Add RSAX builtin engine [from HEAD].
authorAndy Polyakov <appro@openssl.org>
Wed, 20 Jul 2011 21:51:33 +0000 (21:51 +0000)
committerAndy Polyakov <appro@openssl.org>
Wed, 20 Jul 2011 21:51:33 +0000 (21:51 +0000)
Configure
TABLE
crypto/bn/Makefile
crypto/bn/asm/modexp512-x86_64.pl [new file with mode: 0644]
crypto/engine/Makefile
crypto/engine/eng_all.c
crypto/engine/eng_rsax.c [new file with mode: 0644]
crypto/engine/engine.h

index dcaaa25..b6a0021 100755 (executable)
--- a/Configure
+++ b/Configure
@@ -127,7 +127,7 @@ my $x86_asm="x86cpuid.o:bn-586.o co-586.o x86-mont.o:des-586.o crypt586.o:aes-58
 
 my $x86_elf_asm="$x86_asm:elf";
 
-my $x86_64_asm="x86_64cpuid.o:x86_64-gcc.o x86_64-mont.o::aes-x86_64.o aesni-x86_64.o::md5-x86_64.o:sha1-x86_64.o sha256-x86_64.o sha512-x86_64.o::rc4-x86_64.o:::wp-x86_64.o:cmll-x86_64.o cmll_misc.o";
+my $x86_64_asm="x86_64cpuid.o:x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o::aes-x86_64.o aesni-x86_64.o::md5-x86_64.o:sha1-x86_64.o sha256-x86_64.o sha512-x86_64.o::rc4-x86_64.o:::wp-x86_64.o:cmll-x86_64.o cmll_misc.o";
 my $ia64_asm="ia64cpuid.o:bn-ia64.o::aes_core.o aes_cbc.o aes-ia64.o::md5-ia64.o:sha1-ia64.o sha256-ia64.o sha512-ia64.o::rc4-ia64.o rc4_skey.o:::::void";
 my $sparcv9_asm="sparcv9cap.o sparccpuid.o:bn-sparcv9.o sparcv9-mont.o sparcv9a-mont.o:des_enc-sparc.o fcrypt_b.o:aes_core.o aes_cbc.o aes-sparcv9.o:::sha1-sparcv9.o sha256-sparcv9.o sha512-sparcv9.o:::::::void";
 my $sparcv8_asm=":sparcv8.o:des_enc-sparc.o fcrypt_b.o:::::::::::void";
diff --git a/TABLE b/TABLE
index d318c5d..acb1e0d 100644 (file)
--- a/TABLE
+++ b/TABLE
@@ -288,7 +288,7 @@ $sys_id       =
 $lflags       = 
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -1342,7 +1342,7 @@ $sys_id       = MACOSX
 $lflags       = -Wl,-search_paths_first%
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHAR RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -2241,7 +2241,7 @@ $sys_id       =
 $lflags       = -ldl
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -2427,7 +2427,7 @@ $sys_id       =
 $lflags       = -ldl
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -2489,7 +2489,7 @@ $sys_id       =
 $lflags       = -ldl
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -3946,7 +3946,7 @@ $sys_id       =
 $lflags       = -ldl
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -4039,7 +4039,7 @@ $sys_id       = MINGW64
 $lflags       = -lws2_32 -lgdi32 -lcrypt32
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT RC4_CHUNK_LL DES_INT EXPORT_VAR_AS_FN
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -4969,7 +4969,7 @@ $sys_id       =
 $lflags       = -lsocket -lnsl -ldl
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
@@ -5000,7 +5000,7 @@ $sys_id       =
 $lflags       = -lsocket -lnsl -ldl
 $bn_ops       = SIXTY_FOUR_BIT_LONG RC4_CHUNK DES_INT DES_UNROLL
 $cpuid_obj    = x86_64cpuid.o
-$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o
+$bn_obj       = x86_64-gcc.o x86_64-mont.o modexp512-x86_64.o
 $des_obj      = 
 $aes_obj      = aes-x86_64.o aesni-x86_64.o
 $bf_obj       = 
index b980a30..078ebd4 100644 (file)
@@ -89,6 +89,8 @@ x86_64-gcc.o: asm/x86_64-gcc.c
        $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ asm/x86_64-gcc.c
 x86_64-mont.s: asm/x86_64-mont.pl
        $(PERL) asm/x86_64-mont.pl $(PERLASM_SCHEME) > $@
+modexp512-x86_64.s:    asm/modexp512-x86_64.pl
+       $(PERL) asm/modexp512-x86_64.pl $(PERLASM_SCHEME) > $@
 
 bn-ia64.s:     asm/ia64.S
        $(CC) $(CFLAGS) -E asm/ia64.S > $@
diff --git a/crypto/bn/asm/modexp512-x86_64.pl b/crypto/bn/asm/modexp512-x86_64.pl
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2788fc5
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1496 @@
+#!/usr/bin/env perl
+#
+# Copyright (c) 2010-2011 Intel Corp.
+#   Author: Vinodh.Gopal@intel.com
+#           Jim Guilford
+#           Erdinc.Ozturk@intel.com
+#           Maxim.Perminov@intel.com
+#
+# More information about algorithm used can be found at:
+#   http://www.cse.buffalo.edu/srds2009/escs2009_submission_Gopal.pdf
+#
+# ====================================================================
+# Copyright (c) 2011 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
+#
+# Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+# modification, are permitted provided that the following conditions
+# are met:
+#
+# 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
+#    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
+#
+# 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+#    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
+#    the documentation and/or other materials provided with the
+#    distribution.
+#
+# 3. All advertising materials mentioning features or use of this
+#    software must display the following acknowledgment:
+#    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+#    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
+#
+# 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
+#    endorse or promote products derived from this software without
+#    prior written permission. For written permission, please contact
+#    licensing@OpenSSL.org.
+#
+# 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
+#    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
+#    permission of the OpenSSL Project.
+#
+# 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
+#    acknowledgment:
+#    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+#    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
+#
+# THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
+# EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
+# IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+# PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
+# ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+# SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
+# NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
+# LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
+# HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
+# STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
+# ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
+# OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+# ====================================================================
+
+$flavour = shift;
+$output  = shift;
+if ($flavour =~ /\./) { $output = $flavour; undef $flavour; }
+
+my $win64=0; $win64=1 if ($flavour =~ /[nm]asm|mingw64/ || $output =~ /\.asm$/);
+
+$0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
+( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
+( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
+die "can't locate x86_64-xlate.pl";
+
+open STDOUT,"| $^X $xlate $flavour $output";
+
+use strict;
+my $code=".text\n\n";
+my $m=0;
+
+#
+# Define x512 macros
+#
+
+#MULSTEP_512_ADD       MACRO   x7, x6, x5, x4, x3, x2, x1, x0, dst, src1, src2, add_src, tmp1, tmp2
+#
+# uses rax, rdx, and args
+sub MULSTEP_512_ADD
+{
+ my ($x, $DST, $SRC2, $ASRC, $OP, $TMP)=@_;
+ my @X=@$x;    # make a copy
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*0)($SRC2), %rax
+        mul    $OP                     # rdx:rax = %OP * [0]
+        mov    ($ASRC), $X[0]
+        add    %rax, $X[0]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[0], $DST
+___
+for(my $i=1;$i<8;$i++) {
+$code.=<<___;
+        mov    %rdx, $TMP
+
+        mov    (+8*$i)($SRC2), %rax
+        mul    $OP                     # rdx:rax = %OP * [$i]
+        mov    (+8*$i)($ASRC), $X[$i]
+        add    %rax, $X[$i]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $TMP, $X[$i]
+        adc    \$0, %rdx
+___
+}
+$code.=<<___;
+        mov    %rdx, $X[0]
+___
+}
+
+#MULSTEP_512   MACRO   x7, x6, x5, x4, x3, x2, x1, x0, dst, src2, src1_val, tmp
+#
+# uses rax, rdx, and args
+sub MULSTEP_512
+{
+ my ($x, $DST, $SRC2, $OP, $TMP)=@_;
+ my @X=@$x;    # make a copy
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*0)($SRC2), %rax
+        mul    $OP                     # rdx:rax = %OP * [0]
+        add    %rax, $X[0]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[0], $DST
+___
+for(my $i=1;$i<8;$i++) {
+$code.=<<___;
+        mov    %rdx, $TMP
+
+        mov    (+8*$i)($SRC2), %rax
+        mul    $OP                     # rdx:rax = %OP * [$i]
+        add    %rax, $X[$i]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $TMP, $X[$i]
+        adc    \$0, %rdx
+___
+}
+$code.=<<___;
+        mov    %rdx, $X[0]
+___
+}
+
+#
+# Swizzle Macros
+#
+
+# macro to copy data from flat space to swizzled table
+#MACRO swizzle pDst, pSrc, tmp1, tmp2
+# pDst and pSrc are modified
+sub swizzle
+{
+ my ($pDst, $pSrc, $cnt, $d0)=@_;
+$code.=<<___;
+        mov    \$8, $cnt
+loop_$m:
+        mov    ($pSrc), $d0
+        mov    $d0#w, ($pDst)
+        shr    \$16, $d0
+        mov    $d0#w, (+64*1)($pDst)
+        shr    \$16, $d0
+        mov    $d0#w, (+64*2)($pDst)
+        shr    \$16, $d0
+        mov    $d0#w, (+64*3)($pDst)
+        lea    8($pSrc), $pSrc
+        lea    64*4($pDst), $pDst
+        dec    $cnt
+        jnz    loop_$m
+___
+
+ $m++;
+}
+
+# macro to copy data from swizzled table to  flat space
+#MACRO unswizzle       pDst, pSrc, tmp*3
+sub unswizzle
+{
+ my ($pDst, $pSrc, $cnt, $d0, $d1)=@_;
+$code.=<<___;
+        mov    \$4, $cnt
+loop_$m:
+        movzxw (+64*3+256*0)($pSrc), $d0
+        movzxw (+64*3+256*1)($pSrc), $d1
+        shl    \$16, $d0
+        shl    \$16, $d1
+        mov    (+64*2+256*0)($pSrc), $d0#w
+        mov    (+64*2+256*1)($pSrc), $d1#w
+        shl    \$16, $d0
+        shl    \$16, $d1
+        mov    (+64*1+256*0)($pSrc), $d0#w
+        mov    (+64*1+256*1)($pSrc), $d1#w
+        shl    \$16, $d0
+        shl    \$16, $d1
+        mov    (+64*0+256*0)($pSrc), $d0#w
+        mov    (+64*0+256*1)($pSrc), $d1#w
+        mov    $d0, (+8*0)($pDst)
+        mov    $d1, (+8*1)($pDst)
+        lea    256*2($pSrc), $pSrc
+        lea    8*2($pDst), $pDst
+        sub    \$1, $cnt
+        jnz    loop_$m
+___
+
+ $m++;
+}
+
+#
+# Data Structures
+#
+
+# Reduce Data
+#
+#
+# Offset  Value
+# 0C0     Carries
+# 0B8     X2[10]
+# 0B0     X2[9]
+# 0A8     X2[8]
+# 0A0     X2[7]
+# 098     X2[6]
+# 090     X2[5]
+# 088     X2[4]
+# 080     X2[3]
+# 078     X2[2]
+# 070     X2[1]
+# 068     X2[0]
+# 060     X1[12]  P[10]
+# 058     X1[11]  P[9]  Z[8]
+# 050     X1[10]  P[8]  Z[7]
+# 048     X1[9]   P[7]  Z[6]
+# 040     X1[8]   P[6]  Z[5]
+# 038     X1[7]   P[5]  Z[4]
+# 030     X1[6]   P[4]  Z[3]
+# 028     X1[5]   P[3]  Z[2]
+# 020     X1[4]   P[2]  Z[1]
+# 018     X1[3]   P[1]  Z[0]
+# 010     X1[2]   P[0]  Y[2]
+# 008     X1[1]   Q[1]  Y[1]
+# 000     X1[0]   Q[0]  Y[0]
+
+my $X1_offset           =  0;                  # 13 qwords
+my $X2_offset           =  $X1_offset + 13*8;                  # 11 qwords
+my $Carries_offset      =  $X2_offset + 11*8;                  # 1 qword
+my $Q_offset            =  0;                  # 2 qwords
+my $P_offset            =  $Q_offset + 2*8;                    # 11 qwords
+my $Y_offset            =  0;                  # 3 qwords
+my $Z_offset            =  $Y_offset + 3*8;                    # 9 qwords
+
+my $Red_Data_Size       =  $Carries_offset + 1*8;                      # (25 qwords)
+
+#
+# Stack Frame
+#
+#
+# offset       value
+# ...          <old stack contents>
+# ...
