s390x assembler pack update.
[openssl.git] / crypto / aes / asm / aes-s390x.pl
index 573333c..6ee2097 100644 (file)
 # Implement AES_set_[en|de]crypt_key. Key schedule setup is avoided
 # for 128-bit keys, if hardware support is detected.
 
+# Januray 2009.
+#
+# Add support for hardware AES192/256 and reschedule instructions to
+# minimize/avoid Address Generation Interlock hazard and to favour
+# dual-issue z10 pipeline. This gave ~25% improvement on z10. The gain
+# should be larger on earlier CPUs, because being dual-issue z10 makes
+# it improssible to eliminate the interlock condition, critial path is
+# not long enough. Yet z10 spends ~24 cycles per byte processed with
+# 128-bit key.
+#
+# Unlike previous version hardware support detection takes place only
+# at the moment of key schedule setup, which is denoted in key->rounds.
+# This is done, because deferred key setup can't be made MT-safe, not
+# for key lengthes longer than 128 bits.
+#
+# Add AES_cbc_encrypt, which gives incredible performance improvement,
+# it was measured to be ~6.6x. It's less than previously mentioned 8x,
+# because software implementation was optimized.
+
 $softonly=0;   # allow hardware support
 
-$t1="%r0";
-$t2="%r1";
-$t3="%r2";     $inp="%r2";
-$out="%r3";    $mask="%r3";    $bits="%r3";
+$t0="%r0";     $mask="%r0";
+$t1="%r1";
+$t2="%r2";     $inp="%r2";
+$t3="%r3";     $out="%r3";     $bits="%r3";
 $key="%r4";
 $i1="%r5";
 $i2="%r6";
@@ -59,7 +78,7 @@ $code=<<___;
 .text
 
 .type  AES_Te,\@object
-.align 64
+.align 256
 AES_Te:
 ___
 &_data_word(
@@ -165,6 +184,7 @@ $code.=<<___;
 .long  0x01000000, 0x02000000, 0x04000000, 0x08000000
 .long  0x10000000, 0x20000000, 0x40000000, 0x80000000
 .long  0x1B000000, 0x36000000, 0, 0, 0, 0, 0, 0
+.align 256
 .size  AES_Te,.-AES_Te
 
 # void AES_encrypt(const unsigned char *inp, unsigned char *out,
@@ -172,49 +192,32 @@ $code.=<<___;
 .globl AES_encrypt
 .type  AES_encrypt,\@function
 AES_encrypt:
-       stg     $ra,112($sp)
 ___
 $code.=<<___ if (!$softonly);
-       lghi    %r0,10
-       c       %r0,240($key)
-       jne     .Lesoft
-       lghi    %r0,0           # query capability vector
-       la      %r1,16($sp)
-       .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
-       lg      %r0,16($sp)
-       tmhl    %r0,`0x8000>>2`
-       jz      .Lesoft128
-       lghi    %r0,`0x00|0x12` # encrypt AES-128
+       l       %r0,240($key)
+       lhi     %r1,16
+       clr     %r0,%r1
+       jl      .Lesoft
+
        la      %r1,0($key)
        #la     %r2,0($inp)
        la      %r4,0($out)
        lghi    %r3,16          # single block length
        .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
-       bcr     8,%r14          # return if done
-       la      $out,0(%r4)     # restore arguments
-       la      $key,0(%r1)
-.Lesoft128:
-       lghi    %r0,0
-       c       %r0,236($key)
-       je      .Lesoft
-       stmg    $inp,$key,16($sp)
-       la      $inp,0($key)
-       lghi    $bits,128
-       bras    $ra,.Lekey_internal     # postponed key schedule setup
-       lmg     $inp,$key,16($sp)
+       brc     1,.-4           # can this happen?
+       br      %r14
+.align 64
 .Lesoft:
 ___
 $code.=<<___;
-       stmg    %r3,%r13,24($sp)
-
-       larl    $tbl,AES_Te
+       stmg    %r3,$ra,24($sp)
 
        llgf    $s0,0($inp)
        llgf    $s1,4($inp)
        llgf    $s2,8($inp)
        llgf    $s3,12($inp)
 
-       llill   $mask,`0xff<<3`
+       larl    $tbl,AES_Te
        bras    $ra,_s390x_AES_encrypt
 
        lg      $out,24($sp)
@@ -230,26 +233,25 @@ $code.=<<___;
 .type   _s390x_AES_encrypt,\@function
 .align 16
 _s390x_AES_encrypt:
+       stg     $ra,152($sp)
        x       $s0,0($key)
        x       $s1,4($key)
        x       $s2,8($key)
        x       $s3,12($key)
        l       $rounds,240($key)
+       llill   $mask,`0xff<<3`
        aghi    $rounds,-1
-
+       j       .Lenc_loop
+.align 16
 .Lenc_loop:
-       sllg    $i1,$s0,`0+3`
-       srlg    $i2,$s0,`8-3`
-       srlg    $i3,$s0,`16-3`
+       sllg    $t1,$s0,`0+3`
+       srlg    $t2,$s0,`8-3`
+       srlg    $t3,$s0,`16-3`
        srl     $s0,`24-3`
        nr      $s0,$mask
-       ngr     $i1,$mask
-       nr      $i2,$mask
-       nr      $i3,$mask
-       l       $s0,0($s0,$tbl) # Te0[s0>>24]
-       l       $t1,1($i1,$tbl) # Te3[s0>>0]
-       l       $t2,2($i2,$tbl) # Te2[s0>>8]
-       l       $t3,3($i3,$tbl) # Te1[s0>>16]
+       ngr     $t1,$mask
+       nr      $t2,$mask
+       nr      $t3,$mask
 
