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 2.1.
  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 # (*) with hyper-threading off
  27
  28 $verticalspin=1;        # unlike 32-bit version $verticalspin performs
  29                         # ~15% better on both AMD and Intel cores
  30 $speed_limit=512;       # see aes-586.pl for details
  31 $output=shift;
  32
  33 $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
  34 ( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
  35 ( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
  36 die "can't locate x86_64-xlate.pl";
  37
  38 open STDOUT,"| $^X $xlate $output";
  39
  40 $code=".text\n";
  41
  42 $s0="%eax";
  43 $s1="%ebx";
  44 $s2="%ecx";
  45 $s3="%edx";
  46 $acc0="%esi";   $mask80="%rsi";
  47 $acc1="%edi";   $maskfe="%rdi";
  48 $acc2="%ebp";   $mask1b="%rbp";
  49 $inp="%r8";
  50 $out="%r9";
  51 $t0="%r10d";
  52 $t1="%r11d";
  53 $t2="%r12d";
  54 $rnds="%r13d";
  55 $sbox="%r14";
  56 $key="%r15";
  57
  58 sub hi() { my $r=shift; $r =~ s/%[er]([a-d])x/%\1h/;    $r; }
  59 sub lo() { my $r=shift; $r =~ s/%[er]([a-d])x/%\1l/;
  60                         $r =~ s/%[er]([sd]i)/%\1l/;
  61                         $r =~ s/%(r[0-9]+)[d]?/%\1b/;   $r; }
  62 sub LO() { my $r=shift; $r =~ s/%r([a-z]+)/%e\1/;
  63                         $r =~ s/%r([0-9]+)/%r\1d/;      $r; }
  64 sub _data_word()
  65 { my $i;
  66     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf".long\t0x%08x,0x%08x\n",$i,$i; }
  67 }
  68 sub data_word()
  69 { my $i;
  70   my $last=pop(@_);
  71     $code.=".long\t";
  72     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf"0x%08x,",$i; }
  73     $code.=sprintf"0x%08x\n",$last;
  74 }
  75
  76 sub data_byte()
  77 { my $i;
  78   my $last=pop(@_);
  79     $code.=".byte\t";
  80     while(defined($i=shift)) { $code.=sprintf"0x%02x,",$i&0xff; }
  81     $code.=sprintf"0x%02x\n",$last&0xff;
  82 }
  83
  84 sub encvert()
  85 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
  86
  87 $code.=<<___;
  88         # favor 3-way issue Opteron pipeline...
  89         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
  90         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
  91         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
  92         mov     0($sbox,$acc0,8),$t0
  93         mov     0($sbox,$acc1,8),$t1
  94         mov     0($sbox,$acc2,8),$t2
  95
  96         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
  97         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
  98         movzb   `&lo("$s3")`,$acc2
  99         xor     3($sbox,$acc0,8),$t0
 100         xor     3($sbox,$acc1,8),$t1
 101         mov     0($sbox,$acc2,8),$t3
 102
 103         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 104         shr     \$16,$s2
 105         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 106         xor     3($sbox,$acc0,8),$t2
 107         shr     \$16,$s3
 108         xor     3($sbox,$acc2,8),$t3
 109
 110         shr     \$16,$s1
 111         lea     16($key),$key
 112         shr     \$16,$s0
 113
 114         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 115         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 116         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 117         xor     2($sbox,$acc0,8),$t0
 118         xor     2($sbox,$acc1,8),$t1
 119         xor     2($sbox,$acc2,8),$t2
 120
 121         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 122         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 123         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 124         xor     1($sbox,$acc0,8),$t0
 125         xor     1($sbox,$acc1,8),$t1
 126         xor     2($sbox,$acc2,8),$t3
 127
 128         mov     12($key),$s3
 129         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
 130         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 131         mov     0($key),$s0
 132         xor     1($sbox,$acc1,8),$t2
 133         xor     1($sbox,$acc2,8),$t3
 134
 135         mov     4($key),$s1
 136         mov     8($key),$s2
 137         xor     $t0,$s0
 138         xor     $t1,$s1
 139         xor     $t2,$s2
 140         xor     $t3,$s3
 141 ___
 142 }
 143
 144 sub enclastvert()
 145 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 146
 147 $code.=<<___;
 148         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 149         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 150         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 151         movzb   2($sbox,$acc0,8),$t0
 152         movzb   2($sbox,$acc1,8),$t1
 153         movzb   2($sbox,$acc2,8),$t2
 154
 155         movzb   `&lo("$s3")`,$acc0
 156         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
 157         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 158         movzb   2($sbox,$acc0,8),$t3
 159         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t0
 160         mov     0($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t1
 161
 162         and     \$0x0000ff00,$acc1
 163         and     \$0x0000ff00,$acc2
 164
 165         xor     $acc1,$t0
 166         xor     $acc2,$t1
 167         shr     \$16,$s2
 168
 169         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 170         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 171         shr     \$16,$s3
 172         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t2
 173         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t3
 174
 175         and     \$0x0000ff00,$acc0
 176         and     \$0x0000ff00,$acc1
 177         shr     \$16,$s1
 178         xor     $acc0,$t2
 179         xor     $acc1,$t3
 180         shr     \$16,$s0
 181
 182         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 183         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 184         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 185         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t0
 186         mov     0($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t1
 187         mov     0($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t2
 188
 189         and     \$0x00ff0000,$acc0
 190         and     \$0x00ff0000,$acc1
 191         and     \$0x00ff0000,$acc2
 192
 193         xor     $acc0,$t0
 194         xor     $acc1,$t1
 195         xor     $acc2,$t2
 196
 197         movzb   `&lo("$s1")`,$acc0
 198         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 199         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 200         mov     0($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t3
 201         mov     2($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t0
 202         mov     2($sbox,$acc2,8),$acc2  #$t1
 203
 204         and     \$0x00ff0000,$acc0
 205         and     \$0xff000000,$acc1
 206         and     \$0xff000000,$acc2
 207
 208         xor     $acc0,$t3
 209         xor     $acc1,$t0
 210         xor     $acc2,$t1
 211
 212         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 213         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 214         mov     16+12($key),$s3
 215         mov     2($sbox,$acc0,8),$acc0  #$t2
 216         mov     2($sbox,$acc1,8),$acc1  #$t3
 217         mov     16+0($key),$s0
 218
 219         and     \$0xff000000,$acc0
 220         and     \$0xff000000,$acc1
 221
 222         xor     $acc0,$t2
 223         xor     $acc1,$t3
 224
 225         mov     16+4($key),$s1
 226         mov     16+8($key),$s2
 227         xor     $t0,$s0
 228         xor     $t1,$s1
 229         xor     $t2,$s2
 230         xor     $t3,$s3
 231 ___
 232 }
 233
 234 sub encstep()
 235 { my ($i,@s) = @_;
 236   my $tmp0=$acc0;
 237   my $tmp1=$acc1;
 238   my $tmp2=$acc2;
 239   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 240
 241         if ($i==3) {
 242                 $tmp0=$s[1];
 243                 $tmp1=$s[2];
 244                 $tmp2=$s[3];
 245         }
 246         $code.="        movzb   ".&lo($s[0]).",$out\n";
 247         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 248         $code.="        lea     16($key),$key\n"        if ($i==0);
 249
 250         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 251         $code.="        mov     0($sbox,$out,8),$out\n";
 252
 253         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 254         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 255         $code.="        xor     3($sbox,$tmp0,8),$out\n";
 256
 257         $code.="        movzb   ".&lo($tmp1).",$tmp1\n";
 258         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 259         $code.="        xor     4*$i($key),$out\n";
 260
 261         $code.="        xor     2($sbox,$tmp1,8),$out\n";
 262         $code.="        xor     1($sbox,$tmp2,8),$out\n";
 263
 264         $code.="        mov     $t0,$s[1]\n"            if ($i==3);
 265         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 266         $code.="        mov     $t2,$s[3]\n"            if ($i==3);
 267         $code.="\n";
 268 }
 269
 270 sub enclast()
 271 { my ($i,@s)=@_;
 272   my $tmp0=$acc0;
 273   my $tmp1=$acc1;
 274   my $tmp2=$acc2;
 275   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 276
 277         if ($i==3) {
 278                 $tmp0=$s[1];
 279                 $tmp1=$s[2];
 280                 $tmp2=$s[3];
 281         }
 282         $code.="        movzb   ".&lo($s[0]).",$out\n";
 283         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 284
 285         $code.="        mov     2($sbox,$out,8),$out\n";
 286         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 287         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 288
 289         $code.="        and     \$0x000000ff,$out\n";
 290         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 291         $code.="        movzb   ".&lo($tmp1).",$tmp1\n";
 292         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 293
 294         $code.="        mov     0($sbox,$tmp0,8),$tmp0\n";
 295         $code.="        mov     0($sbox,$tmp1,8),$tmp1\n";
 296         $code.="        mov     2($sbox,$tmp2,8),$tmp2\n";
 297
 298         $code.="        and     \$0x0000ff00,$tmp0\n";
 299         $code.="        and     \$0x00ff0000,$tmp1\n";
 300         $code.="        and     \$0xff000000,$tmp2\n";
 301
 302         $code.="        xor     $tmp0,$out\n";
 303         $code.="        mov     $t0,$s[1]\n"            if ($i==3);
 304         $code.="        xor     $tmp1,$out\n";
 305         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 306         $code.="        xor     $tmp2,$out\n";
 307         $code.="        mov     $t2,$s[3]\n"            if ($i==3);
 308         $code.="\n";
 309 }
 310
 311 $code.=<<___;
 312 .type   _x86_64_AES_encrypt,\@abi-omnipotent
 313 .align  16
 314 _x86_64_AES_encrypt:
 315         xor     0($key),$s0                     # xor with key
 316         xor     4($key),$s1
 317         xor     8($key),$s2
 318         xor     12($key),$s3
 319
 320         mov     240($key),$rnds                 # load key->rounds
 321         sub     \$1,$rnds
 322         jmp     .Lenc_loop
 323 .align  16
 324 .Lenc_loop:
 325 ___
 326         if ($verticalspin) { &encvert(); }
 327         else {  &encstep(0,$s0,$s1,$s2,$s3);
 328                 &encstep(1,$s1,$s2,$s3,$s0);
 329                 &encstep(2,$s2,$s3,$s0,$s1);
 330                 &encstep(3,$s3,$s0,$s1,$s2);
 331         }
 332 $code.=<<___;
 333         sub     \$1,$rnds
 334         jnz     .Lenc_loop
 335 ___
 336         if ($verticalspin) { &enclastvert(); }
 337         else {  &enclast(0,$s0,$s1,$s2,$s3);
 338                 &enclast(1,$s1,$s2,$s3,$s0);
 339                 &enclast(2,$s2,$s3,$s0,$s1);
 340                 &enclast(3,$s3,$s0,$s1,$s2);
 341                 $code.=<<___;
 342                 xor     16+0($key),$s0          # xor with key
 343                 xor     16+4($key),$s1
 344                 xor     16+8($key),$s2
 345                 xor     16+12($key),$s3
 346 ___
 347         }
 348 $code.=<<___;
 349         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 350 .size   _x86_64_AES_encrypt,.-_x86_64_AES_encrypt
 351 ___
 352
 353 # it's possible to implement this by shifting tN by 8, filling least
 354 # significant byte with byte load and finally bswap-ing at the end,
 355 # but such partial register load kills Core 2...