+# 280          Garray
+
+# 278          tmp16[15]
+# ...          ...
+# 200          tmp16[0]
+
+# 1F8          tmp[7]
+# ...          ...
+# 1C0          tmp[0]
+
+# 1B8          GT[7]
+# ...          ...
+# 180          GT[0]
+
+# 178          Reduce Data
+# ...          ...
+# 0B8          Reduce Data
+# 0B0          reserved
+# 0A8          reserved
+# 0A0          reserved
+# 098          reserved
+# 090          reserved
+# 088          reduce result addr
+# 080          exp[8]
+
+# ...
+# 048          exp[1]
+# 040          exp[0]
+
+# 038          reserved
+# 030          loop_idx
+# 028          pg
+# 020          i
+# 018          pData   ; arg 4
+# 010          pG      ; arg 2
+# 008          pResult ; arg 1
+# 000          rsp     ; stack pointer before subtract
+
+my $rsp_offset          =  0;
+my $pResult_offset      =  8*1 + $rsp_offset;
+my $pG_offset           =  8*1 + $pResult_offset;
+my $pData_offset        =  8*1 + $pG_offset;
+my $i_offset            =  8*1 + $pData_offset;
+my $pg_offset           =  8*1 + $i_offset;
+my $loop_idx_offset     =  8*1 + $pg_offset;
+my $reserved1_offset    =  8*1 + $loop_idx_offset;
+my $exp_offset          =  8*1 + $reserved1_offset;
+my $red_result_addr_offset=  8*9 + $exp_offset;
+my $reserved2_offset    =  8*1 + $red_result_addr_offset;
+my $Reduce_Data_offset  =  8*5 + $reserved2_offset;
+my $GT_offset           =  $Red_Data_Size + $Reduce_Data_offset;
+my $tmp_offset          =  8*8 + $GT_offset;
+my $tmp16_offset        =  8*8 + $tmp_offset;
+my $garray_offset       =  8*16 + $tmp16_offset;
+my $mem_size            =  8*8*32 + $garray_offset;
+
+#
+# Offsets within Reduce Data
+#
+#
+#      struct MODF_2FOLD_MONT_512_C1_DATA {
+#      UINT64 t[8][8];
+#      UINT64 m[8];
+#      UINT64 m1[8]; /* 2^768 % m */
+#      UINT64 m2[8]; /* 2^640 % m */
+#      UINT64 k1[2]; /* (- 1/m) % 2^128 */
+#      };
+
+my $T                   =  0;
+my $M                   =  512;                        # = 8 * 8 * 8
+my $M1                  =  576;                        # = 8 * 8 * 9 /* += 8 * 8 */
+my $M2                  =  640;                        # = 8 * 8 * 10 /* += 8 * 8 */
+my $K1                  =  704;                        # = 8 * 8 * 11 /* += 8 * 8 */
+
+#
+#   FUNCTIONS
+#
+
+{{{
+#
+# MULADD_128x512 : Function to multiply 128-bits (2 qwords) by 512-bits (8 qwords)
+#                       and add 512-bits (8 qwords)
+#                       to get 640 bits (10 qwords)
+# Input: 128-bit mul source: [rdi+8*1], rbp
+#        512-bit mul source: [rsi+8*n]
+#        512-bit add source: r15, r14, ..., r9, r8
+# Output: r9, r8, r15, r14, r13, r12, r11, r10, [rcx+8*1], [rcx+8*0]
+# Clobbers all regs except: rcx, rsi, rdi
+$code.=<<___;
+.type  MULADD_128x512,\@abi-omnipotent
+.align 16
+MULADD_128x512:
+___
+       &MULSTEP_512([map("%r$_",(8..15))], "(+8*0)(%rcx)", "%rsi", "%rbp", "%rbx");
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*1)(%rdi), %rbp
+___
+       &MULSTEP_512([map("%r$_",(9..15,8))], "(+8*1)(%rcx)", "%rsi", "%rbp", "%rbx");
+$code.=<<___;
+        ret
+.size  MULADD_128x512,.-MULADD_128x512
+___
+}}}
+
+{{{
+#MULADD_256x512        MACRO   pDst, pA, pB, OP, TMP, X7, X6, X5, X4, X3, X2, X1, X0
+#
+# Inputs: pDst: Destination  (768 bits, 12 qwords)
+#         pA:   Multiplicand (1024 bits, 16 qwords)
+#         pB:   Multiplicand (512 bits, 8 qwords)
+# Dst = Ah * B + Al
+# where Ah is (in qwords) A[15:12] (256 bits) and Al is A[7:0] (512 bits)
+# Results in X3 X2 X1 X0 X7 X6 X5 X4 Dst[3:0]
+# Uses registers: arguments, RAX, RDX
+sub MULADD_256x512
+{
+ my ($pDst, $pA, $pB, $OP, $TMP, $X)=@_;
+$code.=<<___;
+       mov     (+8*12)($pA), $OP
+___
+       &MULSTEP_512_ADD($X, "(+8*0)($pDst)", $pB, $pA, $OP, $TMP);
+       push(@$X,shift(@$X));
+
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*13)($pA), $OP
+___
+       &MULSTEP_512($X, "(+8*1)($pDst)", $pB, $OP, $TMP);
+       push(@$X,shift(@$X));
+
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*14)($pA), $OP
+___
+       &MULSTEP_512($X, "(+8*2)($pDst)", $pB, $OP, $TMP);
+       push(@$X,shift(@$X));
+
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*15)($pA), $OP
+___
+       &MULSTEP_512($X, "(+8*3)($pDst)", $pB, $OP, $TMP);
+       push(@$X,shift(@$X));
+}
+
+#
+# mont_reduce(UINT64 *x,  /* 1024 bits, 16 qwords */
+#             UINT64 *m,  /*  512 bits,  8 qwords */
+#             MODF_2FOLD_MONT_512_C1_DATA *data,
+#             UINT64 *r)  /*  512 bits,  8 qwords */
+# Input:  x (number to be reduced): tmp16 (Implicit)
+#         m (modulus):              [pM]  (Implicit)
+#         data (reduce data):       [pData] (Implicit)
+# Output: r (result):               Address in [red_res_addr]
+#         result also in: r9, r8, r15, r14, r13, r12, r11, r10
+
+my @X=map("%r$_",(8..15));
+
+$code.=<<___;
+.type  mont_reduce,\@abi-omnipotent
+.align 16
+mont_reduce:
+___
+
+my $STACK_DEPTH         =  8;
+       #
+       # X1 = Xh * M1 + Xl
+$code.=<<___;
+        lea    (+$Reduce_Data_offset+$X1_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rdi                      # pX1 (Dst) 769 bits, 13 qwords
+        mov    (+$pData_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rsi                       # pM1 (Bsrc) 512 bits, 8 qwords
+        add    \$$M1, %rsi
+        lea    (+$tmp16_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rcx                       # X (Asrc) 1024 bits, 16 qwords
+
+___
+
+       &MULADD_256x512("%rdi", "%rcx", "%rsi", "%rbp", "%rbx", \@X);   # rotates @X 4 times
+       # results in r11, r10, r9, r8, r15, r14, r13, r12, X1[3:0]
+
+$code.=<<___;
+        xor    %rax, %rax
+       # X1 += xl
+        add    (+8*8)(%rcx), $X[4]
+        adc    (+8*9)(%rcx), $X[5]
+        adc    (+8*10)(%rcx), $X[6]
+        adc    (+8*11)(%rcx), $X[7]
+        adc    \$0, %rax
+       # X1 is now rax, r11-r8, r15-r12, tmp16[3:0]
+
+       #
+       # check for carry ;; carry stored in rax
+        mov    $X[4], (+8*8)(%rdi)                     # rdi points to X1
+        mov    $X[5], (+8*9)(%rdi)
+        mov    $X[6], %rbp
+        mov    $X[7], (+8*11)(%rdi)
+
+        mov    %rax, (+$Reduce_Data_offset+$Carries_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp)
+
+        mov    (+8*0)(%rdi), $X[4]
+        mov    (+8*1)(%rdi), $X[5]
+        mov    (+8*2)(%rdi), $X[6]
+        mov    (+8*3)(%rdi), $X[7]
+
+       # X1 is now stored in: X1[11], rbp, X1[9:8], r15-r8
+       # rdi -> X1
+       # rsi -> M1
+
+       #
+       # X2 = Xh * M2 + Xl
+       # do first part (X2 = Xh * M2)
+        add    \$8*10, %rdi                    # rdi -> pXh ; 128 bits, 2 qwords
+                               #        Xh is actually { [rdi+8*1], rbp }
+        add    \$($M2-$M1), %rsi                       # rsi -> M2
+        lea    (+$Reduce_Data_offset+$X2_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rcx                      # rcx -> pX2 ; 641 bits, 11 qwords
+___
+       unshift(@X,pop(@X));    unshift(@X,pop(@X));
+$code.=<<___;
+
+        call   MULADD_128x512                  # args in rcx, rdi / rbp, rsi, r15-r8
+       # result in r9, r8, r15, r14, r13, r12, r11, r10, X2[1:0]
+        mov    (+$Reduce_Data_offset+$Carries_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rax
+
+       # X2 += Xl
+        add    (+8*8-8*10)(%rdi), $X[6]                # (-8*10) is to adjust rdi -> Xh to Xl
+        adc    (+8*9-8*10)(%rdi), $X[7]
+        mov    $X[6], (+8*8)(%rcx)
+        mov    $X[7], (+8*9)(%rcx)
+
+        adc    %rax, %rax
+        mov    %rax, (+$Reduce_Data_offset+$Carries_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp)
+
+        lea    (+$Reduce_Data_offset+$Q_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rdi                       # rdi -> pQ ; 128 bits, 2 qwords
+        add    \$($K1-$M2), %rsi                       # rsi -> pK1 ; 128 bits, 2 qwords
+
+       # MUL_128x128t128       rdi, rcx, rsi   ; Q = X2 * K1 (bottom half)
+       # B1:B0 = rsi[1:0] = K1[1:0]
+       # A1:A0 = rcx[1:0] = X2[1:0]
+       # Result = rdi[1],rbp = Q[1],rbp
+        mov    (%rsi), %r8                     # B0
+        mov    (+8*1)(%rsi), %rbx                      # B1
