crypto/sha/asm/sha1-s390x.pl

   1 #!/usr/bin/env perl
   2
   3 # ====================================================================
   4 # Written by Andy Polyakov <appro@fy.chalmers.se> for the OpenSSL
   5 # project. The module is, however, dual licensed under OpenSSL and
   6 # CRYPTOGAMS licenses depending on where you obtain it. For further
   7 # details see http://www.openssl.org/~appro/cryptogams/.
   8 # ====================================================================
   9
  10 # SHA1 block procedure for s390x.
  11
  12 # April 2007.
  13 #
  14 # Performance is >30% better than gcc 3.3 generated code. But the real
  15 # twist is that SHA1 hardware support is detected and utilized. In
  16 # which case performance can reach further >4.5x for larger chunks.
  17
  18 # January 2009.
  19 #
  20 # Optimize Xupdate for amount of memory references and reschedule
  21 # instructions to favour dual-issue z10 pipeline. On z10 hardware is
  22 # "only" ~2.3x faster than software.
  23
  24 # November 2010.
  25 #
  26 # Adapt for -m31 build. If kernel supports what's called "highgprs"
  27 # feature on Linux [see /proc/cpuinfo], it's possible to use 64-bit
  28 # instructions and achieve "64-bit" performance even in 31-bit legacy
  29 # application context. The feature is not specific to any particular
  30 # processor, as long as it's "z-CPU". Latter implies that the code
  31 # remains z/Architecture specific. On z990 it was measured to perform
  32 # 23% better than code generated by gcc 4.3.
  33
  34 $kimdfunc=1;    # magic function code for kimd instruction
  35
  36 $flavour = shift;
  37
  38 if ($flavour =~ /3[12]/) {
  39         $SIZE_T=4;
  40         $g="";
  41 } else {
  42         $SIZE_T=8;
  43         $g="g";
  44 }
  45
  46 while (($output=shift) && ($output!~/\w[\w\-]*\.\w+$/)) {}
  47 open STDOUT,">$output";
  48
  49 $K_00_39="%r0"; $K=$K_00_39;
  50 $K_40_79="%r1";
  51 $ctx="%r2";     $prefetch="%r2";
  52 $inp="%r3";
  53 $len="%r4";
  54
  55 $A="%r5";
  56 $B="%r6";
  57 $C="%r7";
  58 $D="%r8";
  59 $E="%r9";       @V=($A,$B,$C,$D,$E);
  60 $t0="%r10";
  61 $t1="%r11";
  62 @X=("%r12","%r13","%r14");
  63 $sp="%r15";
  64
  65 $stdframe=16*$SIZE_T+4*8;
  66 $frame=$stdframe+16*4;
  67
  68 sub Xupdate {
  69 my $i=shift;
  70
  71 $code.=<<___ if ($i==15);
  72         lg      $prefetch,$stdframe($sp)        ### Xupdate(16) warm-up
  73         lr      $X[0],$X[2]
  74 ___
  75 return if ($i&1);       # Xupdate is vectorized and executed every 2nd cycle
  76 $code.=<<___ if ($i<16);
  77         lg      $X[0],`$i*4`($inp)      ### Xload($i)
  78         rllg    $X[1],$X[0],32
  79 ___
  80 $code.=<<___ if ($i>=16);
  81         xgr     $X[0],$prefetch         ### Xupdate($i)
  82         lg      $prefetch,`$stdframe+4*(($i+2)%16)`($sp)
  83         xg      $X[0],`$stdframe+4*(($i+8)%16)`($sp)
  84         xgr     $X[0],$prefetch
  85         rll     $X[0],$X[0],1
  86         rllg    $X[1],$X[0],32
  87         rll     $X[1],$X[1],1
  88         rllg    $X[0],$X[1],32
  89         lr      $X[2],$X[1]             # feedback
  90 ___
  91 $code.=<<___ if ($i<=70);
  92         stg     $X[0],`$stdframe+4*($i%16)`($sp)
  93 ___
  94 unshift(@X,pop(@X));
  95 }
  96
  97 sub BODY_00_19 {
  98 my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
  99 my $xi=$X[1];
 100
 101         &Xupdate($i);
 102 $code.=<<___;
 103         alr     $e,$K           ### $i
 104         rll     $t1,$a,5
 105         lr      $t0,$d
 106         xr      $t0,$c
 107         alr     $e,$t1
 108         nr      $t0,$b
 109         alr     $e,$xi
 110         xr      $t0,$d
 111         rll     $b,$b,30
 112         alr     $e,$t0
 113 ___
 114 }
 115
 116 sub BODY_20_39 {
 117 my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
 118 my $xi=$X[1];
 119
 120         &Xupdate($i);
 121 $code.=<<___;
 122         alr     $e,$K           ### $i
