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#!/usr/bin/env perl
# SPDX-License-Identifier: GPL-1.0+ OR BSD-3-Clause
#
# ====================================================================
# Written by Andy Polyakov, @dot-asm, initially for the OpenSSL
# project.
# ====================================================================
#
# This module implements Poly1305 hash for ARMv8.
#
# June 2015
#
# Numbers are cycles per processed byte with poly1305_blocks alone.
#
#        IALU/gcc-4.9    NEON
#
# Apple A7    1.86/+5%    0.72
# Cortex-A53    2.69/+58%    1.47
# Cortex-A57    2.70/+7%    1.14
# Denver    1.64/+50%    1.18(*)
# X-Gene    2.13/+68%    2.27
# Mongoose    1.77/+75%    1.12
# Kryo        2.70/+55%    1.13
# ThunderX2    1.17/+95%    1.36
#
# (*)    estimate based on resources availability is less than 1.0,
#    i.e. measured result is worse than expected, presumably binary
#    translator is not almighty;
 
$flavour=shift;
$output=shift;
 
if ($flavour && $flavour ne "void") {
    $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
    ( $xlate="${dir}arm-xlate.pl" and -f $xlate ) or
    ( $xlate="${dir}../../perlasm/arm-xlate.pl" and -f $xlate) or
    die "can't locate arm-xlate.pl";
 
    open STDOUT,"| \"$^X\" $xlate $flavour $output";
} else {
    open STDOUT,">$output";
}
 
my ($ctx,$inp,$len,$padbit) = map("x$_",(0..3));
my ($mac,$nonce)=($inp,$len);
 
my ($h0,$h1,$h2,$r0,$r1,$s1,$t0,$t1,$d0,$d1,$d2) = map("x$_",(4..14));
 
$code.=<<___;
#ifndef __KERNEL__
# include "arm_arch.h"
.extern    OPENSSL_armcap_P
#endif
 
.text
 
// forward "declarations" are required for Apple
.globl    poly1305_blocks
.globl    poly1305_emit
 
.globl    poly1305_init
.type    poly1305_init,%function
.align    5
poly1305_init:
   cmp    $inp,xzr
   stp    xzr,xzr,[$ctx]        // zero hash value
   stp    xzr,xzr,[$ctx,#16]    // [along with is_base2_26]
 
   csel    x0,xzr,x0,eq
   b.eq    .Lno_key
 
#ifndef    __KERNEL__
   adrp    x17,OPENSSL_armcap_P
   ldr    w17,[x17,#:lo12:OPENSSL_armcap_P]
#endif
 
   ldp    $r0,$r1,[$inp]        // load key
   mov    $s1,#0xfffffffc0fffffff
   movk    $s1,#0x0fff,lsl#48
#ifdef    __AARCH64EB__
   rev    $r0,$r0            // flip bytes
   rev    $r1,$r1
#endif
   and    $r0,$r0,$s1        // &=0ffffffc0fffffff
   and    $s1,$s1,#-4
   and    $r1,$r1,$s1        // &=0ffffffc0ffffffc
   mov    w#$s1,#-1
   stp    $r0,$r1,[$ctx,#32]    // save key value
   str    w#$s1,[$ctx,#48]    // impossible key power value
 
#ifndef    __KERNEL__
   tst    w17,#ARMV7_NEON
 
   adr    $d0,.Lpoly1305_blocks
   adr    $r0,.Lpoly1305_blocks_neon
   adr    $d1,.Lpoly1305_emit
 
   csel    $d0,$d0,$r0,eq
 
# ifdef    __ILP32__
   stp    w#$d0,w#$d1,[$len]
# else
   stp    $d0,$d1,[$len]
# endif
#endif
   mov    x0,#1
.Lno_key:
   ret
.size    poly1305_init,.-poly1305_init
 
.type    poly1305_blocks,%function
.align    5
poly1305_blocks:
.Lpoly1305_blocks:
   ands    $len,$len,#-16
   b.eq    .Lno_data
 
   ldp    $h0,$h1,[$ctx]        // load hash value
   ldp    $h2,x17,[$ctx,#16]    // [along with is_base2_26]
   ldp    $r0,$r1,[$ctx,#32]    // load key value
 
