MIPS assembly pack: fix MIPS64 assembler warnings.
[openssl.git] / crypto / sha / asm / sha1-mips.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 # SHA1 block procedure for MIPS.
11
12 # Performance improvement is 30% on unaligned input. The "secret" is
13 # to deploy lwl/lwr pair to load unaligned input. One could have
14 # vectorized Xupdate on MIPSIII/IV, but the goal was to code MIPS32-
15 # compatible subroutine. There is room for minor optimization on
16 # little-endian platforms...
17
18 # September 2012.
19 #
20 # Add MIPS32r2 code (>25% less instructions).
21
22 ######################################################################
23 # There is a number of MIPS ABI in use, O32 and N32/64 are most
24 # widely used. Then there is a new contender: NUBI. It appears that if
25 # one picks the latter, it's possible to arrange code in ABI neutral
26 # manner. Therefore let's stick to NUBI register layout:
27 #
28 ($zero,$at,$t0,$t1,$t2)=map("\$$_",(0..2,24,25));
29 ($a0,$a1,$a2,$a3,$a4,$a5,$a6,$a7)=map("\$$_",(4..11));
30 ($s0,$s1,$s2,$s3,$s4,$s5,$s6,$s7,$s8,$s9,$s10,$s11)=map("\$$_",(12..23));
31 ($gp,$tp,$sp,$fp,$ra)=map("\$$_",(3,28..31));
32 #
33 # The return value is placed in $a0. Following coding rules facilitate
34 # interoperability:
35 #
36 # - never ever touch $tp, "thread pointer", former $gp;
37 # - copy return value to $t0, former $v0 [or to $a0 if you're adapting
38 #   old code];
39 # - on O32 populate $a4-$a7 with 'lw $aN,4*N($sp)' if necessary;
40 #
41 # For reference here is register layout for N32/64 MIPS ABIs:
42 #
43 # ($zero,$at,$v0,$v1)=map("\$$_",(0..3));
44 # ($a0,$a1,$a2,$a3,$a4,$a5,$a6,$a7)=map("\$$_",(4..11));
45 # ($t0,$t1,$t2,$t3,$t8,$t9)=map("\$$_",(12..15,24,25));
46 # ($s0,$s1,$s2,$s3,$s4,$s5,$s6,$s7)=map("\$$_",(16..23));
47 # ($gp,$sp,$fp,$ra)=map("\$$_",(28..31));
48 #
49 $flavour = shift || "o32"; # supported flavours are o32,n32,64,nubi32,nubi64
50
51 if ($flavour =~ /64|n32/i) {
52         $PTR_ADD="dadd";        # incidentally works even on n32
53         $PTR_SUB="dsub";        # incidentally works even on n32
54         $REG_S="sd";
55         $REG_L="ld";
56         $PTR_SLL="dsll";        # incidentally works even on n32
57         $SZREG=8;
58 } else {
59         $PTR_ADD="add";
60         $PTR_SUB="sub";
61         $REG_S="sw";
62         $REG_L="lw";
63         $PTR_SLL="sll";
64         $SZREG=4;
65 }
66 #
67 # <appro@openssl.org>
68 #
69 ######################################################################
70
71 $big_endian=(`echo MIPSEL | $ENV{CC} -E -`=~/MIPSEL/)?1:0 if ($ENV{CC});
72
73 for (@ARGV) {   $output=$_ if (/\w[\w\-]*\.\w+$/);   }
74 open STDOUT,">$output";
75
76 if (!defined($big_endian))
77             {   $big_endian=(unpack('L',pack('N',1))==1);   }
78
79 # offsets of the Most and Least Significant Bytes
80 $MSB=$big_endian?0:3;
81 $LSB=3&~$MSB;
82
83 @X=map("\$$_",(8..23)); # a4-a7,s0-s11
84
85 $ctx=$a0;
86 $inp=$a1;
87 $num=$a2;
88 $A="\$1";
89 $B="\$2";
90 $C="\$3";
91 $D="\$7";
92 $E="\$24";      @V=($A,$B,$C,$D,$E);
93 $t0="\$25";
94 $t1=$num;       # $num is offloaded to stack
95 $t2="\$30";     # fp
96 $K="\$31";      # ra
97
98 sub BODY_00_14 {
99 my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
100 my $j=$i+1;
101 $code.=<<___    if (!$big_endian);
102 #if defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2) || defined(_MIPS_ARCH_MIPS64R2)
103         wsbh    @X[$i],@X[$i]   # byte swap($i)
104         rotr    @X[$i],@X[$i],16
105 #else
106         srl     $t0,@X[$i],24   # byte swap($i)
107         srl     $t1,@X[$i],8
108         andi    $t2,@X[$i],0xFF00
109         sll     @X[$i],@X[$i],24
110         andi    $t1,0xFF00
111         sll     $t2,$t2,8
