 #                       size_t length, const AES_KEY *key,
1618 #                       unsigned char *ivp,const int enc);
1619 {
1620 # stack frame layout
1621 # -8(%rsp)              return address
1622 my $_rsp="0(%rsp)";             # saved %rsp
1623 my $_len="8(%rsp)";             # copy of 3rd parameter, length
1624 my $_key="16(%rsp)";            # copy of 4th parameter, key
1625 my $_ivp="24(%rsp)";            # copy of 5th parameter, ivp
1626 my $keyp="32(%rsp)";            # one to pass as $key
1627 my $ivec="40(%rsp)";            # ivec[16]
1628 my $aes_key="56(%rsp)";         # copy of aes_key
1629 my $mark="56+240(%rsp)";        # copy of aes_key->rounds
1630
1631 $code.=<<___;
1632 .globl  AES_cbc_encrypt
1633 .type   AES_cbc_encrypt,\@function,6
1634 .align  16
1635 AES_cbc_encrypt:
1636         cmp     \$0,%rdx        # check length
1637         je      .Lcbc_just_ret
1638         push    %rbx
1639         push    %rbp
1640         push    %r12
1641         push    %r13
1642         push    %r14
1643         push    %r15
1644         pushfq
1645         cld
1646
1647         .picmeup $sbox
1648 .Lcbc_pic_point:
1649
1650         cmp     \$0,%r9
1651         je      .LDECRYPT
1652
1653         lea     AES_Te-.Lcbc_pic_point($sbox),$sbox
1654
1655         # allocate aligned stack frame...
1656         lea     -64-248(%rsp),$key
1657         and     \$-64,$key
1658
1659         # ... and make it doesn't alias with AES_Te modulo 4096
1660         mov     $sbox,%r10
1661         lea     2048($sbox),%r11
1662         mov     $key,%r12
1663         and     \$0xFFF,%r10    # s = $sbox&0xfff
1664         and     \$0xFFF,%r11    # e = ($sbox+2048)&0xfff
1665         and     \$0xFFF,%r12    # p = %rsp&0xfff
1666
1667         cmp     %r11,%r12       # if (p=>e) %rsp =- (p-e);
1668         jb      .Lcbc_te_break_out
1669         sub     %r11,%r12
1670         sub     %r12,$key
1671         jmp     .Lcbc_te_ok
1672 .Lcbc_te_break_out:             # else %rsp -= (p-s)&0xfff + framesz
1673         sub     %r10,%r12
1674         and     \$0xFFF,%r12
1675         add     \$320,%r12
1676         sub     %r12,$key
1677 .align  4
1678 .Lcbc_te_ok:
1679
1680         xchg    %rsp,$key
1681         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1682         mov     $key,$_rsp      # save %rsp
1683         mov     %rdx,$_len      # save copy of len
1684         mov     %rcx,$_key      # save copy of key
1685         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1686         movl    \$0,$mark       # copy of aes_key->rounds = 0;
1687         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1688         mov     %rsi,$out
1689         mov     %rdi,$inp
1690         mov     %rcx,$key
1691
1692         # do we copy key schedule to stack?
1693         mov     $key,%r10
1694         sub     $sbox,%r10
1695         and     \$0xfff,%r10
1696         cmp     \$2048,%r10
1697         jb      .Lcbc_do_ecopy
1698         cmp     \$4096-248,%r10
1699         jb      .Lcbc_skip_ecopy
1700 .align  4
1701 .Lcbc_do_ecopy:
1702                 mov     $key,%rsi
1703                 lea     $aes_key,%rdi
1704                 lea     $aes_key,$key
1705                 mov     \$240/8,%ecx
1706                 .long   0x90A548F3      # rep movsq
1707                 mov     (%rsi),%eax     # copy aes_key->rounds
1708                 mov     %eax,(%rdi)
1709 .Lcbc_skip_ecopy:
1710         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1711
1712         mov     \$16,%ecx
1713 .align  4
1714 .Lcbc_prefetch_te:
1715                 mov     0($sbox),%r10
1716                 mov     32($sbox),%r11
1717                 mov     64($sbox),%r12
1718                 mov     96($sbox),%r13
1719                 lea     128($sbox),$sbox
1720                 sub     \$1,%ecx
1721         jnz     .Lcbc_prefetch_te
1722         sub     \$2048,$sbox
1723
1724         test    \$-16,%rdx              # check upon length
1725         mov     %rdx,%r10
1726         mov     0(%rbp),$s0             # load iv
1727         mov     4(%rbp),$s1
1728         mov     8(%rbp),$s2
1729         mov     12(%rbp),$s3
1730         jz      .Lcbc_enc_tail          # short input...