 356 sub enccompactvert()
 357 { my ($t3,$t4,$t5)=("%r8d","%r9d","%r13d");
 358
 359 $code.=<<___;
 360         movzb   `&lo("$s0")`,$t0
 361         movzb   `&lo("$s1")`,$t1
 362         movzb   `&lo("$s2")`,$t2
 363         movzb   ($sbox,$t0,1),$t0
 364         movzb   ($sbox,$t1,1),$t1
 365         movzb   ($sbox,$t2,1),$t2
 366
 367         movzb   `&lo("$s3")`,$t3
 368         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 369         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 370         movzb   ($sbox,$t3,1),$t3
 371         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t4     #$t0
 372         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t5     #$t1
 373
 374         movzb   `&hi("$s3")`,$acc2
 375         movzb   `&hi("$s0")`,$acc0
 376         shr     \$16,$s2
 377         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 378         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 379         shr     \$16,$s3
 380
 381         movzb   `&lo("$s2")`,$acc1
 382         shl     \$8,$t4
 383         shl     \$8,$t5
 384         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 385         xor     $t4,$t0
 386         xor     $t5,$t1
 387
 388         movzb   `&lo("$s3")`,$t4
 389         shr     \$16,$s0
 390         shr     \$16,$s1
 391         movzb   `&lo("$s0")`,$t5
 392         shl     \$8,$acc2
 393         shl     \$8,$acc0
 394         movzb   ($sbox,$t4,1),$t4       #$t1
 395         movzb   ($sbox,$t5,1),$t5       #$t2
 396         xor     $acc2,$t2
 397         xor     $acc0,$t3
 398
 399         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 400         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 401         shl     \$16,$acc1
 402         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t3
 403         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 404         xor     $acc1,$t0
 405
 406         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 407         shr     \$8,$s2
 408         shr     \$8,$s1
 409         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t1
 410         movzb   ($sbox,$s2,1),$s3       #$t3
 411         movzb   ($sbox,$s1,1),$s2       #$t2
 412         shl     \$16,$t4
 413         shl     \$16,$t5
 414         shl     \$16,$acc2
 415         xor     $t4,$t1
 416         xor     $t5,$t2
 417         xor     $acc2,$t3
 418
 419         shl     \$24,$acc0
 420         shl     \$24,$acc1
 421         shl     \$24,$s3
 422         xor     $acc0,$t0
 423         shl     \$24,$s2
 424         xor     $acc1,$t1
 425         mov     $t0,$s0
 426         mov     $t1,$s1
 427         xor     $t2,$s2
 428         xor     $t3,$s3
 429 ___
 430 }
 431
 432 sub enctransform_ref()
 433 { my $sn = shift;
 434   my ($acc,$r2,$tmp)=("%r8d","%r9d","%r13d");
 435
 436 $code.=<<___;
 437         mov     $sn,$acc
 438         and     \$0x80808080,$acc
 439         mov     $acc,$tmp
 440         shr     \$7,$tmp
 441         lea     ($sn,$sn),$r2
 442         sub     $tmp,$acc
 443         and     \$0xfefefefe,$r2
 444         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
 445         mov     $sn,$tmp
 446         xor     $acc,$r2
 447
 448         xor     $r2,$sn
 449         rol     \$24,$sn
 450         xor     $r2,$sn
 451         ror     \$16,$tmp
 452         xor     $tmp,$sn
 453         ror     \$8,$tmp
 454         xor     $tmp,$sn
 455 ___
 456 }
 457
 458 # unlike decrypt case it does not pay off to parallelize enctransform
 459 sub enctransform()
 460 { my ($t3,$r20,$r21)=($acc2,"%r8d","%r9d");
 461
 462 $code.=<<___;
 463         mov     $s0,$acc0
 464         mov     $s1,$acc1
 465         and     \$0x80808080,$acc0
 466         and     \$0x80808080,$acc1
 467         mov     $acc0,$t0
 468         mov     $acc1,$t1
 469         shr     \$7,$t0
 470         lea     ($s0,$s0),$r20
 471         shr     \$7,$t1
 472         lea     ($s1,$s1),$r21
 473         sub     $t0,$acc0
 474         sub     $t1,$acc1
 475         and     \$0xfefefefe,$r20
 476         and     \$0xfefefefe,$r21
 477         and     \$0x1b1b1b1b,$acc0
 478         and     \$0x1b1b1b1b,$acc1
 479         mov     $s0,$t0
 480         mov     $s1,$t1
 481         xor     $acc0,$r20
 482         xor     $acc1,$r21
 483
 484         xor     $r20,$s0
 485         xor     $r21,$s1
 486          mov    $s2,$acc0
 487          mov    $s3,$acc1
 488         rol     \$24,$s0
 489         rol     \$24,$s1
 490          and    \$0x80808080,$acc0
 491          and    \$0x80808080,$acc1
 492         xor     $r20,$s0
 493         xor     $r21,$s1
 494          mov    $acc0,$t2
 495          mov    $acc1,$t3
 496         ror     \$16,$t0
 497         ror     \$16,$t1
 498          shr    \$7,$t2
 499          lea    ($s2,$s2),$r20
 500         xor     $t0,$s0
 501         xor     $t1,$s1
 502          shr    \$7,$t3
 503          lea    ($s3,$s3),$r21
 504         ror     \$8,$t0
 505         ror     \$8,$t1
 506          sub    $t2,$acc0
 507          sub    $t3,$acc1
 508         xor     $t0,$s0
 509         xor     $t1,$s1
 510
 511         and     \$0xfefefefe,$r20
 512         and     \$0xfefefefe,$r21
 513         and     \$0x1b1b1b1b,$acc0
 514         and     \$0x1b1b1b1b,$acc1
 515         mov     $s2,$t2
 516         mov     $s3,$t3
 517         xor     $acc0,$r20
 518         xor     $acc1,$r21
 519
 520         xor     $r20,$s2
 521         xor     $r21,$s3
 522         rol     \$24,$s2
 523         rol     \$24,$s3
 524         xor     $r20,$s2
 525         xor     $r21,$s3
 526         mov     0($sbox),$acc0                  # prefetch Te4
 527         ror     \$16,$t2
 528         ror     \$16,$t3
 529         mov     64($sbox),$acc1
 530         xor     $t2,$s2
 531         xor     $t3,$s3
 532         mov     128($sbox),$r20
 533         ror     \$8,$t2
 534         ror     \$8,$t3
 535         mov     192($sbox),$r21
 536         xor     $t2,$s2
 537         xor     $t3,$s3
 538 ___
 539 }
 540
 541 $code.=<<___;
 542 .type   _x86_64_AES_encrypt_compact,\@abi-omnipotent
 543 .align  16
 544 _x86_64_AES_encrypt_compact:
 545         lea     128($sbox),$inp                 # size optimization
 546         mov     0-128($inp),$acc1               # prefetch Te4
 547         mov     32-128($inp),$acc2
 548         mov     64-128($inp),$t0
 549         mov     96-128($inp),$t1
 550         mov     128-128($inp),$acc1
 551         mov     160-128($inp),$acc2
 552         mov     192-128($inp),$t0
 553         mov     224-128($inp),$t1
 554         jmp     .Lenc_loop_compact
 555 .align  16
 556 .Lenc_loop_compact:
 557                 xor     0($key),$s0             # xor with key
 558                 xor     4($key),$s1
 559                 xor     8($key),$s2
 560                 xor     12($key),$s3
 561                 lea     16($key),$key
 562 ___
 563                 &enccompactvert();
 564 $code.=<<___;
 565                 cmp     16(%rsp),$key
 566                 je      .Lenc_compact_done
 567 ___
 568                 &enctransform();
 569 $code.=<<___;
 570         jmp     .Lenc_loop_compact
 571 .align  16
 572 .Lenc_compact_done:
 573         xor     0($key),$s0
 574         xor     4($key),$s1
 575         xor     8($key),$s2
 576         xor     12($key),$s3
 577         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 578 .size   _x86_64_AES_encrypt_compact,.-_x86_64_AES_encrypt_compact
 579 ___
 580
 581 # void AES_encrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
 582 $code.=<<___;
 583 .globl  AES_encrypt
 584 .type   AES_encrypt,\@function,3
 585 .align  16
 586 AES_encrypt:
 587         push    %rbx
 588         push    %rbp
 589         push    %r12
 590         push    %r13
 591         push    %r14
 592         push    %r15
 593
 594         # allocate frame "above" key schedule
 595         mov     %rsp,%rax
 596         mov     %rdx,$key
 597         lea     -63(%rdx),%rcx
 598         and     \$-64,%rsp
 599         sub     %rsp,%rcx
 600         neg     %rcx
 601         and     \$0x3c0,%rcx
 602         sub     %rcx,%rsp
 603
 604         push    %rax            # save real stack pointer
 605         push    %rsi            # save out
 606
 607         mov     240($key),$rnds # load rounds
 608
 609         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
 610         mov     4(%rdi),$s1
 611         mov     8(%rdi),$s2
 612         mov     12(%rdi),$s3
 613
 614         shl     \$4,$rnds
 615         lea     ($key,$rnds),%rbp
 616         push    %rbp
 617         push    $key
 618
 619         # pick Te4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
 620         .picmeup        $sbox
 621         lea     AES_Te+2048-.($sbox),$sbox
 622         lea     768(%rsp),%rbp
 623         sub     $sbox,%rbp
 624         and     \$0x300,%rbp
 625         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
 626
 627         call    _x86_64_AES_encrypt_compact
 628
 629         lea     16(%rsp),%rsp
 630         pop     $out            # restore out
 631         mov     $s0,0($out)     # write output vector
 632         mov     $s1,4($out)
 633         mov     $s2,8($out)
 634         mov     $s3,12($out)
 635
 636         mov     (%rsp),%rsp
 637         pop     %r15
 638         pop     %r14
 639         pop     %r13
 640         pop     %r12
 641         pop     %rbp
 642         pop     %rbx
 643         ret
 644 .size   AES_encrypt,.-AES_encrypt
 645 ___
 646
 647 #------------------------------------------------------------------#
 648
 649 sub decvert()
 650 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 651
 652 $code.=<<___;
 653         # favor 3-way issue Opteron pipeline...