        srlg    $i1,$s1,`16-3`  # i0
        sllg    $i2,$s1,`0+3`
@@ -259,72 +261,84 @@ _s390x_AES_encrypt:
        nr      $s1,$mask
        ngr     $i2,$mask
        nr      $i3,$mask
+
+       l       $s0,0($s0,$tbl) # Te0[s0>>24]
+       l       $t1,1($t1,$tbl) # Te3[s0>>0]
+       l       $t2,2($t2,$tbl) # Te2[s0>>8]
+       l       $t3,3($t3,$tbl) # Te1[s0>>16]
+
        x       $s0,3($i1,$tbl) # Te1[s1>>16]
        l       $s1,0($s1,$tbl) # Te0[s1>>24]
        x       $t2,1($i2,$tbl) # Te3[s1>>0]
        x       $t3,2($i3,$tbl) # Te2[s1>>8]
-       xr      $s1,$t1
 
        srlg    $i1,$s2,`8-3`   # i0
        srlg    $i2,$s2,`16-3`  # i1
-       sllg    $i3,$s2,`0+3`
-       srl     $s2,`24-3`
        nr      $i1,$mask
        nr      $i2,$mask
+       sllg    $i3,$s2,`0+3`
+       srl     $s2,`24-3`
        nr      $s2,$mask
        ngr     $i3,$mask
+
+       xr      $s1,$t1
+       srlg    $ra,$s3,`8-3`   # i1
+       sllg    $t1,$s3,`0+3`   # i0
+       nr      $ra,$mask
+       la      $key,16($key)
+       ngr     $t1,$mask
+
        x       $s0,2($i1,$tbl) # Te2[s2>>8]
        x       $s1,3($i2,$tbl) # Te1[s2>>16]
        l       $s2,0($s2,$tbl) # Te0[s2>>24]
        x       $t3,1($i3,$tbl) # Te3[s2>>0]
-       xr      $s2,$t2
 
-       sllg    $i1,$s3,`0+3`   # i0
-       srlg    $i2,$s3,`8-3`   # i1
        srlg    $i3,$s3,`16-3`  # i2
+       xr      $s2,$t2
        srl     $s3,`24-3`
-       ngr     $i1,$mask
-       nr      $i2,$mask
        nr      $i3,$mask
        nr      $s3,$mask
-       x       $s0,1($i1,$tbl) # Te3[s3>>0]
-       x       $s1,2($i2,$tbl) # Te2[s3>>8]
-       x       $s2,3($i3,$tbl) # Te1[s3>>16]
-       l       $s3,0($s3,$tbl) # Te0[s3>>24]
-       xr      $s3,$t3
 
-       la      $key,16($key)
        x       $s0,0($key)
        x       $s1,4($key)
        x       $s2,8($key)
-       x       $s3,12($key)
+       x       $t3,12($key)
+
+       x       $s0,1($t1,$tbl) # Te3[s3>>0]
+       x       $s1,2($ra,$tbl) # Te2[s3>>8]
+       x       $s2,3($i3,$tbl) # Te1[s3>>16]
+       l       $s3,0($s3,$tbl) # Te0[s3>>24]
+       xr      $s3,$t3
 
        brct    $rounds,.Lenc_loop
+       .align  16
 
-       sllg    $i1,$s0,`0+3`
-       srlg    $i2,$s0,`8-3`
-       srlg    $i3,$s0,`16-3`
+       sllg    $t1,$s0,`0+3`
+       srlg    $t2,$s0,`8-3`
+       ngr     $t1,$mask
+       srlg    $t3,$s0,`16-3`
        srl     $s0,`24-3`
        nr      $s0,$mask
-       ngr     $i1,$mask
-       nr      $i2,$mask
-       nr      $i3,$mask
-       llgc    $s0,2($s0,$tbl) # Te4[s0>>24]
-       llgc    $t1,2($i1,$tbl) # Te4[s0>>0]
-       llgc    $t2,2($i2,$tbl) # Te4[s0>>8]
-       llgc    $t3,2($i3,$tbl) # Te4[s0>>16]
-       sll     $s0,24
-       sll     $t2,8
-       sll     $t3,16
+       nr      $t2,$mask
+       nr      $t3,$mask
 
        srlg    $i1,$s1,`16-3`  # i0
        sllg    $i2,$s1,`0+3`
+       ngr     $i2,$mask
        srlg    $i3,$s1,`8-3`
        srl     $s1,`24-3`
        nr      $i1,$mask
        nr      $s1,$mask
-       ngr     $i2,$mask
        nr      $i3,$mask
+
+       llgc    $s0,2($s0,$tbl) # Te4[s0>>24]
+       llgc    $t1,2($t1,$tbl) # Te4[s0>>0]
+       sll     $s0,24
+       llgc    $t2,2($t2,$tbl) # Te4[s0>>8]
+       llgc    $t3,2($t3,$tbl) # Te4[s0>>16]
+       sll     $t2,8
+       sll     $t3,16
+
        llgc    $i1,2($i1,$tbl) # Te4[s1>>16]
        llgc    $s1,2($s1,$tbl) # Te4[s1>>24]
        llgc    $i2,2($i2,$tbl) # Te4[s1>>0]
@@ -339,34 +353,40 @@ _s390x_AES_encrypt:
        
        srlg    $i1,$s2,`8-3`   # i0
        srlg    $i2,$s2,`16-3`  # i1
-       sllg    $i3,$s2,`0+3`
-       srl     $s2,`24-3`
        nr      $i1,$mask
        nr      $i2,$mask
-       nr      $s2,$mask
+       sllg    $i3,$s2,`0+3`
+       srl     $s2,`24-3`
        ngr     $i3,$mask
+       nr      $s2,$mask
+
+       sllg    $t1,$s3,`0+3`   # i0
+       srlg    $ra,$s3,`8-3`   # i1
+       ngr     $t1,$mask
+
        llgc    $i1,2($i1,$tbl) # Te4[s2>>8]
        llgc    $i2,2($i2,$tbl) # Te4[s2>>16]
+       sll     $i1,8
        llgc    $s2,2($s2,$tbl) # Te4[s2>>24]
        llgc    $i3,2($i3,$tbl) # Te4[s2>>0]
-       sll     $i1,8
        sll     $i2,16
+       nr      $ra,$mask
        sll     $s2,24
        or      $s0,$i1
        or      $s1,$i2
        or      $s2,$t2
        or      $t3,$i3
 