#ifdef    __AARCH64EB__
   lsr    $d0,$h0,#32
   mov    w#$d1,w#$h0
   lsr    $d2,$h1,#32
   mov    w15,w#$h1
   lsr    x16,$h2,#32
#else
   mov    w#$d0,w#$h0
   lsr    $d1,$h0,#32
   mov    w#$d2,w#$h1
   lsr    x15,$h1,#32
   mov    w16,w#$h2
#endif
 
   add    $d0,$d0,$d1,lsl#26    // base 2^26 -> base 2^64
   lsr    $d1,$d2,#12
   adds    $d0,$d0,$d2,lsl#52
   add    $d1,$d1,x15,lsl#14
   adc    $d1,$d1,xzr
   lsr    $d2,x16,#24
   adds    $d1,$d1,x16,lsl#40
   adc    $d2,$d2,xzr
 
   cmp    x17,#0            // is_base2_26?
   add    $s1,$r1,$r1,lsr#2    // s1 = r1 + (r1 >> 2)
   csel    $h0,$h0,$d0,eq        // choose between radixes
   csel    $h1,$h1,$d1,eq
   csel    $h2,$h2,$d2,eq
 
.Loop:
   ldp    $t0,$t1,[$inp],#16    // load input
   sub    $len,$len,#16
#ifdef    __AARCH64EB__
   rev    $t0,$t0
   rev    $t1,$t1
#endif
   adds    $h0,$h0,$t0        // accumulate input
   adcs    $h1,$h1,$t1
 
   mul    $d0,$h0,$r0        // h0*r0
   adc    $h2,$h2,$padbit
   umulh    $d1,$h0,$r0
 
   mul    $t0,$h1,$s1        // h1*5*r1
   umulh    $t1,$h1,$s1
 
   adds    $d0,$d0,$t0
   mul    $t0,$h0,$r1        // h0*r1
   adc    $d1,$d1,$t1
   umulh    $d2,$h0,$r1
 
   adds    $d1,$d1,$t0
   mul    $t0,$h1,$r0        // h1*r0
   adc    $d2,$d2,xzr
   umulh    $t1,$h1,$r0
 
   adds    $d1,$d1,$t0
   mul    $t0,$h2,$s1        // h2*5*r1
   adc    $d2,$d2,$t1
   mul    $t1,$h2,$r0        // h2*r0
 
   adds    $d1,$d1,$t0
   adc    $d2,$d2,$t1
 
   and    $t0,$d2,#-4        // final reduction
   and    $h2,$d2,#3
   add    $t0,$t0,$d2,lsr#2
   adds    $h0,$d0,$t0
   adcs    $h1,$d1,xzr
   adc    $h2,$h2,xzr
 
   cbnz    $len,.Loop
 
   stp    $h0,$h1,[$ctx]        // store hash value
   stp    $h2,xzr,[$ctx,#16]    // [and clear is_base2_26]
 
.Lno_data:
   ret
.size    poly1305_blocks,.-poly1305_blocks
 
.type    poly1305_emit,%function
.align    5
poly1305_emit:
.Lpoly1305_emit:
   ldp    $h0,$h1,[$ctx]        // load hash base 2^64
   ldp    $h2,$r0,[$ctx,#16]    // [along with is_base2_26]
   ldp    $t0,$t1,[$nonce]    // load nonce
 
#ifdef    __AARCH64EB__
   lsr    $d0,$h0,#32
   mov    w#$d1,w#$h0
   lsr    $d2,$h1,#32
   mov    w15,w#$h1
   lsr    x16,$h2,#32
#else
   mov    w#$d0,w#$h0
   lsr    $d1,$h0,#32
   mov    w#$d2,w#$h1
   lsr    x15,$h1,#32
   mov    w16,w#$h2
#endif
 
   add    $d0,$d0,$d1,lsl#26    // base 2^26 -> base 2^64
   lsr    $d1,$d2,#12
   adds    $d0,$d0,$d2,lsl#52
   add    $d1,$d1,x15,lsl#14
   adc    $d1,$d1,xzr
   lsr    $d2,x16,#24
   adds    $d1,$d1,x16,lsl#40
   adc    $d2,$d2,xzr
 