 654         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 655         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 656         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 657         mov     0($sbox,$acc0,8),$t0
 658         mov     0($sbox,$acc1,8),$t1
 659         mov     0($sbox,$acc2,8),$t2
 660
 661         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 662         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 663         movzb   `&lo("$s3")`,$acc2
 664         xor     3($sbox,$acc0,8),$t0
 665         xor     3($sbox,$acc1,8),$t1
 666         mov     0($sbox,$acc2,8),$t3
 667
 668         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 669         shr     \$16,$s0
 670         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 671         xor     3($sbox,$acc0,8),$t2
 672         shr     \$16,$s3
 673         xor     3($sbox,$acc2,8),$t3
 674
 675         shr     \$16,$s1
 676         lea     16($key),$key
 677         shr     \$16,$s2
 678
 679         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 680         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 681         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 682         xor     2($sbox,$acc0,8),$t0
 683         xor     2($sbox,$acc1,8),$t1
 684         xor     2($sbox,$acc2,8),$t2
 685
 686         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 687         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 688         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 689         xor     1($sbox,$acc0,8),$t0
 690         xor     1($sbox,$acc1,8),$t1
 691         xor     2($sbox,$acc2,8),$t3
 692
 693         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 694         mov     12($key),$s3
 695         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 696         xor     1($sbox,$acc0,8),$t2
 697         mov     0($key),$s0
 698         xor     1($sbox,$acc2,8),$t3
 699
 700         xor     $t0,$s0
 701         mov     4($key),$s1
 702         mov     8($key),$s2
 703         xor     $t2,$s2
 704         xor     $t1,$s1
 705         xor     $t3,$s3
 706 ___
 707 }
 708
 709 sub declastvert()
 710 { my $t3="%r8d";        # zaps $inp!
 711
 712 $code.=<<___;
 713         lea     2048($sbox),$sbox       # size optimization
 714         movzb   `&lo("$s0")`,$acc0
 715         movzb   `&lo("$s1")`,$acc1
 716         movzb   `&lo("$s2")`,$acc2
 717         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t0
 718         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t1
 719         movzb   ($sbox,$acc2,1),$t2
 720
 721         movzb   `&lo("$s3")`,$acc0
 722         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 723         movzb   `&hi("$s0")`,$acc2
 724         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t3
 725         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 726         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
 727
 728         shl     \$8,$acc1
 729         shl     \$8,$acc2
 730
 731         xor     $acc1,$t0
 732         xor     $acc2,$t1
 733         shr     \$16,$s3
 734
 735         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 736         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 737         shr     \$16,$s0
 738         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
 739         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
 740
 741         shl     \$8,$acc0
 742         shl     \$8,$acc1
 743         shr     \$16,$s1
 744         xor     $acc0,$t2
 745         xor     $acc1,$t3
 746         shr     \$16,$s2
 747
 748         movzb   `&lo("$s2")`,$acc0
 749         movzb   `&lo("$s3")`,$acc1
 750         movzb   `&lo("$s0")`,$acc2
 751         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 752         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t1
 753         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 754
 755         shl     \$16,$acc0
 756         shl     \$16,$acc1
 757         shl     \$16,$acc2
 758
 759         xor     $acc0,$t0
 760         xor     $acc1,$t1
 761         xor     $acc2,$t2
 762
 763         movzb   `&lo("$s1")`,$acc0
 764         movzb   `&hi("$s1")`,$acc1
 765         movzb   `&hi("$s2")`,$acc2
 766         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 767         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 768         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t1
 769
 770         shl     \$16,$acc0
 771         shl     \$24,$acc1
 772         shl     \$24,$acc2
 773
 774         xor     $acc0,$t3
 775         xor     $acc1,$t0
 776         xor     $acc2,$t1
 777
 778         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 779         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 780         mov     16+12($key),$s3
 781         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t2
 782         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t3
 783         mov     16+0($key),$s0
 784
 785         shl     \$24,$acc0
 786         shl     \$24,$acc1
 787
 788         xor     $acc0,$t2
 789         xor     $acc1,$t3
 790
 791         mov     16+4($key),$s1
 792         mov     16+8($key),$s2
 793         lea     -2048($sbox),$sbox
 794         xor     $t0,$s0
 795         xor     $t1,$s1
 796         xor     $t2,$s2
 797         xor     $t3,$s3
 798 ___
 799 }
 800
 801 sub decstep()
 802 { my ($i,@s) = @_;
 803   my $tmp0=$acc0;
 804   my $tmp1=$acc1;
 805   my $tmp2=$acc2;
 806   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 807
 808         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
 809                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
 810         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 811         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
 812
 813         $code.="        mov     0($sbox,$out,8),$out\n";
 814         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 815                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
 816         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 817
 818                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
 819         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 820         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
 821         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 822
 823         $code.="        xor     3($sbox,$tmp0,8),$out\n";
 824         $code.="        xor     2($sbox,$tmp1,8),$out\n";
 825         $code.="        xor     1($sbox,$tmp2,8),$out\n";
 826
 827         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
 828         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 829         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
 830         $code.="\n";
 831 }
 832
 833 sub declast()
 834 { my ($i,@s)=@_;
 835   my $tmp0=$acc0;
 836   my $tmp1=$acc1;
 837   my $tmp2=$acc2;
 838   my $out=($t0,$t1,$t2,$s[0])[$i];
 839
 840         $code.="        mov     $s[0],$out\n"           if ($i!=3);
 841                         $tmp1=$s[2]                     if ($i==3);
 842         $code.="        mov     $s[2],$tmp1\n"          if ($i!=3);
 843         $code.="        and     \$0xFF,$out\n";
 844
 845         $code.="        movzb   2048($sbox,$out,1),$out\n";
 846         $code.="        shr     \$16,$tmp1\n";
 847                         $tmp2=$s[3]                     if ($i==3);
 848         $code.="        mov     $s[3],$tmp2\n"          if ($i!=3);
 849
 850                         $tmp0=$s[1]                     if ($i==3);
 851         $code.="        movzb   ".&hi($s[1]).",$tmp0\n";
 852         $code.="        and     \$0xFF,$tmp1\n";
 853         $code.="        shr     \$24,$tmp2\n";
 854
 855         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp0,1),$tmp0\n";
 856         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp1,1),$tmp1\n";
 857         $code.="        movzb   2048($sbox,$tmp2,1),$tmp2\n";
 858
 859         $code.="        shl     \$8,$tmp0\n";
 860         $code.="        shl     \$16,$tmp1\n";
 861         $code.="        shl     \$24,$tmp2\n";
 862
 863         $code.="        xor     $tmp0,$out\n";
 864         $code.="        mov     $t2,$s[1]\n"            if ($i==3);
 865         $code.="        xor     $tmp1,$out\n";
 866         $code.="        mov     $t1,$s[2]\n"            if ($i==3);
 867         $code.="        xor     $tmp2,$out\n";
 868         $code.="        mov     $t0,$s[3]\n"            if ($i==3);
 869         $code.="\n";
 870 }
 871
 872 $code.=<<___;
 873 .type   _x86_64_AES_decrypt,\@abi-omnipotent
 874 .align  16
 875 _x86_64_AES_decrypt:
 876         xor     0($key),$s0                     # xor with key
 877         xor     4($key),$s1
 878         xor     8($key),$s2
 879         xor     12($key),$s3
 880
 881         mov     240($key),$rnds                 # load key->rounds
 882         sub     \$1,$rnds
 883         jmp     .Ldec_loop
 884 .align  16
 885 .Ldec_loop:
 886 ___
 887         if ($verticalspin) { &decvert(); }
 888         else {  &decstep(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
 889                 &decstep(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