112         or      @X[$i],$t0
113         or      $t1,$t2
114         or      @X[$i],$t1
115 #endif
116 ___
117 $code.=<<___;
118 #if defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2) || defined(_MIPS_ARCH_MIPS64R2)
119         addu    $e,$K           # $i
120         xor     $t0,$c,$d
121         rotr    $t1,$a,27
122          lwl    @X[$j],$j*4+$MSB($inp)
123         and     $t0,$b
124         addu    $e,$t1
125          lwr    @X[$j],$j*4+$LSB($inp)
126         xor     $t0,$d
127         addu    $e,@X[$i]
128         rotr    $b,$b,2
129         addu    $e,$t0
130 #else
131          lwl    @X[$j],$j*4+$MSB($inp)
132         sll     $t0,$a,5        # $i
133         addu    $e,$K
134          lwr    @X[$j],$j*4+$LSB($inp)
135         srl     $t1,$a,27
136         addu    $e,$t0
137         xor     $t0,$c,$d
138         addu    $e,$t1
139         sll     $t2,$b,30
140         and     $t0,$b
141         srl     $b,$b,2
142         xor     $t0,$d
143         addu    $e,@X[$i]
144         or      $b,$t2
145         addu    $e,$t0
146 #endif
147 ___
148 }
149
150 sub BODY_15_19 {
151 my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
152 my $j=$i+1;
153
154 $code.=<<___    if (!$big_endian && $i==15);
155 #if defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2) || defined(_MIPS_ARCH_MIPS64R2)
156         wsbh    @X[$i],@X[$i]   # byte swap($i)
157         rotr    @X[$i],@X[$i],16
158 #else
159         srl     $t0,@X[$i],24   # byte swap($i)
160         srl     $t1,@X[$i],8
161         andi    $t2,@X[$i],0xFF00
162         sll     @X[$i],@X[$i],24
163         andi    $t1,0xFF00
164         sll     $t2,$t2,8
165         or      @X[$i],$t0
166         or      @X[$i],$t1
167         or      @X[$i],$t2
168 #endif
169 ___
170 $code.=<<___;
171 #if defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2) || defined(_MIPS_ARCH_MIPS64R2)
172         addu    $e,$K           # $i
173          xor    @X[$j%16],@X[($j+2)%16]
174         xor     $t0,$c,$d
175         rotr    $t1,$a,27
176          xor    @X[$j%16],@X[($j+8)%16]
177         and     $t0,$b
178         addu    $e,$t1
179          xor    @X[$j%16],@X[($j+13)%16]
180         xor     $t0,$d
181         addu    $e,@X[$i%16]
182          rotr   @X[$j%16],@X[$j%16],31
183         rotr    $b,$b,2
184         addu    $e,$t0
185 #else
186          xor    @X[$j%16],@X[($j+2)%16]
187         sll     $t0,$a,5        # $i
188         addu    $e,$K
189         srl     $t1,$a,27
190         addu    $e,$t0
191          xor    @X[$j%16],@X[($j+8)%16]
192         xor     $t0,$c,$d
193         addu    $e,$t1
194          xor    @X[$j%16],@X[($j+13)%16]
195         sll     $t2,$b,30
196         and     $t0,$b
197          srl    $t1,@X[$j%16],31
198          addu   @X[$j%16],@X[$j%16]
199         srl     $b,$b,2
200         xor     $t0,$d
201          or     @X[$j%16],$t1
202         addu    $e,@X[$i%16]
203         or      $b,$t2
204         addu    $e,$t0
205 #endif
206 ___
207 }
208
209 sub BODY_20_39 {
210 my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
211 my $j=$i+1;
212 $code.=<<___ if ($i<79);
213 #if defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2) || defined(_MIPS_ARCH_MIPS64R2)
214          xor    @X[$j%16],@X[($j+2)%16]
215         addu    $e,$K           # $i
216         rotr    $t1,$a,27
217          xor    @X[$j%16],@X[($j+8)%16]
218         xor     $t0,$c,$d
219         addu    $e,$t1
220          xor    @X[$j%16],@X[($j+13)%16]
221         xor     $t0,$b
222         addu    $e,@X[$i%16]
223          rotr   @X[$j%16],@X[$j%16],31
224         rotr    $b,$b,2
225         addu    $e,$t0
226 #else
227          xor    @X[$j%16],@X[($j+2)%16]
228         sll     $t0,$a,5        # $i
