crypto/aes/asm/vpaes-ppc.pl

   1 #!/usr/bin/env perl
   2
   3 ######################################################################
   4 ## Constant-time SSSE3 AES core implementation.
   5 ## version 0.1
   6 ##
   7 ## By Mike Hamburg (Stanford University), 2009
   8 ## Public domain.
   9 ##
  10 ## For details see http://shiftleft.org/papers/vector_aes/ and
  11 ## http://crypto.stanford.edu/vpaes/.
  12
  13 # CBC encrypt/decrypt performance in cycles per byte processed with
  14 # 128-bit key.
  15 #
  16 #               aes-ppc.pl              this
  17 # G4e           35.5/52.1/(23.8)        11.9(*)/15.4
  18 # POWER6        42.7/54.3/(28.2)        63.0/92.8(**)
  19 # POWER7        32.3/42.9/(18.4)        18.5/23.3
  20 #
  21 # (*)   This is ~10% worse than reported in paper. The reason is
  22 #       twofold. This module doesn't make any assumption about
  23 #       key schedule (or data for that matter) alignment and handles
  24 #       it in-line. Secondly it, being transliterated from
  25 #       vpaes-x86_64.pl, relies on "nested inversion" better suited
  26 #       for Intel CPUs.
  27 # (**)  Inadequate POWER6 performance is due to astronomic AltiVec
  28 #       latency, 9 cycles per simple logical operation.
  29
  30 $flavour = shift;
  31
  32 if ($flavour =~ /64/) {
  33         $SIZE_T =8;
  34         $LRSAVE =2*$SIZE_T;
  35         $STU    ="stdu";
  36         $POP    ="ld";
  37         $PUSH   ="std";
  38 } elsif ($flavour =~ /32/) {
  39         $SIZE_T =4;
  40         $LRSAVE =$SIZE_T;
  41         $STU    ="stwu";
  42         $POP    ="lwz";
  43         $PUSH   ="stw";
  44 } else { die "nonsense $flavour"; }
  45
  46 $sp="r1";
  47 $FRAME=8*$SIZE_T;
  48
  49 $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
  50 ( $xlate="${dir}ppc-xlate.pl" and -f $xlate ) or
  51 ( $xlate="${dir}../../perlasm/ppc-xlate.pl" and -f $xlate) or
  52 die "can't locate ppc-xlate.pl";
  53
  54 open STDOUT,"| $^X $xlate $flavour ".shift || die "can't call $xlate: $!";
  55
  56 $code.=<<___;
  57 .machine        "any"
  58
  59 .text
  60
  61 .align  7       # totally strategic alignment
  62 _vpaes_consts:
  63 Lk_mc_forward:  # mc_forward
  64         .long   0x01020300, 0x05060704, 0x090a0b08, 0x0d0e0f0c
  65         .long   0x05060704, 0x090a0b08, 0x0d0e0f0c, 0x01020300
  66         .long   0x090a0b08, 0x0d0e0f0c, 0x01020300, 0x05060704
  67         .long   0x0d0e0f0c, 0x01020300, 0x05060704, 0x090a0b08
  68 Lk_mc_backward: # mc_backward
  69         .long   0x03000102, 0x07040506, 0x0b08090a, 0x0f0c0d0e
  70         .long   0x0f0c0d0e, 0x03000102, 0x07040506, 0x0b08090a
  71         .long   0x0b08090a, 0x0f0c0d0e, 0x03000102, 0x07040506
  72         .long   0x07040506, 0x0b08090a, 0x0f0c0d0e, 0x03000102
  73 Lk_sr:          # sr
  74         .long   0x00010203, 0x04050607, 0x08090a0b, 0x0c0d0e0f
  75         .long   0x00050a0f, 0x04090e03, 0x080d0207, 0x0c01060b
  76         .long   0x0009020b, 0x040d060f, 0x08010a03, 0x0c050e07
  77         .long   0x000d0a07, 0x04010e0b, 0x0805020f, 0x0c090603
  78
  79 ##
  80 ## "Hot" constants
  81 ##
  82 Lk_inv:         # inv, inva
  83         .long   0xf001080d, 0x0f06050e, 0x020c0b0a, 0x09030704
  84         .long   0xf0070b0f, 0x060a0401, 0x09080502, 0x0c0e0d03
  85 Lk_ipt:         # input transform (lo, hi)
  86         .long   0x00702a5a, 0x98e8b2c2, 0x08782252, 0x90e0baca
  87         .long   0x004d7c31, 0x7d30014c, 0x81ccfdb0, 0xfcb180cd
  88 Lk_sbo:         # sbou, sbot
  89         .long   0x00c7bd6f, 0x176dd2d0, 0x78a802c5, 0x7abfaa15
  90         .long   0x006abb5f, 0xa574e4cf, 0xfa352b41, 0xd1901e8e
  91 Lk_sb1:         # sb1u, sb1t
  92         .long   0x0023e2fa, 0x15d41836, 0xefd92e0d, 0xc1ccf73b
  93         .long   0x003e50cb, 0x8fe19bb1, 0x44f52a14, 0x6e7adfa5
  94 Lk_sb2:         # sb2u, sb2t
  95         .long   0x0029e10a, 0x4088eb69, 0x4a2382ab, 0xc863a1c2
  96         .long   0x0024710b, 0xc6937ae2, 0xcd2f98bc, 0x55e9b75e
  97
  98 ##
  99 ##  Decryption stuff
 100 ##
 101 Lk_dipt:        # decryption input transform
 102         .long   0x005f540b, 0x045b500f, 0x1a454e11, 0x1e414a15
 103         .long   0x00650560, 0xe683e386, 0x94f191f4, 0x72177712
 104 Lk_dsbo:        # decryption sbox final output
 105         .long   0x0040f97e, 0x53ea8713, 0x2d3e94d4, 0xb96daac7
 106         .long   0x001d4493, 0x0f56d712, 0x9c8ec5d8, 0x59814bca
 107 Lk_dsb9:        # decryption sbox output *9*u, *9*t
 108         .long   0x00d6869a, 0x53031c85, 0xc94c994f, 0x501fd5ca
 109         .long   0x0049d7ec, 0x89173bc0, 0x65a5fbb2, 0x9e2c5e72
 110 Lk_dsbd:        # decryption sbox output *D*u, *D*t
 111         .long   0x00a2b1e6, 0xdfcc577d, 0x39442a88, 0x139b6ef5
 112         .long   0x00cbc624, 0xf7fae23c, 0xd3efde15, 0x0d183129
 113 Lk_dsbb:        # decryption sbox output *B*u, *B*t
 114         .long   0x0042b496, 0x926422d0, 0x04d4f2b0, 0xf6462660
 115         .long   0x006759cd, 0xa69894c1, 0x6baa5532, 0x3e0cfff3
 116 Lk_dsbe:        # decryption sbox output *E*u, *E*t
 117         .long   0x00d0d426, 0x9692f246, 0xb0f6b464, 0x04604222
 118         .long   0x00c1aaff, 0xcda6550c, 0x323e5998, 0x6bf36794
 119
 120 ##
 121 ##  Key schedule constants
 122 ##
 123 Lk_dksd:        # decryption key schedule: invskew x*D
 124         .long   0x0047e4a3, 0x5d1ab9fe, 0xf9be1d5a, 0xa4e34007
 125         .long   0x008336b5, 0xf477c241, 0x1e9d28ab, 0xea69dc5f
 126 Lk_dksb:        # decryption key schedule: invskew x*B
 127         .long   0x00d55085, 0x1fca4f9a, 0x994cc91c, 0x8653d603
 128         .long   0x004afcb6, 0xa7ed5b11, 0xc882347e, 0x6f2593d9
 129 Lk_dkse:        # decryption key schedule: invskew x*E + 0x63
 130         .long   0x00d6c91f, 0xca1c03d5, 0x86504f99, 0x4c9a8553
 131         .long   0xe87bdc4f, 0x059631a2, 0x8714b320, 0x6af95ecd
 132 Lk_dks9:        # decryption key schedule: invskew x*9
 133         .long   0x00a7d97e, 0xc86f11b6, 0xfc5b2582, 0x3493ed4a
 134         .long   0x00331427, 0x62517645, 0xcefddae9, 0xac9fb88b
 135
 136 Lk_rcon:        # rcon
 137         .long   0xb6ee9daf, 0xb991831f, 0x817d7c4d, 0x08982a70
 138 Lk_s63:
 139         .long   0x5b5b5b5b, 0x5b5b5b5b, 0x5b5b5b5b, 0x5b5b5b5b
 140
 141 Lk_opt:         # output transform
 142         .long   0x0060b6d6, 0x29499fff, 0x0868bede, 0x214197f7
 143         .long   0x00ecbc50, 0x51bded01, 0xe00c5cb0, 0xb15d0de1
 144 Lk_deskew:      # deskew tables: inverts the sbox's "skew"
 145         .long   0x00e3a447, 0x40a3e407, 0x1af9be5d, 0x5ab9fe1d
 146         .long   0x0069ea83, 0xdcb5365f, 0x771e9df4, 0xabc24128
 147 .align  5
 148 Lconsts:
 149         mflr    r0
 150         bcl     20,31,\$+4
 151         mflr    r12     #vvvvv "distance between . and _vpaes_consts
 152         addi    r12,r12,-0x308
 153         mtlr    r0
 154         blr
 155         .long   0
 156         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 157 .asciz  "Vector Permutaion AES for AltiVec, Mike Hamburg (Stanford University)"
 158 .align  6
 159 ___
 160 \f
 161 my ($inptail,$inpperm,$outhead,$outperm,$outmask,$keyperm) = map("v$_",(26..31));
 162 {
 163 my ($inp,$out,$key) = map("r$_",(3..5));
 164
 165 my ($invlo,$invhi,$iptlo,$ipthi,$sbou,$sbot) = map("v$_",(10..15));
 166 my ($sb1u,$sb1t,$sb2u,$sb2t) = map("v$_",(16..19));
 167 my ($sb9u,$sb9t,$sbdu,$sbdt,$sbbu,$sbbt,$sbeu,$sbet)=map("v$_",(16..23));
 168
 169 $code.=<<___;
 170 ##
 171 ##  _aes_preheat
 172 ##
 173 ##  Fills register %r10 -> .aes_consts (so you can -fPIC)
 174 ##  and %xmm9-%xmm15 as specified below.