+
+        mov    (%rcx), %rax                    # A0
+        mul    %r8                     # B0
+        mov    %rax, %rbp
+        mov    %rdx, %r9
+
+        mov    (+8*1)(%rcx), %rax                      # A1
+        mul    %r8                     # B0
+        add    %rax, %r9
+
+        mov    (%rcx), %rax                    # A0
+        mul    %rbx                    # B1
+        add    %rax, %r9
+
+        mov    %r9, (+8*1)(%rdi)
+       # end MUL_128x128t128
+
+        sub    \$($K1-$M), %rsi
+
+        mov    (%rcx), $X[6]
+        mov    (+8*1)(%rcx), $X[7]                     # r9:r8 = X2[1:0]
+
+        call   MULADD_128x512                  # args in rcx, rdi / rbp, rsi, r15-r8
+       # result in r9, r8, r15, r14, r13, r12, r11, r10, X2[1:0]
+
+       # load first half of m to rdx, rdi, rbx, rax
+       # moved this here for efficiency
+        mov    (+8*0)(%rsi), %rax
+        mov    (+8*1)(%rsi), %rbx
+        mov    (+8*2)(%rsi), %rdi
+        mov    (+8*3)(%rsi), %rdx
+
+       # continue with reduction
+        mov    (+$Reduce_Data_offset+$Carries_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rbp
+
+        add    (+8*8)(%rcx), $X[6]
+        adc    (+8*9)(%rcx), $X[7]
+
+       #accumulate the final carry to rbp
+        adc    %rbp, %rbp
+
+       # Add in overflow corrections: R = (X2>>128) += T[overflow]
+       # R = {r9, r8, r15, r14, ..., r10}
+        shl    \$3, %rbp
+        mov    (+$pData_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rcx                       # rsi -> Data (and points to T)
+        add    %rcx, %rbp                      # pT ; 512 bits, 8 qwords, spread out
+
+       # rsi will be used to generate a mask after the addition
+        xor    %rsi, %rsi
+
+        add    (+8*8*0)(%rbp), $X[0]
+        adc    (+8*8*1)(%rbp), $X[1]
+        adc    (+8*8*2)(%rbp), $X[2]
+        adc    (+8*8*3)(%rbp), $X[3]
+        adc    (+8*8*4)(%rbp), $X[4]
+        adc    (+8*8*5)(%rbp), $X[5]
+        adc    (+8*8*6)(%rbp), $X[6]
+        adc    (+8*8*7)(%rbp), $X[7]
+
+       # if there is a carry:  rsi = 0xFFFFFFFFFFFFFFFF
+       # if carry is clear:    rsi = 0x0000000000000000
+        sbb    \$0, %rsi
+
+       # if carry is clear, subtract 0. Otherwise, subtract 256 bits of m
+        and    %rsi, %rax
+        and    %rsi, %rbx
+        and    %rsi, %rdi
+        and    %rsi, %rdx
+
+        mov    \$1, %rbp
+        sub    %rax, $X[0]
+        sbb    %rbx, $X[1]
+        sbb    %rdi, $X[2]
+        sbb    %rdx, $X[3]
+
+       # if there is a borrow:         rbp = 0
+       # if there is no borrow:        rbp = 1
+       # this is used to save the borrows in between the first half and the 2nd half of the subtraction of m
+        sbb    \$0, %rbp
+
+       #load second half of m to rdx, rdi, rbx, rax
+
+        add    \$$M, %rcx
+        mov    (+8*4)(%rcx), %rax
+        mov    (+8*5)(%rcx), %rbx
+        mov    (+8*6)(%rcx), %rdi
+        mov    (+8*7)(%rcx), %rdx
+
+       # use the rsi mask as before
+       # if carry is clear, subtract 0. Otherwise, subtract 256 bits of m
+        and    %rsi, %rax
+        and    %rsi, %rbx
+        and    %rsi, %rdi
+        and    %rsi, %rdx
+
+       # if rbp = 0, there was a borrow before, it is moved to the carry flag
+       # if rbp = 1, there was not a borrow before, carry flag is cleared
+        sub    \$1, %rbp
+
+        sbb    %rax, $X[4]
+        sbb    %rbx, $X[5]
+        sbb    %rdi, $X[6]
+        sbb    %rdx, $X[7]
+
+       # write R back to memory
+
+        mov    (+$red_result_addr_offset+$STACK_DEPTH)(%rsp), %rsi
+        mov    $X[0], (+8*0)(%rsi)
+        mov    $X[1], (+8*1)(%rsi)
+        mov    $X[2], (+8*2)(%rsi)
+        mov    $X[3], (+8*3)(%rsi)
+        mov    $X[4], (+8*4)(%rsi)
+        mov    $X[5], (+8*5)(%rsi)
+        mov    $X[6], (+8*6)(%rsi)
+        mov    $X[7], (+8*7)(%rsi)
+
+        ret
+.size  mont_reduce,.-mont_reduce
+___
+}}}
+
+{{{
+#MUL_512x512   MACRO   pDst, pA, pB, x7, x6, x5, x4, x3, x2, x1, x0, tmp*2
+#
+# Inputs: pDst: Destination  (1024 bits, 16 qwords)
+#         pA:   Multiplicand (512 bits, 8 qwords)
+#         pB:   Multiplicand (512 bits, 8 qwords)
+# Uses registers rax, rdx, args
+#   B operand in [pB] and also in x7...x0
+sub MUL_512x512
+{
+ my ($pDst, $pA, $pB, $x, $OP, $TMP, $pDst_o)=@_;
+ my ($pDst,  $pDst_o) = ($pDst =~ m/([^+]*)\+?(.*)?/);
+ my @X=@$x;    # make a copy
+
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*0)($pA), $OP
+
+        mov    $X[0], %rax
+        mul    $OP                     # rdx:rax = %OP * [0]
+        mov    %rax, (+$pDst_o+8*0)($pDst)
+        mov    %rdx, $X[0]
+___
+for(my $i=1;$i<8;$i++) {
+$code.=<<___;
+        mov    $X[$i], %rax
+        mul    $OP                     # rdx:rax = %OP * [$i]
+        add    %rax, $X[$i-1]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    %rdx, $X[$i]
+___
+}
+
+for(my $i=1;$i<8;$i++) {
+$code.=<<___;
+        mov    (+8*$i)($pA), $OP
+___
+
+       &MULSTEP_512(\@X, "(+$pDst_o+8*$i)($pDst)", $pB, $OP, $TMP);
+       push(@X,shift(@X));
+}
+
+$code.=<<___;
+        mov    $X[0], (+$pDst_o+8*8)($pDst)
+        mov    $X[1], (+$pDst_o+8*9)($pDst)
+        mov    $X[2], (+$pDst_o+8*10)($pDst)
+        mov    $X[3], (+$pDst_o+8*11)($pDst)
+        mov    $X[4], (+$pDst_o+8*12)($pDst)
+        mov    $X[5], (+$pDst_o+8*13)($pDst)
+        mov    $X[6], (+$pDst_o+8*14)($pDst)
+        mov    $X[7], (+$pDst_o+8*15)($pDst)
+___
+}
+
+#
+# mont_mul_a3b : subroutine to compute (Src1 * Src2) % M (all 512-bits)
+# Input:  src1: Address of source 1: rdi
+#         src2: Address of source 2: rsi
+# Output: dst:  Address of destination: [red_res_addr]
+#    src2 and result also in: r9, r8, r15, r14, r13, r12, r11, r10
+# Temp:   Clobbers [tmp16], all registers
+$code.=<<___;
+.type  mont_mul_a3b,\@abi-omnipotent
+.align 16
+mont_mul_a3b:
+       #
+       # multiply tmp = src1 * src2
+       # For multiply: dst = rcx, src1 = rdi, src2 = rsi
+       # stack depth is extra 8 from call
+___
+       &MUL_512x512("%rsp+$tmp16_offset+8", "%rdi", "%rsi", [map("%r$_",(10..15,8..9))], "%rbp", "%rbx");
+$code.=<<___;
+       #
+       # Dst = tmp % m
+       # Call reduce(tmp, m, data, dst)
+
+       # tail recursion optimization: jmp to mont_reduce and return from there
+        jmp    mont_reduce
+       # call  mont_reduce
+       # ret
+.size  mont_mul_a3b,.-mont_mul_a3b
+___
+}}}
+
+{{{
+#SQR_512 MACRO pDest, pA, x7, x6, x5, x4, x3, x2, x1, x0, tmp*4
+#
+# Input in memory [pA] and also in x7...x0
+# Uses all argument registers plus rax and rdx
+#
+# This version computes all of the off-diagonal terms into memory,
+# and then it adds in the diagonal terms
+
+sub SQR_512
+{
+ my ($pDst, $pA, $x, $A, $tmp, $x7, $x6, $pDst_o)=@_;
+ my ($pDst,  $pDst_o) = ($pDst =~ m/([^+]*)\+?(.*)?/);
+ my @X=@$x;    # make a copy
+$code.=<<___;
+       # ------------------
+       # first pass 01...07
+       # ------------------
+        mov    $X[0], $A
+
+        mov    $X[1],%rax
+        mul    $A
+        mov    %rax, (+$pDst_o+8*1)($pDst)
+___
+for(my $i=2;$i<8;$i++) {
+$code.=<<___;
+        mov    %rdx, $X[$i-2]
+        mov    $X[$i],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[$i-2]
+        adc    \$0, %rdx
+___
+}
+$code.=<<___;
+        mov    %rdx, $x7
+
+        mov    $X[0], (+$pDst_o+8*2)($pDst)
+
+       # ------------------
+       # second pass 12...17
+       # ------------------
+
+        mov    (+8*1)($pA), $A
+
+        mov    (+8*2)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[1], (+$pDst_o+8*3)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    (+8*3)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[2]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[2]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[2], (+$pDst_o+8*4)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    (+8*4)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[3]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[3]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    (+8*5)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[4]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[4]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[6],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[7],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $x7
