573333c642cc87ea924ee367c53102cb509f5f98
[openssl.git] / crypto / aes / asm / aes-s390x.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 # AES for s390x.
11
12 # April 2007.
13 #
14 # Software performance improvement over gcc-generated code is ~70% and
15 # in absolute terms is ~73 cycles per byte processed with 128-bit key.
16 # You're likely to exclaim "why so slow?" Keep in mind that z-CPUs are
17 # *strictly* in-order execution and issued instruction [in this case
18 # load value from memory is critical] has to complete before execution
19 # flow proceeds. S-boxes are compressed to 2KB[+256B].
20 #
21 # As for hardware acceleration support. It's basically a "teaser," as
22 # it can and should be improved in several ways. Most notably support
23 # for CBC is not utilized, nor multiple blocks are ever processed.
24 # Then software key schedule can be postponed till hardware support
25 # detection... Performance improvement over assembler is reportedly
26 # ~2.5x, but can reach >8x [naturally on larger chunks] if proper
27 # support is implemented.
28
29 # May 2007.
30 #
31 # Implement AES_set_[en|de]crypt_key. Key schedule setup is avoided
32 # for 128-bit keys, if hardware support is detected.
33
34 $softonly=0;    # allow hardware support
35
36 $t1="%r0";
37 $t2="%r1";
38 $t3="%r2";      $inp="%r2";
39 $out="%r3";     $mask="%r3";    $bits="%r3";
40 $key="%r4";
41 $i1="%r5";
42 $i2="%r6";
43 $i3="%r7";
44 $s0="%r8";
45 $s1="%r9";
46 $s2="%r10";
47 $s3="%r11";
48 $tbl="%r12";
49 $rounds="%r13";
50 $ra="%r14";
51 $sp="%r15";
52
53 sub _data_word()
54 { my $i;
55     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf".long\t0x%08x,0x%08x\n",$i,$i; }
56 }
57
58 $code=<<___;
59 .text
60
61 .type   AES_Te,\@object
62 .align  64
63 AES_Te:
64 ___
65 &_data_word(
66         0xc66363a5, 0xf87c7c84, 0xee777799, 0xf67b7b8d,
67         0xfff2f20d, 0xd66b6bbd, 0xde6f6fb1, 0x91c5c554,
68         0x60303050, 0x02010103, 0xce6767a9, 0x562b2b7d,
69         0xe7fefe19, 0xb5d7d762, 0x4dababe6, 0xec76769a,
70         0x8fcaca45, 0x1f82829d, 0x89c9c940, 0xfa7d7d87,
71         0xeffafa15, 0xb25959eb, 0x8e4747c9, 0xfbf0f00b,
72         0x41adadec, 0xb3d4d467, 0x5fa2a2fd, 0x45afafea,
73         0x239c9cbf, 0x53a4a4f7, 0xe4727296, 0x9bc0c05b,
74         0x75b7b7c2, 0xe1fdfd1c, 0x3d9393ae, 0x4c26266a,
75         0x6c36365a, 0x7e3f3f41, 0xf5f7f702, 0x83cccc4f,
76         0x6834345c, 0x51a5a5f4, 0xd1e5e534, 0xf9f1f108,
77         0xe2717193, 0xabd8d873, 0x62313153, 0x2a15153f,
78         0x0804040c, 0x95c7c752, 0x46232365, 0x9dc3c35e,
79         0x30181828, 0x379696a1, 0x0a05050f, 0x2f9a9ab5,
80         0x0e070709, 0x24121236, 0x1b80809b, 0xdfe2e23d,
81         0xcdebeb26, 0x4e272769, 0x7fb2b2cd, 0xea75759f,
82         0x1209091b, 0x1d83839e, 0x582c2c74, 0x341a1a2e,
83         0x361b1b2d, 0xdc6e6eb2, 0xb45a5aee, 0x5ba0a0fb,
84         0xa45252f6, 0x763b3b4d, 0xb7d6d661, 0x7db3b3ce,
85         0x5229297b, 0xdde3e33e, 0x5e2f2f71, 0x13848497,
86         0xa65353f5, 0xb9d1d168, 0x00000000, 0xc1eded2c,
87         0x40202060, 0xe3fcfc1f, 0x79b1b1c8, 0xb65b5bed,
88         0xd46a6abe, 0x8dcbcb46, 0x67bebed9, 0x7239394b,
89         0x944a4ade, 0x984c4cd4, 0xb05858e8, 0x85cfcf4a,
90         0xbbd0d06b, 0xc5efef2a, 0x4faaaae5, 0xedfbfb16,
91         0x864343c5, 0x9a4d4dd7, 0x66333355, 0x11858594,
92         0x8a4545cf, 0xe9f9f910, 0x04020206, 0xfe7f7f81,
93         0xa05050f0, 0x783c3c44, 0x259f9fba, 0x4ba8a8e3,
94         0xa25151f3, 0x5da3a3fe, 0x804040c0, 0x058f8f8a,
95         0x3f9292ad, 0x219d9dbc, 0x70383848, 0xf1f5f504,
96         0x63bcbcdf, 0x77b6b6c1, 0xafdada75, 0x42212163,
97         0x20101030, 0xe5ffff1a, 0xfdf3f30e, 0xbfd2d26d,
98         0x81cdcd4c, 0x180c0c14, 0x26131335, 0xc3ecec2f,
99         0xbe5f5fe1, 0x359797a2, 0x884444cc, 0x2e171739,
100         0x93c4c457, 0x55a7a7f2, 0xfc7e7e82, 0x7a3d3d47,