   cmp    $r0,#0            // is_base2_26?
   csel    $h0,$h0,$d0,eq        // choose between radixes
   csel    $h1,$h1,$d1,eq
   csel    $h2,$h2,$d2,eq
 
   adds    $d0,$h0,#5        // compare to modulus
   adcs    $d1,$h1,xzr
   adc    $d2,$h2,xzr
 
   tst    $d2,#-4            // see if it's carried/borrowed
 
   csel    $h0,$h0,$d0,eq
   csel    $h1,$h1,$d1,eq
 
#ifdef    __AARCH64EB__
   ror    $t0,$t0,#32        // flip nonce words
   ror    $t1,$t1,#32
#endif
   adds    $h0,$h0,$t0        // accumulate nonce
   adc    $h1,$h1,$t1
#ifdef    __AARCH64EB__
   rev    $h0,$h0            // flip output bytes
   rev    $h1,$h1
#endif
   stp    $h0,$h1,[$mac]        // write result
 
   ret
.size    poly1305_emit,.-poly1305_emit
___
my ($R0,$R1,$S1,$R2,$S2,$R3,$S3,$R4,$S4) = map("v$_.4s",(0..8));
my ($IN01_0,$IN01_1,$IN01_2,$IN01_3,$IN01_4) = map("v$_.2s",(9..13));
my ($IN23_0,$IN23_1,$IN23_2,$IN23_3,$IN23_4) = map("v$_.2s",(14..18));
my ($ACC0,$ACC1,$ACC2,$ACC3,$ACC4) = map("v$_.2d",(19..23));
my ($H0,$H1,$H2,$H3,$H4) = map("v$_.2s",(24..28));
my ($T0,$T1,$MASK) = map("v$_",(29..31));
 
my ($in2,$zeros)=("x16","x17");
my $is_base2_26 = $zeros;        # borrow
 
$code.=<<___;
.type    poly1305_mult,%function
.align    5
poly1305_mult:
   mul    $d0,$h0,$r0        // h0*r0
   umulh    $d1,$h0,$r0
 
   mul    $t0,$h1,$s1        // h1*5*r1
   umulh    $t1,$h1,$s1
 
   adds    $d0,$d0,$t0
   mul    $t0,$h0,$r1        // h0*r1
   adc    $d1,$d1,$t1
   umulh    $d2,$h0,$r1
 
   adds    $d1,$d1,$t0
   mul    $t0,$h1,$r0        // h1*r0
   adc    $d2,$d2,xzr
   umulh    $t1,$h1,$r0
 
   adds    $d1,$d1,$t0
   mul    $t0,$h2,$s1        // h2*5*r1
   adc    $d2,$d2,$t1
   mul    $t1,$h2,$r0        // h2*r0
 
   adds    $d1,$d1,$t0
   adc    $d2,$d2,$t1
 
   and    $t0,$d2,#-4        // final reduction
   and    $h2,$d2,#3
   add    $t0,$t0,$d2,lsr#2
   adds    $h0,$d0,$t0
   adcs    $h1,$d1,xzr
   adc    $h2,$h2,xzr
 
   ret
.size    poly1305_mult,.-poly1305_mult
 
.type    poly1305_splat,%function
.align    4
poly1305_splat:
   and    x12,$h0,#0x03ffffff    // base 2^64 -> base 2^26
   ubfx    x13,$h0,#26,#26
   extr    x14,$h1,$h0,#52
   and    x14,x14,#0x03ffffff
   ubfx    x15,$h1,#14,#26
   extr    x16,$h2,$h1,#40
 
