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 $code.=<<___;
 351         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 352 .size   _x86_64_AES_encrypt,.-_x86_64_AES_encrypt
 353 ___
 354
 355 # it's possible to implement this by shifting tN by 8, filling least
 356 # significant byte with byte load and finally bswap-ing at the end,
 357 # but such partial register load kills Core 2...
 358 sub enccompactvert()
 359 { my ($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         mov     0($sbox),$acc0                  # prefetch Te4
 529         ror     \$16,$t2
 530         ror     \$16,$t3
 531         mov     64($sbox),$acc1
 532         xor     $t2,$s2
 533         xor     $t3,$s3
 534         mov     128($sbox),$r20
 535         ror     \$8,$t2
 536         ror     \$8,$t3
 537         mov     192($sbox),$r21
 538         xor     $t2,$s2
 539         xor     $t3,$s3
 540 ___
 541 }
 542
 543 $code.=<<___;
 544 .type   _x86_64_AES_encrypt_compact,\@abi-omnipotent
 545 .align  16
 546 _x86_64_AES_encrypt_compact:
 547         lea     128($sbox),$inp                 # size optimization
 548         mov     0-128($inp),$acc1               # prefetch Te4
 549         mov     32-128($inp),$acc2
 550         mov     64-128($inp),$t0
 551         mov     96-128($inp),$t1
 552         mov     128-128($inp),$acc1
 553         mov     160-128($inp),$acc2
 554         mov     192-128($inp),$t0
 555         mov     224-128($inp),$t1
 556         jmp     .Lenc_loop_compact
 557 .align  16
 558 .Lenc_loop_compact:
 559                 xor     0($key),$s0             # xor with key
 560                 xor     4($key),$s1
 561                 xor     8($key),$s2
 562                 xor     12($key),$s3
 563                 lea     16($key),$key
 564 ___
 565                 &enccompactvert();
 566 $code.=<<___;
 567                 cmp     16(%rsp),$key
 568                 je      .Lenc_compact_done
 569 ___
 570                 &enctransform();
 571 $code.=<<___;
 572         jmp     .Lenc_loop_compact
 573 .align  16
 574 .Lenc_compact_done:
 575         xor     0($key),$s0
 576         xor     4($key),$s1
 577         xor     8($key),$s2
 578         xor     12($key),$s3
 579         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 580 .size   _x86_64_AES_encrypt_compact,.-_x86_64_AES_encrypt_compact
 581 ___
 582
 583 # void AES_encrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
 584 $code.=<<___;
 585 .globl  AES_encrypt
 586 .type   AES_encrypt,\@function,3
 587 .align  16
 588 AES_encrypt:
 589         push    %rbx
 590         push    %rbp
 591         push    %r12
 592         push    %r13
 593         push    %r14
 594         push    %r15
 595
 596         # allocate frame "above" key schedule
 597         mov     %rsp,%rax
 598         mov     %rdx,$key
 599         lea     -63(%rdx),%rcx
 600         and     \$-64,%rsp
 601         sub     %rsp,%rcx
 602         neg     %rcx
 603         and     \$0x3c0,%rcx
 604         sub     %rcx,%rsp
 605
 606         push    %rax            # save real stack pointer
 607         push    %rsi            # save out
 608
 609         mov     240($key),$rnds # load rounds
 610
 611         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
 612         mov     4(%rdi),$s1
 613         mov     8(%rdi),$s2
 614         mov     12(%rdi),$s3
 615
 616         shl     \$4,$rnds
 617         lea     ($key,$rnds),%rbp
 618         push    %rbp
 619         push    $key
 620
 621         # pick Te4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
 622         .picmeup        $sbox
 623         lea     AES_Te+2048-.($sbox),$sbox
 624         lea     768-32(%rsp),%rbp
 625         sub     $sbox,%rbp
 626         and     \$0x300,%rbp
 627         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
 628
 629         call    _x86_64_AES_encrypt_compact
 630
 631         lea     16(%rsp),%rsp
 632         pop     $out            # restore out
 633         mov     $s0,0($out)     # write output vector
 634         mov     $s1,4($out)
 635         mov     $s2,8($out)
 636         mov     $s3,12($out)
 637
 638         mov     (%rsp),%rsp
 639         pop     %r15
 640         pop     %r14
 641         pop     %r13
 642         pop     %r12
 643         pop     %rbp
 644         pop     %rbx
 645         ret
 646 .size   AES_encrypt,.-AES_encrypt
 647 ___
 648
 649 #------------------------------------------------------------------#
 650
 651 sub decvert()
 652 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 653
 654 $code.=<<___;
 655         # favor 3-way issue Opteron pipeline...