 175 ##
 176 .align  4
 177 _vpaes_encrypt_preheat:
 178         mflr    r8
 179         bl      Lconsts
 180         mtlr    r8
 181         li      r11, 0xc0               # Lk_inv
 182         li      r10, 0xd0
 183         li      r9,  0xe0               # Lk_ipt
 184         li      r8,  0xf0
 185         vxor    v7, v7, v7              # 0x00..00
 186         vspltisb        v8,4            # 0x04..04
 187         vspltisb        v9,0x0f         # 0x0f..0f
 188         lvx     $invlo, r12, r11
 189         li      r11, 0x100
 190         lvx     $invhi, r12, r10
 191         li      r10, 0x110
 192         lvx     $iptlo, r12, r9
 193         li      r9,  0x120
 194         lvx     $ipthi, r12, r8
 195         li      r8,  0x130
 196         lvx     $sbou, r12, r11
 197         li      r11, 0x140
 198         lvx     $sbot, r12, r10
 199         li      r10, 0x150
 200         lvx     $sb1u, r12, r9
 201         lvx     $sb1t, r12, r8
 202         lvx     $sb2u, r12, r11
 203         lvx     $sb2t, r12, r10
 204         blr
 205         .long   0
 206         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 207
 208 ##
 209 ##  _aes_encrypt_core
 210 ##
 211 ##  AES-encrypt %xmm0.
 212 ##
 213 ##  Inputs:
 214 ##     %xmm0 = input
 215 ##     %xmm9-%xmm15 as in _vpaes_preheat
 216 ##    (%rdx) = scheduled keys
 217 ##
 218 ##  Output in %xmm0
 219 ##  Clobbers  %xmm1-%xmm6, %r9, %r10, %r11, %rax
 220 ##
 221 ##
 222 .align 5
 223 _vpaes_encrypt_core:
 224         lwz     r8, 240($key)           # pull rounds
 225         li      r9, 16
 226         lvx     v5, 0, $key             # vmovdqu       (%r9),  %xmm5           # round0 key
 227         li      r11, 0x10
 228         lvx     v6, r9, $key
 229         addi    r9, r9, 16
 230         vperm   v5, v5, v6, $keyperm    # align round key
 231         addi    r10, r11, 0x40
 232         vsrb    v1, v0, v8              # vpsrlb        \$4,    %xmm0,  %xmm0
 233         vperm   v0, $iptlo, $iptlo, v0  # vpshufb       %xmm1,  %xmm2,  %xmm1
 234         vperm   v1, $ipthi, $ipthi, v1  # vpshufb       %xmm0,  %xmm3,  %xmm2
 235         vxor    v0, v0, v5              # vpxor %xmm5,  %xmm1,  %xmm0
 236         vxor    v0, v0, v1              # vpxor %xmm2,  %xmm0,  %xmm0
 237         mtctr   r8
 238         b       Lenc_entry
 239
 240 .align 4
 241 Lenc_loop:
 242         # middle of middle round
 243         vperm   v4, $sb1t, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm13, %xmm4   # 4 = sb1u
 244         lvx     v1, r12, r11            # vmovdqa       -0x40(%r11,%r10), %xmm1 # .Lk_mc_forward[]
 245         addi    r11, r11, 16
 246         vperm   v0, $sb1u, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm12, %xmm0   # 0 = sb1t
 247         vxor    v4, v4, v5              # vpxor         %xmm5,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = sb1u + k
 248         andi.   r11, r11, 0x30          # and           \$0x30, %r11    # ... mod 4
 249         vperm   v5, $sb2t, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm15, %xmm5   # 4 = sb2u
 250         vxor    v0, v0, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm0,  %xmm0   # 0 = A
 251         vperm   v2, $sb2u, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm14, %xmm2   # 2 = sb2t
 252         lvx     v4, r12, r10            # vmovdqa       (%r11,%r10), %xmm4      # .Lk_mc_backward[]
 253         addi    r10, r11, 0x40
 254         vperm   v3, v0, v7, v1          # vpshufb       %xmm1,  %xmm0,  %xmm3   # 0 = B
 255         vxor    v2, v2, v5              # vpxor         %xmm5,  %xmm2,  %xmm2   # 2 = 2A
 256         vperm   v0, v0, v7, v4          # vpshufb       %xmm4,  %xmm0,  %xmm0   # 3 = D
 257         vxor    v3, v3, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm3,  %xmm3   # 0 = 2A+B
 258         vperm   v4, v3, v7, v1          # vpshufb       %xmm1,  %xmm3,  %xmm4   # 0 = 2B+C
 259         vxor    v0, v0, v3              # vpxor         %xmm3,  %xmm0,  %xmm0   # 3 = 2A+B+D
 260         vxor    v0, v0, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm0, %xmm0    # 0 = 2A+3B+C+D
 261
 262 Lenc_entry:
 263         # top of round
 264         vsrb    v1, v0, v8              # vpsrlb        \$4,    %xmm0,  %xmm0   # 1 = i
 265         vperm   v5, $invhi, $invhi, v0  # vpshufb       %xmm1,  %xmm11, %xmm5   # 2 = a/k
 266         vxor    v0, v0, v1              # vpxor         %xmm0,  %xmm1,  %xmm1   # 0 = j
 267         vperm   v3, $invlo, $invlo, v1  # vpshufb       %xmm0,  %xmm10, %xmm3   # 3 = 1/i
 268         vperm   v4, $invlo, $invlo, v0  # vpshufb       %xmm1,  %xmm10, %xmm4   # 4 = 1/j
 269         vand    v0, v0, v9
 270         vxor    v3, v3, v5              # vpxor         %xmm5,  %xmm3,  %xmm3   # 3 = iak = 1/i + a/k
 271         vxor    v4, v4, v5              # vpxor         %xmm5,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = jak = 1/j + a/k
 272         vperm   v2, $invlo, v7, v3      # vpshufb       %xmm3,  %xmm10, %xmm2   # 2 = 1/iak
 273         vmr     v5, v6
 274         lvx     v6, r9, $key            # vmovdqu       (%r9), %xmm5
 275         vperm   v3, $invlo, v7, v4      # vpshufb       %xmm4,  %xmm10, %xmm3   # 3 = 1/jak
 276         addi    r9, r9, 16
 277         vxor    v2, v2, v0              # vpxor         %xmm1,  %xmm2,  %xmm2   # 2 = io
 278         vperm   v5, v5, v6, $keyperm    # align round key
 279         vxor    v3, v3, v1              # vpxor         %xmm0,  %xmm3,  %xmm3   # 3 = jo
 280         bdnz    Lenc_loop
 281
 282         # middle of last round
 283         addi    r10, r11, 0x80
 284                                         # vmovdqa       -0x60(%r10), %xmm4      # 3 : sbou      .Lk_sbo
 285                                         # vmovdqa       -0x50(%r10), %xmm0      # 0 : sbot      .Lk_sbo+16
 286         vperm   v4, $sbou, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = sbou
 287         lvx     v1, r12, r10            # vmovdqa       0x40(%r11,%r10), %xmm1  # .Lk_sr[]
 288         vperm   v0, $sbot, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm0,  %xmm0   # 0 = sb1t
 289         vxor    v4, v4, v5              # vpxor         %xmm5,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = sb1u + k
 290         vxor    v0, v0, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm0,  %xmm0   # 0 = A
 291         vperm   v0, v0, v7, v1          # vpshufb       %xmm1,  %xmm0,  %xmm0
 292         blr
 293         .long   0
 294         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 295
 296 .globl  .vpaes_encrypt
 297 .align  5
 298 .vpaes_encrypt:
 299         mflr    r6
 300         mfspr   r7, 256                 # save vrsave
 301         li      r0, -1
 302         $PUSH   r6,$LRSAVE($sp)
 303         mtspr   256, r0                 # preserve all AltiVec registers
 304
 305         bl      _vpaes_encrypt_preheat