-       sllg    $i1,$s3,`0+3`   # i0
-       srlg    $i2,$s3,`8-3`   # i1
        srlg    $i3,$s3,`16-3`  # i2
        srl     $s3,`24-3`
-       ngr     $i1,$mask
-       nr      $i2,$mask
        nr      $i3,$mask
        nr      $s3,$mask
-       llgc    $i1,2($i1,$tbl) # Te4[s3>>0]
-       llgc    $i2,2($i2,$tbl) # Te4[s3>>8]
+
+       l       $t0,16($key)
+       l       $t2,20($key)
+
+       llgc    $i1,2($t1,$tbl) # Te4[s3>>0]
+       llgc    $i2,2($ra,$tbl) # Te4[s3>>8]
        llgc    $i3,2($i3,$tbl) # Te4[s3>>16]
        llgc    $s3,2($s3,$tbl) # Te4[s3>>24]
        sll     $i2,8
@@ -377,8 +397,9 @@ _s390x_AES_encrypt:
        or      $s2,$i3
        or      $s3,$t3
 
-       x       $s0,16($key)
-       x       $s1,20($key)
+       lg      $ra,152($sp)
+       xr      $s0,$t0
+       xr      $s1,$t2
        x       $s2,24($key)
        x       $s3,28($key)
 
@@ -388,7 +409,7 @@ ___
 
 $code.=<<___;
 .type  AES_Td,\@object
-.align 64
+.align 256
 AES_Td:
 ___
 &_data_word(
@@ -497,50 +518,32 @@ $code.=<<___;
 .globl AES_decrypt
 .type  AES_decrypt,\@function
 AES_decrypt:
-       stg     $ra,112($sp)
 ___
 $code.=<<___ if (!$softonly);
-       lghi    %r0,10
-       c       %r0,240($key)
-       jne     .Ldsoft
-       lghi    %r0,0           # query capability vector
-       la      %r1,16($sp)
-       .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
-       lg      %r0,16($sp)
-       tmhl    %r0,`0x8000>>2`
-       jz      .Ldsoft128
-       lghi    %r0,`0x80|0x12` # decrypt AES-128
-       la      %r1,160($key)
+       l       %r0,240($key)
+       lhi     %r1,16
+       clr     %r0,%r1
+       jl      .Ldsoft
+
+       la      %r1,0($key)
        #la     %r2,0($inp)
        la      %r4,0($out)
        lghi    %r3,16          # single block length
        .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
-       bcr     8,%r14          # return if done
-       la      $out,0(%r4)     # restore arguments
-       lghi    $key,-160
-       la      $key,0($key,%r1)
-.Ldsoft128:
-       lghi    %r0,0
-       c       %r0,236($key)
-       je      .Ldsoft
-       stmg    $inp,$key,16($sp)
-       la      $inp,160($key)
-       lghi    $bits,128
-       bras    $ra,.Ldkey_internal     # postponed key schedule setup
-       lmg     $inp,$key,16($sp)
+       brc     1,.-4           # can this happen?
+       br      %r14
+.align 64
 .Ldsoft:
 ___
 $code.=<<___;
-       stmg    %r3,%r13,24($sp)
-
-       larl    $tbl,AES_Td
+       stmg    %r3,$ra,24($sp)
 
        llgf    $s0,0($inp)
        llgf    $s1,4($inp)
        llgf    $s2,8($inp)
        llgf    $s3,12($inp)
 
-       llill   $mask,`0xff<<3`
+       larl    $tbl,AES_Td
        bras    $ra,_s390x_AES_decrypt
 
        lg      $out,24($sp)
@@ -556,26 +559,25 @@ $code.=<<___;
 .type   _s390x_AES_decrypt,\@function
 .align 16
 _s390x_AES_decrypt:
+       stg     $ra,152($sp)
        x       $s0,0($key)
        x       $s1,4($key)
        x       $s2,8($key)
        x       $s3,12($key)
        l       $rounds,240($key)
+       llill   $mask,`0xff<<3`
        aghi    $rounds,-1
-
+       j       .Ldec_loop
+.align 16
 .Ldec_loop:
-       srlg    $i1,$s0,`16-3`
-       srlg    $i2,$s0,`8-3`
-       sllg    $i3,$s0,`0+3`
+       srlg    $t1,$s0,`16-3`
+       srlg    $t2,$s0,`8-3`
+       sllg    $t3,$s0,`0+3`
        srl     $s0,`24-3`
        nr      $s0,$mask
-       nr      $i1,$mask
-       nr      $i2,$mask
-       ngr     $i3,$mask
-       l       $s0,0($s0,$tbl) # Td0[s0>>24]
-       l       $t1,3($i1,$tbl) # Td1[s0>>16]
-       l       $t2,2($i2,$tbl) # Td2[s0>>8]
-       l       $t3,1($i3,$tbl) # Td3[s0>>0]
+       nr      $t1,$mask
+       nr      $t2,$mask
+       ngr     $t3,$mask
 
        sllg    $i1,$s1,`0+3`   # i0
        srlg    $i2,$s1,`16-3`
@@ -585,11 +587,16 @@ _s390x_AES_decrypt:
        nr      $s1,$mask
        nr      $i2,$mask
        nr      $i3,$mask
+
+       l       $s0,0($s0,$tbl) # Td0[s0>>24]
+       l       $t1,3($t1,$tbl) # Td1[s0>>16]
+       l       $t2,2($t2,$tbl) # Td2[s0>>8]
+       l       $t3,1($t3,$tbl) # Td3[s0>>0]
+
        x       $s0,1($i1,$tbl) # Td3[s1>>0]
        l       $s1,0($s1,$tbl) # Td0[s1>>24]
        x       $t2,3($i2,$tbl) # Td1[s1>>16]
        x       $t3,2($i3,$tbl) # Td2[s1>>8]
-       xr      $s1,$t1
 
        srlg    $i1,$s2,`8-3`   # i0
        sllg    $i2,$s2,`0+3`   # i1
@@ -599,69 +606,72 @@ _s390x_AES_decrypt:
        ngr     $i2,$mask
        nr      $s2,$mask
        nr      $i3,$mask
+
+       xr      $s1,$t1
+       srlg    $ra,$s3,`8-3`   # i1
+       srlg    $t1,$s3,`16-3`  # i0
+       nr      $ra,$mask
+       la      $key,16($key)
+       nr      $t1,$mask
+
        x       $s0,2($i1,$tbl) # Td2[s2>>8]
        x       $s1,1($i2,$tbl) # Td3[s2>>0]
        l       $s2,0($s2,$tbl) # Td0[s2>>24]
        x       $t3,3($i3,$tbl) # Td1[s2>>16]
-       xr      $s2,$t2
 