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $x7
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[1]
+
+       # ------------------
+       # third pass 23...27
+       # ------------------
+        mov    (+8*2)($pA), $A
+
+        mov    (+8*3)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[3]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[3], (+$pDst_o+8*5)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    (+8*4)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[4]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[4]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[4], (+$pDst_o+8*6)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    (+8*5)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[6],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $x7
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $x7
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[7],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[2]
+
+       # ------------------
+       # fourth pass 34...37
+       # ------------------
+
+        mov    (+8*3)($pA), $A
+
+        mov    (+8*4)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[5], (+$pDst_o+8*7)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    (+8*5)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $x7
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $x7
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $x7, (+$pDst_o+8*8)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[6],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[7],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[2]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[2]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[5]
+
+       # ------------------
+       # fifth pass 45...47
+       # ------------------
+        mov    (+8*4)($pA), $A
+
+        mov    (+8*5)($pA),%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[1], (+$pDst_o+8*9)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[6],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[2]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[2]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[2], (+$pDst_o+8*10)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[7],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $X[1]
+
+       # ------------------
+       # sixth pass 56...57
+       # ------------------
+        mov    (+8*5)($pA), $A
+
+        mov    $X[6],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[5], (+$pDst_o+8*11)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[0]
+        mov    $X[7],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+        add    $X[0], $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[1], (+$pDst_o+8*12)($pDst)
+
+        mov    %rdx, $X[2]
+
+       # ------------------
+       # seventh pass 67
+       # ------------------
+        mov    $X[6], $A
+
+        mov    $X[7],%rax
+        mul    $A
+        add    %rax, $X[2]
+        adc    \$0, %rdx
+        mov    $X[2], (+$pDst_o+8*13)($pDst)
+
+        mov    %rdx, (+$pDst_o+8*14)($pDst)
+
+       # start finalize (add   in squares, and double off-terms)
+        mov    (+$pDst_o+8*1)($pDst), $X[0]
+        mov    (+$pDst_o+8*2)($pDst), $X[1]
+        mov    (+$pDst_o+8*3)($pDst), $X[2]
+        mov    (+$pDst_o+8*4)($pDst), $X[3]
+        mov    (+$pDst_o+8*5)($pDst), $X[4]
+        mov    (+$pDst_o+8*6)($pDst), $X[5]
+
+        mov    (+8*3)($pA), %rax
+        mul    %rax
+        mov    %rax, $x6
+        mov    %rdx, $X[6]
+
+        add    $X[0], $X[0]
+        adc    $X[1], $X[1]
+        adc    $X[2], $X[2]
+        adc    $X[3], $X[3]
+        adc    $X[4], $X[4]
+        adc    $X[5], $X[5]
+        adc    \$0, $X[6]
+
+        mov    (+8*0)($pA), %rax
+        mul    %rax
+        mov    %rax, (+$pDst_o+8*0)($pDst)
+        mov    %rdx, $A
+
+        mov    (+8*1)($pA), %rax
+        mul    %rax
+
+        add    $A, $X[0]
+        adc    %rax, $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $A
+        mov    $X[0], (+$pDst_o+8*1)($pDst)
+        mov    $X[1], (+$pDst_o+8*2)($pDst)
+
+        mov    (+8*2)($pA), %rax
+        mul    %rax
+
+        add    $A, $X[2]
+        adc    %rax, $X[3]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $A
+
+        mov    $X[2], (+$pDst_o+8*3)($pDst)
+        mov    $X[3], (+$pDst_o+8*4)($pDst)
+
+        xor    $tmp, $tmp
+        add    $A, $X[4]
+        adc    $x6, $X[5]
+        adc    \$0, $tmp
+
+        mov    $X[4], (+$pDst_o+8*5)($pDst)
+        mov    $X[5], (+$pDst_o+8*6)($pDst)
+
+       # %%tmp has 0/1 in column 7
+       # %%A6 has a full value in column 7
+
+        mov    (+$pDst_o+8*7)($pDst), $X[0]
+        mov    (+$pDst_o+8*8)($pDst), $X[1]
+        mov    (+$pDst_o+8*9)($pDst), $X[2]
+        mov    (+$pDst_o+8*10)($pDst), $X[3]
+        mov    (+$pDst_o+8*11)($pDst), $X[4]
+        mov    (+$pDst_o+8*12)($pDst), $X[5]
+        mov    (+$pDst_o+8*13)($pDst), $x6
+        mov    (+$pDst_o+8*14)($pDst), $x7
+
+        mov    $X[7], %rax
+        mul    %rax
+        mov    %rax, $X[7]
+        mov    %rdx, $A
+
+        add    $X[0], $X[0]
+        adc    $X[1], $X[1]
+        adc    $X[2], $X[2]
+        adc    $X[3], $X[3]
+        adc    $X[4], $X[4]
+        adc    $X[5], $X[5]
+        adc    $x6, $x6
+        adc    $x7, $x7
+        adc    \$0, $A
+
+        add    $tmp, $X[0]
+
+        mov    (+8*4)($pA), %rax
+        mul    %rax
+
+        add    $X[6], $X[0]
+        adc    %rax, $X[1]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $tmp
+
+        mov    $X[0], (+$pDst_o+8*7)($pDst)
+        mov    $X[1], (+$pDst_o+8*8)($pDst)
+
+        mov    (+8*5)($pA), %rax
+        mul    %rax
+
+        add    $tmp, $X[2]
+        adc    %rax, $X[3]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    %rdx, $tmp
+
+        mov    $X[2], (+$pDst_o+8*9)($pDst)
+        mov    $X[3], (+$pDst_o+8*10)($pDst)
+
+        mov    (+8*6)($pA), %rax
+        mul    %rax
+
+        add    $tmp, $X[4]
+        adc    %rax, $X[5]
+        adc    \$0, %rdx
+
+        mov    $X[4], (+$pDst_o+8*11)($pDst)
+        mov    $X[5], (+$pDst_o+8*12)($pDst)
+
+        add    %rdx, $x6
+        adc    $X[7], $x7
+        adc    \$0, $A
+
+        mov    $x6, (+$pDst_o+8*13)($pDst)
+        mov    $x7, (+$pDst_o+8*14)($pDst)
+        mov    $A, (+$pDst_o+8*15)($pDst)
+___
+}
+
+#
+# sqr_reduce: subroutine to compute Result = reduce(Result * Result)
+#
+# input and result also in: r9, r8, r15, r14, r13, r12, r11, r10
+#
+$code.=<<___;
+.type  sqr_reduce,\@abi-omnipotent
+.align 16
+sqr_reduce:
+        mov    (+$pResult_offset+8)(%rsp), %rcx
+___
+       &SQR_512("%rsp+$tmp16_offset+8", "%rcx", [map("%r$_",(10..15,8..9))], "%rbx", "%rbp", "%rsi", "%rdi");
+$code.=<<___;
+       # tail recursion optimization: jmp to mont_reduce and return from there
+        jmp    mont_reduce
+       # call  mont_reduce
+       # ret
+.size  sqr_reduce,.-sqr_reduce
+___
+}}}
+
+#
+# MAIN FUNCTION
+#
+
+#mod_exp_512(UINT64 *result, /* 512 bits, 8 qwords */
+#           UINT64 *g,   /* 512 bits, 8 qwords */
+#           UINT64 *exp, /* 512 bits, 8 qwords */
+#           struct mod_ctx_512 *data)
+
+# window size = 5
+# table size = 2^5 = 32
+#table_entries equ     32
+#table_size    equ     table_entries * 8
+$code.=<<___;
+.globl mod_exp_512
+.type  mod_exp_512,\@function,4
+mod_exp_512:
+        push   %rbp
+        push   %rbx
+        push   %r12
+        push   %r13
+        push   %r14
+        push   %r15
+
+       # adjust stack down and then align it with cache boundary
+        mov    %rsp, %r8
+        sub    \$($mem_size), %rsp
+        and    \$~63, %rsp
+
+       # store previous stack pointer and arguments
+        mov    %r8, (+$rsp_offset)(%rsp)
+        mov    %rdi, (+$pResult_offset)(%rsp)
+        mov    %rsi, (+$pG_offset)(%rsp)
+        mov    %rcx, (+$pData_offset)(%rsp)
+.Lbody:
+       # transform g into montgomery space