101         0xc86464ac, 0xba5d5de7, 0x3219192b, 0xe6737395,
102         0xc06060a0, 0x19818198, 0x9e4f4fd1, 0xa3dcdc7f,
103         0x44222266, 0x542a2a7e, 0x3b9090ab, 0x0b888883,
104         0x8c4646ca, 0xc7eeee29, 0x6bb8b8d3, 0x2814143c,
105         0xa7dede79, 0xbc5e5ee2, 0x160b0b1d, 0xaddbdb76,
106         0xdbe0e03b, 0x64323256, 0x743a3a4e, 0x140a0a1e,
107         0x924949db, 0x0c06060a, 0x4824246c, 0xb85c5ce4,
108         0x9fc2c25d, 0xbdd3d36e, 0x43acacef, 0xc46262a6,
109         0x399191a8, 0x319595a4, 0xd3e4e437, 0xf279798b,
110         0xd5e7e732, 0x8bc8c843, 0x6e373759, 0xda6d6db7,
111         0x018d8d8c, 0xb1d5d564, 0x9c4e4ed2, 0x49a9a9e0,
112         0xd86c6cb4, 0xac5656fa, 0xf3f4f407, 0xcfeaea25,
113         0xca6565af, 0xf47a7a8e, 0x47aeaee9, 0x10080818,
114         0x6fbabad5, 0xf0787888, 0x4a25256f, 0x5c2e2e72,
115         0x381c1c24, 0x57a6a6f1, 0x73b4b4c7, 0x97c6c651,
116         0xcbe8e823, 0xa1dddd7c, 0xe874749c, 0x3e1f1f21,
117         0x964b4bdd, 0x61bdbddc, 0x0d8b8b86, 0x0f8a8a85,
118         0xe0707090, 0x7c3e3e42, 0x71b5b5c4, 0xcc6666aa,
119         0x904848d8, 0x06030305, 0xf7f6f601, 0x1c0e0e12,
120         0xc26161a3, 0x6a35355f, 0xae5757f9, 0x69b9b9d0,
121         0x17868691, 0x99c1c158, 0x3a1d1d27, 0x279e9eb9,
122         0xd9e1e138, 0xebf8f813, 0x2b9898b3, 0x22111133,
123         0xd26969bb, 0xa9d9d970, 0x078e8e89, 0x339494a7,
124         0x2d9b9bb6, 0x3c1e1e22, 0x15878792, 0xc9e9e920,
125         0x87cece49, 0xaa5555ff, 0x50282878, 0xa5dfdf7a,
126         0x038c8c8f, 0x59a1a1f8, 0x09898980, 0x1a0d0d17,
127         0x65bfbfda, 0xd7e6e631, 0x844242c6, 0xd06868b8,
128         0x824141c3, 0x299999b0, 0x5a2d2d77, 0x1e0f0f11,
129         0x7bb0b0cb, 0xa85454fc, 0x6dbbbbd6, 0x2c16163a);
130 $code.=<<___;
131 # Te4[256]
132 .byte   0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5
133 .byte   0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76
134 .byte   0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0
135 .byte   0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4, 0x72, 0xc0
136 .byte   0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc
137 .byte   0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15
138 .byte   0x04, 0xc7, 0x23, 0xc3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9a
139 .byte   0x07, 0x12, 0x80, 0xe2, 0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75
140 .byte   0x09, 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e, 0x5a, 0xa0
141 .byte   0x52, 0x3b, 0xd6, 0xb3, 0x29, 0xe3, 0x2f, 0x84
142 .byte   0x53, 0xd1, 0x00, 0xed, 0x20, 0xfc, 0xb1, 0x5b
143 .byte   0x6a, 0xcb, 0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, 0xcf
144 .byte   0xd0, 0xef, 0xaa, 0xfb, 0x43, 0x4d, 0x33, 0x85
145 .byte   0x45, 0xf9, 0x02, 0x7f, 0x50, 0x3c, 0x9f, 0xa8
146 .byte   0x51, 0xa3, 0x40, 0x8f, 0x92, 0x9d, 0x38, 0xf5
147 .byte   0xbc, 0xb6, 0xda, 0x21, 0x10, 0xff, 0xf3, 0xd2
148 .byte   0xcd, 0x0c, 0x13, 0xec, 0x5f, 0x97, 0x44, 0x17
149 .byte   0xc4, 0xa7, 0x7e, 0x3d, 0x64, 0x5d, 0x19, 0x73
150 .byte   0x60, 0x81, 0x4f, 0xdc, 0x22, 0x2a, 0x90, 0x88
151 .byte   0x46, 0xee, 0xb8, 0x14, 0xde, 0x5e, 0x0b, 0xdb
152 .byte   0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c
153 .byte   0xc2, 0xd3, 0xac, 0x62, 0x91, 0x95, 0xe4, 0x79
154 .byte   0xe7, 0xc8, 0x37, 0x6d, 0x8d, 0xd5, 0x4e, 0xa9
155 .byte   0x6c, 0x56, 0xf4, 0xea, 0x65, 0x7a, 0xae, 0x08
156 .byte   0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, 0xa6, 0xb4, 0xc6
157 .byte   0xe8, 0xdd, 0x74, 0x1f, 0x4b, 0xbd, 0x8b, 0x8a
158 .byte   0x70, 0x3e, 0xb5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xf6, 0x0e
159 .byte   0x61, 0x35, 0x57, 0xb9, 0x86, 0xc1, 0x1d, 0x9e
160 .byte   0xe1, 0xf8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xd9, 0x8e, 0x94
161 .byte   0x9b, 0x1e, 0x87, 0xe9, 0xce, 0x55, 0x28, 0xdf
162 .byte   0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68