 890                 &decstep(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
 891                 &decstep(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
 892                 $code.=<<___;
 893                 lea     16($key),$key
 894                 xor     0($key),$s0                     # xor with key
 895                 xor     4($key),$s1
 896                 xor     8($key),$s2
 897                 xor     12($key),$s3
 898 ___
 899         }
 900 $code.=<<___;
 901         sub     \$1,$rnds
 902         jnz     .Ldec_loop
 903 ___
 904         if ($verticalspin) { &declastvert(); }
 905         else {  &declast(0,$s0,$s3,$s2,$s1);
 906                 &declast(1,$s1,$s0,$s3,$s2);
 907                 &declast(2,$s2,$s1,$s0,$s3);
 908                 &declast(3,$s3,$s2,$s1,$s0);
 909                 $code.=<<___;
 910                 xor     16+0($key),$s0                  # xor with key
 911                 xor     16+4($key),$s1
 912                 xor     16+8($key),$s2
 913                 xor     16+12($key),$s3
 914 ___
 915         }
 916 $code.=<<___;
 917         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
 918 .size   _x86_64_AES_decrypt,.-_x86_64_AES_decrypt
 919 ___
 920
 921 sub deccompactvert()
 922 { my ($t3,$t4,$t5)=("%r8d","%r9d","%r13d");
 923
 924 $code.=<<___;
 925         movzb   `&lo("$s0")`,$t0
 926         movzb   `&lo("$s1")`,$t1
 927         movzb   `&lo("$s2")`,$t2
 928         movzb   ($sbox,$t0,1),$t0
 929         movzb   ($sbox,$t1,1),$t1
 930         movzb   ($sbox,$t2,1),$t2
 931
 932         movzb   `&lo("$s3")`,$t3
 933         movzb   `&hi("$s3")`,$acc0
 934         movzb   `&hi("$s0")`,$acc1
 935         movzb   ($sbox,$t3,1),$t3
 936         movzb   ($sbox,$acc0,1),$t4     #$t0
 937         movzb   ($sbox,$acc1,1),$t5     #$t1
 938
 939         movzb   `&hi("$s1")`,$acc2
 940         movzb   `&hi("$s2")`,$acc0
 941         shr     \$16,$s2
 942         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t2
 943         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t3
 944         shr     \$16,$s3
 945
 946         movzb   `&lo("$s2")`,$acc1
 947         shl     \$8,$t4
 948         shl     \$8,$t5
 949         movzb   ($sbox,$acc1,1),$acc1   #$t0
 950         xor     $t4,$t0
 951         xor     $t5,$t1
 952
 953         movzb   `&lo("$s3")`,$t4
 954         shr     \$16,$s0
 955         shr     \$16,$s1
 956         movzb   `&lo("$s0")`,$t5
 957         shl     \$8,$acc2
 958         shl     \$8,$acc0
 959         movzb   ($sbox,$t4,1),$t4       #$t1
 960         movzb   ($sbox,$t5,1),$t5       #$t2
 961         xor     $acc2,$t2
 962         xor     $acc0,$t3
 963
 964         movzb   `&lo("$s1")`,$acc2
 965         movzb   `&hi("$s1")`,$acc0
 966         shl     \$16,$acc1
 967         movzb   ($sbox,$acc2,1),$acc2   #$t3
 968         movzb   ($sbox,$acc0,1),$acc0   #$t0
 969         xor     $acc1,$t0
 970
 971         movzb   `&hi("$s2")`,$acc1
 972         shl     \$16,$t4
 973         shl     \$16,$t5
 974         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s1     #$t1
 975         xor     $t4,$t1
 976         xor     $t5,$t2
 977
 978         movzb   `&hi("$s3")`,$acc1
 979         shr     \$8,$s0
 980         shl     \$16,$acc2
 981         movzb   ($sbox,$acc1,1),$s2     #$t2
 982         movzb   ($sbox,$s0,1),$s3       #$t3
 983         xor     $acc2,$t3
 984
 985         shl     \$24,$acc0
 986         shl     \$24,$s1
 987         shl     \$24,$s2
 988         xor     $acc0,$t0
 989         shl     \$24,$s3
 990         xor     $t1,$s1
 991         mov     $t0,$s0
 992         xor     $t2,$s2
 993         xor     $t3,$s3
 994 ___
 995 }
 996
 997 # parallelized version! input is pair of 64-bit values: %rax=s1.s0
 998 # and %rcx=s3.s2, output is four 32-bit values in %eax=s0, %ebx=s1,
 999 # %ecx=s2 and %edx=s3.
1000 sub dectransform()
1001 { my ($tp10,$tp20,$tp40,$tp80,$acc0)=("%rax","%r8", "%r9", "%r10","%rbx");
1002   my ($tp18,$tp28,$tp48,$tp88,$acc8)=("%rcx","%r11","%r12","%r13","%rdx");
1003   my $prefetch = shift;
1004
1005 $code.=<<___;
1006         mov     $tp10,$acc0
1007         mov     $tp18,$acc8
1008         and     $mask80,$acc0
1009         and     $mask80,$acc8
1010         mov     $acc0,$tp40
1011         mov     $acc8,$tp48
1012         shr     \$7,$tp40
1013         lea     ($tp10,$tp10),$tp20
1014         shr     \$7,$tp48
1015         lea     ($tp18,$tp18),$tp28
1016         sub     $tp40,$acc0
1017         sub     $tp48,$acc8
1018         and     $maskfe,$tp20
1019         and     $maskfe,$tp28
1020         and     $mask1b,$acc0
1021         and     $mask1b,$acc8
1022         xor     $tp20,$acc0
1023         xor     $tp28,$acc8
1024         mov     $acc0,$tp20
1025         mov     $acc8,$tp28
1026
1027         and     $mask80,$acc0
1028         and     $mask80,$acc8
1029         mov     $acc0,$tp80
1030         mov     $acc8,$tp88
1031         shr     \$7,$tp80
1032         lea     ($tp20,$tp20),$tp40
1033         shr     \$7,$tp88
1034         lea     ($tp28,$tp28),$tp48
1035         sub     $tp80,$acc0
1036         sub     $tp88,$acc8
1037         and     $maskfe,$tp40
1038         and     $maskfe,$tp48
1039         and     $mask1b,$acc0
1040         and     $mask1b,$acc8
1041         xor     $tp40,$acc0
1042         xor     $tp48,$acc8
1043         mov     $acc0,$tp40
1044         mov     $acc8,$tp48
1045
1046         and     $mask80,$acc0
1047         and     $mask80,$acc8
1048         mov     $acc0,$tp80
1049         mov     $acc8,$tp88
1050         shr     \$7,$tp80
1051          xor    $tp10,$tp20             # tp2^=tp1
1052         shr     \$7,$tp88
1053          xor    $tp18,$tp28             # tp2^=tp1
1054         sub     $tp80,$acc0
1055         sub     $tp88,$acc8
1056         lea     ($tp40,$tp40),$tp80
1057         lea     ($tp48,$tp48),$tp88
1058          xor    $tp10,$tp40             # tp4^=tp1
1059          xor    $tp18,$tp48             # tp4^=tp1
1060         and     $maskfe,$tp80
1061         and     $maskfe,$tp88
1062         and     $mask1b,$acc0
1063         and     $mask1b,$acc8
1064         xor     $acc0,$tp80
1065         xor     $acc8,$tp88
1066
1067         xor     $tp80,$tp10             # tp1^=tp8
1068         xor     $tp88,$tp18             # tp1^=tp8
1069         xor     $tp80,$tp20             # tp2^tp1^=tp8
1070         xor     $tp88,$tp28             # tp2^tp1^=tp8
1071         mov     $tp10,$acc0
1072         mov     $tp18,$acc8
1073         xor     $tp80,$tp40             # tp4^tp1^=tp8
1074         xor     $tp88,$tp48             # tp4^tp1^=tp8
1075         shr     \$32,$acc0
1076         shr     \$32,$acc8
1077         xor     $tp20,$tp80             # tp8^=tp8^tp2^tp1=tp2^tp1
1078         xor     $tp28,$tp88             # tp8^=tp8^tp2^tp1=tp2^tp1
1079         rol     \$8,`&LO("$tp10")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1080         rol     \$8,`&LO("$tp18")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1081         xor     $tp40,$tp80             # tp2^tp1^=tp8^tp4^tp1=tp8^tp4^tp2
1082         xor     $tp48,$tp88             # tp2^tp1^=tp8^tp4^tp1=tp8^tp4^tp2
1083
1084         rol     \$8,`&LO("$acc0")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1085         rol     \$8,`&LO("$acc8")`      # ROTATE(tp1^tp8,8)
1086         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$tp10")`
1087         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$tp18")`
1088         shr     \$32,$tp80
1089         shr     \$32,$tp88
1090         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$acc0")`
1091         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$acc8")`
1092
1093         mov     $tp20,$tp80
1094         mov     $tp28,$tp88
1095         shr     \$32,$tp80
1096         shr     \$32,$tp88
1097         rol     \$24,`&LO("$tp20")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1098         rol     \$24,`&LO("$tp28")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1099         rol     \$24,`&LO("$tp80")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1100         rol     \$24,`&LO("$tp88")`     # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1101         xor     `&LO("$tp20")`,`&LO("$tp10")`
1102         xor     `&LO("$tp28")`,`&LO("$tp18")`
1103         mov     $tp40,$tp20
1104         mov     $tp48,$tp28
1105         xor     `&LO("$tp80")`,`&LO("$acc0")`
1106         xor     `&LO("$tp88")`,`&LO("$acc8")`
1107
1108         `"mov   0($sbox),$mask80"       if ($prefetch)`
1109         shr     \$32,$tp20
1110         shr     \$32,$tp28
1111         `"mov   64($sbox),$maskfe"      if ($prefetch)`
1112         rol     \$16,`&LO("$tp40")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1113         rol     \$16,`&LO("$tp48")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1114         `"mov   128($sbox),$mask1b"     if ($prefetch)`
1115         rol     \$16,`&LO("$tp20")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1116         rol     \$16,`&LO("$tp28")`     # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1117         `"mov   192($sbox),$tp80"       if ($prefetch)`
1118         xor     `&LO("$tp40")`,`&LO("$tp10")`
1119         xor     `&LO("$tp48")`,`&LO("$tp18")`
1120         `"mov   256($sbox),$tp88"       if ($prefetch)`