229         addu    $e,$K
230         srl     $t1,$a,27
231         addu    $e,$t0
232          xor    @X[$j%16],@X[($j+8)%16]
233         xor     $t0,$c,$d
234         addu    $e,$t1
235          xor    @X[$j%16],@X[($j+13)%16]
236         sll     $t2,$b,30
237         xor     $t0,$b
238          srl    $t1,@X[$j%16],31
239          addu   @X[$j%16],@X[$j%16]
240         srl     $b,$b,2
241         addu    $e,@X[$i%16]
242          or     @X[$j%16],$t1
243         or      $b,$t2
244         addu    $e,$t0
245 #endif
246 ___
247 $code.=<<___ if ($i==79);
248 #if defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2) || defined(_MIPS_ARCH_MIPS64R2)
249          lw     @X[0],0($ctx)
250         addu    $e,$K           # $i
251          lw     @X[1],4($ctx)
252         rotr    $t1,$a,27
253          lw     @X[2],8($ctx)
254         xor     $t0,$c,$d
255         addu    $e,$t1
256          lw     @X[3],12($ctx)
257         xor     $t0,$b
258         addu    $e,@X[$i%16]
259          lw     @X[4],16($ctx)
260         rotr    $b,$b,2
261         addu    $e,$t0
262 #else
263          lw     @X[0],0($ctx)
264         sll     $t0,$a,5        # $i
265         addu    $e,$K
266          lw     @X[1],4($ctx)
267         srl     $t1,$a,27
268         addu    $e,$t0
269          lw     @X[2],8($ctx)
270         xor     $t0,$c,$d
271         addu    $e,$t1
272          lw     @X[3],12($ctx)
273         sll     $t2,$b,30
274         xor     $t0,$b
275          lw     @X[4],16($ctx)
276         srl     $b,$b,2
277         addu    $e,@X[$i%16]
278         or      $b,$t2
279         addu    $e,$t0
280 #endif
281 ___
282 }
283
284 sub BODY_40_59 {
285 my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
286 my $j=$i+1;
287 $code.=<<___ if ($i<79);
288 #if defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2) || defined(_MIPS_ARCH_MIPS64R2)
289         addu    $e,$K           # $i
290         and     $t0,$c,$d
291          xor    @X[$j%16],@X[($j+2)%16]
292         rotr    $t1,$a,27
293         addu    $e,$t0
294          xor    @X[$j%16],@X[($j+8)%16]
295         xor     $t0,$c,$d
296         addu    $e,$t1
297          xor    @X[$j%16],@X[($j+13)%16]
298         and     $t0,$b
299         addu    $e,@X[$i%16]
300          rotr   @X[$j%16],@X[$j%16],31
301         rotr    $b,$b,2
302         addu    $e,$t0
303 #else
304          xor    @X[$j%16],@X[($j+2)%16]
305         sll     $t0,$a,5        # $i
306         addu    $e,$K
307         srl     $t1,$a,27
308         addu    $e,$t0
309          xor    @X[$j%16],@X[($j+8)%16]
310         and     $t0,$c,$d
311         addu    $e,$t1
312          xor    @X[$j%16],@X[($j+13)%16]
313         sll     $t2,$b,30
314         addu    $e,$t0
315          srl    $t1,@X[$j%16],31
316         xor     $t0,$c,$d
317          addu   @X[$j%16],@X[$j%16]
318         and     $t0,$b
319         srl     $b,$b,2
320          or     @X[$j%16],$t1
321         addu    $e,@X[$i%16]
322         or      $b,$t2
323         addu    $e,$t0
324 #endif
325 ___
326 }
327
328 $FRAMESIZE=16;  # large enough to accommodate NUBI saved registers
329 $SAVED_REGS_MASK = ($flavour =~ /nubi/i) ? "0xc0fff008" : "0xc0ff0000";
330
331 $code=<<___;
332 #ifdef OPENSSL_FIPSCANISTER
333 # include <openssl/fipssyms.h>
334 #endif
335
336 #if defined(__mips_smartmips) && !defined(_MIPS_ARCH_MIPS32R2)
337 #define _MIPS_ARCH_MIPS32R2
338 #endif
339
340 .text
341
342 .set    noat
343 .set    noreorder
344 .align  5
345 .globl  sha1_block_data_order
346 .ent    sha1_block_data_order
347 sha1_block_data_order:
348         .frame  $sp,$FRAMESIZE*$SZREG,$ra
349         .mask   $SAVED_REGS_MASK,-$SZREG
350         .set    noreorder
351         $PTR_SUB $sp,$FRAMESIZE*$SZREG