   str    w12,[$ctx,#16*0]    // r0
   add    w12,w13,w13,lsl#2    // r1*5
   str    w13,[$ctx,#16*1]    // r1
   add    w13,w14,w14,lsl#2    // r2*5
   str    w12,[$ctx,#16*2]    // s1
   str    w14,[$ctx,#16*3]    // r2
   add    w14,w15,w15,lsl#2    // r3*5
   str    w13,[$ctx,#16*4]    // s2
   str    w15,[$ctx,#16*5]    // r3
   add    w15,w16,w16,lsl#2    // r4*5
   str    w14,[$ctx,#16*6]    // s3
   str    w16,[$ctx,#16*7]    // r4
   str    w15,[$ctx,#16*8]    // s4
 
   ret
.size    poly1305_splat,.-poly1305_splat
 
#ifdef    __KERNEL__
.globl    poly1305_blocks_neon
#endif
.type    poly1305_blocks_neon,%function
.align    5
poly1305_blocks_neon:
.Lpoly1305_blocks_neon:
   ldr    $is_base2_26,[$ctx,#24]
   cmp    $len,#128
   b.lo    .Lpoly1305_blocks
 
   .inst    0xd503233f        // paciasp
   stp    x29,x30,[sp,#-80]!
   add    x29,sp,#0
 
   stp    d8,d9,[sp,#16]        // meet ABI requirements
   stp    d10,d11,[sp,#32]
   stp    d12,d13,[sp,#48]
   stp    d14,d15,[sp,#64]
 
   cbz    $is_base2_26,.Lbase2_64_neon
 
   ldp    w10,w11,[$ctx]        // load hash value base 2^26
   ldp    w12,w13,[$ctx,#8]
   ldr    w14,[$ctx,#16]
 
   tst    $len,#31
   b.eq    .Leven_neon
 
   ldp    $r0,$r1,[$ctx,#32]    // load key value
 
   add    $h0,x10,x11,lsl#26    // base 2^26 -> base 2^64
   lsr    $h1,x12,#12
   adds    $h0,$h0,x12,lsl#52
   add    $h1,$h1,x13,lsl#14
   adc    $h1,$h1,xzr
   lsr    $h2,x14,#24
   adds    $h1,$h1,x14,lsl#40
   adc    $d2,$h2,xzr        // can be partially reduced...
 
   ldp    $d0,$d1,[$inp],#16    // load input
   sub    $len,$len,#16
   add    $s1,$r1,$r1,lsr#2    // s1 = r1 + (r1 >> 2)
 
#ifdef    __AARCH64EB__
   rev    $d0,$d0
   rev    $d1,$d1
#endif
   adds    $h0,$h0,$d0        // accumulate input
   adcs    $h1,$h1,$d1
   adc    $h2,$h2,$padbit
 
   bl    poly1305_mult
 
   and    x10,$h0,#0x03ffffff    // base 2^64 -> base 2^26
   ubfx    x11,$h0,#26,#26
   extr    x12,$h1,$h0,#52
   and    x12,x12,#0x03ffffff
   ubfx    x13,$h1,#14,#26
   extr    x14,$h2,$h1,#40
 
   b    .Leven_neon
 
.align    4
.Lbase2_64_neon:
   ldp    $r0,$r1,[$ctx,#32]    // load key value
 
   ldp    $h0,$h1,[$ctx]        // load hash value base 2^64
   ldr    $h2,[$ctx,#16]
 
   tst    $len,#31
   b.eq    .Linit_neon
 
   ldp    $d0,$d1,[$inp],#16    // load input
   sub    $len,$len,#16
   add    $s1,$r1,$r1,lsr#2    // s1 = r1 + (r1 >> 2)
#ifdef    __AARCH64EB__
   rev    $d0,$d0
   rev    $d1,$d1
#endif
   adds    $h0,$h0,$d0        // accumulate input
   adcs    $h1,$h1,$d1
   adc    $h2,$h2,$padbit
 
   bl    poly1305_mult
 
.Linit_neon:
   ldr    w17,[$ctx,#48]        // first table element
   and    x10,$h0,#0x03ffffff    // base 2^64 -> base 2^26
   ubfx    x11,$h0,#26,#26
   extr    x12,$h1,$h0,#52
   and    x12,x12,#0x03ffffff
   ubfx    x13,$h1,#14,#26
   extr    x14,$h2,$h1,#40
 
   cmp    w17,#-1            // is value impossible?
   b.ne    .Leven_neon
 
   fmov    ${H0},x10
   fmov    ${H1},x11
   fmov    ${H2},x12
   fmov    ${H3},x13
   fmov    ${H4},x14
 