 656         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 657         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 658         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 659         mov     0($sbox,$acc0,8),$t0
 660         mov     0($sbox,$acc1,8),$t1
 661         mov     0($sbox,$acc2,8),$t2
 662
 663         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 664         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 665         movzb   `&lo("$s3")`,$acc2
 666         xor     3($sbox,$acc0,8),$t0
 667         xor     3($sbox,$acc1,8),$t1
 668         mov     0($sbox,$acc2,8),$t3
 669
 670         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 671         shr     \$16,$s0
 672         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 673         xor     3($sbox,$acc0,8),$t2
 674         shr     \$16,$s3
 675         xor     3($sbox,$acc2,8),$t3
 676
 677         shr     \$16,$s1
 678         lea     16($key),$key
 679         shr     \$16,$s2
 680
 681         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 682         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 683         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 684         xor     2($sbox,$acc0,8),$t0
 685         xor     2($sbox,$acc1,8),$t1
 686         xor     2($sbox,$acc2,8),$t2
 687
 688         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 689         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 690         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 691         xor     1($sbox,$acc0,8),$t0
 692         xor     1($sbox,$acc1,8),$t1
 693         xor     2($sbox,$acc2,8),$t3
 694
 695         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 696         mov     12($key),$s3
 697         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 698         xor     1($sbox,$acc0,8),$t2
 699         mov     0($key),$s0
 700         xor     1($sbox,$acc2,8),$t3
 701
 702         xor     $t0,$s0
 703         mov     4($key),$s1
 704         mov     8($key),$s2
 705         xor     $t2,$s2
 706         xor     $t1,$s1
 707         xor     $t3,$s3
 708 ___
 709 }
 710
 711 sub declastvert()
 712 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 713
 714 $code.=<<___;
 715         lea     2048($sbox),$sbox       # size optimization
 716         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 717         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 718         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 719         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t0
 720         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t1
 721         movzb   ($sbox,$acc2,1),$t2
 722
 723         movzb   `&lo("$s3")`,$acc0
 724         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 725         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 726         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t3
 727         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 728         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
 729
 730         shl     \$8,$acc1
 731         shl     \$8,$acc2
 732
 733         xor     $acc1,$t0
 734         xor     $acc2,$t1
 735         shr     \$16,$s3
 736
 737         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 738         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 739         shr     \$16,$s0
 740         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
 741         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
 742
 743         shl     \$8,$acc0
 744         shl     \$8,$acc1
 745         shr     \$16,$s1
 746         xor     $acc0,$t2
 747         xor     $acc1,$t3
 748         shr     \$16,$s2
 749
 750         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 751         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 752         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 753         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 754         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t1
 755         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 756
 757         shl     \$16,$acc0
 758         shl     \$16,$acc1
 759         shl     \$16,$acc2
 760
 761         xor     $acc0,$t0
 762         xor     $acc1,$t1
 763         xor     $acc2,$t2
 764
 765         movzb   `&lo("$s1")`,$acc0
 766         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
 767         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 768         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 769         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 770         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
 771
 772         shl     \$16,$acc0
 773         shl     \$24,$acc1
 774         shl     \$24,$acc2
 775
 776         xor     $acc0,$t3
 777         xor     $acc1,$t0
 778         xor     $acc2,$t1
 779
 780         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 781         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 782         mov     16+12($key),$s3
 783         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
 784         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
 785         mov     16+0($key),$s0
 786
 787         shl     \$24,$acc0
 788         shl     \$24,$acc1
 789
 790         xor     $acc0,$t2
 791         xor     $acc1,$t3
 792
 793         mov     16+4($key),$s1
 794         mov     16+8($key),$s2
 795         lea     -2048($sbox),$sbox
 796         xor     $t0,$s0
 797         xor     $t1,$s1
 798         xor     $t2,$s2
 799         xor     $t3,$s3
 800 ___
 801 }
 802
 803 sub decstep()
 804 { my ($i,@s) = @_;
 805   my $tmp0=$acc0;
 806   my $tmp1=$acc1;
 807   my $tmp2=$acc2;
 808   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 809
 810         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
 811                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
 812         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 813         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
 814
 815         $code.="        mov     0($sbox,$out,8),$out\n";
 816         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 817                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
 818         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 819
 820                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
 821         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 822         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
 823         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 824
 825         $code.="        xor     3($sbox,$tmp0,8),$out\n";
 826         $code.="        xor     2($sbox,$tmp1,8),$out\n";
 827         $code.="        xor     1($sbox,$tmp2,8),$out\n";
 828
 829         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
 830         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 831         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
 832         $code.="\n";
 833 }
 834
 835 sub declast()
 836 { my ($i,@s)=@_;
 837   my $tmp0=$acc0;
 838   my $tmp1=$acc1;
 839   my $tmp2=$acc2;
 840   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 841
 842         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
 843                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
 844         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 845         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
 846
 847         $code.="        movzb   2048($sbox,$out,1),$out\n";
 848         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 849                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
 850         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 851
 852                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
 853         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 854         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
 855         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 856
 857         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp0,1),$tmp0\n";
 858         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp1,1),$tmp1\n";
 859         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp2,1),$tmp2\n";
 860
 861         $code.="        shl     \$8,$tmp0\n";
 862         $code.="        shl     \$16,$tmp1\n";
 863         $code.="        shl     \$24,$tmp2\n";
 864
 865         $code.="        xor     $tmp0,$out\n";
 866         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
 867         $code.="        xor     $tmp1,$out\n";
 868         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 869         $code.="        xor     $tmp2,$out\n";
 870         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
 871         $code.="\n";
 872 }
 873
 874 $code.=<<___;
 875 .type   _x86_64_AES_decrypt,\@abi-omnipotent
 876 .align  16
 877 _x86_64_AES_decrypt:
 878         xor     0($key),$s0                     # xor with key
 879         xor     4($key),$s1
 880         xor     8($key),$s2
 881         xor     12($key),$s3
 882