+       # GT = reduce(g * C2) = reduce(g * (2^256))
+       # reduce expects to have the input in [tmp16]
+        pxor   %xmm4, %xmm4
+        movdqu (+16*0)(%rsi), %xmm0
+        movdqu (+16*1)(%rsi), %xmm1
+        movdqu (+16*2)(%rsi), %xmm2
+        movdqu (+16*3)(%rsi), %xmm3
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*0)(%rsp)
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*1)(%rsp)
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*6)(%rsp)
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*7)(%rsp)
+        movdqa %xmm0, (+$tmp16_offset+16*2)(%rsp)
+        movdqa %xmm1, (+$tmp16_offset+16*3)(%rsp)
+        movdqa %xmm2, (+$tmp16_offset+16*4)(%rsp)
+        movdqa %xmm3, (+$tmp16_offset+16*5)(%rsp)
+
+       # load pExp before rdx gets blown away
+        movdqu (+16*0)(%rdx), %xmm0
+        movdqu (+16*1)(%rdx), %xmm1
+        movdqu (+16*2)(%rdx), %xmm2
+        movdqu (+16*3)(%rdx), %xmm3
+
+        lea    (+$GT_offset)(%rsp), %rbx
+        mov    %rbx, (+$red_result_addr_offset)(%rsp)
+        call   mont_reduce
+
+       # Initialize tmp = C
+        lea    (+$tmp_offset)(%rsp), %rcx
+        xor    %rax, %rax
+        mov    %rax, (+8*0)(%rcx)
+        mov    %rax, (+8*1)(%rcx)
+        mov    %rax, (+8*3)(%rcx)
+        mov    %rax, (+8*4)(%rcx)
+        mov    %rax, (+8*5)(%rcx)
+        mov    %rax, (+8*6)(%rcx)
+        mov    %rax, (+8*7)(%rcx)
+        mov    %rax, (+$exp_offset+8*8)(%rsp)
+        movq   \$1, (+8*2)(%rcx)
+
+        lea    (+$garray_offset)(%rsp), %rbp
+        mov    %rcx, %rsi                      # pTmp
+        mov    %rbp, %rdi                      # Garray[][0]
+___
+
+       &swizzle("%rdi", "%rcx", "%rax", "%rbx");
+
+       # for (rax = 31; rax != 0; rax--) {
+       #     tmp = reduce(tmp * G)
+       #     swizzle(pg, tmp);
+       #     pg += 2; }
+$code.=<<___;
+        mov    \$31, %rax
+        mov    %rax, (+$i_offset)(%rsp)
+        mov    %rbp, (+$pg_offset)(%rsp)
+       # rsi -> pTmp
+        mov    %rsi, (+$red_result_addr_offset)(%rsp)
+        mov    (+8*0)(%rsi), %r10
+        mov    (+8*1)(%rsi), %r11
+        mov    (+8*2)(%rsi), %r12
+        mov    (+8*3)(%rsi), %r13
+        mov    (+8*4)(%rsi), %r14
+        mov    (+8*5)(%rsi), %r15
+        mov    (+8*6)(%rsi), %r8
+        mov    (+8*7)(%rsi), %r9
+init_loop:
+        lea    (+$GT_offset)(%rsp), %rdi
+        call   mont_mul_a3b
+        lea    (+$tmp_offset)(%rsp), %rsi
+        mov    (+$pg_offset)(%rsp), %rbp
+        add    \$2, %rbp
+        mov    %rbp, (+$pg_offset)(%rsp)
+        mov    %rsi, %rcx                      # rcx = rsi = addr of tmp
+___
+
+       &swizzle("%rbp", "%rcx", "%rax", "%rbx");
+$code.=<<___;
+        mov    (+$i_offset)(%rsp), %rax
+        sub    \$1, %rax
+        mov    %rax, (+$i_offset)(%rsp)
+        jne    init_loop
+
+       #
+       # Copy exponent onto stack
+        movdqa %xmm0, (+$exp_offset+16*0)(%rsp)
+        movdqa %xmm1, (+$exp_offset+16*1)(%rsp)
+        movdqa %xmm2, (+$exp_offset+16*2)(%rsp)
+        movdqa %xmm3, (+$exp_offset+16*3)(%rsp)
+
+
+       #
+       # Do exponentiation
+       # Initialize result to G[exp{511:507}]
+        mov    (+$exp_offset+62)(%rsp), %eax
+        mov    %rax, %rdx
+        shr    \$11, %rax
+        and    \$0x07FF, %edx
+        mov    %edx, (+$exp_offset+62)(%rsp)
+        lea    (+$garray_offset)(%rsp,%rax,2), %rsi
+        mov    (+$pResult_offset)(%rsp), %rdx
+___
+
+       &unswizzle("%rdx", "%rsi", "%rbp", "%rbx", "%rax");
+
+       #
+       # Loop variables
+       # rcx = [loop_idx] = index: 510-5 to 0 by 5
+$code.=<<___;
+        movq   \$505, (+$loop_idx_offset)(%rsp)
+
+        mov    (+$pResult_offset)(%rsp), %rcx
+        mov    %rcx, (+$red_result_addr_offset)(%rsp)
+        mov    (+8*0)(%rcx), %r10
+        mov    (+8*1)(%rcx), %r11
+        mov    (+8*2)(%rcx), %r12
+        mov    (+8*3)(%rcx), %r13
+        mov    (+8*4)(%rcx), %r14
+        mov    (+8*5)(%rcx), %r15
+        mov    (+8*6)(%rcx), %r8
+        mov    (+8*7)(%rcx), %r9
+        jmp    sqr_2
+
+main_loop_a3b:
+        call   sqr_reduce
+        call   sqr_reduce
+        call   sqr_reduce
+sqr_2:
+        call   sqr_reduce
+        call   sqr_reduce
+
+       #
+       # Do multiply, first look up proper value in Garray
+        mov    (+$loop_idx_offset)(%rsp), %rcx                 # bit index
+        mov    %rcx, %rax
+        shr    \$4, %rax                       # rax is word pointer
+        mov    (+$exp_offset)(%rsp,%rax,2), %edx
+        and    \$15, %rcx
+        shrq   %cl, %rdx
+        and    \$0x1F, %rdx
+
+        lea    (+$garray_offset)(%rsp,%rdx,2), %rsi
+        lea    (+$tmp_offset)(%rsp), %rdx
+        mov    %rdx, %rdi
+___
+
+       &unswizzle("%rdx", "%rsi", "%rbp", "%rbx", "%rax");
+       # rdi = tmp = pG
+
+       #
+       # Call mod_mul_a1(pDst,  pSrc1, pSrc2, pM, pData)
+       #                 result result pG     M   Data
+$code.=<<___;
+        mov    (+$pResult_offset)(%rsp), %rsi
+        call   mont_mul_a3b
+
+       #
+       # finish loop
+        mov    (+$loop_idx_offset)(%rsp), %rcx
+        sub    \$5, %rcx
+        mov    %rcx, (+$loop_idx_offset)(%rsp)
+        jge    main_loop_a3b
+
+       #
+
+end_main_loop_a3b:
+       # transform result out of Montgomery space
+       # result = reduce(result)
+        mov    (+$pResult_offset)(%rsp), %rdx
+        pxor   %xmm4, %xmm4
+        movdqu (+16*0)(%rdx), %xmm0
+        movdqu (+16*1)(%rdx), %xmm1
+        movdqu (+16*2)(%rdx), %xmm2
+        movdqu (+16*3)(%rdx), %xmm3
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*4)(%rsp)
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*5)(%rsp)
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*6)(%rsp)
+        movdqa %xmm4, (+$tmp16_offset+16*7)(%rsp)
+        movdqa %xmm0, (+$tmp16_offset+16*0)(%rsp)
+        movdqa %xmm1, (+$tmp16_offset+16*1)(%rsp)
+        movdqa %xmm2, (+$tmp16_offset+16*2)(%rsp)
+        movdqa %xmm3, (+$tmp16_offset+16*3)(%rsp)
+        call   mont_reduce
+
+       # If result > m, subract m
+       # load result into r15:r8
+        mov    (+$pResult_offset)(%rsp), %rax
+        mov    (+8*0)(%rax), %r8
+        mov    (+8*1)(%rax), %r9
+        mov    (+8*2)(%rax), %r10
+        mov    (+8*3)(%rax), %r11
+        mov    (+8*4)(%rax), %r12
+        mov    (+8*5)(%rax), %r13
+        mov    (+8*6)(%rax), %r14
+        mov    (+8*7)(%rax), %r15
+
+       # subtract m
+        mov    (+$pData_offset)(%rsp), %rbx
+        add    \$$M, %rbx
+
+        sub    (+8*0)(%rbx), %r8
+        sbb    (+8*1)(%rbx), %r9
+        sbb    (+8*2)(%rbx), %r10
+        sbb    (+8*3)(%rbx), %r11
+        sbb    (+8*4)(%rbx), %r12
+        sbb    (+8*5)(%rbx), %r13
+        sbb    (+8*6)(%rbx), %r14
+        sbb    (+8*7)(%rbx), %r15
+
+       # if Carry is clear, replace result with difference
+        mov    (+8*0)(%rax), %rsi
+        mov    (+8*1)(%rax), %rdi
+        mov    (+8*2)(%rax), %rcx
+        mov    (+8*3)(%rax), %rdx
+        cmovnc %r8, %rsi
+        cmovnc %r9, %rdi
+        cmovnc %r10, %rcx
+        cmovnc %r11, %rdx
+        mov    %rsi, (+8*0)(%rax)
+        mov    %rdi, (+8*1)(%rax)
+        mov    %rcx, (+8*2)(%rax)
+        mov    %rdx, (+8*3)(%rax)
+
+        mov    (+8*4)(%rax), %rsi
+        mov    (+8*5)(%rax), %rdi
+        mov    (+8*6)(%rax), %rcx
+        mov    (+8*7)(%rax), %rdx
+        cmovnc %r12, %rsi
+        cmovnc %r13, %rdi
+        cmovnc %r14, %rcx
+        cmovnc %r15, %rdx
+        mov    %rsi, (+8*4)(%rax)
+        mov    %rdi, (+8*5)(%rax)
+        mov    %rcx, (+8*6)(%rax)
+        mov    %rdx, (+8*7)(%rax)
+
+        mov    (+$rsp_offset)(%rsp), %rsi
+        mov    0(%rsi),%r15
+        mov    8(%rsi),%r14
+        mov    16(%rsi),%r13
+        mov    24(%rsi),%r12
+        mov    32(%rsi),%rbx
+        mov    40(%rsi),%rbp
+        lea    48(%rsi),%rsp
+.Lepilogue:
+        ret
+.size mod_exp_512, . - mod_exp_512
+___
+
+if ($win64) {
+# EXCEPTION_DISPOSITION handler (EXCEPTION_RECORD *rec,ULONG64 frame,
+#              CONTEXT *context,DISPATCHER_CONTEXT *disp)
+my $rec="%rcx";
+my $frame="%rdx";
+my $context="%r8";