352         $REG_S  $ra,($FRAMESIZE-1)*$SZREG($sp)
353         $REG_S  $fp,($FRAMESIZE-2)*$SZREG($sp)
354         $REG_S  $s11,($FRAMESIZE-3)*$SZREG($sp)
355         $REG_S  $s10,($FRAMESIZE-4)*$SZREG($sp)
356         $REG_S  $s9,($FRAMESIZE-5)*$SZREG($sp)
357         $REG_S  $s8,($FRAMESIZE-6)*$SZREG($sp)
358         $REG_S  $s7,($FRAMESIZE-7)*$SZREG($sp)
359         $REG_S  $s6,($FRAMESIZE-8)*$SZREG($sp)
360         $REG_S  $s5,($FRAMESIZE-9)*$SZREG($sp)
361         $REG_S  $s4,($FRAMESIZE-10)*$SZREG($sp)
362 ___
363 $code.=<<___ if ($flavour =~ /nubi/i);  # optimize non-nubi prologue
364         $REG_S  $s3,($FRAMESIZE-11)*$SZREG($sp)
365         $REG_S  $s2,($FRAMESIZE-12)*$SZREG($sp)
366         $REG_S  $s1,($FRAMESIZE-13)*$SZREG($sp)
367         $REG_S  $s0,($FRAMESIZE-14)*$SZREG($sp)
368         $REG_S  $gp,($FRAMESIZE-15)*$SZREG($sp)
369 ___
370 $code.=<<___;
371         $PTR_SLL $num,6
372         $PTR_ADD $num,$inp
373         $REG_S  $num,0($sp)
374         lw      $A,0($ctx)
375         lw      $B,4($ctx)
376         lw      $C,8($ctx)
377         lw      $D,12($ctx)
378         b       .Loop
379         lw      $E,16($ctx)
380 .align  4
381 .Loop:
382         .set    reorder
383         lwl     @X[0],$MSB($inp)
384         lui     $K,0x5a82
385         lwr     @X[0],$LSB($inp)
386         ori     $K,0x7999       # K_00_19
387 ___
388 for ($i=0;$i<15;$i++)   { &BODY_00_14($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
389 for (;$i<20;$i++)       { &BODY_15_19($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
390 $code.=<<___;
391         lui     $K,0x6ed9
392         ori     $K,0xeba1       # K_20_39
393 ___
394 for (;$i<40;$i++)       { &BODY_20_39($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
395 $code.=<<___;
396         lui     $K,0x8f1b
397         ori     $K,0xbcdc       # K_40_59
398 ___
399 for (;$i<60;$i++)       { &BODY_40_59($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
400 $code.=<<___;
401         lui     $K,0xca62
402         ori     $K,0xc1d6       # K_60_79
403 ___
404 for (;$i<80;$i++)       { &BODY_20_39($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
405 $code.=<<___;
406         $PTR_ADD $inp,64
407         $REG_L  $num,0($sp)
408
409         addu    $A,$X[0]
410         addu    $B,$X[1]
411         sw      $A,0($ctx)
412         addu    $C,$X[2]
413         addu    $D,$X[3]
414         sw      $B,4($ctx)
415         addu    $E,$X[4]
416         sw      $C,8($ctx)
417         sw      $D,12($ctx)
418         sw      $E,16($ctx)
419         .set    noreorder
420         bne     $inp,$num,.Loop
421         nop
422
423         .set    noreorder
424         $REG_L  $ra,($FRAMESIZE-1)*$SZREG($sp)
425         $REG_L  $fp,($FRAMESIZE-2)*$SZREG($sp)
426         $REG_L  $s11,($FRAMESIZE-3)*$SZREG($sp)
427         $REG_L  $s10,($FRAMESIZE-4)*$SZREG($sp)
428         $REG_L  $s9,($FRAMESIZE-5)*$SZREG($sp)
429         $REG_L  $s8,($FRAMESIZE-6)*$SZREG($sp)
430         $REG_L  $s7,($FRAMESIZE-7)*$SZREG($sp)
431         $REG_L  $s6,($FRAMESIZE-8)*$SZREG($sp)
432         $REG_L  $s5,($FRAMESIZE-9)*$SZREG($sp)
433         $REG_L  $s4,($FRAMESIZE-10)*$SZREG($sp)
434 ___
435 $code.=<<___ if ($flavour =~ /nubi/i);
436         $REG_L  $s3,($FRAMESIZE-11)*$SZREG($sp)
437         $REG_L  $s2,($FRAMESIZE-12)*$SZREG($sp)
438         $REG_L  $s1,($FRAMESIZE-13)*$SZREG($sp)
439         $REG_L  $s0,($FRAMESIZE-14)*$SZREG($sp)
440         $REG_L  $gp,($FRAMESIZE-15)*$SZREG($sp)
441 ___
442 $code.=<<___;
443         jr      $ra
444         $PTR_ADD $sp,$FRAMESIZE*$SZREG
445 .end    sha1_block_data_order
446 .rdata
447 .asciiz "SHA1 for MIPS, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
448 ___
449 print $code;
450 close STDOUT;