 306
 307         neg     r8, $inp                # prepare for unaligned access
 308         lvsl    $keyperm, 0, $key
 309          lvsr   $outperm, 0, $out
 310         lvsr    $inpperm, 0, r8         # -$inp
 311          vnor   $outmask, v7, v7        # 0xff..ff
 312         lvx     $inptail, 0, $inp
 313          vperm  $outmask, v7, $outmask, $outperm
 314         addi    $inp, $inp, 15          # 15 is not a typo
 315          lvx    $outhead, 0, $out
 316
 317         ########
 318         vmr     v0, $inptail
 319         lvx     $inptail, 0, $inp       # redundant in aligned case
 320         addi    $inp, $inp, 16
 321         vperm   v0, v0, $inptail, $inpperm
 322
 323         bl      _vpaes_encrypt_core
 324
 325         vperm   v0, v0, v0, $outperm    # rotate left
 326         vsel    v1, $outhead, v0, $outmask
 327         vmr     $outhead, v0
 328         stvx    v1, 0, $out
 329         addi    $out, $out, 15          # 15 is not a typo
 330         ########
 331
 332         lvx     v1, 0, $out             # redundant in aligned case
 333         vsel    v1, $outhead, v1, $outmask
 334         stvx    v1, 0, $out
 335
 336         mtlr    r6
 337         mtspr   256, r7                 # restore vrsave
 338         blr
 339         .long   0
 340         .byte   0,12,0x14,1,0,0,3,0
 341         .long   0
 342 .size   .vpaes_encrypt,.-.vpaes_encrypt
 343
 344 .align  4
 345 _vpaes_decrypt_preheat:
 346         mflr    r8
 347         bl      Lconsts
 348         mtlr    r8
 349         li      r11, 0xc0               # Lk_inv
 350         li      r10, 0xd0
 351         li      r9,  0x160              # Ldipt
 352         li      r8,  0x170
 353         vxor    v7, v7, v7              # 0x00..00
 354         vspltisb        v8,4            # 0x04..04
 355         vspltisb        v9,0x0f         # 0x0f..0f
 356         lvx     $invlo, r12, r11
 357         li      r11, 0x180
 358         lvx     $invhi, r12, r10
 359         li      r10, 0x190
 360         lvx     $iptlo, r12, r9
 361         li      r9,  0x1a0
 362         lvx     $ipthi, r12, r8
 363         li      r8,  0x1b0
 364         lvx     $sbou, r12, r11
 365         li      r11, 0x1c0
 366         lvx     $sbot, r12, r10
 367         li      r10, 0x1d0
 368         lvx     $sb9u, r12, r9
 369         li      r9,  0x1e0
 370         lvx     $sb9t, r12, r8
 371         li      r8,  0x1f0
 372         lvx     $sbdu, r12, r11
 373         li      r11, 0x200
 374         lvx     $sbdt, r12, r10
 375         li      r10, 0x210
 376         lvx     $sbbu, r12, r9
 377         lvx     $sbbt, r12, r8
 378         lvx     $sbeu, r12, r11
 379         lvx     $sbet, r12, r10
 380         blr
 381         .long   0
 382         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 383
 384 ##
 385 ##  Decryption core
 386 ##
 387 ##  Same API as encryption core.
 388 ##
 389 .align  4
 390 _vpaes_decrypt_core:
 391         lwz     r8, 240($key)           # pull rounds
 392         li      r9, 16
 393         lvx     v5, 0, $key             # vmovdqu       (%r9),  %xmm4           # round0 key
 394         li      r11, 0x30
 395         lvx     v6, r9, $key
 396         addi    r9, r9, 16
 397         vperm   v5, v5, v6, $keyperm    # align round key
 398         vsrb    v1, v0, v8              # vpsrlb        \$4,    %xmm0,  %xmm0
 399         vperm   v0, $iptlo, $iptlo, v0  # vpshufb       %xmm1,  %xmm2,  %xmm2
 400         vperm   v1, $ipthi, $ipthi, v1  # vpshufb       %xmm0,  %xmm1,  %xmm0
 401         vxor    v0, v0, v5              # vpxor %xmm4,  %xmm2,  %xmm2
 402         vxor    v0, v0, v1              # vpxor %xmm2,  %xmm0,  %xmm0
 403         mtctr   r8
 404         b       Ldec_entry
 405
 406 .align 4
 407 Ldec_loop:
 408 #
 409 #  Inverse mix columns
 410 #
 411         lvx     v0, r12, r11            # v5 and v0 are flipped
 412                                         # vmovdqa       -0x20(%r10),%xmm4               # 4 : sb9u
 413                                         # vmovdqa       -0x10(%r10),%xmm1               # 0 : sb9t
 414         vperm   v4, $sb9u, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm4,  %xmm4           # 4 = sb9u
 415         subi    r11, r11, 16
 416         vperm   v1, $sb9t, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm1,  %xmm1           # 0 = sb9t
 417         andi.   r11, r11, 0x30
 418         vxor    v5, v5, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm0,  %xmm0
 419                                         # vmovdqa       0x00(%r10),%xmm4                # 4 : sbdu
 420         vxor    v5, v5, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm0,  %xmm0           # 0 = ch
 421                                         # vmovdqa       0x10(%r10),%xmm1                # 0 : sbdt
 422
 423         vperm   v4, $sbdu, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm4,  %xmm4           # 4 = sbdu
 424         vperm   v5, v5, v7, v0          # vpshufb       %xmm5,  %xmm0,  %xmm0           # MC ch
 425         vperm   v1, $sbdt, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm1,  %xmm1           # 0 = sbdt
 426         vxor    v5, v5, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm0,  %xmm0           # 4 = ch
 427                                         # vmovdqa       0x20(%r10),     %xmm4           # 4 : sbbu
 428         vxor    v5, v5, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm0,  %xmm0           # 0 = ch
 429                                         # vmovdqa       0x30(%r10),     %xmm1           # 0 : sbbt
 430
 431         vperm   v4, $sbbu, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm4,  %xmm4           # 4 = sbbu
 432         vperm   v5, v5, v7, v0          # vpshufb       %xmm5,  %xmm0,  %xmm0           # MC ch
 433         vperm   v1, $sbbt, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm1,  %xmm1           # 0 = sbbt
 434         vxor    v5, v5, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm0,  %xmm0           # 4 = ch
 435                                         # vmovdqa       0x40(%r10),     %xmm4           # 4 : sbeu
 436         vxor    v5, v5, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm0,  %xmm0           # 0 = ch
 437                                         # vmovdqa       0x50(%r10),     %xmm1           # 0 : sbet
 438
 439         vperm   v4, $sbeu, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm4,  %xmm4           # 4 = sbeu
 440         vperm   v5, v5, v7, v0          # vpshufb       %xmm5,  %xmm0,  %xmm0           # MC ch
 441         vperm   v1, $sbet, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm1,  %xmm1           # 0 = sbet
 442         vxor    v0, v5, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm0,  %xmm0           # 4 = ch
 443         vxor    v0, v0, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm0,  %xmm0           # 0 = ch