-       srlg    $i1,$s3,`16-3`  # i0
-       srlg    $i2,$s3,`8-3`   # i1
        sllg    $i3,$s3,`0+3`   # i2
        srl     $s3,`24-3`
-       nr      $i1,$mask
-       nr      $i2,$mask
        ngr     $i3,$mask
        nr      $s3,$mask
-       x       $s0,3($i1,$tbl) # Td1[s3>>16]
-       x       $s1,2($i2,$tbl) # Td2[s3>>8]
-       x       $s2,1($i3,$tbl) # Td3[s3>>0]
-       l       $s3,0($s3,$tbl) # Td0[s3>>24]
-       xr      $s3,$t3
 
-       la      $key,16($key)
+       xr      $s2,$t2
        x       $s0,0($key)
        x       $s1,4($key)
        x       $s2,8($key)
-       x       $s3,12($key)
+       x       $t3,12($key)
+
+       x       $s0,3($t1,$tbl) # Td1[s3>>16]
+       x       $s1,2($ra,$tbl) # Td2[s3>>8]
+       x       $s2,1($i3,$tbl) # Td3[s3>>0]
+       l       $s3,0($s3,$tbl) # Td0[s3>>24]
+       xr      $s3,$t3
 
        brct    $rounds,.Ldec_loop
+       .align  16
 
        l       $t1,`2048+0`($tbl)      # prefetch Td4
-       l       $t2,`2048+32`($tbl)
-       l       $t3,`2048+64`($tbl)
-       l       $i1,`2048+96`($tbl)
-       l       $i2,`2048+128`($tbl)
-       l       $i3,`2048+160`($tbl)
-       l       $t1,`2048+192`($tbl)
-       l       $t2,`2048+224`($tbl)
+       l       $t2,`2048+64`($tbl)
+       l       $t3,`2048+128`($tbl)
+       l       $i1,`2048+192`($tbl)
        llill   $mask,0xff
 
        srlg    $i3,$s0,24      # i0
-       srlg    $i1,$s0,16
-       srlg    $i2,$s0,8
+       srlg    $t1,$s0,16
+       srlg    $t2,$s0,8
        nr      $s0,$mask       # i3
-       nr      $i1,$mask
+       nr      $t1,$mask
+
+       srlg    $i1,$s1,24
+       nr      $t2,$mask
+       srlg    $i2,$s1,16
+       srlg    $ra,$s1,8
+       nr      $s1,$mask       # i0
        nr      $i2,$mask
+       nr      $ra,$mask
+
        llgc    $i3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s0>>24]
-       llgc    $t1,2048($i1,$tbl)      # Td4[s0>>16]
-       llgc    $t2,2048($i2,$tbl)      # Td4[s0>>8]
+       llgc    $t1,2048($t1,$tbl)      # Td4[s0>>16]
+       llgc    $t2,2048($t2,$tbl)      # Td4[s0>>8]
+       sll     $t1,16
        llgc    $t3,2048($s0,$tbl)      # Td4[s0>>0]
        sllg    $s0,$i3,24
-       sll     $t1,16
        sll     $t2,8
 
-       srlg    $i1,$s1,24
-       srlg    $i2,$s1,16
-       srlg    $i3,$s1,8
-       nr      $s1,$mask       # i0
-       nr      $i2,$mask
-       nr      $i3,$mask
        llgc    $s1,2048($s1,$tbl)      # Td4[s1>>0]
        llgc    $i1,2048($i1,$tbl)      # Td4[s1>>24]
        llgc    $i2,2048($i2,$tbl)      # Td4[s1>>16]
-       llgc    $i3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s1>>8]
        sll     $i1,24
+       llgc    $i3,2048($ra,$tbl)      # Td4[s1>>8]
        sll     $i2,16
        sll     $i3,8
        or      $s0,$s1
@@ -681,9 +691,8 @@ _s390x_AES_decrypt:
        llgc    $i3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s2>>16]
        sll     $i1,8
        sll     $i2,24
-       sll     $i3,16
        or      $s0,$i1
-       or      $s1,$t1
+       sll     $i3,16
        or      $t2,$i2
        or      $t3,$i3
 
@@ -693,11 +702,17 @@ _s390x_AES_decrypt:
        nr      $s3,$mask       # i2
        nr      $i1,$mask
        nr      $i2,$mask
+
+       lg      $ra,152($sp)
+       or      $s1,$t1
+       l       $t0,16($key)
+       l       $t1,20($key)
+
        llgc    $i1,2048($i1,$tbl)      # Td4[s3>>16]
        llgc    $i2,2048($i2,$tbl)      # Td4[s3>>8]
+       sll     $i1,16
        llgc    $s2,2048($s3,$tbl)      # Td4[s3>>0]
        llgc    $s3,2048($i3,$tbl)      # Td4[s3>>24]
-       sll     $i1,16
        sll     $i2,8
        sll     $s3,24
        or      $s0,$i1
@@ -705,54 +720,72 @@ _s390x_AES_decrypt:
        or      $s2,$t2
        or      $s3,$t3
 