 883         mov     240($key),$rnds                 # load key->rounds
 884         sub     \$1,$rnds
 885         jmp     .Ldec_loop
 886 .align  16
 887 .Ldec_loop:
 888 ___
 889         if ($verticalspin) { &decvert(); }
 890         else {  &decstep(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
 891                 &decstep(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
 892                 &decstep(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
 893                 &decstep(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
 894                 $code.=<<___;
 895                 lea     16($key),$key
 896                 xor     0($key),$s0                     # xor with key
 897                 xor     4($key),$s1
 898                 xor     8($key),$s2
 899                 xor     12($key),$s3
 900 ___
 901         }
 902 $code.=<<___;
 903         sub     \$1,$rnds
 904         jnz     .Ldec_loop
 905 ___
 906         if ($verticalspin) { &declastvert(); }
 907         else {  &declast(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
 908                 &declast(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
 909                 &declast(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
 910                 &declast(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
 911                 $code.=<<___;
 912                 xor     16+0($key),$s0                  # xor with key
 913                 xor     16+4($key),$s1
 914                 xor     16+8($key),$s2
 915                 xor     16+12($key),$s3
 916 ___
 917         }
 918 $code.=<<___;
 919         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 920 .size   _x86_64_AES_decrypt,.-_x86_64_AES_decrypt
 921 ___
 922
 923 sub deccompactvert()
 924 { my ($t3,$t4,$t5)=("%r8d","%r9d","%r13d");
 925
 926 $code.=<<___;
 927         movzb   `&lo("$s0")`,$t0
 928         movzb   `&lo("$s1")`,$t1
 929         movzb   `&lo("$s2")`,$t2
 930         movzb   ($sbox,$t0,1),$t0
 931         movzb   ($sbox,$t1,1),$t1
 932         movzb   ($sbox,$t2,1),$t2
 933
 934         movzb   `&lo("$s3")`,$t3
 935         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 936         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 937         movzb   ($sbox,$t3,1),$t3
 938         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t4     #$t0
 939         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t5     #$t1
 940
 941         movzb   `&hi("$s1")`,$acc2
 942         movzb   `&hi("$s2")`,$acc0
 943         shr     \$16,$s2
 944         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 945         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 946         shr     \$16,$s3
 947
 948         movzb   `&lo("$s2")`,$acc1
 949         shl     \$8,$t4
 950         shl     \$8,$t5
 951         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 952         xor     $t4,$t0
 953         xor     $t5,$t1
 954
 955         movzb   `&lo("$s3")`,$t4
 956         shr     \$16,$s0
 957         shr     \$16,$s1
 958         movzb   `&lo("$s0")`,$t5
 959         shl     \$8,$acc2
 960         shl     \$8,$acc0
 961         movzb   ($sbox,$t4,1),$t4       #$t1
 962         movzb   ($sbox,$t5,1),$t5       #$t2
 963         xor     $acc2,$t2
 964         xor     $acc0,$t3
 965
 966         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 967         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 968         shl     \$16,$acc1
 969         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t3
 970         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 971         xor     $acc1,$t0
 972
 973         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 974         shl     \$16,$t4
 975         shl     \$16,$t5
 976         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s1     #$t1
 977         xor     $t4,$t1
 978         xor     $t5,$t2
 979
 980         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 981         shr     \$8,$s0
 982         shl     \$16,$acc2
 983         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s2     #$t2
 984         movzb   ($sbox,$s0,1),$s3       #$t3
 985         xor     $acc2,$t3
 986
 987         shl     \$24,$acc0
 988         shl     \$24,$s1
 989         shl     \$24,$s2
 990         xor     $acc0,$t0
 991         shl     \$24,$s3
 992         xor     $t1,$s1
 993         mov     $t0,$s0
 994         xor     $t2,$s2
 995         xor     $t3,$s3
 996 ___
 997 }
 998
 999 # parallelized version! input is pair of 64-bit values: %rax=s1.s0
1000 # and %rcx=s3.s2, output is four 32-bit values in %eax=s0, %ebx=s1,
1001 # %ecx=s2 and %edx=s3.
1002 sub dectransform()
1003 { my ($tp10,$tp20,$tp40,$tp80,$acc0)=("%rax","%r8", "%r9", "%r10","%rbx");
1004   my ($tp18,$tp28,$tp48,$tp88,$acc8)=("%rcx","%r11","%r12","%r13","%rdx");
1005   my $prefetch = shift;
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         `"mov   0($sbox),$mask80"       if ($prefetch)`
1111         shr     \$32,$tp20
1112         shr     \$32,$tp28
1113         `"mov   64($sbox),$maskfe"      if ($prefetch)`
1114         rol     \$16,`&LO("$tp40")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1115         rol     \$16,`&LO("$tp48")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1116         `"mov   128($sbox),$mask1b"     if ($prefetch)`
1117         rol     \$16,`&LO("$tp20")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1118         rol     \$16,`&LO("$tp28")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1119         `"mov   192($sbox),$tp80"       if ($prefetch)`
1120         xor     `&LO("$tp40")`,`&LO("$tp10")`
1121         xor     `&LO("$tp48")`,`&LO("$tp18")`
1122         `"mov   256($sbox),$tp88"       if ($prefetch)`
1123         xor     `&LO("$tp20")`,`&LO("$acc0")`
1124         xor     `&LO("$tp28")`,`&LO("$acc8")`
1125 ___
1126 }
1127
1128 $code.=<<___;
1129 .type   _x86_64_AES_decrypt_compact,\@abi-omnipotent
1130 .align  16
1131 _x86_64_AES_decrypt_compact:
1132         lea     128($sbox),$inp                 # size optimization
1133         mov     0-128($inp),$acc1               # prefetch Td4
1134         mov     32-128($inp),$acc2
1135         mov     64-128($inp),$t0
1136         mov     96-128($inp),$t1
1137         mov     128-128($inp),$acc1
1138         mov     160-128($inp),$acc2
1139         mov     192-128($inp),$t0
1140         mov     224-128($inp),$t1
1141         jmp     .Ldec_loop_compact
1142
1143 .align  16
1144 .Ldec_loop_compact:
1145                 xor     0($key),$s0             # xor with key
1146                 xor     4($key),$s1
1147                 xor     8($key),$s2
1148                 xor     12($key),$s3
1149                 lea     16($key),$key
1150 ___
1151                 &deccompactvert();
1152 $code.=<<___;
1153                 cmp     16(%rsp),$key
1154                 je      .Ldec_compact_done
1155
1156                 mov     256+0($sbox),$mask80
1157                 shl     \$32,%rbx
1158                 shl     \$32,%rdx
1159                 mov     256+8($sbox),$maskfe
1160                 or      %rbx,%rax
1161                 or      %rdx,%rcx
1162                 mov     256+16($sbox),$mask1b
1163 ___
1164                 &dectransform(1);
1165 $code.=<<___;
1166         jmp     .Ldec_loop_compact
1167 .align  16
1168 .Ldec_compact_done:
1169         xor     0($key),$s0
1170         xor     4($key),$s1
1171         xor     8($key),$s2
1172         xor     12($key),$s3
1173         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
1174 .size   _x86_64_AES_decrypt_compact,.-_x86_64_AES_decrypt_compact
1175 ___
1176
1177 # void AES_decrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
1178 $code.=<<___;
1179 .globl  AES_decrypt
1180 .type   AES_decrypt,\@function,3
1181 .align  16
1182 AES_decrypt:
1183         push    %rbx
1184         push    %rbp
1185         push    %r12
1186         push    %r13
1187         push    %r14
1188         push    %r15
1189
1190         # allocate frame "above" key schedule
1191         mov     %rsp,%rax
1192         mov     %rdx,$key
1193         lea     -63(%rdx),%rcx
1194         and     \$-64,%rsp
1195         sub     %rsp,%rcx
1196         neg     %rcx
1197         and     \$0x3c0,%rcx
1198         sub     %rcx,%rsp
1199
1200         push    %rax            # save real stack pointer
1201         push    %rsi            # save out
1202
1203         mov     240($key),$rnds # load rounds
1204
1205         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
1206         mov     4(%rdi),$s1
1207         mov     8(%rdi),$s2
1208         mov     12(%rdi),$s3
1209
1210         shl     \$4,$rnds
1211         lea     ($key,$rnds),%rbp
1212         push    %rbp
1213         push    $key
1214
1215         # pick Td4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
1216         .picmeup        $sbox
1217         lea     AES_Td+2048-.($sbox),$sbox
1218         lea     768-32(%rsp),%rbp
1219         sub     $sbox,%rbp
1220         and     \$0x300,%rbp
1221         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
1222         shr     \$3,%rbp                # recall "magic" constants!