163 .byte   0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16
164 # rcon[]
165 .long   0x01000000, 0x02000000, 0x04000000, 0x08000000
166 .long   0x10000000, 0x20000000, 0x40000000, 0x80000000
167 .long   0x1B000000, 0x36000000, 0, 0, 0, 0, 0, 0
168 .size   AES_Te,.-AES_Te
169
170 # void AES_encrypt(const unsigned char *inp, unsigned char *out,
171 #                const AES_KEY *key) {
172 .globl  AES_encrypt
173 .type   AES_encrypt,\@function
174 AES_encrypt:
175         stg     $ra,112($sp)
176 ___
177 $code.=<<___ if (!$softonly);
178         lghi    %r0,10
179         c       %r0,240($key)
180         jne     .Lesoft
181         lghi    %r0,0           # query capability vector
182         la      %r1,16($sp)
183         .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
184         lg      %r0,16($sp)
185         tmhl    %r0,`0x8000>>2`
186         jz      .Lesoft128
187         lghi    %r0,`0x00|0x12` # encrypt AES-128
188         la      %r1,0($key)
189         #la     %r2,0($inp)
190         la      %r4,0($out)
191         lghi    %r3,16          # single block length
192         .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
193         bcr     8,%r14          # return if done
194         la      $out,0(%r4)     # restore arguments
195         la      $key,0(%r1)
196 .Lesoft128:
197         lghi    %r0,0
198         c       %r0,236($key)
199         je      .Lesoft
200         stmg    $inp,$key,16($sp)
201         la      $inp,0($key)
202         lghi    $bits,128
203         bras    $ra,.Lekey_internal     # postponed key schedule setup
204         lmg     $inp,$key,16($sp)
205 .Lesoft:
206 ___
207 $code.=<<___;
208         stmg    %r3,%r13,24($sp)
209
210         larl    $tbl,AES_Te
211
212         llgf    $s0,0($inp)
213         llgf    $s1,4($inp)
214         llgf    $s2,8($inp)
215         llgf    $s3,12($inp)
216
217         llill   $mask,`0xff<<3`
218         bras    $ra,_s390x_AES_encrypt
219
220         lg      $out,24($sp)
221         st      $s0,0($out)
222         st      $s1,4($out)
223         st      $s2,8($out)
224         st      $s3,12($out)
225
226         lmg     %r6,$ra,48($sp)
227         br      $ra
228 .size   AES_encrypt,.-AES_encrypt
229
230 .type   _s390x_AES_encrypt,\@function
231 .align  16
232 _s390x_AES_encrypt:
233         x       $s0,0($key)
234         x       $s1,4($key)
235         x       $s2,8($key)
236         x       $s3,12($key)
237         l       $rounds,240($key)
238         aghi    $rounds,-1
239
240 .Lenc_loop:
241         sllg    $i1,$s0,`0+3`
242         srlg    $i2,$s0,`8-3`
243         srlg    $i3,$s0,`16-3`
244         srl     $s0,`24-3`
245         nr      $s0,$mask
246         ngr     $i1,$mask
247         nr      $i2,$mask
248         nr      $i3,$mask
249         l       $s0,0($s0,$tbl) # Te0[s0>>24]
250         l       $t1,1($i1,$tbl) # Te3[s0>>0]
251         l       $t2,2($i2,$tbl) # Te2[s0>>8]
252         l       $t3,3($i3,$tbl) # Te1[s0>>16]
253
254         srlg    $i1,$s1,`16-3`  # i0
255         sllg    $i2,$s1,`0+3`
256         srlg    $i3,$s1,`8-3`
257         srl     $s1,`24-3`
258         nr      $i1,$mask
259         nr      $s1,$mask
260         ngr     $i2,$mask
261         nr      $i3,$mask
262         x       $s0,3($i1,$tbl) # Te1[s1>>16]
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506         lghi    %r0,0           # query capability vector
507         la      %r1,16($sp)
508         .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
509         lg      %r0,16($sp)
510         tmhl    %r0,`0x8000>>2`
511         jz      .Ldsoft128
512         lghi    %r0,`0x80|0x12` # decrypt AES-128
513         la      %r1,160($key)
514         #la     %r2,0($inp)
515         la      %r4,0($out)
516         lghi    %r3,16          # single block length
517         .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