-       x       $s0,16($key)
-       x       $s1,20($key)
+       xr      $s0,$t0
+       xr      $s1,$t1
        x       $s2,24($key)
        x       $s3,28($key)
 
        br      $ra     
 .size  _s390x_AES_decrypt,.-_s390x_AES_decrypt
+___
 
+$code.=<<___;
 # void AES_set_encrypt_key(const unsigned char *in, int bits,
 #               AES_KEY *key) {
 .globl AES_set_encrypt_key
 .type  AES_set_encrypt_key,\@function
 .align 16
 AES_set_encrypt_key:
-       lghi    $t1,0
-       clgr    $inp,$t1
+       lghi    $t0,0
+       clgr    $inp,$t0
        je      .Lminus1
-       clgr    $key,$t1
+       clgr    $key,$t0
        je      .Lminus1
 
-       lghi    $t1,128
-       clr     $bits,$t1
-       je      .Lproceed128
-       lghi    $t1,192
-       clr     $bits,$t1
-       je      .Lekey_internal
-       lghi    $t1,256
-       clr     $bits,$t1
-       je      .Lekey_internal
+       lghi    $t0,128
+       clr     $bits,$t0
+       je      .Lproceed
+       lghi    $t0,192
+       clr     $bits,$t0
+       je      .Lproceed
+       lghi    $t0,256
+       clr     $bits,$t0
+       je      .Lproceed
        lghi    %r2,-2
        br      %r14
 
-.align 4
-.Lproceed128:
+.align 16
+.Lproceed:
 ___
 $code.=<<___ if (!$softonly);
+       # convert bits to km code, [128,192,256]->[18,19,20]
+       lhi     %r5,-128
+       lhi     %r0,18
+       ar      %r5,$bits
+       srl     %r5,6
+       ar      %r5,%r0
+
        lghi    %r0,0           # query capability vector
        la      %r1,16($sp)
-       .long   0xb92e0042      # km %r4,%r2
-       lg      %r0,16($sp)
-       tmhl    %r0,`0x8000>>2`
+       .long   0xb92f0042      # kmc %r4,%r2
+
+       llihh   %r1,0x8000
+       srlg    %r1,%r1,0(%r5)
+       ng      %r1,16($sp)
        jz      .Lekey_internal
 
-       lmg     $t1,$t2,0($inp) # just copy 128 bits...
-       stmg    $t1,$t2,0($key)
-       lghi    $t1,10
-       st      $t1,236($key)   # ... postpone key setup
-       st      $t1,240($key)
+       lmg     %r0,%r1,0($inp) # just copy 128 bits...
+       stmg    %r0,%r1,0($key)
+       lhi     %r0,192
+       cr      $bits,%r0
+       jl      1f
+       lg      %r1,16($inp)
+       stg     %r1,16($key)
+       je      1f
+       lg      %r1,24($inp)
+       stg     %r1,24($key)
+1:     st      $bits,236($key) # save bits
+       st      %r5,240($key)   # save km code
        lghi    %r2,0
        br      %r14
 ___
@@ -771,18 +804,15 @@ $code.=<<___;
        st      $s1,4($key)
        st      $s2,8($key)
        st      $s3,12($key)
-       lghi    $t1,128
-       cr      $bits,$t1
+       lghi    $t0,128
+       cr      $bits,$t0
        jne     .Lnot128
 
        llill   $mask,0xff
        lghi    $t3,0                   # i=0
        lghi    $rounds,10
-       st      $t3,236($key)           # mark as set up
        st      $rounds,240($key)
 
-.align 8
-.L128_loop:
        llgfr   $t2,$s3                 # temp=rk[3]
        srlg    $i1,$s3,8
        srlg    $i2,$s3,16
@@ -790,6 +820,9 @@ $code.=<<___;
        nr      $t2,$mask
        nr      $i1,$mask
        nr      $i2,$mask
+
+.align 16
+.L128_loop:
        la      $t2,0($t2,$tbl)
        la      $i1,0($i1,$tbl)
        la      $i2,0($i2,$tbl)
@@ -803,6 +836,15 @@ $code.=<<___;
        xr      $s1,$s0                 # rk[5]=rk[1]^rk[4]
        xr      $s2,$s1                 # rk[6]=rk[2]^rk[5]
        xr      $s3,$s2                 # rk[7]=rk[3]^rk[6]
+
+       llgfr   $t2,$s3                 # temp=rk[3]
+       srlg    $i1,$s3,8
+       srlg    $i2,$s3,16
+       nr      $t2,$mask
+       nr      $i1,$mask
+       srlg    $i3,$s3,24
+       nr      $i2,$mask
+
        st      $s0,16($key)
        st      $s1,20($key)
        st      $s2,24($key)
@@ -814,14 +856,14 @@ $code.=<<___;
        lmg     %r6,%r13,48($sp)
        br      $ra
 
-.align 4
+.align 16
 .Lnot128:
-       llgf    $t1,16($inp)
-       llgf    $t2,20($inp)
-       st      $t1,16($key)
-       st      $t2,20($key)
-       lghi    $t1,192
-       cr      $bits,$t1
+       llgf    $t0,16($inp)
+       llgf    $t1,20($inp)
+       st      $t0,16($key)
+       st      $t1,20($key)
+       lghi    $t0,192
+       cr      $bits,$t0
        jne     .Lnot192
 
        llill   $mask,0xff
@@ -830,27 +872,29 @@ $code.=<<___;
        st      $rounds,240($key)
        lghi    $rounds,8
 