1223         add     %rbp,$sbox
1224
1225         call    _x86_64_AES_decrypt_compact
1226
1227         lea     16(%rsp),%rsp
1228         pop     $out    # restore out
1229         mov     $s0,0($out)
1230         mov     $s1,4($out)
1231         mov     $s2,8($out)
1232         mov     $s3,12($out)
1233
1234         mov     (%rsp),%rsp
1235         pop     %r15
1236         pop     %r14
1237         pop     %r13
1238         pop     %r12
1239         pop     %rbp
1240         pop     %rbx
1241         ret
1242 .size   AES_decrypt,.-AES_decrypt
1243 ___
1244 #------------------------------------------------------------------#
1245
1246 sub enckey()
1247 {
1248 $code.=<<___;
1249         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>0
1250         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1251         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>8
1252         shl     \$24,%ebx
1253         xor     %ebx,%eax
1254
1255         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1256         shr     \$16,%edx
1257         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>16
1258         xor     %ebx,%eax
1259
1260         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1261         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>24
1262         shl     \$8,%ebx
1263         xor     %ebx,%eax
1264
1265         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1266         shl     \$16,%ebx
1267         xor     %ebx,%eax
1268
1269         xor     1024-128(%rbp,%rcx,4),%eax              # rcon
1270 ___
1271 }
1272
1273 # int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1274 #                        AES_KEY *key)
1275 $code.=<<___;
1276 .globl  AES_set_encrypt_key
1277 .type   AES_set_encrypt_key,\@function,3
1278 .align  16
1279 AES_set_encrypt_key:
1280         push    %rbx
1281         push    %rbp
1282
1283         mov     %esi,%ecx                       # %ecx=bits
1284         mov     %rdi,%rsi                       # %rsi=userKey
1285         mov     %rdx,%rdi                       # %rdi=key
1286
1287         test    \$-1,%rsi
1288         jz      .Lbadpointer
1289         test    \$-1,%rdi
1290         jz      .Lbadpointer
1291
1292         .picmeup %rbp
1293         lea     AES_Te-.(%rbp),%rbp
1294         lea     2048+128(%rbp),%rbp
1295
1296         # prefetch Te4
1297         mov     0-128(%rbp),%eax
1298         mov     32-128(%rbp),%ebx
1299         mov     64-128(%rbp),%r8d
1300         mov     96-128(%rbp),%edx
1301         mov     128-128(%rbp),%eax
1302         mov     160-128(%rbp),%ebx
1303         mov     192-128(%rbp),%r8d
1304         mov     224-128(%rbp),%edx
1305
1306         cmp     \$128,%ecx
1307         je      .L10rounds
1308         cmp     \$192,%ecx
1309         je      .L12rounds
1310         cmp     \$256,%ecx
1311         je      .L14rounds
1312         mov     \$-2,%rax                       # invalid number of bits
1313         jmp     .Lexit
1314
1315 .L10rounds:
1316         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 4 dwords
1317         mov     8(%rsi),%rdx
1318         mov     %rax,0(%rdi)
1319         mov     %rdx,8(%rdi)
1320
1321         shr     \$32,%rdx
1322         xor     %ecx,%ecx
1323         jmp     .L10shortcut
1324 .align  4
1325 .L10loop:
1326                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1327                 mov     12(%rdi),%edx                   # rk[3]
1328 .L10shortcut:
1329 ___
1330                 &enckey ();
1331 $code.=<<___;
1332                 mov     %eax,16(%rdi)                   # rk[4]
1333                 xor     4(%rdi),%eax
1334                 mov     %eax,20(%rdi)                   # rk[5]
1335                 xor     8(%rdi),%eax
1336                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1337                 xor     12(%rdi),%eax
1338                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1339                 add     \$1,%ecx
1340                 lea     16(%rdi),%rdi
1341                 cmp     \$10,%ecx
1342         jl      .L10loop
1343
1344         movl    \$10,80(%rdi)                   # setup number of rounds
1345         xor     %rax,%rax
1346         jmp     .Lexit
1347
1348 .L12rounds:
1349         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 6 dwords
1350         mov     8(%rsi),%rbx
1351         mov     16(%rsi),%rdx
1352         mov     %rax,0(%rdi)
1353         mov     %rbx,8(%rdi)
1354         mov     %rdx,16(%rdi)
1355
1356         shr     \$32,%rdx
1357         xor     %ecx,%ecx
1358         jmp     .L12shortcut
1359 .align  4
1360 .L12loop:
1361                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1362                 mov     20(%rdi),%edx                   # rk[5]
1363 .L12shortcut:
1364 ___
1365                 &enckey ();
1366 $code.=<<___;
1367                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1368                 xor     4(%rdi),%eax
1369                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1370                 xor     8(%rdi),%eax
1371                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1372                 xor     12(%rdi),%eax
1373                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1374
1375                 cmp     \$7,%ecx
1376                 je      .L12break
1377                 add     \$1,%ecx
1378
1379                 xor     16(%rdi),%eax