518         bcr     8,%r14          # return if done
519         la      $out,0(%r4)     # restore arguments
520         lghi    $key,-160
521         la      $key,0($key,%r1)
522 .Ldsoft128:
523         lghi    %r0,0
524         c       %r0,236($key)
525         je      .Ldsoft
526         stmg    $inp,$key,16($sp)
527         la      $inp,160($key)
528         lghi    $bits,128
529         bras    $ra,.Ldkey_internal     # postponed key schedule setup
530         lmg     $inp,$key,16($sp)
531 .Ldsoft:
532 ___
533 $code.=<<___;
534         stmg    %r3,%r13,24($sp)
535
536         larl    $tbl,AES_Td
537
538         llgf    $s0,0($inp)
539         llgf    $s1,4($inp)
540         llgf    $s2,8($inp)
541         llgf    $s3,12($inp)
542
543         llill   $mask,`0xff<<3`
544         bras    $ra,_s390x_AES_decrypt
545
546         lg      $out,24($sp)
547         st      $s0,0($out)
548         st      $s1,4($out)
549         st      $s2,8($out)
550         st      $s3,12($out)
551
552         lmg     %r6,$ra,48($sp)
553         br      $ra
554 .size   AES_decrypt,.-AES_decrypt
555
556 .type   _s390x_AES_decrypt,\@function
557 .align  16
558 _s390x_AES_decrypt:
559         x       $s0,0($key)
560         x       $s1,4($key)
561         x       $s2,8($key)
562         x       $s3,12($key)
563         l       $rounds,240($key)
564         aghi    $rounds,-1
565
566 .Ldec_loop:
567         srlg    $i1,$s0,`16-3`
568         srlg    $i2,$s0,`8-3`
569         sllg    $i3,$s0,`0+3`
570         srl     $s0,`24-3`
571         nr      $s0,$mask
572         nr      $i1,$mask
573         nr      $i2,$mask
574         ngr     $i3,$mask
575         l       $s0,0($s0,$tbl) # Td0[s0>>24]
576         l       $t1,3($i1,$tbl) # Td1[s0>>16]
577         l       $t2,2($i2,$tbl) # Td2[s0>>8]
578         l       $t3,1($i3,$tbl) # Td3[s0>>0]
579
580         sllg    $i1,$s1,`0+3`   # i0
581         srlg    $i2,$s1,`16-3`
582         srlg    $i3,$s1,`8-3`
583         srl     $s1,`24-3`
584         ngr     $i1,$mask
585         nr      $s1,$mask
586         nr      $i2,$mask
587         nr      $i3,$mask
588         x       $s0,1($i1,$tbl) # Td3[s1>>0]
589         l       $s1,0($s1,$tbl) # Td0[s1>>24]
590         x       $t2,3($i2,$tbl) # Td1[s1>>16]
591         x       $t3,2($i3,$tbl) # Td2[s1>>8]
592         xr      $s1,$t1
593
594         srlg    $i1,$s2,`8-3`   # i0
595         sllg    $i2,$s2,`0+3`   # i1
596         srlg    $i3,$s2,`16-3`
597         srl     $s2,`24-3`
598         nr      $i1,$mask
599         ngr     $i2,$mask
600         nr      $s2,$mask
601         nr      $i3,$mask
602         x       $s0,2($i1,$tbl) # Td2[s2>>8]
603         x       $s1,1($i2,$tbl) # Td3[s2>>0]
604         l       $s2,0($s2,$tbl) # Td0[s2>>24]
605         x       $t3,3($i3,$tbl) # Td1[s2>>16]
606         xr      $s2,$t2
607
608         srlg    $i1,$s3,`16-3`  # i0
609         srlg    $i2,$s3,`8-3`   # i1
610         sllg    $i3,$s3,`0+3`   # i2
611         srl     $s3,`24-3`
612         nr      $i1,$mask
613         nr      $i2,$mask
614         ngr     $i3,$mask
615         nr      $s3,$mask
616         x       $s0,3($i1,$tbl) # Td1[s3>>16]
617         x       $s1,2($i2,$tbl) # Td2[s3>>8]
618         x       $s2,1($i3,$tbl) # Td3[s3>>0]
619         l       $s3,0($s3,$tbl) # Td0[s3>>24]
620         xr      $s3,$t3
621
622         la      $key,16($key)
623         x       $s0,0($key)
624         x       $s1,4($key)
625         x       $s2,8($key)
626         x       $s3,12($key)
627
628         brct    $rounds,.Ldec_loop
629
630         l       $t1,`2048+0`($tbl)      # prefetch Td4
631         l       $t2,`2048+32`($tbl)
632         l       $t3,`2048+64`($tbl)
633         l       $i1,`2048+96`($tbl)
634         l       $i2,`2048+128`($tbl)
635         l       $i3,`2048+160`($tbl)
636         l       $t1,`2048+192`($tbl)
637         l       $t2,`2048+224`($tbl)