1121         xor     `&LO("$tp20")`,`&LO("$acc0")`
1122         xor     `&LO("$tp28")`,`&LO("$acc8")`
1123 ___
1124 }
1125
1126 $code.=<<___;
1127 .type   _x86_64_AES_decrypt_compact,\@abi-omnipotent
1128 .align  16
1129 _x86_64_AES_decrypt_compact:
1130         lea     128($sbox),$inp                 # size optimization
1131         mov     0-128($inp),$acc1               # prefetch Td4
1132         mov     32-128($inp),$acc2
1133         mov     64-128($inp),$t0
1134         mov     96-128($inp),$t1
1135         mov     128-128($inp),$acc1
1136         mov     160-128($inp),$acc2
1137         mov     192-128($inp),$t0
1138         mov     224-128($inp),$t1
1139         jmp     .Ldec_loop_compact
1140
1141 .align  16
1142 .Ldec_loop_compact:
1143                 xor     0($key),$s0             # xor with key
1144                 xor     4($key),$s1
1145                 xor     8($key),$s2
1146                 xor     12($key),$s3
1147                 lea     16($key),$key
1148 ___
1149                 &deccompactvert();
1150 $code.=<<___;
1151                 cmp     16(%rsp),$key
1152                 je      .Ldec_compact_done
1153
1154                 mov     256+0($sbox),$mask80
1155                 shl     \$32,%rbx
1156                 shl     \$32,%rdx
1157                 mov     256+8($sbox),$maskfe
1158                 or      %rbx,%rax
1159                 or      %rdx,%rcx
1160                 mov     256+16($sbox),$mask1b
1161 ___
1162                 &dectransform(1);
1163 $code.=<<___;
1164         jmp     .Ldec_loop_compact
1165 .align  16
1166 .Ldec_compact_done:
1167         xor     0($key),$s0
1168         xor     4($key),$s1
1169         xor     8($key),$s2
1170         xor     12($key),$s3
1171         .byte   0xf3,0xc3                       # rep ret
1172 .size   _x86_64_AES_decrypt_compact,.-_x86_64_AES_decrypt_compact
1173 ___
1174
1175 # void AES_decrypt (const void *inp,void *out,const AES_KEY *key);
1176 $code.=<<___;
1177 .globl  AES_decrypt
1178 .type   AES_decrypt,\@function,3
1179 .align  16
1180 AES_decrypt:
1181         push    %rbx
1182         push    %rbp
1183         push    %r12
1184         push    %r13
1185         push    %r14
1186         push    %r15
1187
1188         # allocate frame "above" key schedule
1189         mov     %rsp,%rax
1190         mov     %rdx,$key
1191         lea     -63(%rdx),%rcx
1192         and     \$-64,%rsp
1193         sub     %rsp,%rcx
1194         neg     %rcx
1195         and     \$0x3c0,%rcx
1196         sub     %rcx,%rsp
1197
1198         push    %rax            # save real stack pointer
1199         push    %rsi            # save out
1200
1201         mov     240($key),$rnds # load rounds
1202
1203         mov     0(%rdi),$s0     # load input vector
1204         mov     4(%rdi),$s1
1205         mov     8(%rdi),$s2
1206         mov     12(%rdi),$s3
1207
1208         shl     \$4,$rnds
1209         lea     ($key,$rnds),%rbp
1210         push    %rbp
1211         push    $key
1212
1213         # pick Td4 copy which can't "overlap" with stack frame or key schedule
1214         .picmeup        $sbox
1215         lea     AES_Td+2048-.($sbox),$sbox
1216         lea     768(%rsp),%rbp
1217         sub     $sbox,%rbp
1218         and     \$0x300,%rbp
1219         lea     ($sbox,%rbp),$sbox
1220         shr     \$3,%rbp                # recall "magic" constants!
1221         add     %rbp,$sbox
1222
1223         call    _x86_64_AES_decrypt_compact
1224
1225         lea     16(%rsp),%rsp
1226         pop     $out    # restore out
1227         mov     $s0,0($out)
1228         mov     $s1,4($out)
1229         mov     $s2,8($out)
1230         mov     $s3,12($out)
1231
1232         mov     (%rsp),%rsp
1233         pop     %r15
1234         pop     %r14
1235         pop     %r13
1236         pop     %r12
1237         pop     %rbp
1238         pop     %rbx
1239         ret
1240 .size   AES_decrypt,.-AES_decrypt
1241 ___
1242 #------------------------------------------------------------------#
1243
1244 sub enckey()
1245 {
1246 $code.=<<___;
1247         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>0
1248         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1249         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>8
1250         shl     \$24,%ebx
1251         xor     %ebx,%eax
1252
1253         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1254         shr     \$16,%edx
1255         movz    %dl,%esi                # rk[i]>>16
1256         xor     %ebx,%eax
1257
1258         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1259         movz    %dh,%esi                # rk[i]>>24
1260         shl     \$8,%ebx
1261         xor     %ebx,%eax
1262
1263         movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1264         shl     \$16,%ebx
1265         xor     %ebx,%eax
1266
1267         xor     1024-128(%rbp,%rcx,4),%eax              # rcon
1268 ___
1269 }
1270
1271 # int AES_set_encrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1272 #                        AES_KEY *key)
1273 $code.=<<___;
1274 .globl  AES_set_encrypt_key
1275 .type   AES_set_encrypt_key,\@function,3
1276 .align  16
1277 AES_set_encrypt_key:
1278         push    %rbx
1279         push    %rbp
1280
1281         mov     %esi,%ecx                       # %ecx=bits
1282         mov     %rdi,%rsi                       # %rsi=userKey
1283         mov     %rdx,%rdi                       # %rdi=key
1284
1285         test    \$-1,%rsi
1286         jz      .Lbadpointer
1287         test    \$-1,%rdi
1288         jz      .Lbadpointer
1289
1290         .picmeup %rbp
1291         lea     AES_Te-.(%rbp),%rbp
1292         lea     2048+128(%rbp),%rbp
1293
1294         # prefetch Te4
1295         mov     0-128(%rbp),%eax
1296         mov     32-128(%rbp),%ebx
1297         mov     64-128(%rbp),%r8d
1298         mov     96-128(%rbp),%edx
1299         mov     128-128(%rbp),%eax
1300         mov     160-128(%rbp),%ebx
1301         mov     192-128(%rbp),%r8d
1302         mov     224-128(%rbp),%edx
1303
1304         cmp     \$128,%ecx
1305         je      .L10rounds
1306         cmp     \$192,%ecx
1307         je      .L12rounds
1308         cmp     \$256,%ecx
1309         je      .L14rounds
1310         mov     \$-2,%rax                       # invalid number of bits
1311         jmp     .Lexit
1312
1313 .L10rounds:
1314         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 4 dwords
1315         mov     8(%rsi),%rdx
1316         mov     %rax,0(%rdi)
1317         mov     %rdx,8(%rdi)
1318
1319         shr     \$32,%rdx
1320         xor     %ecx,%ecx
1321         jmp     .L10shortcut
1322 .align  4
1323 .L10loop:
1324                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1325                 mov     12(%rdi),%edx                   # rk[3]
1326 .L10shortcut:
1327 ___
1328                 &enckey ();
1329 $code.=<<___;
1330                 mov     %eax,16(%rdi)                   # rk[4]
1331                 xor     4(%rdi),%eax
1332                 mov     %eax,20(%rdi)                   # rk[5]
1333                 xor     8(%rdi),%eax
1334                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1335                 xor     12(%rdi),%eax
1336                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1337                 add     \$1,%ecx
1338                 lea     16(%rdi),%rdi
1339                 cmp     \$10,%ecx
1340         jl      .L10loop
1341
1342         movl    \$10,80(%rdi)                   # setup number of rounds
1343         xor     %rax,%rax
1344         jmp     .Lexit
1345
1346 .L12rounds:
1347         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 6 dwords
1348         mov     8(%rsi),%rbx
1349         mov     16(%rsi),%rdx
1350         mov     %rax,0(%rdi)
1351         mov     %rbx,8(%rdi)
1352         mov     %rdx,16(%rdi)
1353
1354         shr     \$32,%rdx
1355         xor     %ecx,%ecx
1356         jmp     .L12shortcut
1357 .align  4
1358 .L12loop:
1359                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1360                 mov     20(%rdi),%edx                   # rk[5]
1361 .L12shortcut:
1362 ___
1363                 &enckey ();
1364 $code.=<<___;
1365                 mov     %eax,24(%rdi)                   # rk[6]
1366                 xor     4(%rdi),%eax
1367                 mov     %eax,28(%rdi)                   # rk[7]
1368                 xor     8(%rdi),%eax
1369                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1370                 xor     12(%rdi),%eax
1371                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1372
1373                 cmp     \$7,%ecx
1374                 je      .L12break
1375                 add     \$1,%ecx
1376
1377                 xor     16(%rdi),%eax
1378                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1379                 xor     20(%rdi),%eax
1380                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1381
1382                 lea     24(%rdi),%rdi
1383         jmp     .L12loop
1384 .L12break:
1385         movl    \$12,72(%rdi)           # setup number of rounds
1386         xor     %rax,%rax
1387         jmp     .Lexit
1388
1389 .L14rounds:
1390         mov     0(%rsi),%rax                    # copy first 8 dwords