 444
 445 Ldec_entry:
 446         # top of round
 447         vsrb    v1, v0, v8              # vpsrlb        \$4,    %xmm0,  %xmm0   # 1 = i
 448         vperm   v2, $invhi, $invhi, v0  # vpshufb       %xmm1,  %xmm11, %xmm2   # 2 = a/k
 449         vxor    v0, v0, v1              # vpxor         %xmm0,  %xmm1,  %xmm1   # 0 = j
 450         vperm   v3, $invlo, $invlo, v1  # vpshufb       %xmm0,  %xmm10, %xmm3   # 3 = 1/i
 451         vperm   v4, $invlo, $invlo, v0  # vpshufb       %xmm1,  %xmm10, %xmm4   # 4 = 1/j
 452         vand    v0, v0, v9
 453         vxor    v3, v3, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm3,  %xmm3   # 3 = iak = 1/i + a/k
 454         vxor    v4, v4, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = jak = 1/j + a/k
 455         vperm   v2, $invlo, v7, v3      # vpshufb       %xmm3,  %xmm10, %xmm2   # 2 = 1/iak
 456         vmr     v5, v6
 457         lvx     v6, r9, $key            # vmovdqu       (%r9),  %xmm0
 458         vperm   v3, $invlo, v7, v4      # vpshufb       %xmm4,  %xmm10, %xmm3   # 3 = 1/jak
 459         addi    r9, r9, 16
 460         vxor    v2, v2, v0              # vpxor         %xmm1,  %xmm2,  %xmm2   # 2 = io
 461         vperm   v5, v5, v6, $keyperm    # align round key
 462         vxor    v3, v3, v1              # vpxor         %xmm0,  %xmm3,  %xmm3   # 3 = jo
 463         bdnz    Ldec_loop
 464
 465         # middle of last round
 466         addi    r10, r11, 0x80
 467                                         # vmovdqa       0x60(%r10),     %xmm4   # 3 : sbou
 468         vperm   v4, $sbou, v7, v2       # vpshufb       %xmm2,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = sbou
 469                                         # vmovdqa       0x70(%r10),     %xmm1   # 0 : sbot
 470         lvx     v2, r12, r10            # vmovdqa       -0x160(%r11),   %xmm2   # .Lk_sr-.Lk_dsbd=-0x160
 471         vperm   v1, $sbot, v7, v3       # vpshufb       %xmm3,  %xmm1,  %xmm1   # 0 = sb1t
 472         vxor    v4, v4, v5              # vpxor         %xmm0,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = sb1u + k
 473         vxor    v0, v1, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm1,  %xmm0   # 0 = A
 474         vperm   v0, v0, v7, v2          # vpshufb       %xmm2,  %xmm0,  %xmm0
 475         blr
 476         .long   0
 477         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 478
 479 .globl  .vpaes_decrypt
 480 .align  5
 481 .vpaes_decrypt:
 482         mflr    r6
 483         mfspr   r7, 256                 # save vrsave
 484         li      r0, -1
 485         $PUSH   r6,$LRSAVE($sp)
 486         mtspr   256, r0                 # preserve all AltiVec registers
 487
 488         bl      _vpaes_decrypt_preheat
 489
 490         neg     r8, $inp                # prepare for unaligned access
 491         lvsl    $keyperm, 0, $key
 492          lvsr   $outperm, 0, $out
 493         lvsr    $inpperm, 0, r8         # -$inp
 494          vnor   $outmask, v7, v7        # 0xff..ff
 495         lvx     $inptail, 0, $inp
 496          vperm  $outmask, v7, $outmask, $outperm
 497         addi    $inp, $inp, 15          # 15 is not a typo
 498          lvx    $outhead, 0, $out
 499
 500         ########
 501         vmr     v0, $inptail
 502         lvx     $inptail, 0, $inp       # redundant in aligned case
 503         addi    $inp, $inp, 16
 504         vperm   v0, v0, $inptail, $inpperm
 505
 506         bl      _vpaes_decrypt_core
 507
 508         vperm   v0, v0, v0, $outperm    # rotate left
 509         vsel    v1, $outhead, v0, $outmask
 510         vmr     $outhead, v0
 511         stvx    v1, 0, $out
 512         addi    $out, $out, 15          # 15 is not a typo
 513         ########
 514
 515         lvx     v1, 0, $out             # redundant in aligned case
 516         vsel    v1, $outhead, v1, $outmask
 517         stvx    v1, 0, $out
 518
 519         mtlr    r6
 520         mtspr   256, r7                 # restore vrsave
 521         blr
 522         .long   0
 523         .byte   0,12,0x14,1,0,0,3,0
 524         .long   0
 525 .size   .vpaes_decrypt,.-.vpaes_decrypt
 526
 527 .globl  .vpaes_cbc_encrypt
 528 .align  5
 529 .vpaes_cbc_encrypt:
 530         $STU    $sp,-$FRAME($sp)
 531         mflr    r0
 532         $PUSH   r30,$FRAME-$SIZE_T*2($sp)
 533         li      r9, 16
 534         $PUSH   r31,$FRAME-$SIZE_T*1($sp)
 535         $PUSH   r0, $FRAME+$LRSAVE($sp)
 536
 537         sub.    r30, r5, r9             # copy length-16
 538         mr      r5, r6                  # copy pointer to key
 539         mr      r31, r7                 # copy pointer to iv
 540         blt     Lcbc_abort
 541         cmpwi   r8, 0                   # test direction
 542         li      r6, -1
 543         mfspr   r7, 256
 544         mtspr   256, r6                 # preserve all AltiVec registers
 545
 546         lvx     v24, 0, r31             # load [potentially unaligned] iv
 547         li      r9, 15
 548         lvsl    $inpperm, 0, r31
 549         lvx     v25, r9, r31
 550         vperm   v24, v24, v25, $inpperm
 551
 552         neg     r8, $inp                # prepare for unaligned access
 553          vxor   v7, v7, v7
 554         lvsl    $keyperm, 0, $key
 555          lvsr   $outperm, 0, $out
 556         lvsr    $inpperm, 0, r8         # -$inp
 557          vnor   $outmask, v7, v7        # 0xff..ff
 558         lvx     $inptail, 0, $inp
 559          vperm  $outmask, v7, $outmask, $outperm
 560         addi    $inp, $inp, 15          # 15 is not a typo
 561          lvx    $outhead, 0, $out
 562
 563         beq     Lcbc_decrypt
 564
 565         bl      _vpaes_encrypt_preheat
 566         li      r0, 16
 567
 568 Lcbc_enc_loop:
 569         vmr     v0, $inptail
 570         lvx     $inptail, 0, $inp
 571         addi    $inp, $inp, 16
 572         vperm   v0, v0, $inptail, $inpperm
 573         vxor    v0, v0, v24             # ^= iv
 574
 575         bl      _vpaes_encrypt_core
 576
 577         vmr     v24, v0                 # put aside iv
 578         sub.    r30, r30, r0            # len -= 16
 579         vperm   v0, v0, v0, $outperm    # rotate left
 580         vsel    v1, $outhead, v0, $outmask
 581         vmr     $outhead, v0
 582         stvx    v1, 0, $out
 583         addi    $out, $out, 16
 584         bge     Lcbc_enc_loop
 585
 586         b       Lcbc_done
 587
 588 .align  5
 589 Lcbc_decrypt:
 590         bl      _vpaes_decrypt_preheat
 591         li      r0, 16
 592
 593 Lcbc_dec_loop:
 594         vmr     v0, $inptail
 595         lvx     $inptail, 0, $inp
 596         addi    $inp, $inp, 16
 597         vperm   v0, v0, $inptail, $inpperm
 598         vmr     v25, v0                 # put aside input
 599
 600         bl      _vpaes_decrypt_core
 601
 602         vxor    v0, v0, v24             # ^= iv