   ////////////////////////////////// initialize r^n table
   mov    $h0,$r0            // r^1
   add    $s1,$r1,$r1,lsr#2    // s1 = r1 + (r1 >> 2)
   mov    $h1,$r1
   mov    $h2,xzr
   add    $ctx,$ctx,#48+12
   bl    poly1305_splat
 
   bl    poly1305_mult        // r^2
   sub    $ctx,$ctx,#4
   bl    poly1305_splat
 
   bl    poly1305_mult        // r^3
   sub    $ctx,$ctx,#4
   bl    poly1305_splat
 
   bl    poly1305_mult        // r^4
   sub    $ctx,$ctx,#4
   bl    poly1305_splat
   sub    $ctx,$ctx,#48        // restore original $ctx
   b    .Ldo_neon
 
.align    4
.Leven_neon:
   fmov    ${H0},x10
   fmov    ${H1},x11
   fmov    ${H2},x12
   fmov    ${H3},x13
   fmov    ${H4},x14
 
.Ldo_neon:
   ldp    x8,x12,[$inp,#32]    // inp[2:3]
   subs    $len,$len,#64
   ldp    x9,x13,[$inp,#48]
   add    $in2,$inp,#96
   adr    $zeros,.Lzeros
 
   lsl    $padbit,$padbit,#24
   add    x15,$ctx,#48
 
#ifdef    __AARCH64EB__
   rev    x8,x8
   rev    x12,x12
   rev    x9,x9
   rev    x13,x13
#endif
   and    x4,x8,#0x03ffffff    // base 2^64 -> base 2^26
   and    x5,x9,#0x03ffffff
   ubfx    x6,x8,#26,#26
   ubfx    x7,x9,#26,#26
   add    x4,x4,x5,lsl#32        // bfi    x4,x5,#32,#32
   extr    x8,x12,x8,#52
   extr    x9,x13,x9,#52
   add    x6,x6,x7,lsl#32        // bfi    x6,x7,#32,#32
   fmov    $IN23_0,x4
   and    x8,x8,#0x03ffffff
   and    x9,x9,#0x03ffffff
   ubfx    x10,x12,#14,#26
   ubfx    x11,x13,#14,#26
   add    x12,$padbit,x12,lsr#40
   add    x13,$padbit,x13,lsr#40
   add    x8,x8,x9,lsl#32        // bfi    x8,x9,#32,#32
   fmov    $IN23_1,x6
   add    x10,x10,x11,lsl#32    // bfi    x10,x11,#32,#32
   add    x12,x12,x13,lsl#32    // bfi    x12,x13,#32,#32
   fmov    $IN23_2,x8
   fmov    $IN23_3,x10
   fmov    $IN23_4,x12
 
   ldp    x8,x12,[$inp],#16    // inp[0:1]
   ldp    x9,x13,[$inp],#48
 
   ld1    {$R0,$R1,$S1,$R2},[x15],#64
   ld1    {$S2,$R3,$S3,$R4},[x15],#64
   ld1    {$S4},[x15]
 
#ifdef    __AARCH64EB__
   rev    x8,x8
   rev    x12,x12
   rev    x9,x9
   rev    x13,x13
#endif
   and    x4,x8,#0x03ffffff    // base 2^64 -> base 2^26
   and    x5,x9,#0x03ffffff
   ubfx    x6,x8,#26,#26
   ubfx    x7,x9,#26,#26
   add    x4,x4,x5,lsl#32        // bfi    x4,x5,#32,#32
   extr    x8,x12,x8,#52
   extr    x9,x13,x9,#52
   add    x6,x6,x7,lsl#32        // bfi    x6,x7,#32,#32
   fmov    $IN01_0,x4
   and    x8,x8,#0x03ffffff
   and    x9,x9,#0x03ffffff
   ubfx    x10,x12,#14,#26
   ubfx    x11,x13,#14,#26
   add    x12,$padbit,x12,lsr#40
   add    x13,$padbit,x13,lsr#40
   add    x8,x8,x9,lsl#32        // bfi    x8,x9,#32,#32
   fmov    $IN01_1,x6
   add    x10,x10,x11,lsl#32    // bfi    x10,x11,#32,#32
   add    x12,x12,x13,lsl#32    // bfi    x12,x13,#32,#32
   movi    $MASK.2d,#-1
   fmov    $IN01_2,x8
   fmov    $IN01_3,x10
   fmov    $IN01_4,x12
   ushr    $MASK.2d,$MASK.2d,#38
 