+my $disp="%r9";
+
+$code.=<<___;
+.extern        __imp_RtlVirtualUnwind
+.type  mod_exp_512_se_handler,\@abi-omnipotent
+.align 16
+mod_exp_512_se_handler:
+       push    %rsi
+       push    %rdi
+       push    %rbx
+       push    %rbp
+       push    %r12
+       push    %r13
+       push    %r14
+       push    %r15
+       pushfq
+       sub     \$64,%rsp
+
+       mov     120($context),%rax      # pull context->Rax
+       mov     248($context),%rbx      # pull context->Rip
+
+       lea     .Lbody(%rip),%r10
+       cmp     %r10,%rbx               # context->Rip<prologue label
+       jb      .Lin_prologue
+
+       mov     152($context),%rax      # pull context->Rsp
+
+       lea     .Lepilogue(%rip),%r10
+       cmp     %r10,%rbx               # context->Rip>=epilogue label
+       jae     .Lin_prologue
+
+       mov     $rsp_offset(%rax),%rax  # pull saved Rsp
+
+       mov     32(%rax),%rbx
+       mov     40(%rax),%rbp
+       mov     24(%rax),%r12
+       mov     16(%rax),%r13
+       mov     8(%rax),%r14
+       mov     0(%rax),%r15
+       lea     48(%rax),%rax
+       mov     %rbx,144($context)      # restore context->Rbx
+       mov     %rbp,160($context)      # restore context->Rbp
+       mov     %r12,216($context)      # restore context->R12
+       mov     %r13,224($context)      # restore context->R13
+       mov     %r14,232($context)      # restore context->R14
+       mov     %r15,240($context)      # restore context->R15
+
+.Lin_prologue:
+       mov     8(%rax),%rdi
+       mov     16(%rax),%rsi
+       mov     %rax,152($context)      # restore context->Rsp
+       mov     %rsi,168($context)      # restore context->Rsi
+       mov     %rdi,176($context)      # restore context->Rdi
+
+       mov     40($disp),%rdi          # disp->ContextRecord
+       mov     $context,%rsi           # context
+       mov     \$154,%ecx              # sizeof(CONTEXT)
+       .long   0xa548f3fc              # cld; rep movsq
+
+       mov     $disp,%rsi
+       xor     %rcx,%rcx               # arg1, UNW_FLAG_NHANDLER
+       mov     8(%rsi),%rdx            # arg2, disp->ImageBase
+       mov     0(%rsi),%r8             # arg3, disp->ControlPc
+       mov     16(%rsi),%r9            # arg4, disp->FunctionEntry
+       mov     40(%rsi),%r10           # disp->ContextRecord
+       lea     56(%rsi),%r11           # &disp->HandlerData
+       lea     24(%rsi),%r12           # &disp->EstablisherFrame
+       mov     %r10,32(%rsp)           # arg5
+       mov     %r11,40(%rsp)           # arg6
+       mov     %r12,48(%rsp)           # arg7
+       mov     %rcx,56(%rsp)           # arg8, (NULL)
+       call    *__imp_RtlVirtualUnwind(%rip)
+
+       mov     \$1,%eax                # ExceptionContinueSearch
+       add     \$64,%rsp
+       popfq
+       pop     %r15
+       pop     %r14
+       pop     %r13
+       pop     %r12
+       pop     %rbp
+       pop     %rbx
+       pop     %rdi
+       pop     %rsi
+       ret
+.size  mod_exp_512_se_handler,.-mod_exp_512_se_handler
+
+.section       .pdata
+.align 4
+       .rva    .LSEH_begin_mod_exp_512
+       .rva    .LSEH_end_mod_exp_512
+       .rva    .LSEH_info_mod_exp_512
+
+.section       .xdata
+.align 8
+.LSEH_info_mod_exp_512:
+       .byte   9,0,0,0
+       .rva    mod_exp_512_se_handler
+___
+}
+
+sub reg_part {
+my ($reg,$conv)=@_;
+    if ($reg =~ /%r[0-9]+/)    { $reg .= $conv; }
+    elsif ($conv eq "b")       { $reg =~ s/%[er]([^x]+)x?/%$1l/;       }
+    elsif ($conv eq "w")       { $reg =~ s/%[er](.+)/%$1/;             }
+    elsif ($conv eq "d")       { $reg =~ s/%[er](.+)/%e$1/;            }
+    return $reg;
+}
+
+$code =~ s/(%[a-z0-9]+)#([bwd])/reg_part($1,$2)/gem;
+$code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval $1/gem;
+$code =~ s/(\(\+[^)]+\))/eval $1/gem;
+print $code;
+close STDOUT;
index 9c21482..9260af4 100644 (file)
@@ -21,12 +21,12 @@ LIBSRC= eng_err.c eng_lib.c eng_list.c eng_init.c eng_ctrl.c \
        eng_table.c eng_pkey.c eng_fat.c eng_all.c \
        tb_rsa.c tb_dsa.c tb_ecdsa.c tb_dh.c tb_ecdh.c tb_rand.c tb_store.c \
        tb_cipher.c tb_digest.c tb_pkmeth.c tb_asnmth.c \
-       eng_openssl.c eng_cnf.c eng_dyn.c eng_cryptodev.c
+       eng_openssl.c eng_cnf.c eng_dyn.c eng_cryptodev.c eng_rsax.c
 LIBOBJ= eng_err.o eng_lib.o eng_list.o eng_init.o eng_ctrl.o \
        eng_table.o eng_pkey.o eng_fat.o eng_all.o \
        tb_rsa.o tb_dsa.o tb_ecdsa.o tb_dh.o tb_ecdh.o tb_rand.o tb_store.o \
        tb_cipher.o tb_digest.o tb_pkmeth.o tb_asnmth.o \
-       eng_openssl.o eng_cnf.o eng_dyn.o eng_cryptodev.o
+       eng_openssl.o eng_cnf.o eng_dyn.o eng_cryptodev.o eng_rsax.o
 
 SRC= $(LIBSRC)
 
index 3f5d100..37c6954 100644 (file)
@@ -72,6 +72,9 @@ void ENGINE_load_builtin_engines(void)
 #endif
 #if !defined(OPENSSL_NO_HW) && (defined(__OpenBSD__) || defined(__FreeBSD__) || defined(HAVE_CRYPTODEV))
        ENGINE_load_cryptodev();
+#endif
+#ifndef OPENSSL_NO_RSAX
+       ENGINE_load_rsax();
 #endif
        ENGINE_load_dynamic();
 #ifndef OPENSSL_NO_STATIC_ENGINE
diff --git a/crypto/engine/eng_rsax.c b/crypto/engine/eng_rsax.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7c4fa71
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,657 @@
+/* crypto/engine/eng_rsax.c */
+/* Copyright (c) 2010-2010 Intel Corp.
+ *   Author: Vinodh.Gopal@intel.com
+ *           Jim Guilford
+ *           Erdinc.Ozturk@intel.com
+ *           Maxim.Perminov@intel.com
+ *           Ying.Huang@intel.com
+ *
+ * More information about algorithm used can be found at:
+ *   http://www.cse.buffalo.edu/srds2009/escs2009_submission_Gopal.pdf
+ */
+/* ====================================================================
+ * Copyright (c) 1999-2001 The OpenSSL Project.  All rights reserved.
+ *
+ * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+ * modification, are permitted provided that the following conditions
+ * are met:
+ *
+ * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
+ *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
+ *
+ * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+ *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
+ *    the documentation and/or other materials provided with the
+ *    distribution.
+ *
+ * 3. All advertising materials mentioning features or use of this
+ *    software must display the following acknowledgment:
+ *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+ *    for use in the OpenSSL Toolkit. (http://www.OpenSSL.org/)"
+ *
+ * 4. The names "OpenSSL Toolkit" and "OpenSSL Project" must not be used to
+ *    endorse or promote products derived from this software without
+ *    prior written permission. For written permission, please contact
+ *    licensing@OpenSSL.org.
+ *
+ * 5. Products derived from this software may not be called "OpenSSL"
+ *    nor may "OpenSSL" appear in their names without prior written
+ *    permission of the OpenSSL Project.
+ *
+ * 6. Redistributions of any form whatsoever must retain the following
+ *    acknowledgment:
+ *    "This product includes software developed by the OpenSSL Project
+ *    for use in the OpenSSL Toolkit (http://www.OpenSSL.org/)"
+ *
+ * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE OpenSSL PROJECT ``AS IS'' AND ANY
+ * EXPRESSED OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
+ * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+ * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE OpenSSL PROJECT OR
+ * ITS CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
+ * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
+ * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
+ * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
+ * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
+ * STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
+ * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED
+ * OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+ * ====================================================================
+ *
+ * This product includes cryptographic software written by Eric Young
+ * (eay@cryptsoft.com).  This product includes software written by Tim
+ * Hudson (tjh@cryptsoft.com).