1731
1732 .align  4
1733 .Lcbc_enc_loop:
1734                 xor     0($inp),$s0
1735                 xor     4($inp),$s1
1736                 xor     8($inp),$s2
1737                 xor     12($inp),$s3
1738                 mov     $inp,$ivec      # if ($verticalspin) save inp
1739
1740                 mov     $keyp,$key      # restore key
1741                 call    _x86_64_AES_encrypt
1742
1743                 mov     $ivec,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1744                 mov     $s0,0($out)
1745                 mov     $s1,4($out)
1746                 mov     $s2,8($out)
1747                 mov     $s3,12($out)
1748
1749                 mov     $_len,%r10
1750                 lea     16($inp),$inp
1751                 lea     16($out),$out
1752                 sub     \$16,%r10
1753                 test    \$-16,%r10
1754                 mov     %r10,$_len
1755         jnz     .Lcbc_enc_loop
1756         test    \$15,%r10
1757         jnz     .Lcbc_enc_tail
1758         mov     $_ivp,%rbp      # restore ivp
1759         mov     $s0,0(%rbp)     # save ivec
1760         mov     $s1,4(%rbp)
1761         mov     $s2,8(%rbp)
1762         mov     $s3,12(%rbp)
1763
1764 .align  4
1765 .Lcbc_cleanup:
1766         cmpl    \$0,$mark       # was the key schedule copied?
1767         lea     $aes_key,%rdi
1768         mov     $_rsp,%rsp
1769         je      .Lcbc_exit
1770                 mov     \$240/8,%ecx
1771                 xor     %rax,%rax
1772                 .long   0x90AB48F3      # rep stosq
1773 .Lcbc_exit:
1774         popfq
1775         pop     %r15
1776         pop     %r14
1777         pop     %r13
1778         pop     %r12
1779         pop     %rbp
1780         pop     %rbx
1781 .Lcbc_just_ret:
1782         ret
1783 .align  4
1784 .Lcbc_enc_tail:
1785         cmp     $inp,$out
1786         je      .Lcbc_enc_in_place
1787         mov     %r10,%rcx
1788         mov     $inp,%rsi
1789         mov     $out,%rdi
1790         .long   0xF689A4F3              # rep movsb
1791 .Lcbc_enc_in_place:
1792         mov     \$16,%rcx               # zero tail
1793         sub     %r10,%rcx
1794         xor     %rax,%rax
1795         .long   0xF689AAF3              # rep stosb
1796         mov     $out,$inp               # this is not a mistake!
1797         movq    \$16,$_len              # len=16
1798         jmp     .Lcbc_enc_loop          # one more spin...
1799 #----------------------------- DECRYPT -----------------------------#
1800 .align  16
1801 .LDECRYPT:
1802         lea     AES_Td-.Lcbc_pic_point($sbox),$sbox
1803
1804         # allocate aligned stack frame...