1380                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1381                 xor     20(%rdi),%eax
1382                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1383
1384                 lea     24(%rdi),%rdi
1385         jmp     .L12loop
1386 .L12break:
1387         movl    \$12,72(%rdi)           # setup number of rounds
1388         xor     %rax,%rax
1389         jmp     .Lexit
1390
1391 .L14rounds:
1392         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 8 dwords
1393         mov     8(%rsi),%rbx
1394         mov     16(%rsi),%rcx
1395         mov     24(%rsi),%rdx
1396         mov     %rax,0(%rdi)
1397         mov     %rbx,8(%rdi)
1398         mov     %rcx,16(%rdi)
1399         mov     %rdx,24(%rdi)
1400
1401         shr     \$32,%rdx
1402         xor     %ecx,%ecx
1403         jmp     .L14shortcut
1404 .align  4
1405 .L14loop:
1406                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1407                 mov     28(%rdi),%edx                   # rk[4]
1408 .L14shortcut:
1409 ___
1410                 &enckey ();
1411 $code.=<<___;
1412                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1413                 xor     4(%rdi),%eax
1414                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1415                 xor     8(%rdi),%eax
1416                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1417                 xor     12(%rdi),%eax
1418                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1419
1420                 cmp     \$6,%ecx
1421                 je      .L14break
1422                 add     \$1,%ecx
1423
1424                 mov     %eax,%edx
1425                 mov     16(%rdi),%eax                   # rk[4]
1426                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>0
1427                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1428                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>8
1429                 xor     %ebx,%eax
1430
1431                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1432                 shr     \$16,%edx
1433                 shl     \$8,%ebx
1434                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>16
1435                 xor     %ebx,%eax
1436
1437                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1438                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>24
1439                 shl     \$16,%ebx
1440                 xor     %ebx,%eax
1441
1442                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1443                 shl     \$24,%ebx
1444                 xor     %ebx,%eax
1445
1446                 mov     %eax,48(%rdi)                   # rk[12]
1447                 xor     20(%rdi),%eax
1448                 mov     %eax,52(%rdi)                   # rk[13]
1449                 xor     24(%rdi),%eax
1450                 mov     %eax,56(%rdi)                   # rk[14]
1451                 xor     28(%rdi),%eax
1452                 mov     %eax,60(%rdi)                   # rk[15]
1453
1454                 lea     32(%rdi),%rdi
1455         jmp     .L14loop
1456 .L14break:
1457         movl    \$14,48(%rdi)           # setup number of rounds
1458         xor     %rax,%rax
1459         jmp     .Lexit
1460
1461 .Lbadpointer:
1462         mov     \$-1,%rax
1463 .Lexit:
1464         pop     %rbp
1465         pop     %rbx
1466         ret
1467 .size   AES_set_encrypt_key,.-AES_set_encrypt_key
1468 ___
1469
1470 sub deckey_ref()
1471 { my ($i,$ptr,$te,$td) = @_;
1472   my ($tp1,$tp2,$tp4,$tp8,$acc)=("%eax","%ebx","%edi","%edx","%r8d");
1473 $code.=<<___;
1474         mov     $i($ptr),$tp1
1475         mov     $tp1,$acc
1476         and     \$0x80808080,$acc
1477         mov     $acc,$tp4
1478         shr     \$7,$tp4
1479         lea     0($tp1,$tp1),$tp2
1480         sub     $tp4,$acc
1481         and     \$0xfefefefe,$tp2
1482         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1483         xor     $tp2,$acc
1484         mov     $acc,$tp2
1485
1486         and     \$0x80808080,$acc
1487         mov     $acc,$tp8
1488         shr     \$7,$tp8
1489         lea     0($tp2,$tp2),$tp4
1490         sub     $tp8,$acc
1491         and     \$0xfefefefe,$tp4
1492         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1493          xor    $tp1,$tp2               # tp2^tp1
1494         xor     $tp4,$acc
1495         mov     $acc,$tp4
1496
1497         and     \$0x80808080,$acc
1498         mov     $acc,$tp8
1499         shr     \$7,$tp8
1500         sub     $tp8,$acc
1501         lea     0($tp4,$tp4),$tp8
1502          xor    $tp1,$tp4               # tp4^tp1
1503         and     \$0xfefefefe,$tp8
1504         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1505         xor     $acc,$tp8
1506
1507         xor     $tp8,$tp1               # tp1^tp8
1508         rol     \$8,$tp1                # ROTATE(tp1^tp8,8)
1509         xor     $tp8,$tp2               # tp2^tp1^tp8
1510         xor     $tp8,$tp4               # tp4^tp1^tp8
1511         xor     $tp2,$tp8
1512         xor     $tp4,$tp8               # tp8^(tp8^tp4^tp1)^(tp8^tp2^tp1)=tp8^tp4^tp2
1513
1514         xor     $tp8,$tp1
1515         rol     \$24,$tp2               # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1516         xor     $tp2,$tp1