 603         vmr     v24, v25
 604         sub.    r30, r30, r0            # len -= 16
 605         vperm   v0, v0, v0, $outperm    # rotate left
 606         vsel    v1, $outhead, v0, $outmask
 607         vmr     $outhead, v0
 608         stvx    v1, 0, $out
 609         addi    $out, $out, 16
 610         bge     Lcbc_dec_loop
 611
 612 Lcbc_done:
 613         addi    $out, $out, -1
 614         lvx     v1, 0, $out             # redundant in aligned case
 615         vsel    v1, $outhead, v1, $outmask
 616         stvx    v1, 0, $out
 617
 618         neg     r8, r31                 # write [potentially unaligned] iv
 619         lvsl    $outperm, 0, r8
 620         li      r6, 15
 621         vnor    $outmask, v7, v7        # 0xff..ff
 622         vperm   $outmask, v7, $outmask, $outperm
 623         lvx     $outhead, 0, r31
 624         vperm   v24, v24, v24, $outperm # rotate
 625         vsel    v0, $outhead, v24, $outmask
 626         lvx     v1, r6, r31
 627         stvx    v0, 0, r31
 628         vsel    v1, v24, v1, $outmask
 629         stvx    v1, r6, r31
 630
 631         mtspr   256, r7                 # restore vrsave
 632 Lcbc_abort:
 633         $POP    r0, $FRAME+$LRSAVE($sp)
 634         $POP    r30,$FRAME-$SIZE_T*2($sp)
 635         $POP    r31,$FRAME-$SIZE_T*1($sp)
 636         mtlr    r0
 637         addi    $sp,$sp,$FRAME
 638         blr
 639         .long   0
 640         .byte   0,12,0x04,1,0x80,2,6,0
 641         .long   0
 642 .size   .vpaes_cbc_encrypt,.-.vpaes_cbc_encrypt
 643 ___
 644 }\f
 645 {
 646 my ($inp,$bits,$out)=map("r$_",(3..5));
 647 my $dir="cr1";
 648 my ($invlo,$invhi,$iptlo,$ipthi,$rcon) = map("v$_",(10..13,24));
 649
 650 $code.=<<___;
 651 ########################################################
 652 ##                                                    ##
 653 ##                  AES key schedule                  ##
 654 ##                                                    ##
 655 ########################################################
 656 .align  4
 657 _vpaes_key_preheat:
 658         mflr    r8
 659         bl      Lconsts
 660         mtlr    r8
 661         li      r11, 0xc0               # Lk_inv
 662         li      r10, 0xd0
 663         li      r9,  0xe0               # L_ipt
 664         li      r8,  0xf0
 665
 666         vspltisb        v8,4            # 0x04..04
 667         vxor    v9,v9,v9                # 0x00..00
 668         lvx     $invlo, r12, r11        # Lk_inv
 669         li      r11, 0x120
 670         lvx     $invhi, r12, r10
 671         li      r10, 0x130
 672         lvx     $iptlo, r12, r9         # Lk_ipt
 673         li      r9, 0x220
 674         lvx     $ipthi, r12, r8
 675         li      r8, 0x230
 676
 677         lvx     v14, r12, r11           # Lk_sb1
 678         li      r11, 0x240
 679         lvx     v15, r12, r10
 680         li      r10, 0x250
 681
 682         lvx     v16, r12, r9            # Lk_dksd
 683         li      r9, 0x260
 684         lvx     v17, r12, r8
 685         li      r8, 0x270
 686         lvx     v18, r12, r11           # Lk_dksb
 687         li      r11, 0x280
 688         lvx     v19, r12, r10
 689         li      r10, 0x290
 690         lvx     v20, r12, r9            # Lk_dkse
 691         li      r9, 0x2a0
 692         lvx     v21, r12, r8
 693         li      r8, 0x2b0
 694         lvx     v22, r12, r11           # Lk_dks9
 695         lvx     v23, r12, r10
 696
 697         lvx     v24, r12, r9            # Lk_rcon
 698         lvx     v25, 0, r12             # Lk_mc_forward[0]
 699         lvx     v26, r12, r8            # Lks63
 700         blr
 701         .long   0
 702         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 703
 704 .align  4
 705 _vpaes_schedule_core:
 706         mflr    r7
 707
 708         bl      _vpaes_key_preheat      # load the tables
 709
 710         #lvx    v0, 0, $inp             # vmovdqu       (%rdi), %xmm0           # load key (unaligned)
 711         neg     r8, $inp                # prepare for unaligned access
 712         lvx     v0, 0, $inp
 713         addi    $inp, $inp, 15          # 15 is not typo
 714         lvsr    $inpperm, 0, r8         # -$inp
 715         lvx     v6, 0, $inp             # v6 serves as inptail
 716         addi    $inp, $inp, 8
 717         vperm   v0, v0, v6, $inpperm
 718
 719         # input transform
 720         vmr     v3, v0                  # vmovdqa       %xmm0,  %xmm3
 721         bl      _vpaes_schedule_transform
 722         vmr     v7, v0                  # vmovdqa       %xmm0,  %xmm7
 723
 724         bne     $dir, Lschedule_am_decrypting
 725
 726         # encrypting, output zeroth round key after transform
 727         li      r8, 0x30                # mov   \$0x30,%r8d
 728         addi    r10, r12, 0x80          # lea   .Lk_sr(%rip),%r10
 729
 730         lvsr    $outperm, 0, $out       # prepare for unaligned access
 731         vspltisb        $outmask, -1    # 0xff..ff
 732         lvx     $outhead, 0, $out
 733         vperm   $outmask, v9, $outmask, $outperm
 734
 735         #stvx   v0, 0, $out             # vmovdqu       %xmm0,  (%rdx)
 736         vperm   v1, v0, v0, $outperm    # rotate left
 737         vsel    v2, $outhead, v1, $outmask
 738         vmr     $outhead, v1
 739         stvx    v2, 0, $out
 740         b       Lschedule_go
 741
 742 Lschedule_am_decrypting:
 743         srwi    r8, $bits, 1            # shr   \$1,%r8d
 744         andi.   r8, r8, 32              # and   \$32,%r8d
 745         xori    r8, r8, 32              # xor   \$32,%r8d       # nbits==192?0:32
 746         addi    r10, r12, 0x80          # lea   .Lk_sr(%rip),%r10
 747         # decrypting, output zeroth round key after shiftrows
 748         lvx     v1, r8, r10             # vmovdqa       (%r8,%r10),     %xmm1
 749         vperm   v4, v3, v3, v1          # vpshufb       %xmm1,  %xmm3,  %xmm3
 750
 751         neg     r0, $out                # prepare for unaligned access
 752         lvsl    $outperm, 0, r0
 753         addi    $out, $out, 15          # 15 is not typo
 754         vspltisb        $outmask, -1    # 0xff..ff
 755         lvx     $outhead, 0, $out
 756         vperm   $outmask, $outmask, v9, $outperm
 757
 758         #stvx   v4, 0, $out             # vmovdqu       %xmm3,  (%rdx)
 759         vperm   v4, v4, v4, $outperm    # rotate left
 760         vsel    v2, $outhead, v4, $outmask
 761         vmr     $outhead, v4
 762         stvx    v2, 0, $out
 763         xori    r8, r8, 0x30            # xor   \$0x30, %r8
 764
 765 Lschedule_go:
 766         cmplwi  $bits, 192              # cmp   \$192,  %esi
 767         bgt     Lschedule_256
 768         beq     Lschedule_192
 769         # 128: fall though
 770
 771 ##
 772 ##  .schedule_128
 773 ##
 774 ##  128-bit specific part of key schedule.