1805         lea     -64-248(%rsp),$key
1806         and     \$-64,$key
1807
1808         # ... and make it doesn't alias with AES_Td modulo 4096
1809         mov     $sbox,%r10
1810         lea     2304($sbox),%r11
1811         mov     $key,%r12
1812         and     \$0xFFF,%r10    # s = $sbox&0xfff
1813         and     \$0xFFF,%r11    # e = ($sbox+2048+256)&0xfff
1814         and     \$0xFFF,%r12    # p = %rsp&0xfff
1815
1816         cmp     %r11,%r12       # if (p=>e) %rsp =- (p-e);
1817         jb      .Lcbc_td_break_out
1818         sub     %r11,%r12
1819         sub     %r12,$key
1820         jmp     .Lcbc_td_ok
1821 .Lcbc_td_break_out:             # else %rsp -= (p-s)&0xfff + framesz
1822         sub     %r10,%r12
1823         and     \$0xFFF,%r12
1824         add     \$320,%r12
1825         sub     %r12,$key
1826 .align  4
1827 .Lcbc_td_ok:
1828
1829         xchg    %rsp,$key
1830         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1831         mov     $key,$_rsp      # save %rsp
1832         mov     %rdx,$_len      # save copy of len
1833         mov     %rcx,$_key      # save copy of key
1834         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1835         movl    \$0,$mark       # copy of aes_key->rounds = 0;
1836         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1837         mov     %rsi,$out
1838         mov     %rdi,$inp
1839         mov     %rcx,$key
1840
1841         # do we copy key schedule to stack?
1842         mov     $key,%r10
1843         sub     $sbox,%r10
1844         and     \$0xfff,%r10
1845         cmp     \$2304,%r10
1846         jb      .Lcbc_do_dcopy
1847         cmp     \$4096-248,%r10
1848         jb      .Lcbc_skip_dcopy
1849 .align  4
1850 .Lcbc_do_dcopy:
1851                 mov     $key,%rsi
1852                 lea     $aes_key,%rdi
1853                 lea     $aes_key,$key
1854                 mov     \$240/8,%ecx
1855                 .long   0x90A548F3      # rep movsq
1856                 mov     (%rsi),%eax     # copy aes_key->rounds
1857                 mov     %eax,(%rdi)
1858 .Lcbc_skip_dcopy:
1859         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1860
1861         mov     \$18,%ecx
1862 .align  4
1863 .Lcbc_prefetch_td:
1864                 mov     0($sbox),%r10
1865                 mov     32($sbox),%r11
1866                 mov     64($sbox),%r12
1867                 mov     96($sbox),%r13
1868                 lea     128($sbox),$sbox
1869                 sub     \$1,%ecx
1870         jnz     .Lcbc_prefetch_td
1871         sub     \$2304,$sbox
1872
1873         cmp     $inp,$out
1874         je      .Lcbc_dec_in_place
1875
1876         mov     %rbp,$ivec
1877 .align  4
1878 .Lcbc_dec_loop:
1879                 mov     0($inp),$s0             # read input
1880                 mov     4($inp),$s1
1881                 mov     8($inp),$s2
1882                 mov     12($inp),$s3
1883                 mov     $inp,8+$ivec    # if ($verticalspin) save inp
1884
1885                 mov     $keyp,$key      # restore key
1886                 call    _x86_64_AES_decrypt
1887
1888                 mov     $ivec,%rbp      # load ivp
1889                 mov     8+$ivec,$inp    # if ($verticalspin) restore inp
1890                 xor     0(%rbp),$s0     # xor iv
1891                 xor     4(%rbp),$s1
1892                 xor     8(%rbp),$s2
1893                 xor     12(%rbp),$s3
1894                 mov     $inp,%rbp       # current input, next iv
1895
1896                 mov     $_len,%r10      # load len
1897                 sub     \$16,%r10
1898                 jc      .Lcbc_dec_partial
1899                 mov     %r10,$_len      # update len