1391         mov     8(%rsi),%rbx
1392         mov     16(%rsi),%rcx
1393         mov     24(%rsi),%rdx
1394         mov     %rax,0(%rdi)
1395         mov     %rbx,8(%rdi)
1396         mov     %rcx,16(%rdi)
1397         mov     %rdx,24(%rdi)
1398
1399         shr     \$32,%rdx
1400         xor     %ecx,%ecx
1401         jmp     .L14shortcut
1402 .align  4
1403 .L14loop:
1404                 mov     0(%rdi),%eax                    # rk[0]
1405                 mov     28(%rdi),%edx                   # rk[4]
1406 .L14shortcut:
1407 ___
1408                 &enckey ();
1409 $code.=<<___;
1410                 mov     %eax,32(%rdi)                   # rk[8]
1411                 xor     4(%rdi),%eax
1412                 mov     %eax,36(%rdi)                   # rk[9]
1413                 xor     8(%rdi),%eax
1414                 mov     %eax,40(%rdi)                   # rk[10]
1415                 xor     12(%rdi),%eax
1416                 mov     %eax,44(%rdi)                   # rk[11]
1417
1418                 cmp     \$6,%ecx
1419                 je      .L14break
1420                 add     \$1,%ecx
1421
1422                 mov     %eax,%edx
1423                 mov     16(%rdi),%eax                   # rk[4]
1424                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>0
1425                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1426                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>8
1427                 xor     %ebx,%eax
1428
1429                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1430                 shr     \$16,%edx
1431                 shl     \$8,%ebx
1432                 movz    %dl,%esi                        # rk[11]>>16
1433                 xor     %ebx,%eax
1434
1435                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1436                 movz    %dh,%esi                        # rk[11]>>24
1437                 shl     \$16,%ebx
1438                 xor     %ebx,%eax
1439
1440                 movzb   -128(%rbp,%rsi),%ebx
1441                 shl     \$24,%ebx
1442                 xor     %ebx,%eax
1443
1444                 mov     %eax,48(%rdi)                   # rk[12]
1445                 xor     20(%rdi),%eax
1446                 mov     %eax,52(%rdi)                   # rk[13]
1447                 xor     24(%rdi),%eax
1448                 mov     %eax,56(%rdi)                   # rk[14]
1449                 xor     28(%rdi),%eax
1450                 mov     %eax,60(%rdi)                   # rk[15]
1451
1452                 lea     32(%rdi),%rdi
1453         jmp     .L14loop
1454 .L14break:
1455         movl    \$14,48(%rdi)           # setup number of rounds
1456         xor     %rax,%rax
1457         jmp     .Lexit
1458
1459 .Lbadpointer:
1460         mov     \$-1,%rax
1461 .Lexit:
1462         pop     %rbp
1463         pop     %rbx
1464         ret
1465 .size   AES_set_encrypt_key,.-AES_set_encrypt_key
1466 ___
1467
1468 sub deckey_ref()
1469 { my ($i,$ptr,$te,$td) = @_;
1470   my ($tp1,$tp2,$tp4,$tp8,$acc)=("%eax","%ebx","%edi","%edx","%r8d");
1471 $code.=<<___;
1472         mov     $i($ptr),$tp1
1473         mov     $tp1,$acc
1474         and     \$0x80808080,$acc
1475         mov     $acc,$tp4
1476         shr     \$7,$tp4
1477         lea     0($tp1,$tp1),$tp2
1478         sub     $tp4,$acc
1479         and     \$0xfefefefe,$tp2
1480         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1481         xor     $tp2,$acc
1482         mov     $acc,$tp2
1483
1484         and     \$0x80808080,$acc
1485         mov     $acc,$tp8
1486         shr     \$7,$tp8
1487         lea     0($tp2,$tp2),$tp4
1488         sub     $tp8,$acc
1489         and     \$0xfefefefe,$tp4
1490         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1491          xor    $tp1,$tp2               # tp2^tp1
1492         xor     $tp4,$acc
1493         mov     $acc,$tp4
1494
1495         and     \$0x80808080,$acc
1496         mov     $acc,$tp8
1497         shr     \$7,$tp8
1498         sub     $tp8,$acc
1499         lea     0($tp4,$tp4),$tp8
1500          xor    $tp1,$tp4               # tp4^tp1
1501         and     \$0xfefefefe,$tp8
1502         and     \$0x1b1b1b1b,$acc
1503         xor     $acc,$tp8
1504
1505         xor     $tp8,$tp1               # tp1^tp8
1506         rol     \$8,$tp1                # ROTATE(tp1^tp8,8)
1507         xor     $tp8,$tp2               # tp2^tp1^tp8
1508         xor     $tp8,$tp4               # tp4^tp1^tp8
1509         xor     $tp2,$tp8
1510         xor     $tp4,$tp8               # tp8^(tp8^tp4^tp1)^(tp8^tp2^tp1)=tp8^tp4^tp2
1511
1512         xor     $tp8,$tp1
1513         rol     \$24,$tp2               # ROTATE(tp2^tp1^tp8,24)
1514         xor     $tp2,$tp1
1515         rol     \$16,$tp4               # ROTATE(tp4^tp1^tp8,16)
1516         xor     $tp4,$tp1
1517
1518         mov     $tp1,$i($ptr)
1519 ___
1520 }
1521
1522 # int AES_set_decrypt_key(const unsigned char *userKey, const int bits,
1523 #                        AES_KEY *key)
1524 $code.=<<___;
1525 .globl  AES_set_decrypt_key
1526 .type   AES_set_decrypt_key,\@function,3
1527 .align  16
1528 AES_set_decrypt_key:
1529         push    %rdx                    # save key schedule
1530         call    AES_set_encrypt_key
1531         cmp     \$0,%eax
1532         pop     %r8                     # restore key schedule
1533         jne     .Labort
1534
1535         push    %rbx
1536         push    %rbp
1537         push    %r12
1538         push    %r13
1539         push    %r14
1540         push    %r15
1541
1542         mov     240(%r8),%r14d          # pull number of rounds
1543         xor     %rdi,%rdi
1544         lea     (%rdi,%r14d,4),%rcx
1545         mov     %r8,%rsi
1546         lea     (%r8,%rcx,4),%rdi       # pointer to last chunk
1547 .align  4
1548 .Linvert:
1549                 mov     0(%rsi),%rax
1550                 mov     8(%rsi),%rbx
1551                 mov     0(%rdi),%rcx
1552                 mov     8(%rdi),%rdx
1553                 mov     %rax,0(%rdi)
1554                 mov     %rbx,8(%rdi)
1555                 mov     %rcx,0(%rsi)
1556                 mov     %rdx,8(%rsi)
1557                 lea     16(%rsi),%rsi
1558                 lea     -16(%rdi),%rdi
1559                 cmp     %rsi,%rdi
1560         jne     .Linvert
1561
1562         .picmeup %rax
1563         lea     AES_Te+2048+1024-.(%rax),%rax   # rcon
1564
1565         mov     40(%rax),$mask80
1566         mov     48(%rax),$maskfe
1567         mov     56(%rax),$mask1b
1568
1569         mov     %r8,$key
1570         sub     \$1,%r14d
1571 .align  4
1572 .Lpermute:
1573                 lea     16($key),$key
1574                 mov     0($key),%rax
1575                 mov     8($key),%rcx
1576 ___
1577                 &dectransform ();
1578 $code.=<<___;
1579                 mov     %eax,0($key)
1580                 mov     %ebx,4($key)
1581                 mov     %ecx,8($key)
1582                 mov     %edx,12($key)
1583                 sub     \$1,%r14d
1584         jnz     .Lpermute
1585
1586         xor     %rax,%rax
1587         pop     %r15
1588         pop     %r14
1589         pop     %r13
1590         pop     %r12
1591         pop     %rbp
1592         pop     %rbx
1593 .Labort:
1594         ret
1595 .size   AES_set_decrypt_key,.-AES_set_decrypt_key
1596 ___
1597
1598 # void AES_cbc_encrypt (const void char *inp, unsigned char *out,
1599 #                       size_t length, const AES_KEY *key,
1600 #                       unsigned char *ivp,const int enc);
1601 {
1602 # stack frame layout
1603 # -8(%rsp)              return address
1604 my $keyp="0(%rsp)";             # one to pass as $key
1605 my $keyend="8(%rsp)";           # &(keyp->rd_key[4*keyp->rounds])
1606 my $_rsp="16(%rsp)";            # saved %rsp
1607 my $_inp="24(%rsp)";            # copy of 1st parameter, inp
1608 my $_out="32(%rsp)";            # copy of 2nd parameter, out
1609 my $_len="40(%rsp)";            # copy of 3rd parameter, length
1610 my $_key="48(%rsp)";            # copy of 4th parameter, key
1611 my $_ivp="56(%rsp)";            # copy of 5th parameter, ivp
1612 my $ivec="64(%rsp)";            # ivec[16]
1613 my $aes_key="80(%rsp)";         # copy of aes_key
1614 my $mark="80+240(%rsp)";        # copy of aes_key->rounds
1615
1616 $code.=<<___;
1617 .globl  AES_cbc_encrypt
1618 .type   AES_cbc_encrypt,\@function,6
1619 .align  16
1620 .extern OPENSSL_ia32cap_P
1621 AES_cbc_encrypt:
1622         cmp     \$0,%rdx        # check length
1623         je      .Lcbc_just_ret
1624         push    %rbx
1625         push    %rbp
1626         push    %r12
1627         push    %r13
1628         push    %r14
1629         push    %r15
1630         pushfq
1631         cld
1632
1633         .picmeup $sbox
1634         lea     AES_Te-.($sbox),$sbox
1635         cmp     \$0,%r9
1636         jne     .Lcbc_picked_te
1637         lea     AES_Td-AES_Te($sbox),$sbox
1638 .Lcbc_picked_te:
1639
1640         mov     OPENSSL_ia32cap_P(%rip),%eax
1641         cmp     \$$speed_limit,%rdx
1642         jb      .Lcbc_slow_way
1643         test    \$15,%rdx
1644         jnz     .Lcbc_slow_way
1645         bt      \$28,%eax
1646         jc      .Lcbc_slow_way
1647
1648         # allocate aligned stack frame...