-.align 8
-.L192_loop:
-       srlg    $i1,$t2,8
-       srlg    $i2,$t2,16
-       srlg    $i3,$t2,24
-       nr      $t2,$mask
+       srlg    $i1,$t1,8
+       srlg    $i2,$t1,16
+       srlg    $i3,$t1,24
+       nr      $t1,$mask
        nr      $i1,$mask
        nr      $i2,$mask
-       la      $t2,0($t2,$tbl)
+
+.align 16
+.L192_loop:
+       la      $t1,0($t1,$tbl)
        la      $i1,0($i1,$tbl)
        la      $i2,0($i2,$tbl)
        la      $i3,0($i3,$tbl)
-       icm     $t2,2,0($t2)            # Te4[rk[5]>>0]<<8
-       icm     $t2,4,0($i1)            # Te4[rk[5]>>8]<<16
-       icm     $t2,8,0($i2)            # Te4[rk[5]>>16]<<24
-       icm     $t2,1,0($i3)            # Te4[rk[5]>>24]
-       x       $t2,256($t3,$tbl)       # rcon[i]
-       xr      $s0,$t2                 # rk[6]=rk[0]^...
+       icm     $t1,2,0($t1)            # Te4[rk[5]>>0]<<8
+       icm     $t1,4,0($i1)            # Te4[rk[5]>>8]<<16
+       icm     $t1,8,0($i2)            # Te4[rk[5]>>16]<<24
+       icm     $t1,1,0($i3)            # Te4[rk[5]>>24]
+       x       $t1,256($t3,$tbl)       # rcon[i]
+       xr      $s0,$t1                 # rk[6]=rk[0]^...
        xr      $s1,$s0                 # rk[7]=rk[1]^rk[6]
        xr      $s2,$s1                 # rk[8]=rk[2]^rk[7]
        xr      $s3,$s2                 # rk[9]=rk[3]^rk[8]
+
        st      $s0,24($key)
        st      $s1,28($key)
        st      $s2,32($key)
@@ -859,47 +903,57 @@ $code.=<<___;
        lghi    %r2,0
        lmg     %r6,%r13,48($sp)
        br      $ra
-.align 4
+
+.align 16
 .L192_continue:
-       lgr     $t2,$s3
-       x       $t2,16($key)            # rk[10]=rk[4]^rk[9]
-       st      $t2,40($key)
-       x       $t2,20($key)            # rk[11]=rk[5]^rk[10]
-       st      $t2,44($key)
+       lgr     $t1,$s3
+       x       $t1,16($key)            # rk[10]=rk[4]^rk[9]
+       st      $t1,40($key)
+       x       $t1,20($key)            # rk[11]=rk[5]^rk[10]
+       st      $t1,44($key)
+
+       srlg    $i1,$t1,8
+       srlg    $i2,$t1,16
+       srlg    $i3,$t1,24
+       nr      $t1,$mask
+       nr      $i1,$mask
+       nr      $i2,$mask
+
        la      $key,24($key)           # key+=6
        la      $t3,4($t3)              # i++
        j       .L192_loop
 
-.align 4
+.align 16
 .Lnot192:
-       llgf    $t1,24($inp)
-       llgf    $t2,28($inp)
-       st      $t1,24($key)
-       st      $t2,28($key)
+       llgf    $t0,24($inp)
+       llgf    $t1,28($inp)
+       st      $t0,24($key)
+       st      $t1,28($key)
        llill   $mask,0xff
        lghi    $t3,0                   # i=0
        lghi    $rounds,14
        st      $rounds,240($key)
        lghi    $rounds,7
 
-.align 8
-.L256_loop:
-       srlg    $i1,$t2,8
-       srlg    $i2,$t2,16
-       srlg    $i3,$t2,24
-       nr      $t2,$mask
+       srlg    $i1,$t1,8
+       srlg    $i2,$t1,16
+       srlg    $i3,$t1,24
+       nr      $t1,$mask
        nr      $i1,$mask
        nr      $i2,$mask
-       la      $t2,0($t2,$tbl)
+
+.align 16
+.L256_loop:
+       la      $t1,0($t1,$tbl)
        la      $i1,0($i1,$tbl)
        la      $i2,0($i2,$tbl)
        la      $i3,0($i3,$tbl)
-       icm     $t2,2,0($t2)            # Te4[rk[7]>>0]<<8
-       icm     $t2,4,0($i1)            # Te4[rk[7]>>8]<<16
-       icm     $t2,8,0($i2)            # Te4[rk[7]>>16]<<24
-       icm     $t2,1,0($i3)            # Te4[rk[7]>>24]
-       x       $t2,256($t3,$tbl)       # rcon[i]
-       xr      $s0,$t2                 # rk[8]=rk[0]^...
+       icm     $t1,2,0($t1)            # Te4[rk[7]>>0]<<8
+       icm     $t1,4,0($i1)            # Te4[rk[7]>>8]<<16
+       icm     $t1,8,0($i2)            # Te4[rk[7]>>16]<<24
+       icm     $t1,1,0($i3)            # Te4[rk[7]>>24]
+       x       $t1,256($t3,$tbl)       # rcon[i]
+       xr      $s0,$t1                 # rk[8]=rk[0]^...
        xr      $s1,$s0                 # rk[9]=rk[1]^rk[8]
        xr      $s2,$s1                 # rk[10]=rk[2]^rk[9]
        xr      $s3,$s2                 # rk[11]=rk[3]^rk[10]
@@ -911,39 +965,47 @@ $code.=<<___;
        lghi    %r2,0
        lmg     %r6,%r13,48($sp)
        br      $ra
-.align 4
+
+.align 16
 .L256_continue:
-       lgr     $t2,$s3                 # temp=rk[11]
+       lgr     $t1,$s3                 # temp=rk[11]
        srlg    $i1,$s3,8
        srlg    $i2,$s3,16
        srlg    $i3,$s3,24
-       nr      $t2,$mask
+       nr      $t1,$mask
        nr      $i1,$mask
        nr      $i2,$mask
-       la      $t2,0($t2,$tbl)
+       la      $t1,0($t1,$tbl)
        la      $i1,0($i1,$tbl)
        la      $i2,0($i2,$tbl)
        la      $i3,0($i3,$tbl)
-       llgc    $t2,0($t2)              # Te4[rk[11]>>0]
-       icm     $t2,2,0($i1)            # Te4[rk[11]>>8]<<8
-       icm     $t2,4,0($i2)            # Te4[rk[11]>>16]<<16
-       icm     $t2,8,0($i3)            # Te4[rk[11]>>24]<<24
-       x       $t2,16($key)            # rk[12]=rk[4]^...
-       st      $t2,48($key)
-       x       $t2,20($key)            # rk[13]=rk[5]^rk[12]
-       st      $t2,52($key)
-       x       $t2,24($key)            # rk[14]=rk[6]^rk[13]
-       st      $t2,56($key)
-       x       $t2,28($key)            # rk[15]=rk[7]^rk[14]
-       st      $t2,60($key)
+       llgc    $t1,0($t1)              # Te4[rk[11]>>0]
+       icm     $t1,2,0($i1)            # Te4[rk[11]>>8]<<8
+       icm     $t1,4,0($i2)            # Te4[rk[11]>>16]<<16
+       icm     $t1,8,0($i3)            # Te4[rk[11]>>24]<<24
+       x       $t1,16($key)            # rk[12]=rk[4]^...
+       st      $t1,48($key)
+       x       $t1,20($key)            # rk[13]=rk[5]^rk[12]
+       st      $t1,52($key)
+       x       $t1,24($key)            # rk[14]=rk[6]^rk[13]
+       st      $t1,56($key)
+       x       $t1,28($key)            # rk[15]=rk[7]^rk[14]
+       st      $t1,60($key)
+
+       srlg    $i1,$t1,8
+       srlg    $i2,$t1,16
+       srlg    $i3,$t1,24
+       nr      $t1,$mask
+       nr      $i1,$mask
+       nr      $i2,$mask
 