   b.ls    .Lskip_loop
 
.align    4
.Loop_neon:
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // ((inp[0]*r^4+inp[2]*r^2+inp[4])*r^4+inp[6]*r^2
   // ((inp[1]*r^4+inp[3]*r^2+inp[5])*r^3+inp[7]*r
   //   \___________________/
   // ((inp[0]*r^4+inp[2]*r^2+inp[4])*r^4+inp[6]*r^2+inp[8])*r^2
   // ((inp[1]*r^4+inp[3]*r^2+inp[5])*r^4+inp[7]*r^2+inp[9])*r
   //   \___________________/ \____________________/
   //
   // Note that we start with inp[2:3]*r^2. This is because it
   // doesn't depend on reduction in previous iteration.
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // d4 = h0*r4 + h1*r3   + h2*r2   + h3*r1   + h4*r0
   // d3 = h0*r3 + h1*r2   + h2*r1   + h3*r0   + h4*5*r4
   // d2 = h0*r2 + h1*r1   + h2*r0   + h3*5*r4 + h4*5*r3
   // d1 = h0*r1 + h1*r0   + h2*5*r4 + h3*5*r3 + h4*5*r2
   // d0 = h0*r0 + h1*5*r4 + h2*5*r3 + h3*5*r2 + h4*5*r1
 
   subs    $len,$len,#64
   umull    $ACC4,$IN23_0,${R4}[2]
   csel    $in2,$zeros,$in2,lo
   umull    $ACC3,$IN23_0,${R3}[2]
   umull    $ACC2,$IN23_0,${R2}[2]
    ldp    x8,x12,[$in2],#16    // inp[2:3] (or zero)
   umull    $ACC1,$IN23_0,${R1}[2]
    ldp    x9,x13,[$in2],#48
   umull    $ACC0,$IN23_0,${R0}[2]
#ifdef    __AARCH64EB__
    rev    x8,x8
    rev    x12,x12
    rev    x9,x9
    rev    x13,x13
#endif
 
   umlal    $ACC4,$IN23_1,${R3}[2]
    and    x4,x8,#0x03ffffff    // base 2^64 -> base 2^26
   umlal    $ACC3,$IN23_1,${R2}[2]
    and    x5,x9,#0x03ffffff
   umlal    $ACC2,$IN23_1,${R1}[2]
    ubfx    x6,x8,#26,#26
   umlal    $ACC1,$IN23_1,${R0}[2]
    ubfx    x7,x9,#26,#26
   umlal    $ACC0,$IN23_1,${S4}[2]
    add    x4,x4,x5,lsl#32        // bfi    x4,x5,#32,#32
 
   umlal    $ACC4,$IN23_2,${R2}[2]
    extr    x8,x12,x8,#52
   umlal    $ACC3,$IN23_2,${R1}[2]
    extr    x9,x13,x9,#52
   umlal    $ACC2,$IN23_2,${R0}[2]
    add    x6,x6,x7,lsl#32        // bfi    x6,x7,#32,#32
   umlal    $ACC1,$IN23_2,${S4}[2]
    fmov    $IN23_0,x4
   umlal    $ACC0,$IN23_2,${S3}[2]
    and    x8,x8,#0x03ffffff
 