1517         rol     \$16,$tp4               # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1518         xor     $tp4,$tp1
1519
1520         mov     $tp1,$i($ptr)
1521 ___
1522 }
1523
1524 # int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1525 #                        AES_KEY *key)
1526 $code.=<<___;
1527 .globl  AES_set_decrypt_key
1528 .type   AES_set_decrypt_key,\@function,3
1529 .align  16
1530 AES_set_decrypt_key:
1531         push    %rdx                    # save key schedule
1532         call    AES_set_encrypt_key
1533         cmp     \$0,%eax
1534         pop     %r8                     # restore key schedule
1535         jne     .Labort
1536
1537         push    %rbx
1538         push    %rbp
1539         push    %r12
1540         push    %r13
1541         push    %r14
1542         push    %r15
1543
1544         mov     240(%r8),%r14d          # pull number of rounds
1545         xor     %rdi,%rdi
1546         lea     (%rdi,%r14d,4),%rcx
1547         mov     %r8,%rsi
1548         lea     (%r8,%rcx,4),%rdi       # pointer to last chunk
1549 .align  4
1550 .Linvert:
1551                 mov     0(%rsi),%rax
1552                 mov     8(%rsi),%rbx
1553                 mov     0(%rdi),%rcx
1554                 mov     8(%rdi),%rdx
1555                 mov     %rax,0(%rdi)
1556                 mov     %rbx,8(%rdi)
1557                 mov     %rcx,0(%rsi)
1558                 mov     %rdx,8(%rsi)
1559                 lea     16(%rsi),%rsi
1560                 lea     -16(%rdi),%rdi
1561                 cmp     %rsi,%rdi
1562         jne     .Linvert
1563
1564         .picmeup %rax
1565         lea     AES_Te+2048+1024-.(%rax),%rax   # rcon
1566
1567         mov     40(%rax),$mask80
1568         mov     48(%rax),$maskfe
1569         mov     56(%rax),$mask1b
1570
1571         mov     %r8,$key
1572         sub     \$1,%r14d
1573 .align  4
1574 .Lpermute:
1575                 lea     16($key),$key
1576                 mov     0($key),%rax
1577                 mov     8($key),%rcx
1578 ___
1579                 &dectransform ();
1580 $code.=<<___;
1581                 mov     %eax,0($key)
1582                 mov     %ebx,4($key)
1583                 mov     %ecx,8($key)
1584                 mov     %edx,12($key)
1585                 sub     \$1,%r14d
1586         jnz     .Lpermute
1587
1588         xor     %rax,%rax
1589         pop     %r15
1590         pop     %r14
1591         pop     %r13
1592         pop     %r12
1593         pop     %rbp
1594         pop     %rbx
1595 .Labort:
1596         ret
1597 .size   AES_set_decrypt_key,.-AES_set_decrypt_key
1598 ___
1599
1600 # void AES_cbc_encrypt (const void char *inp, unsigned char *out,
1601 #                       size_t length, const AES_KEY *key,
1602 #                       unsigned char *ivp,const int enc);
1603 {
1604 # stack frame layout
1605 # -8(%rsp)              return address
1606 my $_rsp="0(%rsp)";             # saved %rsp
1607 my $_len="8(%rsp)";             # copy of 3rd parameter, length
1608 my $_key="16(%rsp)";            # copy of 4th parameter, key
1609 my $_ivp="24(%rsp)";            # copy of 5th parameter, ivp
1610 my $keyp="32(%rsp)";            # one to pass as $key
1611 my $ivec="40(%rsp)";            # ivec[16]
1612 my $aes_key="56(%rsp)";         # copy of aes_key
1613 my $mark="56+240(%rsp)";        # copy of aes_key->rounds
1614
1615 $code.=<<___;
1616 .globl  AES_cbc_encrypt
1617 .type   AES_cbc_encrypt,\@function,6
1618 .align  16
1619 AES_cbc_encrypt:
1620         cmp     \$0,%rdx        # check length
1621         je      .Lcbc_just_ret
1622         push    %rbx
1623         push    %rbp
1624         push    %r12
1625         push    %r13
1626         push    %r14
1627         push    %r15
1628         pushfq
1629         cld
1630
1631         .picmeup $sbox
1632 .Lcbc_pic_point:
1633
1634         cmp     \$0,%r9
1635         je      .LDECRYPT
1636
1637         lea     AES_Te-.Lcbc_pic_point($sbox),$sbox
1638
1639         # allocate aligned stack frame...
1640         lea     -64-248(%rsp),$key
1641         and     \$-64,$key
1642
1643         # ... and make it doesn't alias with AES_Te modulo 4096
1644         mov     $sbox,%r10
1645         lea     2048($sbox),%r11
1646         mov     $key,%r12
1647         and     \$0xFFF,%r10    # s = $sbox&0xfff
1648         and     \$0xFFF,%r11    # e = ($sbox+2048)&0xfff
1649         and     \$0xFFF,%r12    # p = %rsp&0xfff
1650
1651         cmp     %r11,%r12       # if (p=>e) %rsp =- (p-e);
1652         jb      .Lcbc_te_break_out
1653         sub     %r11,%r12
1654         sub     %r12,$key
1655         jmp     .Lcbc_te_ok
1656 .Lcbc_te_break_out:             # else %rsp -= (p-s)&0xfff + framesz
1657         sub     %r10,%r12
1658         and     \$0xFFF,%r12
1659         add     \$320,%r12
1660         sub     %r12,$key
1661 .align  4
1662 .Lcbc_te_ok:
1663
1664         xchg    %rsp,$key
1665         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1666         mov     $key,$_rsp      # save %rsp
1667         mov     %rdx,$_len      # save copy of len
1668         mov     %rcx,$_key      # save copy of key
1669         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1670         movl    \$0,$mark       # copy of aes_key->rounds = 0;
1671         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1672         mov     %rsi,$out
1673         mov     %rdi,$inp
1674         mov     %rcx,$key
1675
1676         # do we copy key schedule to stack?