        la      $key,32($key)           # key+=8
        la      $t3,4($t3)              # i++
        j       .L256_loop
-.align 4
+
 .Lminus1:
        lghi    %r2,-1
-       br      %r14
+       br      $ra
 .size  AES_set_encrypt_key,.-AES_set_encrypt_key
 
 # void AES_set_decrypt_key(const unsigned char *in, int bits,
@@ -961,16 +1023,12 @@ AES_set_decrypt_key:
        bnzr    $ra
 ___
 $code.=<<___ if (!$softonly);
-       lghi    $t1,10
-       c       $t1,240($key)
-       jne     .Lgo
-       lghi    $t1,0
-       c       $t1,236($key)
-       je      .Lgo
-
-       lmg     $t1,$t2,0($key)         # just copy 128 bits otherwise
-       stmg    $t1,$t2,160($key)
-       lghi    %r2,0
+       l       $t0,240($key)
+       lhi     $t1,16
+       cr      $t0,$t1
+       jl      .Lgo
+       oill    $t0,0x80        # set "decrypt" bit
+       st      $t0,240($key)
        br      $ra
 
 .align 16
@@ -988,14 +1046,15 @@ $code.=<<___;
        sllg    $i2,$rounds,4
        la      $i2,0($i2,$key)
        srl     $rounds,1
+       lghi    $t1,-16
 
-.align 8
+.align 16
 .Linv: lmg     $s0,$s1,0($i1)
        lmg     $s2,$s3,0($i2)
        stmg    $s0,$s1,0($i2)
        stmg    $s2,$s3,0($i1)
-       aghi    $i1,16
-       aghi    $i2,-16
+       la      $i1,16($i1)
+       la      $i2,0($t1,$i2)
        brct    $rounds,.Linv
 ___
 $mask80=$i1;
@@ -1006,13 +1065,13 @@ $code.=<<___;
        aghi    $rounds,-1
        sll     $rounds,2       # (rounds-1)*4
        llilh   $mask80,0x8080
-       oill    $mask80,0x8080
        llilh   $mask1b,0x1b1b
-       oill    $mask1b,0x1b1b
        llilh   $maskfe,0xfefe
+       oill    $mask80,0x8080
+       oill    $mask1b,0x1b1b
        oill    $maskfe,0xfefe
 
-.align 8
+.align 16
 .Lmix: l       $s0,16($key)    # tp1
        lr      $s1,$s0
        ngr     $s1,$mask80
@@ -1044,16 +1103,15 @@ $code.=<<___;
        xr      $s1,$s0         # tp2^tp1
        xr      $s2,$s0         # tp4^tp1
        rll     $s0,$s0,24      # = ROTATE(tp1,8)
+       xr      $s2,$s3         # ^=tp8
        xr      $s0,$s1         # ^=tp2^tp1
-       xr      $s0,$s2         # ^=tp4^tp1
-       xr      $s0,$s3         # ^= tp8[^(tp4^tp1)^(tp2^tp1)=tp4^tp2]
        xr      $s1,$s3         # tp2^tp1^tp8
+       xr      $s0,$s2         # ^=tp4^tp1^tp8
        rll     $s1,$s1,8
-       xr      $s0,$s1         # ^= ROTATE(tp8^tp2^tp1,24)
-       xr      $s2,$s3         # tp4^tp1^tp8
        rll     $s2,$s2,16
-       xr      $s0,$s2         # ^= ROTATE(tp8^tp4^tp1,16)
+       xr      $s0,$s1         # ^= ROTATE(tp8^tp2^tp1,24)
        rll     $s3,$s3,24
+       xr      $s0,$s2         # ^= ROTATE(tp8^tp4^tp1,16)
        xr      $s0,$s3         # ^= ROTATE(tp8,8)
 