   umlal    $ACC4,$IN23_3,${R1}[2]
    and    x9,x9,#0x03ffffff
   umlal    $ACC3,$IN23_3,${R0}[2]
    ubfx    x10,x12,#14,#26
   umlal    $ACC2,$IN23_3,${S4}[2]
    ubfx    x11,x13,#14,#26
   umlal    $ACC1,$IN23_3,${S3}[2]
    add    x8,x8,x9,lsl#32        // bfi    x8,x9,#32,#32
   umlal    $ACC0,$IN23_3,${S2}[2]
    fmov    $IN23_1,x6
 
   add    $IN01_2,$IN01_2,$H2
    add    x12,$padbit,x12,lsr#40
   umlal    $ACC4,$IN23_4,${R0}[2]
    add    x13,$padbit,x13,lsr#40
   umlal    $ACC3,$IN23_4,${S4}[2]
    add    x10,x10,x11,lsl#32    // bfi    x10,x11,#32,#32
   umlal    $ACC2,$IN23_4,${S3}[2]
    add    x12,x12,x13,lsl#32    // bfi    x12,x13,#32,#32
   umlal    $ACC1,$IN23_4,${S2}[2]
    fmov    $IN23_2,x8
   umlal    $ACC0,$IN23_4,${S1}[2]
    fmov    $IN23_3,x10
 
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // (hash+inp[0:1])*r^4 and accumulate
 
   add    $IN01_0,$IN01_0,$H0
    fmov    $IN23_4,x12
   umlal    $ACC3,$IN01_2,${R1}[0]
    ldp    x8,x12,[$inp],#16    // inp[0:1]
   umlal    $ACC0,$IN01_2,${S3}[0]
    ldp    x9,x13,[$inp],#48
   umlal    $ACC4,$IN01_2,${R2}[0]
   umlal    $ACC1,$IN01_2,${S4}[0]
   umlal    $ACC2,$IN01_2,${R0}[0]
#ifdef    __AARCH64EB__
    rev    x8,x8
    rev    x12,x12
    rev    x9,x9
    rev    x13,x13
#endif
 
   add    $IN01_1,$IN01_1,$H1
   umlal    $ACC3,$IN01_0,${R3}[0]
   umlal    $ACC4,$IN01_0,${R4}[0]
    and    x4,x8,#0x03ffffff    // base 2^64 -> base 2^26
   umlal    $ACC2,$IN01_0,${R2}[0]
    and    x5,x9,#0x03ffffff
   umlal    $ACC0,$IN01_0,${R0}[0]
    ubfx    x6,x8,#26,#26
   umlal    $ACC1,$IN01_0,${R1}[0]
    ubfx    x7,x9,#26,#26
 
   add    $IN01_3,$IN01_3,$H3
    add    x4,x4,x5,lsl#32        // bfi    x4,x5,#32,#32
   umlal    $ACC3,$IN01_1,${R2}[0]
    extr    x8,x12,x8,#52
   umlal    $ACC4,$IN01_1,${R3}[0]
    extr    x9,x13,x9,#52
   umlal    $ACC0,$IN01_1,${S4}[0]
    add    x6,x6,x7,lsl#32        // bfi    x6,x7,#32,#32
   umlal    $ACC2,$IN01_1,${R1}[0]
    fmov    $IN01_0,x4
   umlal    $ACC1,$IN01_1,${R0}[0]
    and    x8,x8,#0x03ffffff
 
   add    $IN01_4,$IN01_4,$H4
    and    x9,x9,#0x03ffffff
   umlal    $ACC3,$IN01_3,${R0}[0]
    ubfx    x10,x12,#14,#26
   umlal    $ACC0,$IN01_3,${S2}[0]
    ubfx    x11,x13,#14,#26
   umlal    $ACC4,$IN01_3,${R1}[0]
    add    x8,x8,x9,lsl#32        // bfi    x8,x9,#32,#32
   umlal    $ACC1,$IN01_3,${S3}[0]
    fmov    $IN01_1,x6
   umlal    $ACC2,$IN01_3,${S4}[0]
    add    x12,$padbit,x12,lsr#40
 
   umlal    $ACC3,$IN01_4,${S4}[0]
    add    x13,$padbit,x13,lsr#40
   umlal    $ACC0,$IN01_4,${S1}[0]
    add    x10,x10,x11,lsl#32    // bfi    x10,x11,#32,#32
   umlal    $ACC4,$IN01_4,${R0}[0]
    add    x12,x12,x13,lsl#32    // bfi    x12,x13,#32,#32
   umlal    $ACC1,$IN01_4,${S2}[0]
    fmov    $IN01_2,x8
   umlal    $ACC2,$IN01_4,${S3}[0]
    fmov    $IN01_3,x10
    fmov    $IN01_4,x12
 