638         llill   $mask,0xff
639
640         srlg    $i3,$s0,24      # i0
641         srlg    $i1,$s0,16
642         srlg    $i2,$s0,8
643         nr      $s0,$mask       # i3
644         nr      $i1,$mask
645         nr      $i2,$mask
646         llgc    $i3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s0>>24]
647         llgc    $t1,2048($i1,$tbl)      # Td4[s0>>16]
648         llgc    $t2,2048($i2,$tbl)      # Td4[s0>>8]
649         llgc    $t3,2048($s0,$tbl)      # Td4[s0>>0]
650         sllg    $s0,$i3,24
651         sll     $t1,16
652         sll     $t2,8
653
654         srlg    $i1,$s1,24
655         srlg    $i2,$s1,16
656         srlg    $i3,$s1,8
657         nr      $s1,$mask       # i0
658         nr      $i2,$mask
659         nr      $i3,$mask
660         llgc    $s1,2048($s1,$tbl)      # Td4[s1>>0]
661         llgc    $i1,2048($i1,$tbl)      # Td4[s1>>24]
662         llgc    $i2,2048($i2,$tbl)      # Td4[s1>>16]
663         llgc    $i3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s1>>8]
664         sll     $i1,24
665         sll     $i2,16
666         sll     $i3,8
667         or      $s0,$s1
668         or      $t1,$i1
669         or      $t2,$i2
670         or      $t3,$i3
671
672         srlg    $i1,$s2,8       # i0
673         srlg    $i2,$s2,24
674         srlg    $i3,$s2,16
675         nr      $s2,$mask       # i1
676         nr      $i1,$mask
677         nr      $i3,$mask
678         llgc    $i1,2048($i1,$tbl)      # Td4[s2>>8]
679         llgc    $s1,2048($s2,$tbl)      # Td4[s2>>0]
680         llgc    $i2,2048($i2,$tbl)      # Td4[s2>>24]
681         llgc    $i3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s2>>16]
682         sll     $i1,8
683         sll     $i2,24
684         sll     $i3,16
685         or      $s0,$i1
686         or      $s1,$t1
687         or      $t2,$i2
688         or      $t3,$i3
689
690         srlg    $i1,$s3,16      # i0
691         srlg    $i2,$s3,8       # i1
692         srlg    $i3,$s3,24
693         nr      $s3,$mask       # i2
694         nr      $i1,$mask
695         nr      $i2,$mask
696         llgc    $i1,2048($i1,$tbl)      # Td4[s3>>16]
697         llgc    $i2,2048($i2,$tbl)      # Td4[s3>>8]
698         llgc    $s2,2048($s3,$tbl)      # Td4[s3>>0]
699         llgc    $s3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s3>>24]
700         sll     $i1,16
701         sll     $i2,8
702         sll     $s3,24
703         or      $s0,$i1
704         or      $s1,$i2
705         or      $s2,$t2
706         or      $s3,$t3
707
708         x       $s0,16($key)
709         x       $s1,20($key)
710         x       $s2,24($key)
711         x       $s3,28($key)
712
713         br      $ra     
714 .size   _s390x_AES_decrypt,.-_s390x_AES_decrypt
715
716 # void AES_set_encrypt_key(const unsigned char *in, int bits,
717 #                AES_KEY *key) {
718 .globl  AES_set_encrypt_key
719 .type   AES_set_encrypt_key,\@function
720 .align  16
721 AES_set_encrypt_key:
722         lghi    $t1,0
723         clgr    $inp,$t1
724         je      .Lminus1
725         clgr    $key,$t1
726         je      .Lminus1
727
728         lghi    $t1,128
729         clr     $bits,$t1
730         je      .Lproceed128
731         lghi    $t1,192
732         clr     $bits,$t1
733         je      .Lekey_internal
734         lghi    $t1,256
735         clr     $bits,$t1
736         je      .Lekey_internal
737         lghi    %r2,-2
738         br      %r14
739
740 .align  4
741 .Lproceed128:
742 ___
743 $code.=<<___ if (!$softonly);
744         lghi    %r0,0           # query capability vector
745         la      %r1,16($sp)
746         .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
747         lg      %r0,16($sp)
748         tmhl    %r0,`0x8000>>2`
749         jz      .Lekey_internal
750
751         lmg     $t1,$t2,0($inp) # just copy 128 bits...