 775 ##
 776 ##  This schedule is really simple, because all its parts
 777 ##  are accomplished by the subroutines.
 778 ##
 779 Lschedule_128:
 780         li      r0, 10                  # mov   \$10, %esi
 781         mtctr   r0
 782
 783 Loop_schedule_128:
 784         bl      _vpaes_schedule_round
 785         bdz     Lschedule_mangle_last   # dec   %esi
 786         bl      _vpaes_schedule_mangle  # write output
 787         b       Loop_schedule_128
 788
 789 ##
 790 ##  .aes_schedule_192
 791 ##
 792 ##  192-bit specific part of key schedule.
 793 ##
 794 ##  The main body of this schedule is the same as the 128-bit
 795 ##  schedule, but with more smearing.  The long, high side is
 796 ##  stored in %xmm7 as before, and the short, low side is in
 797 ##  the high bits of %xmm6.
 798 ##
 799 ##  This schedule is somewhat nastier, however, because each
 800 ##  round produces 192 bits of key material, or 1.5 round keys.
 801 ##  Therefore, on each cycle we do 2 rounds and produce 3 round
 802 ##  keys.
 803 ##
 804 .align  4
 805 Lschedule_192:
 806         li      r0, 4                   # mov   \$4,    %esi
 807         lvx     v0, 0, $inp
 808         vperm   v0, v6, v0, $inpperm
 809         vsldoi  v0, v3, v0, 8           # vmovdqu       8(%rdi),%xmm0           # load key part 2 (very unaligned)
 810         bl      _vpaes_schedule_transform       # input transform
 811         vsldoi  v6, v0, v9, 8
 812         vsldoi  v6, v9, v6, 8           # clobber "low" side with zeros
 813         mtctr   r0
 814
 815 Loop_schedule_192:
 816         bl      _vpaes_schedule_round
 817         vsldoi  v0, v6, v0, 8           # vpalignr      \$8,%xmm6,%xmm0,%xmm0
 818         bl      _vpaes_schedule_mangle  # save key n
 819         bl      _vpaes_schedule_192_smear
 820         bl      _vpaes_schedule_mangle  # save key n+1
 821         bl      _vpaes_schedule_round
 822         bdz     Lschedule_mangle_last   # dec   %esi
 823         bl      _vpaes_schedule_mangle  # save key n+2
 824         bl      _vpaes_schedule_192_smear
 825         b       Loop_schedule_192
 826
 827 ##
 828 ##  .aes_schedule_256
 829 ##
 830 ##  256-bit specific part of key schedule.
 831 ##
 832 ##  The structure here is very similar to the 128-bit
 833 ##  schedule, but with an additional "low side" in
 834 ##  %xmm6.  The low side's rounds are the same as the
 835 ##  high side's, except no rcon and no rotation.
 836 ##
 837 .align  4
 838 Lschedule_256:
 839         li      r0, 7                   # mov   \$7, %esi
 840         addi    $inp, $inp, 8
 841         lvx     v0, 0, $inp             # vmovdqu       16(%rdi),%xmm0          # load key part 2 (unaligned)
 842         vperm   v0, v6, v0, $inpperm
 843         bl      _vpaes_schedule_transform       # input transform
 844         mtctr   r0
 845
 846 Loop_schedule_256:
 847         bl      _vpaes_schedule_mangle  # output low result
 848         vmr     v6, v0                  # vmovdqa       %xmm0,  %xmm6           # save cur_lo in xmm6
 849
 850         # high round
 851         bl      _vpaes_schedule_round
 852         bdz     Lschedule_mangle_last   # dec   %esi
 853         bl      _vpaes_schedule_mangle
 854
 855         # low round. swap xmm7 and xmm6
 856         vspltw  v0, v0, 3               # vpshufd       \$0xFF, %xmm0,  %xmm0
 857         vmr     v5, v7                  # vmovdqa       %xmm7,  %xmm5
 858         vmr     v7, v6                  # vmovdqa       %xmm6,  %xmm7
 859         bl      _vpaes_schedule_low_round
 860         vmr     v7, v5                  # vmovdqa       %xmm5,  %xmm7
 861
 862         b       Loop_schedule_256
 863 ##
 864 ##  .aes_schedule_mangle_last
 865 ##
 866 ##  Mangler for last round of key schedule
 867 ##  Mangles %xmm0
 868 ##    when encrypting, outputs out(%xmm0) ^ 63
 869 ##    when decrypting, outputs unskew(%xmm0)
 870 ##
 871 ##  Always called right before return... jumps to cleanup and exits
 872 ##
 873 .align  4
 874 Lschedule_mangle_last:
 875         # schedule last round key from xmm0
 876         li      r11, 0x2e0              # lea   .Lk_deskew(%rip),%r11
 877         li      r9,  0x2f0
 878         bne     $dir, Lschedule_mangle_last_dec
 879
 880         # encrypting
 881         lvx     v1, r8, r10             # vmovdqa       (%r8,%r10),%xmm1
 882         li      r11, 0x2c0              # lea           .Lk_opt(%rip),  %r11    # prepare to output transform
 883         li      r9,  0x2d0              # prepare to output transform
 884         vperm   v0, v0, v0, v1          # vpshufb       %xmm1,  %xmm0,  %xmm0   # output permute
 885
 886         lvx     $iptlo, r11, r12        # reload $ipt
 887         lvx     $ipthi, r9, r12
 888         addi    $out, $out, 16          # add   \$16,   %rdx
 889         vxor    v0, v0, v26             # vpxor         .Lk_s63(%rip),  %xmm0,  %xmm0
 890         bl      _vpaes_schedule_transform       # output transform
 891
 892         #stvx   v0, r0, $out            # vmovdqu       %xmm0,  (%rdx)          # save last key
 893         vperm   v0, v0, v0, $outperm    # rotate left
 894         vsel    v2, $outhead, v0, $outmask
 895         vmr     $outhead, v0
 896         stvx    v2, 0, $out
 897
 898         addi    $out, $out, 15          # 15 is not typo
 899         lvx     v1, 0, $out             # redundant in aligned case
 900         vsel    v1, $outhead, v1, $outmask
 901         stvx    v1, 0, $out
 902         b       Lschedule_mangle_done
 903
 904 .align  4
 905 Lschedule_mangle_last_dec:
 906         lvx     $iptlo, r11, r12        # reload $ipt
 907         lvx     $ipthi, r9,  r12
 908         addi    $out, $out, -16         # add   \$-16,  %rdx
 909         vxor    v0, v0, v26             # vpxor .Lk_s63(%rip),  %xmm0,  %xmm0
 910         bl      _vpaes_schedule_transform       # output transform
 911
 912         #stvx   v0, r0, $out            # vmovdqu       %xmm0,  (%rdx)          # save last key
 913         vperm   v0, v0, v0, $outperm    # rotate left
 914         vsel    v2, $outhead, v0, $outmask
 915         vmr     $outhead, v0
 916         stvx    v2, 0, $out
 917
 918         addi    $out, $out, -15         # -15 is not typo
 919         lvx     v1, 0, $out             # redundant in aligned case
 920         vsel    v1, $outhead, v1, $outmask
 921         stvx    v1, 0, $out
 922
 923 Lschedule_mangle_done:
 924         mtlr    r7
 925         # cleanup
 926         vxor    v0, v0, v0              # vpxor         %xmm0,  %xmm0,  %xmm0
 927         vxor    v1, v1, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm1,  %xmm1
 928         vxor    v2, v2, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm2,  %xmm2
 929         vxor    v3, v3, v3              # vpxor         %xmm3,  %xmm3,  %xmm3
 930         vxor    v4, v4, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm4,  %xmm4
 931         vxor    v5, v5, v5              # vpxor         %xmm5,  %xmm5,  %xmm5
 932         vxor    v6, v6, v6              # vpxor         %xmm6,  %xmm6,  %xmm6
 933         vxor    v7, v7, v7              # vpxor         %xmm7,  %xmm7,  %xmm7
 934
 935         blr
 936         .long   0
 937         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 938
 939 ##
 940 ##  .aes_schedule_192_smear
 941 ##
 942 ##  Smear the short, low side in the 192-bit key schedule.