1649         lea     -88-248(%rsp),$key
1650         and     \$-64,$key
1651
1652         # ... and make sure it doesn't alias with AES_T[ed] modulo 4096
1653         mov     $sbox,%r10
1654         lea     2304($sbox),%r11
1655         mov     $key,%r12
1656         and     \$0xFFF,%r10    # s = $sbox&0xfff
1657         and     \$0xFFF,%r11    # e = ($sbox+2048)&0xfff
1658         and     \$0xFFF,%r12    # p = %rsp&0xfff
1659
1660         cmp     %r11,%r12       # if (p=>e) %rsp =- (p-e);
1661         jb      .Lcbc_te_break_out
1662         sub     %r11,%r12
1663         sub     %r12,$key
1664         jmp     .Lcbc_te_ok
1665 .Lcbc_te_break_out:             # else %rsp -= (p-s)&0xfff + framesz
1666         sub     %r10,%r12
1667         and     \$0xFFF,%r12
1668         add     \$320,%r12
1669         sub     %r12,$key
1670 .align  4
1671 .Lcbc_te_ok:
1672
1673         xchg    %rsp,$key
1674         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1675         mov     $key,$_rsp      # save %rsp
1676         mov     %rdi,$_inp      # save copy of inp
1677         mov     %rsi,$_out      # save copy of out
1678         mov     %rdx,$_len      # save copy of len
1679         mov     %rcx,$_key      # save copy of key
1680         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1681         movl    \$0,$mark       # copy of aes_key->rounds = 0;
1682         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1683         mov     %r9,%rbx
1684         mov     %rsi,$out
1685         mov     %rdi,$inp
1686         mov     %rcx,$key
1687
1688         mov     240($key),%eax          # key->rounds
1689         # do we copy key schedule to stack?
1690         mov     $key,%r10
1691         sub     $sbox,%r10
1692         and     \$0xfff,%r10
1693         cmp     \$2304,%r10
1694         jb      .Lcbc_do_ecopy
1695         cmp     \$4096-248,%r10
1696         jb      .Lcbc_skip_ecopy
1697 .align  4
1698 .Lcbc_do_ecopy:
1699                 mov     $key,%rsi
1700                 lea     $aes_key,%rdi
1701                 lea     $aes_key,$key
1702                 mov     \$240/8,%ecx
1703                 .long   0x90A548F3      # rep movsq
1704                 mov     %eax,(%rdi)     # copy aes_key->rounds
1705 .Lcbc_skip_ecopy:
1706         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1707
1708         mov     \$18,%ecx
1709 .align  4
1710 .Lcbc_prefetch_te:
1711                 mov     0($sbox),%r10
1712                 mov     32($sbox),%r11
1713                 mov     64($sbox),%r12
1714                 mov     96($sbox),%r13
1715                 lea     128($sbox),$sbox
1716                 sub     \$1,%ecx
1717         jnz     .Lcbc_prefetch_te
1718         lea     -2304($sbox),$sbox
1719
1720         cmp     \$0,%rbx
1721         je      .LFAST_DECRYPT
1722
1723 #----------------------------- ENCRYPT -----------------------------#
1724         mov     0(%rbp),$s0             # load iv
1725         mov     4(%rbp),$s1
1726         mov     8(%rbp),$s2
1727         mov     12(%rbp),$s3
1728
1729 .align  4
1730 .Lcbc_fast_enc_loop:
1731                 xor     0($inp),$s0
1732                 xor     4($inp),$s1
1733                 xor     8($inp),$s2
1734                 xor     12($inp),$s3
1735                 mov     $keyp,$key      # restore key
1736                 mov     $inp,$_inp      # if ($verticalspin) save inp
1737
1738                 call    _x86_64_AES_encrypt
1739
1740                 mov     $_inp,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1741                 mov     $_len,%r10
1742                 mov     $s0,0($out)
1743                 mov     $s1,4($out)
1744                 mov     $s2,8($out)
1745                 mov     $s3,12($out)
1746
1747                 lea     16($inp),$inp
1748                 lea     16($out),$out
1749                 sub     \$16,%r10
1750                 test    \$-16,%r10
1751                 mov     %r10,$_len
1752         jnz     .Lcbc_fast_enc_loop
1753         mov     $_ivp,%rbp      # restore ivp
1754         mov     $s0,0(%rbp)     # save ivec
1755         mov     $s1,4(%rbp)
1756         mov     $s2,8(%rbp)
1757         mov     $s3,12(%rbp)
1758
1759 .align  4
1760 .Lcbc_cleanup:
1761         cmpl    \$0,$mark       # was the key schedule copied?
1762         lea     $aes_key,%rdi
1763         je      .Lcbc_exit
1764                 mov     \$240/8,%ecx
1765                 xor     %rax,%rax
1766                 .long   0x90AB48F3      # rep stosq
1767 .Lcbc_exit:
1768         mov     $_rsp,%rsp
1769         popfq
1770         pop     %r15
1771         pop     %r14
1772         pop     %r13
1773         pop     %r12
1774         pop     %rbp
1775         pop     %rbx
1776 .Lcbc_just_ret:
1777         ret
1778
1779 #----------------------------- DECRYPT -----------------------------#
1780 .align  16
1781 .LFAST_DECRYPT:
1782         cmp     $inp,$out
1783         je      .Lcbc_fast_dec_in_place
1784
1785         mov     %rbp,$ivec
1786 .align  4
1787 .Lcbc_fast_dec_loop:
1788                 mov     0($inp),$s0     # read input
1789                 mov     4($inp),$s1
1790                 mov     8($inp),$s2
1791                 mov     12($inp),$s3
1792                 mov     $keyp,$key      # restore key
1793                 mov     $inp,$_inp      # if ($verticalspin) save inp
1794
1795                 call    _x86_64_AES_decrypt
1796
1797                 mov     $ivec,%rbp      # load ivp
1798                 mov     $_inp,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1799                 mov     $_len,%r10      # load len
1800                 xor     0(%rbp),$s0     # xor iv
1801                 xor     4(%rbp),$s1
1802                 xor     8(%rbp),$s2
1803                 xor     12(%rbp),$s3
1804                 mov     $inp,%rbp       # current input, next iv
1805
1806                 sub     \$16,%r10
1807                 mov     %r10,$_len      # update len
1808                 mov     %rbp,$ivec      # update ivp
1809
1810                 mov     $s0,0($out)     # write output
1811                 mov     $s1,4($out)
1812                 mov     $s2,8($out)
1813                 mov     $s3,12($out)
1814
1815                 lea     16($inp),$inp
1816                 lea     16($out),$out
1817         jnz     .Lcbc_fast_dec_loop
1818         mov     $_ivp,%r12              # load user ivp
1819         mov     0(%rbp),%r10            # load iv
1820         mov     8(%rbp),%r11
1821         mov     %r10,0(%r12)            # copy back to user
1822         mov     %r11,8(%r12)
1823         jmp     .Lcbc_cleanup
1824
1825 .align  16
1826 .Lcbc_fast_dec_in_place:
1827         mov     0(%rbp),%r10            # copy iv to stack
1828         mov     8(%rbp),%r11
1829         mov     %r10,0+$ivec
1830         mov     %r11,8+$ivec
1831 .align  4
1832 .Lcbc_fast_dec_in_place_loop:
1833                 mov     0($inp),$s0     # load input
1834                 mov     4($inp),$s1
1835                 mov     8($inp),$s2
1836                 mov     12($inp),$s3
1837                 mov     $keyp,$key      # restore key
1838                 mov     $inp,$_inp      # if ($verticalspin) save inp
1839
1840                 call    _x86_64_AES_decrypt
1841
1842                 mov     $_inp,$inp      # if ($verticalspin) restore inp
1843                 mov     $_len,%r10
1844                 xor     0+$ivec,$s0
1845                 xor     4+$ivec,$s1
1846                 xor     8+$ivec,$s2
1847                 xor     12+$ivec,$s3
1848
1849                 mov     0($inp),%r11    # load input
1850                 mov     8($inp),%r12
1851                 sub     \$16,%r10
1852                 jz      .Lcbc_fast_dec_in_place_done
1853
1854                 mov     %r11,0+$ivec    # copy input to iv
1855                 mov     %r12,8+$ivec
1856
1857                 mov     $s0,0($out)     # save output [zaps input]
1858                 mov     $s1,4($out)
1859                 mov     $s2,8($out)
1860                 mov     $s3,12($out)
1861
1862                 lea     16($inp),$inp
1863                 lea     16($out),$out
1864                 mov     %r10,$_len
1865         jmp     .Lcbc_fast_dec_in_place_loop
1866 .Lcbc_fast_dec_in_place_done:
1867         mov     $_ivp,%rdi
1868         mov     %r11,0(%rdi)    # copy iv back to user
1869         mov     %r12,8(%rdi)
1870
1871         mov     $s0,0($out)     # save output [zaps input]
1872         mov     $s1,4($out)
1873         mov     $s2,8($out)
1874         mov     $s3,12($out)
1875
1876         jmp     .Lcbc_cleanup
1877
1878 #--------------------------- SLOW ROUTINE ---------------------------#
1879 .align  16
1880 .Lcbc_slow_way:
1881         # allocate aligned stack frame...