        st      $s0,16($key)
@@ -1064,6 +1122,210 @@ $code.=<<___;
        lghi    %r2,0
        br      $ra
 .size  AES_set_decrypt_key,.-AES_set_decrypt_key
+___
+
+#void AES_cbc_encrypt(const unsigned char *in, unsigned char *out,
+#                     size_t length, const AES_KEY *key,
+#                     unsigned char *ivec, const int enc)
+{
+my $inp="%r2";
+my $out="%r4"; # length and out are swapped
+my $len="%r3";
+my $key="%r5";
+my $ivp="%r6";
+
+$code.=<<___;
+.globl AES_cbc_encrypt
+.type  AES_cbc_encrypt,\@function
+.align 16
+AES_cbc_encrypt:
+       xgr     %r3,%r4         # flip %r3 and %r4, out and len
+       xgr     %r4,%r3
+       xgr     %r3,%r4
+___
+$code.=<<___ if (!$softonly);
+       lhi     %r0,16
+       cl      %r0,240($key)
+       jh      .Lcbc_software
+
+       lg      %r0,0($ivp)     # copy ivec
+       lg      %r1,8($ivp)
+       stmg    %r0,%r1,16($sp)
+       lmg     %r0,%r1,0($key) # copy key, cover 256 bit
+       stmg    %r0,%r1,32($sp)
+       lmg     %r0,%r1,16($key)
+       stmg    %r0,%r1,48($sp)
+       l       %r0,240($key)   # load kmc code
+       lghi    $key,15         # res=len%16, len-=res;
+       ngr     $key,$len
+       slgr    $len,$key
+       la      %r1,16($sp)     # parameter block - ivec || key
+       jz      .Lkmc_truncated
+       .long   0xb92f0042      # kmc %r4,%r2
+       brc     1,.-4           # pay attention to "partial completion"
+       ltr     $key,$key
+       jnz     .Lkmc_truncated
+.Lkmc_done:
+       lmg     %r0,%r1,16($sp) # copy ivec to caller
+       stg     %r0,0($ivp)
+       stg     %r1,8($ivp)
+       br      $ra
+.align 16
+.Lkmc_truncated:
+       ahi     $key,-1         # it's the way it's encoded in mvc
+       tmll    %r0,0x80
+       jnz     .Lkmc_truncated_dec
+       lghi    %r1,0
+       stg     %r1,128($sp)
+       stg     %r1,136($sp)
+       bras    %r1,1f
+       mvc     128(1,$sp),0($inp)
+1:     ex      $key,0(%r1)
+       la      %r1,16($sp)     # restore parameter block
+       la      $inp,128($sp)
+       lghi    $len,16
+       .long   0xb92f0042      # kmc %r4,%r2
+       j       .Lkmc_done
+.align 16
+.Lkmc_truncated_dec:
+       stg     $out,64($sp)
+       la      $out,128($sp)
+       lghi    $len,16
+       .long   0xb92f0042      # kmc %r4,%r2
+       lg      $out,64($sp)
+       bras    %r1,2f
+       mvc     0(1,$out),128($sp)
+2:     ex      $key,0(%r1)
+       j       .Lkmc_done
+.align 16
+.Lcbc_software:
+___
+$code.=<<___;
+       stmg    $key,$ra,40($sp)
+       lhi     %r0,0
+       cl      %r0,164($sp)
+       je      .Lcbc_decrypt
+
+       larl    $tbl,AES_Te
+
+       llgf    $s0,0($ivp)
+       llgf    $s1,4($ivp)
+       llgf    $s2,8($ivp)
+       llgf    $s3,12($ivp)
+
+       lghi    $t0,16
+       slgr    $len,$t0
+       brc     4,.Lcbc_enc_tail        # if borrow
+.Lcbc_enc_loop:
+       stmg    $inp,$out,16($sp)
+       x       $s0,0($inp)
+       x       $s1,4($inp)
+       x       $s2,8($inp)
+       x       $s3,12($inp)
+       lgr     %r4,$key
+
+       bras    $ra,_s390x_AES_encrypt
+
+       lmg     $inp,$key,16($sp)
+       st      $s0,0($out)
+       st      $s1,4($out)
+       st      $s2,8($out)
+       st      $s3,12($out)
+
+       la      $inp,16($inp)
+       la      $out,16($out)
+       lghi    $t0,16
+       ltgr    $len,$len
+       jz      .Lcbc_enc_done
+       slgr    $len,$t0
+       brc     4,.Lcbc_enc_tail        # if borrow
+       j       .Lcbc_enc_loop
+.align 16
+.Lcbc_enc_done:
+       lg      $ivp,48($sp)
+       st      $s0,0($ivp)
+       st      $s1,4($ivp)     
+       st      $s2,8($ivp)
+       st      $s3,12($ivp)
+
+       lmg     %r7,$ra,56($sp)
+       br      $ra
+
+.align 16
+.Lcbc_enc_tail:
+       aghi    $len,15
+       lghi    $t0,0
+       stg     $t0,128($sp)
+       stg     $t0,136($sp)
+       bras    $t1,3f
+       mvc     128(1,$sp),0($inp)
+3:     ex      $len,0($t1)
+       lghi    $len,0
+       la      $inp,128($sp)
+       j       .Lcbc_enc_loop
+
+.align 16
+.Lcbc_decrypt:
+       larl    $tbl,AES_Td
+
+       lg      $t0,0($ivp)
+       lg      $t1,8($ivp)
+       stmg    $t0,$t1,128($sp)
+
+.Lcbc_dec_loop:
+       stmg    $inp,$out,16($sp)
+       llgf    $s0,0($inp)
+       llgf    $s1,4($inp)
+       llgf    $s2,8($inp)
+       llgf    $s3,12($inp)
+       lgr     %r4,$key
+
+       bras    $ra,_s390x_AES_decrypt
+
+       lmg     $inp,$key,16($sp)
+       sllg    $s0,$s0,32
+       sllg    $s2,$s2,32
+       lr      $s0,$s1
+       lr      $s2,$s3
+
+       lg      $t0,0($inp)
+       lg      $t1,8($inp)
+       xg      $s0,128($sp)
+       xg      $s2,136($sp)
+       lghi    $s1,16
+       slgr    $len,$s1
+       brc     4,.Lcbc_dec_tail        # if borrow
+       brc     2,.Lcbc_dec_done        # if zero
+       stg     $s0,0($out)
+       stg     $s2,8($out)
+       stmg    $t0,$t1,128($sp)
+
+       la      $inp,16($inp)
+       la      $out,16($out)
+       j       .Lcbc_dec_loop
+
+.Lcbc_dec_done:
+       stg     $s0,0($out)
+       stg     $s2,8($out)
+.Lcbc_dec_exit:
+       lmg     $ivp,$ra,48($sp)
+       stmg    $t0,$t1,0($ivp)
+
+       br      $ra
+
+.align 16
+.Lcbc_dec_tail:
+       aghi    $len,15
+       stg     $s0,128($sp)
+       stg     $s2,136($sp)
+       bras    $s1,4f
+       mvc     0(1,$out),128($sp)
+4:     ex      $len,0($s1)
+       j       .Lcbc_dec_exit
+.size  AES_cbc_encrypt,.-AES_cbc_encrypt
+___
+}
+$code.=<<___;
 .string        "AES for s390x, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
 ___