752         stmg    $t1,$t2,0($key)
753         lghi    $t1,10
754         st      $t1,236($key)   # ... postpone key setup
755         st      $t1,240($key)
756         lghi    %r2,0
757         br      %r14
758 ___
759 $code.=<<___;
760 .align  16
761 .Lekey_internal:
762         stmg    %r6,%r13,48($sp)        # all non-volatile regs
763
764         larl    $tbl,AES_Te+2048
765
766         llgf    $s0,0($inp)
767         llgf    $s1,4($inp)
768         llgf    $s2,8($inp)
769         llgf    $s3,12($inp)
770         st      $s0,0($key)
771         st      $s1,4($key)
772         st      $s2,8($key)
773         st      $s3,12($key)
774         lghi    $t1,128
775         cr      $bits,$t1
776         jne     .Lnot128
777
778         llill   $mask,0xff
779         lghi    $t3,0                   # i=0
780         lghi    $rounds,10
781         st      $t3,236($key)           # mark as set up
782         st      $rounds,240($key)
783
784 .align  8
785 .L128_loop:
786         llgfr   $t2,$s3                 # temp=rk[3]
787         srlg    $i1,$s3,8
788         srlg    $i2,$s3,16
789         srlg    $i3,$s3,24
790         nr      $t2,$mask
791         nr      $i1,$mask
792         nr      $i2,$mask
793         la      $t2,0($t2,$tbl)
794         la      $i1,0($i1,$tbl)
795         la      $i2,0($i2,$tbl)
796         la      $i3,0($i3,$tbl)
797         icm     $t2,2,0($t2)            # Te4[rk[3]>>0]<<8
798         icm     $t2,4,0($i1)            # Te4[rk[3]>>8]<<16
799         icm     $t2,8,0($i2)            # Te4[rk[3]>>16]<<24
800         icm     $t2,1,0($i3)            # Te4[rk[3]>>24]
801         x       $t2,256($t3,$tbl)       # rcon[i]
802         xr      $s0,$t2                 # rk[4]=rk[0]^...
803         xr      $s1,$s0                 # rk[5]=rk[1]^rk[4]
804         xr      $s2,$s1                 # rk[6]=rk[2]^rk[5]
805         xr      $s3,$s2                 # rk[7]=rk[3]^rk[6]
806         st      $s0,16($key)
807         st      $s1,20($key)
808         st      $s2,24($key)
809         st      $s3,28($key)
810         la      $key,16($key)           # key+=4
811         la      $t3,4($t3)              # i++
812         brct    $rounds,.L128_loop
813         lghi    %r2,0
814         lmg     %r6,%r13,48($sp)
815         br      $ra
816
817 .align  4
818 .Lnot128:
819         llgf    $t1,16($inp)
820         llgf    $t2,20($inp)
821         st      $t1,16($key)
822         st      $t2,20($key)
823         lghi    $t1,192
824         cr      $bits,$t1
825         jne     .Lnot192
826
827         llill   $mask,0xff
828         lghi    $t3,0                   # i=0
829         lghi    $rounds,12
830         st      $rounds,240($key)
831         lghi    $rounds,8
832
833 .align  8
834 .L192_loop:
835         srlg    $i1,$t2,8
836         srlg    $i2,$t2,16
837         srlg    $i3,$t2,24
838         nr      $t2,$mask
839         nr      $i1,$mask
840         nr      $i2,$mask
841         la      $t2,0($t2,$tbl)
842         la      $i1,0($i1,$tbl)
843         la      $i2,0($i2,$tbl)
844         la      $i3,0($i3,$tbl)
845         icm     $t2,2,0($t2)            # Te4[rk[5]>>0]<<8
846         icm     $t2,4,0($i1)            # Te4[rk[5]>>8]<<16
847         icm     $t2,8,0($i2)            # Te4[rk[5]>>16]<<24
848         icm     $t2,1,0($i3)            # Te4[rk[5]>>24]
849         x       $t2,256($t3,$tbl)       # rcon[i]
850         xr      $s0,$t2                 # rk[6]=rk[0]^...