1900                 mov     %rbp,$ivec      # update ivp
1901
1902                 mov     $s0,0($out)     # write output
1903                 mov     $s1,4($out)
1904                 mov     $s2,8($out)
1905                 mov     $s3,12($out)
1906
1907                 lea     16($inp),$inp
1908                 lea     16($out),$out
1909         jnz     .Lcbc_dec_loop
1910 .Lcbc_dec_end:
1911         mov     $_ivp,%r12              # load user ivp
1912         mov     0(%rbp),%r10            # load iv
1913         mov     8(%rbp),%r11
1914         mov     %r10,0(%r12)            # copy back to user
1915         mov     %r11,8(%r12)
1916         jmp     .Lcbc_cleanup
1917
1918 .align  4
1919 .Lcbc_dec_partial:
1920         mov     $s0,0+$ivec             # dump output to stack
1921         mov     $s1,4+$ivec
1922         mov     $s2,8+$ivec
1923         mov     $s3,12+$ivec
1924         mov     $out,%rdi
1925         lea     $ivec,%rsi
1926         mov     \$16,%rcx
1927         add     %r10,%rcx               # number of bytes to copy
1928         .long   0xF689A4F3              # rep movsb
1929         jmp     .Lcbc_dec_end
1930
1931 .align  16
1932 .Lcbc_dec_in_place:
1933                 mov     0($inp),$s0     # load input
1934                 mov     4($inp),$s1
1935                 mov     8($inp),$s2
1936                 mov     12($inp),$s3
1937
1938                 mov     $inp,$ivec      # if ($verticalspin) save inp
1939                 mov     $keyp,$key
1940                 call    _x86_64_AES_decrypt
1941
1942                 mov     $ivec,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1943                 mov     $_ivp,%rbp
1944                 xor     0(%rbp),$s0
1945                 xor     4(%rbp),$s1
1946                 xor     8(%rbp),$s2
1947                 xor     12(%rbp),$s3
1948
1949                 mov     0($inp),%r10    # copy input to iv
1950                 mov     8($inp),%r11
1951                 mov     %r10,0(%rbp)
1952                 mov     %r11,8(%rbp)
1953
1954                 mov     $s0,0($out)     # save output [zaps input]
1955                 mov     $s1,4($out)
1956                 mov     $s2,8($out)
1957                 mov     $s3,12($out)
1958
1959                 mov     $_len,%rcx
1960                 lea     16($inp),$inp
1961                 lea     16($out),$out
1962                 sub     \$16,%rcx
1963                 jc      .Lcbc_dec_in_place_partial
1964                 mov     %rcx,$_len
1965         jnz     .Lcbc_dec_in_place
1966         jmp     .Lcbc_cleanup
1967
1968 .align  4
1969 .Lcbc_dec_in_place_partial:
1970         # one can argue if this is actually required
1971         lea     ($out,%rcx),%rdi
1972         lea     (%rbp,%rcx),%rsi
1973         neg     %rcx
1974         .long   0xF689A4F3      # rep movsb     # restore tail
1975         jmp     .Lcbc_cleanup
1976 .size   AES_cbc_encrypt,.-AES_cbc_encrypt
1977 ___
1978 }
1979
1980 $code.=<<___;
1981 .globl  AES_Te
1982 .align  64
1983 AES_Te:
1984 ___
1985         &_data_word(0xa56363c6, 0x847c7cf8, 0x997777ee, 0x8d7b7bf6);
1986         &_data_word(0x0df2f2ff, 0xbd6b6bd6, 0xb16f6fde, 0x54c5c591);
1987         &_data_word(0x50303060, 0x03010102, 0xa96767ce, 0x7d2b2b56);
1988         &_data_word(0x19fefee7, 0x62d7d7b5, 0xe6abab4d, 0x9a7676ec);
1989         &_data_word(0x45caca8f, 0x9d82821f, 0x40c9c989, 0x877d7dfa);
1990         &_data_word(0x15fafaef, 0xeb5959b2, 0xc947478e, 0x0bf0f0fb);
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2258
2259 #Td4:   # four copies of Td4 to choose from to avoid L1 aliasing
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2409
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