+ */
+
+#include <openssl/opensslconf.h>
+
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <openssl/crypto.h>
+#include <openssl/buffer.h>
+#include <openssl/engine.h>
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+#include <openssl/rsa.h>
+#endif
+#include <openssl/bn.h>
+
+/* RSAX is available **ONLY* on x86_64 CPUs */
+#undef COMPILE_RSAX
+
+#if (defined(__x86_64) || defined(__x86_64__) || \
+     defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)) && !defined(OPENSSL_NO_ASM)
+#define COMPILE_RSAX
+static ENGINE *ENGINE_rsax (void);
+#endif
+
+void ENGINE_load_rsax (void)
+       {
+/* On non-x86 CPUs it just returns. */
+#ifdef COMPILE_RSAX
+       ENGINE *toadd = ENGINE_rsax();
+       if(!toadd) return;
+       ENGINE_add(toadd);
+       ENGINE_free(toadd);
+       ERR_clear_error();
+#endif
+       }
+
+#ifdef COMPILE_RSAX
+#define E_RSAX_LIB_NAME "rsax engine"
+
+static int e_rsax_destroy(ENGINE *e);
+static int e_rsax_init(ENGINE *e);
+static int e_rsax_finish(ENGINE *e);
+static int e_rsax_ctrl(ENGINE *e, int cmd, long i, void *p, void (*f)(void));
+
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+/* RSA stuff */
+static int e_rsax_rsa_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *I, RSA *rsa, BN_CTX *ctx);
+static int e_rsax_rsa_finish(RSA *r);
+#endif
+
+static const ENGINE_CMD_DEFN e_rsax_cmd_defns[] = {
+       {0, NULL, NULL, 0}
+       };
+
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+/* Our internal RSA_METHOD that we provide pointers to */
+static RSA_METHOD e_rsax_rsa =
+       {
+       "Intel RSA-X method",
+       NULL,
+       NULL,
+       NULL,
+       NULL,
+       e_rsax_rsa_mod_exp,
+       NULL,
+       NULL,
+       e_rsax_rsa_finish,
+       RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC|RSA_FLAG_CACHE_PRIVATE,
+       NULL,
+       NULL,
+       NULL
+       };
+#endif
+
+/* Constants used when creating the ENGINE */
+static const char *engine_e_rsax_id = "rsax";
+static const char *engine_e_rsax_name = "RSAX engine support";
+
+/* This internal function is used by ENGINE_rsax() */
+static int bind_helper(ENGINE *e)
+       {
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+       const RSA_METHOD *meth1;
+#endif
+       if(!ENGINE_set_id(e, engine_e_rsax_id) ||
+                       !ENGINE_set_name(e, engine_e_rsax_name) ||
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+                       !ENGINE_set_RSA(e, &e_rsax_rsa) ||
+#endif
+                       !ENGINE_set_destroy_function(e, e_rsax_destroy) ||
+                       !ENGINE_set_init_function(e, e_rsax_init) ||
+                       !ENGINE_set_finish_function(e, e_rsax_finish) ||
+                       !ENGINE_set_ctrl_function(e, e_rsax_ctrl) ||
+                       !ENGINE_set_cmd_defns(e, e_rsax_cmd_defns))
+               return 0;
+
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+       meth1 = RSA_PKCS1_SSLeay();
+       e_rsax_rsa.rsa_pub_enc = meth1->rsa_pub_enc;
+       e_rsax_rsa.rsa_pub_dec = meth1->rsa_pub_dec;
+       e_rsax_rsa.rsa_priv_enc = meth1->rsa_priv_enc;
+       e_rsax_rsa.rsa_priv_dec = meth1->rsa_priv_dec;
+       e_rsax_rsa.bn_mod_exp = meth1->bn_mod_exp;
+#endif
+       return 1;
+       }
+
+static ENGINE *ENGINE_rsax(void)
+       {
+       ENGINE *ret = ENGINE_new();
+       if(!ret)
+               return NULL;
+       if(!bind_helper(ret))
+               {
+               ENGINE_free(ret);
+               return NULL;
+               }
+       return ret;
+       }
+
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+/* Used to attach our own key-data to an RSA structure */
+static int rsax_ex_data_idx = -1;
+#endif
+
+static int e_rsax_destroy(ENGINE *e)
+       {
+       return 1;
+       }
+
+/* (de)initialisation functions. */
+static int e_rsax_init(ENGINE *e)
+       {
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+       if (rsax_ex_data_idx == -1)
+               rsax_ex_data_idx = RSA_get_ex_new_index(0,
+                       NULL,
+                       NULL, NULL, NULL);
+#endif
+       if (rsax_ex_data_idx  == -1)
+               return 0;
+       return 1;
+       }
+
+static int e_rsax_finish(ENGINE *e)
+       {
+       return 1;
+       }
+
+static int e_rsax_ctrl(ENGINE *e, int cmd, long i, void *p, void (*f)(void))
+       {
+       int to_return = 1;
+
+       switch(cmd)
+               {
+       /* The command isn't understood by this engine */
+       default:
+               to_return = 0;
+               break;
+               }
+
+       return to_return;
+       }
+
+
+#ifndef OPENSSL_NO_RSA
+#include <stdint.h>
+
+typedef uint64_t UINT64;
+typedef uint16_t UINT16;
+
+/* Table t is interleaved in the following manner:
+ * The order in memory is t[0][0], t[0][1], ..., t[0][7], t[1][0], ...
+ * A particular 512-bit value is stored in t[][index] rather than the more
+ * normal t[index][]; i.e. the qwords of a particular entry in t are not
+ * adjacent in memory
+ */
+
+/* Init BIGNUM b from the interleaved UINT64 array */
+static int interleaved_array_to_bn_512(BIGNUM* b, UINT64 *array);
+
+/* Extract array elements from BIGNUM b
+ * To set the whole array from b, call with n=8
+ */
+static int bn_extract_to_array_512(const BIGNUM* b, unsigned int n, UINT64 *array);
+
+struct mod_ctx_512 {
+    UINT64 t[8][8];
+    UINT64 m[8];
+    UINT64 m1[8]; /* 2^278 % m */
+    UINT64 m2[8]; /* 2^640 % m */
+    UINT64 k1[2]; /* (- 1/m) % 2^128 */
+};
+
+static int mod_exp_pre_compute_data_512(UINT64 *m, struct mod_ctx_512 *data);
+
+void mod_exp_512(UINT64 *result, /* 512 bits, 8 qwords */
+                UINT64 *g,      /* 512 bits, 8 qwords */
+                UINT64 *exp,    /* 512 bits, 8 qwords */
+                struct mod_ctx_512 *data);
+
+typedef struct st_e_rsax_mod_ctx
+{
+  UINT64 type;
+  union {
+    struct mod_ctx_512 b512;
+  } ctx;
+
+} E_RSAX_MOD_CTX;
+
+static E_RSAX_MOD_CTX *e_rsax_get_ctx(RSA *rsa, int idx, BIGNUM* m)
+{
+       E_RSAX_MOD_CTX *hptr;
+
+        if (idx < 0 || idx > 2)
+           return NULL;
+
+       hptr = RSA_get_ex_data(rsa, rsax_ex_data_idx);
+       if (!hptr) {
+           hptr = OPENSSL_malloc(3*sizeof(E_RSAX_MOD_CTX));
+           if (!hptr) return NULL;
+            hptr[2].type = hptr[1].type= hptr[0].type = 0;
+           RSA_set_ex_data(rsa, rsax_ex_data_idx, hptr);
+        }
+
+        if (hptr[idx].type == BN_num_bits(m))
+            return hptr+idx;
+
+        if (BN_num_bits(m) == 512) {
+           UINT64 _m[8];
+           bn_extract_to_array_512(m, 8, _m);
+           memset( &hptr[idx].ctx.b512, 0, sizeof(struct mod_ctx_512));
+           mod_exp_pre_compute_data_512(_m, &hptr[idx].ctx.b512);
+       }
+
+        hptr[idx].type = BN_num_bits(m);
+       return hptr+idx;
+}
+
+static int e_rsax_rsa_finish(RSA *rsa)
+       {
+       E_RSAX_MOD_CTX *hptr = RSA_get_ex_data(rsa, rsax_ex_data_idx);
+       if(!hptr) return 0;
+
+       OPENSSL_free(hptr);
+       RSA_set_ex_data(rsa, rsax_ex_data_idx, NULL);
+       return 1;
+       }
+
+
+static int e_rsax_bn_mod_exp(BIGNUM *r, const BIGNUM *g, const BIGNUM *e,
+                    const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont, E_RSAX_MOD_CTX* rsax_mod_ctx )
+{
+       if (rsax_mod_ctx && BN_get_flags(e, BN_FLG_CONSTTIME) != 0) {
+          if (BN_num_bits(m) == 512) {
+               UINT64 _r[8];
+               UINT64 _g[8];
+               UINT64 _e[8];
+
+               /* Init the arrays from the BIGNUMs */
+               bn_extract_to_array_512(g, 8, _g);
+               bn_extract_to_array_512(e, 8, _e);
+
+               mod_exp_512(_r, _g, _e, &rsax_mod_ctx->ctx.b512);
+               /* Return the result in the BIGNUM */
+               interleaved_array_to_bn_512(r, _r);
+                return 1;
+           }
+        }
+
+       return BN_mod_exp_mont(r, g, e, m, ctx, in_mont);
+}
+
+/* Declares for the Intel CIAP 512-bit / CRT / 1024 bit RSA modular
+ * exponentiation routine precalculations and a structure to hold the
+ * necessary values.  These files are meant to live in crypto/rsa/ in
+ * the target openssl.
+ */
+
+/*
+ * Local method: extracts a piece from a BIGNUM, to fit it into
+ * an array. Call with n=8 to extract an entire 512-bit BIGNUM
+ */
+static int bn_extract_to_array_512(const BIGNUM* b, unsigned int n, UINT64 *array)
+{
+       int i;
+       UINT64 tmp;
+       unsigned char bn_buff[64];
+       memset(bn_buff, 0, 64);
+       if (BN_num_bytes(b) > 64) {
+               printf ("Can't support this byte size\n");
+               return 0; }
+       if (BN_num_bytes(b)!=0) {
+               if (!BN_bn2bin(b, bn_buff+(64-BN_num_bytes(b)))) {
+                       printf ("Error's in bn2bin\n");
+                       /* We have to error, here */
+                       return 0; } }
+       while (n-- > 0) {
+               array[n] = 0;
+               for (i=7; i>=0; i--) {
+                       tmp = bn_buff[63-(n*8+i)];
+                       array[n] |= tmp << (8*i); } }
+       return 1;
+}
+
+/* Init a 512-bit BIGNUM from the UINT64*_ (8 * 64) interleaved array */
+static int interleaved_array_to_bn_512(BIGNUM* b, UINT64 *array)
+{
+       unsigned char tmp[64];
+       int n=8;
+       int i;
+       while (n-- > 0) {
+               for (i = 7; i>=0; i--) {
+                       tmp[63-(n*8+i)] = (unsigned char)(array[n]>>(8*i)); } }
+       BN_bin2bn(tmp, 64, b);
+        return 0;
+}
+
+
+/* The main 512bit precompute call */
+static int mod_exp_pre_compute_data_512(UINT64 *m, struct mod_ctx_512 *data)
+ {
+    BIGNUM two_768, two_640, two_128, two_512, tmp, _m, tmp2;
+
+    /* We need a BN_CTX for the modulo functions */
+    BN_CTX* ctx;
+    /* Some tmps */
+    UINT64 _t[8];
+    int i, j, ret = 0;
+
+    /* Init _m with m */
+    BN_init(&_m);
+    interleaved_array_to_bn_512(&_m, m);
+    memset(_t, 0, 64);
+
+    /* Inits */
+    BN_init(&two_768);
+    BN_init(&two_640);
+    BN_init(&two_128);
+    BN_init(&two_512);
+    BN_init(&tmp);
+    BN_init(&tmp2);
+
+    /* Create our context */
+    if ((ctx=BN_CTX_new()) == NULL) { goto err; }
+       BN_CTX_start(ctx);
+
+    /*
+     * For production, if you care, these only need to be set once,
+     * and may be made constants.