1882         lea     -88(%rsp),%rbp
1883         and     \$-64,%rbp
1884         # ... just "above" key schedule
1885         lea     -88-63(%rcx),%rax
1886         sub     %rbp,%rax
1887         neg     %rax
1888         and     \$0x3c0,%rax
1889         sub     %rax,%rbp
1890
1891         xchg    %rsp,%rbp
1892         add     \$8,%rsp        # reserve for return address!
1893         mov     %rbp,$_rsp      # save %rsp
1894         #mov    %rdi,$_inp      # save copy of inp
1895         #mov    %rsi,$_out      # save copy of out
1896         #mov    %rdx,$_len      # save copy of len
1897         #mov    %rcx,$_key      # save copy of key
1898         mov     %r8,$_ivp       # save copy of ivp
1899         mov     %r8,%rbp        # rearrange input arguments
1900         mov     %r9,%rbx
1901         mov     %rsi,$out
1902         mov     %rdi,$inp
1903         mov     %rcx,$key
1904         mov     %rdx,%r10
1905
1906         mov     240($key),%eax
1907         mov     $key,$keyp      # save key pointer
1908         shl     \$4,%eax
1909         lea     ($key,%rax),%rax
1910         mov     %rax,$keyend
1911
1912         # pick Te4 copy which can't "overlap" with stack frame or key scdedule
1913         lea     2048($sbox),$sbox
1914         lea     768-8(%rsp),%rax
1915         sub     $sbox,%rax
1916         and     \$0x300,%rax
1917         lea     ($sbox,%rax),$sbox
1918
1919         cmp     \$0,%rbx
1920         je      .LSLOW_DECRYPT
1921
1922 #--------------------------- SLOW ENCRYPT ---------------------------#
1923         test    \$-16,%r10              # check upon length
1924         mov     0(%rbp),$s0             # load iv
1925         mov     4(%rbp),$s1
1926         mov     8(%rbp),$s2
1927         mov     12(%rbp),$s3
1928         jz      .Lcbc_slow_enc_tail     # short input...
1929
1930 .align  4
1931 .Lcbc_slow_enc_loop:
1932                 xor     0($inp),$s0
1933                 xor     4($inp),$s1
1934                 xor     8($inp),$s2
1935                 xor     12($inp),$s3
1936                 mov     $keyp,$key      # restore key
1937                 mov     $inp,$_inp      # save inp
1938                 mov     $out,$_out      # save out
1939                 mov     %r10,$_len      # save len
1940
1941                 call    _x86_64_AES_encrypt_compact
1942
1943                 mov     $_inp,$inp      # restore inp
1944                 mov     $_out,$out      # restore out
1945                 mov     $_len,%r10      # restore len
1946                 mov     $s0,0($out)
1947                 mov     $s1,4($out)
1948                 mov     $s2,8($out)
1949                 mov     $s3,12($out)
1950
1951                 lea     16($inp),$inp
1952                 lea     16($out),$out
1953                 sub     \$16,%r10
1954                 test    \$-16,%r10
1955         jnz     .Lcbc_slow_enc_loop
1956         test    \$15,%r10
1957         jnz     .Lcbc_slow_enc_tail
1958         mov     $_ivp,%rbp      # restore ivp
1959         mov     $s0,0(%rbp)     # save ivec
1960         mov     $s1,4(%rbp)
1961         mov     $s2,8(%rbp)
1962         mov     $s3,12(%rbp)
1963
1964         jmp     .Lcbc_exit
1965 .align  4
1966 .Lcbc_slow_enc_tail:
1967         cmp     $inp,$out
1968         je      .Lcbc_slow_enc_in_place
1969         mov     %r10,%rcx
1970         mov     $inp,%rsi
1971         mov     $out,%rdi
1972         .long   0x9066A4F3              # rep movsb
1973 .Lcbc_slow_enc_in_place:
1974         mov     \$16,%rcx               # zero tail
1975         sub     %r10,%rcx
1976         xor     %rax,%rax
1977         .long   0x9066AAF3              # rep stosb
1978         mov     $out,$inp               # this is not a mistake!
1979         movq    \$16,$_len              # len=16
1980         jmp     .Lcbc_slow_enc_loop     # one more spin...
1981 #--------------------------- SLOW DECRYPT ---------------------------#
1982 .align  16
1983 .LSLOW_DECRYPT:
1984         shr     \$3,%rax
1985         add     %rax,$sbox              # recall "magic" constants!
1986
1987         mov     0(%rbp),%r11            # copy iv to stack
1988         mov     8(%rbp),%r12
1989         mov     %r11,0+$ivec
1990         mov     %r12,8+$ivec
1991
1992 .align  4
1993 .Lcbc_slow_dec_loop:
1994                 mov     0($inp),$s0     # load input
1995                 mov     4($inp),$s1
1996                 mov     8($inp),$s2
1997                 mov     12($inp),$s3
1998                 mov     $keyp,$key      # restore key
1999                 mov     $inp,$_inp      # save inp
2000                 mov     $out,$_out      # save out
2001                 mov     %r10,$_len      # save len
2002
2003                 call    _x86_64_AES_decrypt_compact
2004
2005                 mov     $_inp,$inp      # restore inp
2006                 mov     $_out,$out      # restore out
2007                 mov     $_len,%r10
2008                 xor     0+$ivec,$s0
2009                 xor     4+$ivec,$s1
2010                 xor     8+$ivec,$s2
2011                 xor     12+$ivec,$s3
2012
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2014                 mov     8($inp),%r12
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2018
2019                 mov     %r11,0+$ivec    # copy input to iv
2020                 mov     %r12,8+$ivec
2021
2022                 mov     $s0,0($out)     # save output [can zap input]
2023                 mov     $s1,4($out)
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2025                 mov     $s3,12($out)
2026
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2028                 lea     16($out),$out
2029         jmp     .Lcbc_slow_dec_loop
2030 .Lcbc_slow_dec_done:
2031         mov     $_ivp,%rdi
2032         mov     %r11,0(%rdi)            # copy iv back to user
2033         mov     %r12,8(%rdi)
2034
2035         mov     $s0,0($out)             # save output [can zap input]
2036         mov     $s1,4($out)
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2039
2040         jmp     .Lcbc_exit
2041
2042 .align  4
2043 .Lcbc_slow_dec_partial:
2044         mov     $_ivp,%rdi
2045         mov     %r11,0(%rdi)            # copy iv back to user
2046         mov     %r12,8(%rdi)
2047
2048         mov     $s0,0+$ivec             # save output to stack
2049         mov     $s1,4+$ivec
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2051         mov     $s3,12+$ivec
2052
2053         mov     $out,%rdi
2054         lea     $ivec,%rsi
2055         lea     16(%r10),%rcx
2056         .long   0x9066A4F3      # rep movsb
2057         jmp     .Lcbc_exit
2058 .size   AES_cbc_encrypt,.-AES_cbc_encrypt
2059 ___
2060 }
2061
2062 $code.=<<___;
2063 .globl  AES_Te
2064 .align  64
2065 AES_Te:
2066 ___
2067         &_data_word(0xa56363c6, 0x847c7cf8, 0x997777ee, 0x8d7b7bf6);
2068         &_data_word(0x0df2f2ff, 0xbd6b6bd6, 0xb16f6fde, 0x54c5c591);
2069         &_data_word(0x50303060, 0x03010102, 0xa96767ce, 0x7d2b2b56);
2070         &_data_word(0x19fefee7, 0x62d7d7b5, 0xe6abab4d, 0x9a7676ec);
2071         &_data_word(0x45caca8f, 0x9d82821f, 0x40c9c989, 0x877d7dfa);
2072         &_data_word(0x15fafaef, 0xeb5959b2, 0xc947478e, 0x0bf0f0fb);
2073         &_data_word(0xecadad41, 0x67d4d4b3, 0xfda2a25f, 0xeaafaf45);
2074         &_data_word(0xbf9c9c23, 0xf7a4a453, 0x967272e4, 0x5bc0c09b);
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2076         &_data_word(0x5a36366c, 0x413f3f7e, 0x02f7f7f5, 0x4fcccc83);
2077         &_data_word(0x5c343468, 0xf4a5a551, 0x34e5e5d1, 0x08f1f1f9);
2078         &_data_word(0x937171e2, 0x73d8d8ab, 0x53313162, 0x3f15152a);
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2130         &_data_word(0xcbb0b07b, 0xfc5454a8, 0xd6bbbb6d, 0x3a16162c);
2131
2132 #Te4    # four copies of Te4 to choose from to avoid L1 aliasing
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2340
2341 #Td4:   # four copies of Td4 to choose from to avoid L1 aliasing
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