 943 ##
 944 ##  Inputs:
 945 ##    %xmm7: high side, b  a  x  y
 946 ##    %xmm6:  low side, d  c  0  0
 947 ##    %xmm13: 0
 948 ##
 949 ##  Outputs:
 950 ##    %xmm6: b+c+d  b+c  0  0
 951 ##    %xmm0: b+c+d  b+c  b  a
 952 ##
 953 .align  4
 954 _vpaes_schedule_192_smear:
 955         vspltw  v0, v7, 3
 956         vsldoi  v1, v9, v6, 12          # vpshufd       \$0x80, %xmm6,  %xmm1   # d c 0 0 -> c 0 0 0
 957         vsldoi  v0, v7, v0, 8           # vpshufd       \$0xFE, %xmm7,  %xmm0   # b a _ _ -> b b b a
 958         vxor    v6, v6, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm6,  %xmm6   # -> c+d c 0 0
 959         vxor    v6, v6, v0              # vpxor         %xmm0,  %xmm6,  %xmm6   # -> b+c+d b+c b a
 960         vmr     v0, v6
 961         vsldoi  v6, v6, v9, 8
 962         vsldoi  v6, v9, v6, 8           # clobber low side with zeros
 963         blr
 964         .long   0
 965         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
 966
 967 ##
 968 ##  .aes_schedule_round
 969 ##
 970 ##  Runs one main round of the key schedule on %xmm0, %xmm7
 971 ##
 972 ##  Specifically, runs subbytes on the high dword of %xmm0
 973 ##  then rotates it by one byte and xors into the low dword of
 974 ##  %xmm7.
 975 ##
 976 ##  Adds rcon from low byte of %xmm8, then rotates %xmm8 for
 977 ##  next rcon.
 978 ##
 979 ##  Smears the dwords of %xmm7 by xoring the low into the
 980 ##  second low, result into third, result into highest.
 981 ##
 982 ##  Returns results in %xmm7 = %xmm0.
 983 ##  Clobbers %xmm1-%xmm4, %r11.
 984 ##
 985 .align  4
 986 _vpaes_schedule_round:
 987         # extract rcon from xmm8
 988         #vxor   v4, v4, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm4,  %xmm4
 989         vsldoi  v1, $rcon, v9, 15       # vpalignr      \$15,   %xmm8,  %xmm4,  %xmm1
 990         vsldoi  $rcon, $rcon, $rcon, 15 # vpalignr      \$15,   %xmm8,  %xmm8,  %xmm8
 991         vxor    v7, v7, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm7,  %xmm7
 992
 993         # rotate
 994         vspltw  v0, v0, 3               # vpshufd       \$0xFF, %xmm0,  %xmm0
 995         vsldoi  v0, v0, v0, 1           # vpalignr      \$1,    %xmm0,  %xmm0,  %xmm0
 996
 997         # fall through...
 998
 999         # low round: same as high round, but no rotation and no rcon.
1000 _vpaes_schedule_low_round:
1001         # smear xmm7
1002         vsldoi  v1, v9, v7, 12          # vpslldq       \$4,    %xmm7,  %xmm1
1003         vxor    v7, v7, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm7,  %xmm7
1004         vspltisb        v1, 0x0f        # 0x0f..0f
1005         vsldoi  v4, v9, v7, 8           # vpslldq       \$8,    %xmm7,  %xmm4
1006
1007         # subbytes
1008         vand    v1, v1, v0              # vpand         %xmm9,  %xmm0,  %xmm1           # 0 = k
1009         vsrb    v0, v0, v8              # vpsrlb        \$4,    %xmm0,  %xmm0           # 1 = i
1010          vxor   v7, v7, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm7,  %xmm7
1011         vperm   v2, $invhi, v9, v1      # vpshufb       %xmm1,  %xmm11, %xmm2           # 2 = a/k
1012         vxor    v1, v1, v0              # vpxor         %xmm0,  %xmm1,  %xmm1           # 0 = j
1013         vperm   v3, $invlo, v9, v0      # vpshufb       %xmm0,  %xmm10, %xmm3           # 3 = 1/i
1014         vxor    v3, v3, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm3,  %xmm3           # 3 = iak = 1/i + a/k
1015         vperm   v4, $invlo, v9, v1      # vpshufb       %xmm1,  %xmm10, %xmm4           # 4 = 1/j
1016          vxor   v7, v7, v26             # vpxor         .Lk_s63(%rip),  %xmm7,  %xmm7
1017         vperm   v3, $invlo, v9, v3      # vpshufb       %xmm3,  %xmm10, %xmm3           # 2 = 1/iak
1018         vxor    v4, v4, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm4,  %xmm4           # 4 = jak = 1/j + a/k
1019         vperm   v2, $invlo, v9, v4      # vpshufb       %xmm4,  %xmm10, %xmm2           # 3 = 1/jak
1020         vxor    v3, v3, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm3,  %xmm3           # 2 = io
1021         vxor    v2, v2, v0              # vpxor         %xmm0,  %xmm2,  %xmm2           # 3 = jo
1022         vperm   v4, v15, v9, v3         # vpshufb       %xmm3,  %xmm13, %xmm4           # 4 = sbou
1023         vperm   v1, v14, v9, v2         # vpshufb       %xmm2,  %xmm12, %xmm1           # 0 = sb1t
1024         vxor    v1, v1, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm1,  %xmm1           # 0 = sbox output
1025
1026         # add in smeared stuff
1027         vxor    v0, v1, v7              # vpxor         %xmm7,  %xmm1,  %xmm0
1028         vxor    v7, v1, v7              # vmovdqa       %xmm0,  %xmm7
1029         blr
1030         .long   0
1031         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
1032
1033 ##
1034 ##  .aes_schedule_transform
1035 ##
1036 ##  Linear-transform %xmm0 according to tables at (%r11)
1037 ##
1038 ##  Requires that %xmm9 = 0x0F0F... as in preheat
1039 ##  Output in %xmm0
1040 ##  Clobbers %xmm2
1041 ##
1042 .align  4
1043 _vpaes_schedule_transform:
1044         #vand   v1, v0, v9              # vpand         %xmm9,  %xmm0,  %xmm1
1045         vsrb    v2, v0, v8              # vpsrlb        \$4,    %xmm0,  %xmm0
1046                                         # vmovdqa       (%r11), %xmm2   # lo
1047         vperm   v0, $iptlo, $iptlo, v0  # vpshufb       %xmm1,  %xmm2,  %xmm2
1048                                         # vmovdqa       16(%r11),       %xmm1 # hi
1049         vperm   v2, $ipthi, $ipthi, v2  # vpshufb       %xmm0,  %xmm1,  %xmm0
1050         vxor    v0, v0, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm0,  %xmm0
1051         blr
1052         .long   0
1053         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
1054
1055 ##
1056 ##  .aes_schedule_mangle
1057 ##
1058 ##  Mangle xmm0 from (basis-transformed) standard version
1059 ##  to our version.