+     */
+    BN_lshift(&two_768, BN_value_one(), 768);
+    BN_lshift(&two_640, BN_value_one(), 640);
+    BN_lshift(&two_128, BN_value_one(), 128);
+    BN_lshift(&two_512, BN_value_one(), 512);
+
+    if (0 == (m[7] & 0x8000000000000000)) {
+        exit(1);
+    }
+    if (0 == (m[0] & 0x1)) { /* Odd modulus required for Mont */
+        exit(1);
+    }
+
+    /* Precompute m1 */
+    BN_mod(&tmp, &two_768, &_m, ctx);
+    if (!bn_extract_to_array_512(&tmp, 8, &data->m1[0])) {
+           goto err; }
+
+    /* Precompute m2 */
+    BN_mod(&tmp, &two_640, &_m, ctx);
+    if (!bn_extract_to_array_512(&tmp, 8, &data->m2[0])) {
+           goto err;
+    }
+
+    /*
+     * Precompute k1, a 128b number = ((-1)* m-1 ) mod 2128; k1 should
+     * be non-negative.
+     */
+    BN_mod_inverse(&tmp, &_m, &two_128, ctx);
+    if (!BN_is_zero(&tmp)) { BN_sub(&tmp, &two_128, &tmp); }
+    if (!bn_extract_to_array_512(&tmp, 2, &data->k1[0])) {
+           goto err; }
+
+    /* Precompute t */
+    for (i=0; i<8; i++) {
+        BN_zero(&tmp);
+        if (i & 1) { BN_add(&tmp, &two_512, &tmp); }
+        if (i & 2) { BN_add(&tmp, &two_512, &tmp); }
+        if (i & 4) { BN_add(&tmp, &two_640, &tmp); }
+
+        BN_nnmod(&tmp2, &tmp, &_m, ctx);
+        if (!bn_extract_to_array_512(&tmp2, 8, _t)) {
+               goto err; }
+        for (j=0; j<8; j++) data->t[j][i] = _t[j]; }
+
+    /* Precompute m */
+    for (i=0; i<8; i++) {
+        data->m[i] = m[i]; }
+
+    ret = 1;
+
+err:
+    /* Cleanup */
+       if (ctx != NULL) {
+               BN_CTX_end(ctx); }
+    BN_free(&two_768);
+    BN_free(&two_640);
+    BN_free(&two_128);
+    BN_free(&two_512);
+    BN_free(&tmp);
+    BN_free(&tmp2);
+    BN_free(&_m);
+
+    return ret;
+}
+
+
+static int e_rsax_rsa_mod_exp(BIGNUM *r0, const BIGNUM *I, RSA *rsa, BN_CTX *ctx)
+       {
+       BIGNUM *r1,*m1,*vrfy;
+       BIGNUM local_dmp1,local_dmq1,local_c,local_r1;
+       BIGNUM *dmp1,*dmq1,*c,*pr1;
+       int ret=0;
+
+       BN_CTX_start(ctx);
+       r1 = BN_CTX_get(ctx);
+       m1 = BN_CTX_get(ctx);
+       vrfy = BN_CTX_get(ctx);
+
+       {
+               BIGNUM local_p, local_q;
+               BIGNUM *p = NULL, *q = NULL;
+               int error = 0;
+
+               /* Make sure BN_mod_inverse in Montgomery
+                * intialization uses the BN_FLG_CONSTTIME flag
+                * (unless RSA_FLAG_NO_CONSTTIME is set)
+                */
+               if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+                       {
+                       BN_init(&local_p);
+                       p = &local_p;
+                       BN_with_flags(p, rsa->p, BN_FLG_CONSTTIME);
+
+                       BN_init(&local_q);
+                       q = &local_q;
+                       BN_with_flags(q, rsa->q, BN_FLG_CONSTTIME);
+                       }
+               else
+                       {
+                       p = rsa->p;
+                       q = rsa->q;
+                       }
+
+               if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PRIVATE)
+                       {
+                       if (!BN_MONT_CTX_set_locked(&rsa->_method_mod_p, CRYPTO_LOCK_RSA, p, ctx))
+                               error = 1;
+                       if (!BN_MONT_CTX_set_locked(&rsa->_method_mod_q, CRYPTO_LOCK_RSA, q, ctx))
+                               error = 1;
+                       }
+
+               /* clean up */
+               if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+                       {
+                       BN_free(&local_p);
+                       BN_free(&local_q);
+                       }
+               if ( error )
+                       goto err;
+       }
+
+       if (rsa->flags & RSA_FLAG_CACHE_PUBLIC)
+               if (!BN_MONT_CTX_set_locked(&rsa->_method_mod_n, CRYPTO_LOCK_RSA, rsa->n, ctx))
+                       goto err;
+
+       /* compute I mod q */
+       if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+               {
+               c = &local_c;
+               BN_with_flags(c, I, BN_FLG_CONSTTIME);
+               if (!BN_mod(r1,c,rsa->q,ctx)) goto err;
+               }
+       else
+               {
+               if (!BN_mod(r1,I,rsa->q,ctx)) goto err;
+               }
+
+       /* compute r1^dmq1 mod q */
+       if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+               {
+               dmq1 = &local_dmq1;
+               BN_with_flags(dmq1, rsa->dmq1, BN_FLG_CONSTTIME);
+               }
+       else
+               dmq1 = rsa->dmq1;
+
+       if (!e_rsax_bn_mod_exp(m1,r1,dmq1,rsa->q,ctx,
+               rsa->_method_mod_q, e_rsax_get_ctx(rsa, 0, rsa->q) )) goto err;
+
+       /* compute I mod p */
+       if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+               {
+               c = &local_c;
+               BN_with_flags(c, I, BN_FLG_CONSTTIME);
+               if (!BN_mod(r1,c,rsa->p,ctx)) goto err;
+               }
+       else
+               {
+               if (!BN_mod(r1,I,rsa->p,ctx)) goto err;
+               }
+
+       /* compute r1^dmp1 mod p */
+       if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+               {
+               dmp1 = &local_dmp1;
+               BN_with_flags(dmp1, rsa->dmp1, BN_FLG_CONSTTIME);
+               }
+       else
+               dmp1 = rsa->dmp1;
+
+       if (!e_rsax_bn_mod_exp(r0,r1,dmp1,rsa->p,ctx,
+               rsa->_method_mod_p, e_rsax_get_ctx(rsa, 1, rsa->p) )) goto err;
+
+       if (!BN_sub(r0,r0,m1)) goto err;
+       /* This will help stop the size of r0 increasing, which does
+        * affect the multiply if it optimised for a power of 2 size */
+       if (BN_is_negative(r0))
+               if (!BN_add(r0,r0,rsa->p)) goto err;
+
+       if (!BN_mul(r1,r0,rsa->iqmp,ctx)) goto err;
+
+       /* Turn BN_FLG_CONSTTIME flag on before division operation */
+       if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+               {
+               pr1 = &local_r1;
+               BN_with_flags(pr1, r1, BN_FLG_CONSTTIME);
+               }
+       else
+               pr1 = r1;
+       if (!BN_mod(r0,pr1,rsa->p,ctx)) goto err;
+
+       /* If p < q it is occasionally possible for the correction of
+         * adding 'p' if r0 is negative above to leave the result still
+        * negative. This can break the private key operations: the following
+        * second correction should *always* correct this rare occurrence.
+        * This will *never* happen with OpenSSL generated keys because
+         * they ensure p > q [steve]
+         */
+       if (BN_is_negative(r0))
+               if (!BN_add(r0,r0,rsa->p)) goto err;
+       if (!BN_mul(r1,r0,rsa->q,ctx)) goto err;
+       if (!BN_add(r0,r1,m1)) goto err;
+
+       if (rsa->e && rsa->n)
+               {
+               if (!e_rsax_bn_mod_exp(vrfy,r0,rsa->e,rsa->n,ctx,rsa->_method_mod_n, e_rsax_get_ctx(rsa, 2, rsa->n) ))
+                    goto err;
+
+               /* If 'I' was greater than (or equal to) rsa->n, the operation
+                * will be equivalent to using 'I mod n'. However, the result of
+                * the verify will *always* be less than 'n' so we don't check
+                * for absolute equality, just congruency. */
+               if (!BN_sub(vrfy, vrfy, I)) goto err;
+               if (!BN_mod(vrfy, vrfy, rsa->n, ctx)) goto err;
+               if (BN_is_negative(vrfy))
+                       if (!BN_add(vrfy, vrfy, rsa->n)) goto err;
+               if (!BN_is_zero(vrfy))
+                       {
+                       /* 'I' and 'vrfy' aren't congruent mod n. Don't leak
+                        * miscalculated CRT output, just do a raw (slower)
+                        * mod_exp and return that instead. */
+
+                       BIGNUM local_d;
+                       BIGNUM *d = NULL;
+
+                       if (!(rsa->flags & RSA_FLAG_NO_CONSTTIME))
+                               {
+                               d = &local_d;
+                               BN_with_flags(d, rsa->d, BN_FLG_CONSTTIME);
+                               }
+                       else
+                               d = rsa->d;
+                       if (!e_rsax_bn_mod_exp(r0,I,d,rsa->n,ctx,
+                                                  rsa->_method_mod_n, e_rsax_get_ctx(rsa, 2, rsa->n) )) goto err;
+                       }
+               }
+       ret=1;
+
+err:
+       BN_CTX_end(ctx);
+
+       return ret;
+       }
+#endif /* !OPENSSL_NO_RSA */
+#endif /* !COMPILE_RSAX */
index 84db1b5..3ffd14d 100644 (file)
@@ -351,6 +351,7 @@ void ENGINE_load_gost(void);
 #endif
 #endif
 void ENGINE_load_cryptodev(void);
+void ENGINE_load_rsax(void);
 void ENGINE_load_builtin_engines(void);
 
 /* Get and set global flags (ENGINE_TABLE_FLAG_***) for the implementation