851         xr      $s1,$s0                 # rk[7]=rk[1]^rk[6]
852         xr      $s2,$s1                 # rk[8]=rk[2]^rk[7]
853         xr      $s3,$s2                 # rk[9]=rk[3]^rk[8]
854         st      $s0,24($key)
855         st      $s1,28($key)
856         st      $s2,32($key)
857         st      $s3,36($key)
858         brct    $rounds,.L192_continue
859         lghi    %r2,0
860         lmg     %r6,%r13,48($sp)
861         br      $ra
862 .align  4
863 .L192_continue:
864         lgr     $t2,$s3
865         x       $t2,16($key)            # rk[10]=rk[4]^rk[9]
866         st      $t2,40($key)
867         x       $t2,20($key)            # rk[11]=rk[5]^rk[10]
868         st      $t2,44($key)
869         la      $key,24($key)           # key+=6
870         la      $t3,4($t3)              # i++
871         j       .L192_loop
872
873 .align  4
874 .Lnot192:
875         llgf    $t1,24($inp)
876         llgf    $t2,28($inp)
877         st      $t1,24($key)
878         st      $t2,28($key)
879         llill   $mask,0xff
880         lghi    $t3,0                   # i=0
881         lghi    $rounds,14
882         st      $rounds,240($key)
883         lghi    $rounds,7
884
885 .align  8
886 .L256_loop:
887         srlg    $i1,$t2,8
888         srlg    $i2,$t2,16
889         srlg    $i3,$t2,24
890         nr      $t2,$mask
891         nr      $i1,$mask
892         nr      $i2,$mask
893         la      $t2,0($t2,$tbl)
894         la      $i1,0($i1,$tbl)
895         la      $i2,0($i2,$tbl)
896         la      $i3,0($i3,$tbl)
897         icm     $t2,2,0($t2)            # Te4[rk[7]>>0]<<8
898         icm     $t2,4,0($i1)            # Te4[rk[7]>>8]<<16
899         icm     $t2,8,0($i2)            # Te4[rk[7]>>16]<<24
900         icm     $t2,1,0($i3)            # Te4[rk[7]>>24]
901         x       $t2,256($t3,$tbl)       # rcon[i]
902         xr      $s0,$t2                 # rk[8]=rk[0]^...
903         xr      $s1,$s0                 # rk[9]=rk[1]^rk[8]
904         xr      $s2,$s1                 # rk[10]=rk[2]^rk[9]
905         xr      $s3,$s2                 # rk[11]=rk[3]^rk[10]
906         st      $s0,32($key)
907         st      $s1,36($key)
908         st      $s2,40($key)
909         st      $s3,44($key)
910         brct    $rounds,.L256_continue
911         lghi    %r2,0
912         lmg     %r6,%r13,48($sp)
913         br      $ra
914 .align  4
915 .L256_continue:
916         lgr     $t2,$s3                 # temp=rk[11]
917         srlg    $i1,$s3,8
918         srlg    $i2,$s3,16
919         srlg    $i3,$s3,24
920         nr      $t2,$mask
921         nr      $i1,$mask
922         nr      $i2,$mask
923         la      $t2,0($t2,$tbl)
924         la      $i1,0($i1,$tbl)
925         la      $i2,0($i2,$tbl)
926         la      $i3,0($i3,$tbl)
927         llgc    $t2,0($t2)              # Te4[rk[11]>>0]
928         icm     $t2,2,0($i1)            # Te4[rk[11]>>8]<<8
929         icm     $t2,4,0($i2)            # Te4[rk[11]>>16]<<16
930         icm     $t2,8,0($i3)            # Te4[rk[11]>>24]<<24
931         x       $t2,16($key)            # rk[12]=rk[4]^...
932         st      $t2,48($key)
933         x       $t2,20($key)            # rk[13]=rk[5]^rk[12]
934         st      $t2,52($key)
935         x       $t2,24($key)            # rk[14]=rk[6]^rk[13]
936         st      $t2,56($key)
937         x       $t2,28($key)            # rk[15]=rk[7]^rk[14]
938         st      $t2,60($key)
939
940         la      $key,32($key)           # key+=8
941         la      $t3,4($t3)              # i++
942         j       .L256_loop
943 .align  4
944 .Lminus1:
945         lghi    %r2,-1
946         br      %r14
947 .size   AES_set_encrypt_key,.-AES_set_encrypt_key
948
949 # void AES_set_decrypt_key(const unsigned char *in, int bits,
950 #                AES_KEY *key) {
951 .globl  AES_set_decrypt_key
952 .type   AES_set_decrypt_key,\@function
953 .align  16
954 AES_set_decrypt_key:
955         stg     $key,32($sp)            # I rely on AES_set_encrypt_key to
956         stg     $ra,112($sp)            # save non-volatile registers!