1060 ##
1061 ##  On encrypt,
1062 ##    xor with 0x63
1063 ##    multiply by circulant 0,1,1,1
1064 ##    apply shiftrows transform
1065 ##
1066 ##  On decrypt,
1067 ##    xor with 0x63
1068 ##    multiply by "inverse mixcolumns" circulant E,B,D,9
1069 ##    deskew
1070 ##    apply shiftrows transform
1071 ##
1072 ##
1073 ##  Writes out to (%rdx), and increments or decrements it
1074 ##  Keeps track of round number mod 4 in %r8
1075 ##  Preserves xmm0
1076 ##  Clobbers xmm1-xmm5
1077 ##
1078 .align  4
1079 _vpaes_schedule_mangle:
1080         #vmr    v4, v0                  # vmovdqa       %xmm0,  %xmm4   # save xmm0 for later
1081                                         # vmovdqa       .Lk_mc_forward(%rip),%xmm5
1082         bne     $dir, Lschedule_mangle_dec
1083
1084         # encrypting
1085         vxor    v4, v0, v26             # vpxor .Lk_s63(%rip),  %xmm0,  %xmm4
1086         addi    $out, $out, 16          # add   \$16,   %rdx
1087         vperm   v4, v4, v4, v25         # vpshufb       %xmm5,  %xmm4,  %xmm4
1088         vperm   v1, v4, v4, v25         # vpshufb       %xmm5,  %xmm4,  %xmm1
1089         vperm   v3, v1, v1, v25         # vpshufb       %xmm5,  %xmm1,  %xmm3
1090         vxor    v4, v4, v1              # vpxor         %xmm1,  %xmm4,  %xmm4
1091         lvx     v1, r8, r10             # vmovdqa       (%r8,%r10),     %xmm1
1092         vxor    v3, v3, v4              # vpxor         %xmm4,  %xmm3,  %xmm3
1093
1094         vperm   v3, v3, v3, v1          # vpshufb       %xmm1,  %xmm3,  %xmm3
1095         addi    r8, r8, -16             # add   \$-16,  %r8
1096         andi.   r8, r8, 0x30            # and   \$0x30, %r8
1097
1098         #stvx   v3, 0, $out             # vmovdqu       %xmm3,  (%rdx)
1099         vperm   v1, v3, v3, $outperm    # rotate left
1100         vsel    v2, $outhead, v1, $outmask
1101         vmr     $outhead, v1
1102         stvx    v2, 0, $out
1103         blr
1104
1105 .align  4
1106 Lschedule_mangle_dec:
1107         # inverse mix columns
1108                                         # lea   .Lk_dksd(%rip),%r11
1109         vsrb    v1, v0, v8              # vpsrlb        \$4,    %xmm4,  %xmm1   # 1 = hi
1110         #and    v4, v0, v9              # vpand         %xmm9,  %xmm4,  %xmm4   # 4 = lo
1111
1112                                         # vmovdqa       0x00(%r11),     %xmm2
1113         vperm   v2, v16, v16, v0        # vpshufb       %xmm4,  %xmm2,  %xmm2
1114                                         # vmovdqa       0x10(%r11),     %xmm3
1115         vperm   v3, v17, v17, v1        # vpshufb       %xmm1,  %xmm3,  %xmm3
1116         vxor    v3, v3, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm3,  %xmm3
1117         vperm   v3, v3, v9, v25         # vpshufb       %xmm5,  %xmm3,  %xmm3
1118
1119                                         # vmovdqa       0x20(%r11),     %xmm2
1120         vperm   v2, v18, v18, v0        # vpshufb       %xmm4,  %xmm2,  %xmm2
1121         vxor    v2, v2, v3              # vpxor         %xmm3,  %xmm2,  %xmm2
1122                                         # vmovdqa       0x30(%r11),     %xmm3
1123         vperm   v3, v19, v19, v1        # vpshufb       %xmm1,  %xmm3,  %xmm3
1124         vxor    v3, v3, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm3,  %xmm3
1125         vperm   v3, v3, v9, v25         # vpshufb       %xmm5,  %xmm3,  %xmm3
1126
1127                                         # vmovdqa       0x40(%r11),     %xmm2
1128         vperm   v2, v20, v20, v0        # vpshufb       %xmm4,  %xmm2,  %xmm2
1129         vxor    v2, v2, v3              # vpxor         %xmm3,  %xmm2,  %xmm2
1130                                         # vmovdqa       0x50(%r11),     %xmm3
1131         vperm   v3, v21, v21, v1        # vpshufb       %xmm1,  %xmm3,  %xmm3
1132         vxor    v3, v3, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm3,  %xmm3
1133
1134                                         # vmovdqa       0x60(%r11),     %xmm2
1135         vperm   v2, v22, v22, v0        # vpshufb       %xmm4,  %xmm2,  %xmm2
1136         vperm   v3, v3, v9, v25         # vpshufb       %xmm5,  %xmm3,  %xmm3
1137                                         # vmovdqa       0x70(%r11),     %xmm4
1138         vperm   v4, v23, v23, v1        # vpshufb       %xmm1,  %xmm4,  %xmm4
1139         lvx     v1, r8, r10             # vmovdqa       (%r8,%r10),     %xmm1
1140         vxor    v2, v2, v3              # vpxor         %xmm3,  %xmm2,  %xmm2
1141         vxor    v3, v4, v2              # vpxor         %xmm2,  %xmm4,  %xmm3
1142
1143         addi    $out, $out, -16         # add   \$-16,  %rdx
1144
1145         vperm   v3, v3, v3, v1          # vpshufb       %xmm1,  %xmm3,  %xmm3
1146         addi    r8, r8, -16             # add   \$-16,  %r8
1147         andi.   r8, r8, 0x30            # and   \$0x30, %r8
1148
1149         #stvx   v3, 0, $out             # vmovdqu       %xmm3,  (%rdx)
1150         vperm   v1, v3, v3, $outperm    # rotate left
1151         vsel    v2, $outhead, v1, $outmask
1152         vmr     $outhead, v1
1153         stvx    v2, 0, $out
1154         blr
1155         .long   0
1156         .byte   0,12,0x14,0,0,0,0,0
1157
1158 .globl  .vpaes_set_encrypt_key
1159 .align  5
1160 .vpaes_set_encrypt_key:
1161         mflr    r0
1162         mfspr   r6, 256                 # save vrsave
1163         li      r7, -1
1164         $PUSH   r0, $LRSAVE($sp)
1165         mtspr   256, r7                 # preserve all AltiVec registers
1166
1167         srwi    r9, $bits, 5            # shr   \$5,%eax
1168         addi    r9, r9, 6               # add   \$5,%eax
1169         stw     r9, 240($out)           # mov   %eax,240(%rdx)  # AES_KEY->rounds = nbits/32+5;
1170
1171         cmplw   $dir, $bits, $bits
1172         li      r8, 0x30                # mov   \$0x30,%r8d
1173         bl      _vpaes_schedule_core
1174
1175         $POP    r0, $LRSAVE($sp)
1176         mtspr   256, r6                 # restore vrsave
1177         mtlr    r0
1178         xor     r3, r3, r3
1179         blr
1180         .long   0
1181         .byte   0,12,0x14,1,0,3,0
1182         .long   0
1183 .size   .vpaes_set_encrypt_key,.-.vpaes_set_encrypt_key
1184
1185 .globl  .vpaes_set_decrypt_key
1186 .align  4
1187 .vpaes_set_decrypt_key:
1188         mflr    r0
1189         mfspr   r6, 256                 # save vrsave
1190         li      r7, -1
1191         $PUSH   r0, $LRSAVE($sp)
1192         mtspr   256, r7                 # preserve all AltiVec registers
1193
1194         srwi    r9, $bits, 5            # shr   \$5,%eax
1195         addi    r9, r9, 6               # add   \$5,%eax
1196         stw     r9, 240($out)           # mov   %eax,240(%rdx)  # AES_KEY->rounds = nbits/32+5;
1197
1198         slwi    r9, r9, 4               # shl   \$4,%eax
1199         add     $out, $out, r9          # lea   (%rdx,%rax),%rdx
1200
1201         cmplwi  $dir, $bits, 0
1202         srwi    r8, $bits, 1            # shr   \$1,%r8d
1203         andi.   r8, r8, 32              # and   \$32,%r8d
1204         xori    r8, r8, 32              # xor   \$32,%r8d       # nbits==192?0:32
1205         bl      _vpaes_schedule_core
1206
1207         $POP    r0,  $LRSAVE($sp)
1208         mtspr   256, r6                 # restore vrsave
1209         mtlr    r0
1210         xor     r3, r3, r3
1211         blr
1212         .long   0
1213         .byte   0,12,0x14,1,0,3,0
1214         .long   0
1215 .size   .vpaes_set_decrypt_key,.-.vpaes_set_decrypt_key
1216 ___
1217 }
1218
1219 print $code;
1220
1221 close STDOUT;