1677         mov     $key,%r10
1678         sub     $sbox,%r10
1679         and     \$0xfff,%r10
1680         cmp     \$2048,%r10
1681         jb      .Lcbc_do_ecopy
1682         cmp     \$4096-248,%r10
1683         jb      .Lcbc_skip_ecopy
1684 .align  4
1685 .Lcbc_do_ecopy:
1686                 mov     $key,%rsi
1687                 lea     $aes_key,%rdi
1688                 lea     $aes_key,$key
1689                 mov     \$240/8,%ecx
1690                 .long   0x90A548F3      # rep movsq
1691                 mov     (%rsi),%eax     # copy aes_key->rounds
1692                 mov     %eax,(%rdi)
1693 .Lcbc_skip_ecopy:
1694         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1695
1696         mov     \$16,%ecx
1697 .align  4
1698 .Lcbc_prefetch_te:
1699                 mov     0($sbox),%r10
1700                 mov     32($sbox),%r11
1701                 mov     64($sbox),%r12
1702                 mov     96($sbox),%r13
1703                 lea     128($sbox),$sbox
1704                 sub     \$1,%ecx
1705         jnz     .Lcbc_prefetch_te
1706         sub     \$2048,$sbox
1707
1708         test    \$-16,%rdx              # check upon length
1709         mov     %rdx,%r10
1710         mov     0(%rbp),$s0             # load iv
1711         mov     4(%rbp),$s1
1712         mov     8(%rbp),$s2
1713         mov     12(%rbp),$s3
1714         jz      .Lcbc_enc_tail          # short input...
1715
1716 .align  4
1717 .Lcbc_enc_loop:
1718                 xor     0($inp),$s0
1719                 xor     4($inp),$s1
1720                 xor     8($inp),$s2
1721                 xor     12($inp),$s3
1722                 mov     $inp,$ivec      # if ($verticalspin) save inp
1723
1724                 mov     $keyp,$key      # restore key
1725                 call    _x86_64_AES_encrypt
1726
1727                 mov     $ivec,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1728                 mov     $s0,0($out)
1729                 mov     $s1,4($out)
1730                 mov     $s2,8($out)
1731                 mov     $s3,12($out)
1732
1733                 mov     $_len,%r10
1734                 lea     16($inp),$inp
1735                 lea     16($out),$out
1736                 sub     \$16,%r10
1737                 test    \$-16,%r10
1738                 mov     %r10,$_len
1739         jnz     .Lcbc_enc_loop
1740         test    \$15,%r10
1741         jnz     .Lcbc_enc_tail
1742         mov     $_ivp,%rbp      # restore ivp
1743         mov     $s0,0(%rbp)     # save ivec
1744         mov     $s1,4(%rbp)
1745         mov     $s2,8(%rbp)
1746         mov     $s3,12(%rbp)
1747
1748 .align  4
1749 .Lcbc_cleanup:
1750         cmpl    \$0,$mark       # was the key schedule copied?
1751         lea     $aes_key,%rdi
1752         mov     $_rsp,%rsp
1753         je      .Lcbc_exit
1754                 mov     \$240/8,%ecx
1755                 xor     %rax,%rax
1756                 .long   0x90AB48F3      # rep stosq
1757 .Lcbc_exit:
1758         popfq
1759         pop     %r15
1760         pop     %r14
1761         pop     %r13
1762         pop     %r12
1763         pop     %rbp
1764         pop     %rbx
1765 .Lcbc_just_ret:
1766         ret
1767 .align  4
1768 .Lcbc_enc_tail:
1769         cmp     $inp,$out
1770         je      .Lcbc_enc_in_place
1771         mov     %r10,%rcx
1772         mov     $inp,%rsi
1773         mov     $out,%rdi
1774         .long   0xF689A4F3              # rep movsb
1775 .Lcbc_enc_in_place:
1776         mov     \$16,%rcx               # zero tail
1777         sub     %r10,%rcx
1778         xor     %rax,%rax
1779         .long   0xF689AAF3              # rep stosb
1780         mov     $out,$inp               # this is not a mistake!
1781         movq    \$16,$_len              # len=16
1782         jmp     .Lcbc_enc_loop          # one more spin...
1783 #----------------------------- DECRYPT -----------------------------#
1784 .align  16
1785 .LDECRYPT:
1786         lea     AES_Td-.Lcbc_pic_point($sbox),$sbox
1787
1788         # allocate aligned stack frame...
1789         lea     -64-248(%rsp),$key
1790         and     \$-64,$key
1791
1792         # ... and make it doesn't alias with AES_Td modulo 4096
1793         mov     $sbox,%r10
1794         lea     2304($sbox),%r11
1795         mov     $key,%r12
1796         and     \$0xFFF,%r10    # s = $sbox&0xfff
1797         and     \$0xFFF,%r11    # e = ($sbox+2048+256)&0xfff
1798         and     \$0xFFF,%r12    # p = %rsp&0xfff
1799
1800         cmp     %r11,%r12       # if (p=>e) %rsp =- (p-e);
1801         jb      .Lcbc_td_break_out
1802         sub     %r11,%r12
1803         sub     %r12,$key
1804         jmp     .Lcbc_td_ok
1805 .Lcbc_td_break_out:             # else %rsp -= (p-s)&0xfff + framesz
1806         sub     %r10,%r12
1807         and     \$0xFFF,%r12
1808         add     \$320,%r12
1809         sub     %r12,$key
1810 .align  4
1811 .Lcbc_td_ok:
1812
1813         xchg    %rsp,$key
1814         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1815         mov     $key,$_rsp      # save %rsp
1816         mov     %rdx,$_len      # save copy of len
1817         mov     %rcx,$_key      # save copy of key
1818         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1819         movl    \$0,$mark       # copy of aes_key->rounds = 0;
1820         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1821         mov     %rsi,$out
1822         mov     %rdi,$inp
1823         mov     %rcx,$key
1824
1825         # do we copy key schedule to stack?