957         bras    $ra,AES_set_encrypt_key
958         lg      $key,32($sp)
959         lg      $ra,112($sp)
960         ltgr    %r2,%r2
961         bnzr    $ra
962 ___
963 $code.=<<___ if (!$softonly);
964         lghi    $t1,10
965         c       $t1,240($key)
966         jne     .Lgo
967         lghi    $t1,0
968         c       $t1,236($key)
969         je      .Lgo
970
971         lmg     $t1,$t2,0($key)         # just copy 128 bits otherwise
972         stmg    $t1,$t2,160($key)
973         lghi    %r2,0
974         br      $ra
975
976 .align  16
977 .Ldkey_internal:
978         stg     $key,32($sp)
979         stg     $ra,40($sp)
980         bras    $ra,.Lekey_internal
981         lg      $key,32($sp)
982         lg      $ra,40($sp)
983 ___
984 $code.=<<___;
985
986 .Lgo:   llgf    $rounds,240($key)
987         la      $i1,0($key)
988         sllg    $i2,$rounds,4
989         la      $i2,0($i2,$key)
990         srl     $rounds,1
991
992 .align  8
993 .Linv:  lmg     $s0,$s1,0($i1)
994         lmg     $s2,$s3,0($i2)
995         stmg    $s0,$s1,0($i2)
996         stmg    $s2,$s3,0($i1)
997         aghi    $i1,16
998         aghi    $i2,-16
999         brct    $rounds,.Linv
1000 ___
1001 $mask80=$i1;
1002 $mask1b=$i2;
1003 $maskfe=$i3;
1004 $code.=<<___;
1005         llgf    $rounds,240($key)
1006         aghi    $rounds,-1
1007         sll     $rounds,2       # (rounds-1)*4
1008         llilh   $mask80,0x8080
1009         oill    $mask80,0x8080
1010         llilh   $mask1b,0x1b1b
1011         oill    $mask1b,0x1b1b
1012         llilh   $maskfe,0xfefe
1013         oill    $maskfe,0xfefe
1014
1015 .align  8
1016 .Lmix:  l       $s0,16($key)    # tp1
1017         lr      $s1,$s0
1018         ngr     $s1,$mask80
1019         srlg    $t1,$s1,7
1020         slr     $s1,$t1
1021         nr      $s1,$mask1b
1022         sllg    $t1,$s0,1
1023         nr      $t1,$maskfe
1024         xr      $s1,$t1         # tp2
1025
1026         lr      $s2,$s1
1027         ngr     $s2,$mask80
1028         srlg    $t1,$s2,7
1029         slr     $s2,$t1
1030         nr      $s2,$mask1b
1031         sllg    $t1,$s1,1
1032         nr      $t1,$maskfe
1033         xr      $s2,$t1         # tp4
1034
1035         lr      $s3,$s2
1036         ngr     $s3,$mask80
1037         srlg    $t1,$s3,7
1038         slr     $s3,$t1
1039         nr      $s3,$mask1b
1040         sllg    $t1,$s2,1
1041         nr      $t1,$maskfe
1042         xr      $s3,$t1         # tp8
1043
1044         xr      $s1,$s0         # tp2^tp1
1045         xr      $s2,$s0         # tp4^tp1
1046         rll     $s0,$s0,24      # = ROTATE(tp1,8)
1047         xr      $s0,$s1         # ^=tp2^tp1
1048         xr      $s0,$s2         # ^=tp4^tp1
1049         xr      $s0,$s3         # ^= tp8[^(tp4^tp1)^(tp2^tp1)=tp4^tp2]
1050         xr      $s1,$s3         # tp2^tp1^tp8
1051         rll     $s1,$s1,8
1052         xr      $s0,$s1         # ^= ROTATE(tp8^tp2^tp1,24)
1053         xr      $s2,$s3         # tp4^tp1^tp8
1054         rll     $s2,$s2,16
1055         xr      $s0,$s2         # ^= ROTATE(tp8^tp4^tp1,16)
1056         rll     $s3,$s3,24
1057         xr      $s0,$s3         # ^= ROTATE(tp8,8)
1058
1059         st      $s0,16($key)
1060         la      $key,4($key)
1061         brct    $rounds,.Lmix
1062
1063         lmg     %r6,%r13,48($sp)# as was saved by AES_set_encrypt_key!
1064         lghi    %r2,0
1065         br      $ra
1066 .size   AES_set_decrypt_key,.-AES_set_decrypt_key
1067 .string "AES for s390x, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
1068 ___
1069
1070 $code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval $1/gem;
1071 print $code;