 123         rll     $t1,$a,5
 124         lr      $t0,$b
 125         alr     $e,$t1
 126         xr      $t0,$c
 127         alr     $e,$xi
 128         xr      $t0,$d
 129         rll     $b,$b,30
 130         alr     $e,$t0
 131 ___
 132 }
 133
 134 sub BODY_40_59 {
 135 my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
 136 my $xi=$X[1];
 137
 138         &Xupdate($i);
 139 $code.=<<___;
 140         alr     $e,$K           ### $i
 141         rll     $t1,$a,5
 142         lr      $t0,$b
 143         alr     $e,$t1
 144         or      $t0,$c
 145         lr      $t1,$b
 146         nr      $t0,$d
 147         nr      $t1,$c
 148         alr     $e,$xi
 149         or      $t0,$t1
 150         rll     $b,$b,30
 151         alr     $e,$t0
 152 ___
 153 }
 154
 155 $code.=<<___;
 156 .text
 157 .align  64
 158 .type   Ktable,\@object
 159 Ktable: .long   0x5a827999,0x6ed9eba1,0x8f1bbcdc,0xca62c1d6
 160         .skip   48      #.long  0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
 161 .size   Ktable,.-Ktable
 162 .globl  sha1_block_data_order
 163 .type   sha1_block_data_order,\@function
 164 sha1_block_data_order:
 165 ___
 166 $code.=<<___ if ($kimdfunc);
 167         larl    %r1,OPENSSL_s390xcap_P
 168         lg      %r0,0(%r1)
 169         tmhl    %r0,0x4000      # check for message-security assist
 170         jz      .Lsoftware
 171         lg      %r0,16(%r1)     # check kimd capabilities
 172         tmhh    %r0,`0x8000>>$kimdfunc`
 173         jz      .Lsoftware
 174         lghi    %r0,$kimdfunc
 175         lgr     %r1,$ctx
 176         lgr     %r2,$inp
 177         sllg    %r3,$len,6
 178         .long   0xb93e0002      # kimd %r0,%r2
 179         brc     1,.-4           # pay attention to "partial completion"
 180         br      %r14
 181 .align  16
 182 .Lsoftware:
 183 ___
 184 $code.=<<___;
 185         lghi    %r1,-$frame
 186         st${g}  $ctx,`2*$SIZE_T`($sp)
 187         stm${g} %r6,%r15,`6*$SIZE_T`($sp)
 188         lgr     %r0,$sp
 189         la      $sp,0(%r1,$sp)
 190         st${g}  %r0,0($sp)
 191
 192         larl    $t0,Ktable
 193         llgf    $A,0($ctx)
 194         llgf    $B,4($ctx)
 195         llgf    $C,8($ctx)
 196         llgf    $D,12($ctx)
 197         llgf    $E,16($ctx)
 198
 199         lg      $K_00_39,0($t0)
 200         lg      $K_40_79,8($t0)
 201
 202 .Lloop:
 203         rllg    $K_00_39,$K_00_39,32
 204 ___
 205 for ($i=0;$i<20;$i++)   { &BODY_00_19($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
 206 $code.=<<___;
 207         rllg    $K_00_39,$K_00_39,32
 208 ___
 209 for (;$i<40;$i++)       { &BODY_20_39($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
 210 $code.=<<___;   $K=$K_40_79;
 211         rllg    $K_40_79,$K_40_79,32
 212 ___
 213 for (;$i<60;$i++)       { &BODY_40_59($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
 214 $code.=<<___;
 215         rllg    $K_40_79,$K_40_79,32
 216 ___
 217 for (;$i<80;$i++)       { &BODY_20_39($i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
 218 $code.=<<___;
 219
 220         l${g}   $ctx,`$frame+2*$SIZE_T`($sp)
 221         la      $inp,64($inp)
 222         al      $A,0($ctx)
 223         al      $B,4($ctx)
 224         al      $C,8($ctx)
 225         al      $D,12($ctx)
 226         al      $E,16($ctx)
 227         st      $A,0($ctx)
 228         st      $B,4($ctx)
 229         st      $C,8($ctx)
 230         st      $D,12($ctx)
 231         st      $E,16($ctx)
 232         brct${g} $len,.Lloop
 233
 234         lm${g}  %r6,%r15,`$frame+6*$SIZE_T`($sp)
 235         br      %r14
 236 .size   sha1_block_data_order,.-sha1_block_data_order
 237 .string "SHA1 block transform for s390x, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
 238 .comm   OPENSSL_s390xcap_P,80,8
 239 ___
 240
 241 $code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval $1/gem;
 242
 243 print $code;
 244 close STDOUT;