1826         mov     $key,%r10
1827         sub     $sbox,%r10
1828         and     \$0xfff,%r10
1829         cmp     \$2304,%r10
1830         jb      .Lcbc_do_dcopy
1831         cmp     \$4096-248,%r10
1832         jb      .Lcbc_skip_dcopy
1833 .align  4
1834 .Lcbc_do_dcopy:
1835                 mov     $key,%rsi
1836                 lea     $aes_key,%rdi
1837                 lea     $aes_key,$key
1838                 mov     \$240/8,%ecx
1839                 .long   0x90A548F3      # rep movsq
1840                 mov     (%rsi),%eax     # copy aes_key->rounds
1841                 mov     %eax,(%rdi)
1842 .Lcbc_skip_dcopy:
1843         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1844
1845         mov     \$18,%ecx
1846 .align  4
1847 .Lcbc_prefetch_td:
1848                 mov     0($sbox),%r10
1849                 mov     32($sbox),%r11
1850                 mov     64($sbox),%r12
1851                 mov     96($sbox),%r13
1852                 lea     128($sbox),$sbox
1853                 sub     \$1,%ecx
1854         jnz     .Lcbc_prefetch_td
1855         sub     \$2304,$sbox
1856
1857         cmp     $inp,$out
1858         je      .Lcbc_dec_in_place
1859
1860         mov     %rbp,$ivec
1861 .align  4
1862 .Lcbc_dec_loop:
1863                 mov     0($inp),$s0             # read input
1864                 mov     4($inp),$s1
1865                 mov     8($inp),$s2
1866                 mov     12($inp),$s3
1867                 mov     $inp,8+$ivec    # if ($verticalspin) save inp
1868
1869                 mov     $keyp,$key      # restore key
1870                 call    _x86_64_AES_decrypt
1871
1872                 mov     $ivec,%rbp      # load ivp
1873                 mov     8+$ivec,$inp    # if ($verticalspin) restore inp
1874                 xor     0(%rbp),$s0     # xor iv
1875                 xor     4(%rbp),$s1
1876                 xor     8(%rbp),$s2
1877                 xor     12(%rbp),$s3
1878                 mov     $inp,%rbp       # current input, next iv
1879
1880                 mov     $_len,%r10      # load len
1881                 sub     \$16,%r10
1882                 jc      .Lcbc_dec_partial
1883                 mov     %r10,$_len      # update len
1884                 mov     %rbp,$ivec      # update ivp
1885
1886                 mov     $s0,0($out)     # write output
1887                 mov     $s1,4($out)
1888                 mov     $s2,8($out)
1889                 mov     $s3,12($out)
1890
1891                 lea     16($inp),$inp
1892                 lea     16($out),$out
1893         jnz     .Lcbc_dec_loop
1894 .Lcbc_dec_end:
1895         mov     $_ivp,%r12              # load user ivp
1896         mov     0(%rbp),%r10            # load iv
1897         mov     8(%rbp),%r11
1898         mov     %r10,0(%r12)            # copy back to user
1899         mov     %r11,8(%r12)
1900         jmp     .Lcbc_cleanup
1901
1902 .align  4
1903 .Lcbc_dec_partial:
1904         mov     $s0,0+$ivec             # dump output to stack
1905         mov     $s1,4+$ivec
1906         mov     $s2,8+$ivec
1907         mov     $s3,12+$ivec
1908         mov     $out,%rdi
1909         lea     $ivec,%rsi
1910         mov     \$16,%rcx
1911         add     %r10,%rcx               # number of bytes to copy
1912         .long   0xF689A4F3              # rep movsb
1913         jmp     .Lcbc_dec_end
1914
1915 .align  16
1916 .Lcbc_dec_in_place:
1917                 mov     0($inp),$s0     # load input
1918                 mov     4($inp),$s1
1919                 mov     8($inp),$s2
1920                 mov     12($inp),$s3
1921
1922                 mov     $inp,$ivec      # if ($verticalspin) save inp
1923                 mov     $keyp,$key
1924                 call    _x86_64_AES_decrypt
1925
1926                 mov     $ivec,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1927                 mov     $_ivp,%rbp
1928                 xor     0(%rbp),$s0
1929                 xor     4(%rbp),$s1
1930                 xor     8(%rbp),$s2
1931                 xor     12(%rbp),$s3
1932
1933                 mov     0($inp),%r10    # copy input to iv
1934                 mov     8($inp),%r11
1935                 mov     %r10,0(%rbp)
1936                 mov     %r11,8(%rbp)
1937
1938                 mov     $s0,0($out)     # save output [zaps input]
1939                 mov     $s1,4($out)
1940                 mov     $s2,8($out)
1941                 mov     $s3,12($out)
1942
1943                 mov     $_len,%rcx
1944                 lea     16($inp),$inp
1945                 lea     16($out),$out
1946                 sub     \$16,%rcx
1947                 jc      .Lcbc_dec_in_place_partial
1948                 mov     %rcx,$_len
1949         jnz     .Lcbc_dec_in_place
1950         jmp     .Lcbc_cleanup
1951
1952 .align  4
1953 .Lcbc_dec_in_place_partial:
1954         # one can argue if this is actually required
1955         lea     ($out,%rcx),%rdi
1956         lea     (%rbp,%rcx),%rsi
1957         neg     %rcx
1958         .long   0xF689A4F3      # rep movsb     # restore tail
1959         jmp     .Lcbc_cleanup
1960 .size   AES_cbc_encrypt,.-AES_cbc_encrypt
1961 ___
1962 }
1963
1964 $code.=<<___;
1965 .globl  AES_Te
1966 .align  64
1967 AES_Te:
1968 ___
1969         &_data_word(0xa56363c6, 0x847c7cf8, 0x997777ee, 0x8d7b7bf6);
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2242
2243 #Td4:   # four copies of Td4 to choose from to avoid L1 aliasing
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2388 ___
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2393
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