   /////////////////////////////////////////////////////////////////
   // lazy reduction as discussed in "NEON crypto" by D.J. Bernstein
   // and P. Schwabe
   //
   // [see discussion in poly1305-armv4 module]
 
   ushr    $T0.2d,$ACC3,#26
   xtn    $H3,$ACC3
    ushr    $T1.2d,$ACC0,#26
    and    $ACC0,$ACC0,$MASK.2d
   add    $ACC4,$ACC4,$T0.2d    // h3 -> h4
   bic    $H3,#0xfc,lsl#24    // &=0x03ffffff
    add    $ACC1,$ACC1,$T1.2d    // h0 -> h1
 
   ushr    $T0.2d,$ACC4,#26
   xtn    $H4,$ACC4
    ushr    $T1.2d,$ACC1,#26
    xtn    $H1,$ACC1
   bic    $H4,#0xfc,lsl#24
    add    $ACC2,$ACC2,$T1.2d    // h1 -> h2
 
   add    $ACC0,$ACC0,$T0.2d
   shl    $T0.2d,$T0.2d,#2
    shrn    $T1.2s,$ACC2,#26
    xtn    $H2,$ACC2
   add    $ACC0,$ACC0,$T0.2d    // h4 -> h0
    bic    $H1,#0xfc,lsl#24
    add    $H3,$H3,$T1.2s        // h2 -> h3
    bic    $H2,#0xfc,lsl#24
 
   shrn    $T0.2s,$ACC0,#26
   xtn    $H0,$ACC0
    ushr    $T1.2s,$H3,#26
    bic    $H3,#0xfc,lsl#24
    bic    $H0,#0xfc,lsl#24
   add    $H1,$H1,$T0.2s        // h0 -> h1
    add    $H4,$H4,$T1.2s        // h3 -> h4
 
   b.hi    .Loop_neon
 
.Lskip_loop:
   dup    $IN23_2,${IN23_2}[0]
   add    $IN01_2,$IN01_2,$H2
 
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // multiply (inp[0:1]+hash) or inp[2:3] by r^2:r^1
 
   adds    $len,$len,#32
   b.ne    .Long_tail
 
   dup    $IN23_2,${IN01_2}[0]
   add    $IN23_0,$IN01_0,$H0
   add    $IN23_3,$IN01_3,$H3
   add    $IN23_1,$IN01_1,$H1
   add    $IN23_4,$IN01_4,$H4
 
.Long_tail:
   dup    $IN23_0,${IN23_0}[0]
   umull2    $ACC0,$IN23_2,${S3}
   umull2    $ACC3,$IN23_2,${R1}
   umull2    $ACC4,$IN23_2,${R2}
   umull2    $ACC2,$IN23_2,${R0}
   umull2    $ACC1,$IN23_2,${S4}
 
   dup    $IN23_1,${IN23_1}[0]
   umlal2    $ACC0,$IN23_0,${R0}
   umlal2    $ACC2,$IN23_0,${R2}
   umlal2    $ACC3,$IN23_0,${R3}
   umlal2    $ACC4,$IN23_0,${R4}
   umlal2    $ACC1,$IN23_0,${R1}
 
   dup    $IN23_3,${IN23_3}[0]
   umlal2    $ACC0,$IN23_1,${S4}
   umlal2    $ACC3,$IN23_1,${R2}
   umlal2    $ACC2,$IN23_1,${R1}
   umlal2    $ACC4,$IN23_1,${R3}
   umlal2    $ACC1,$IN23_1,${R0}
 
   dup    $IN23_4,${IN23_4}[0]
   umlal2    $ACC3,$IN23_3,${R0}
   umlal2    $ACC4,$IN23_3,${R1}
   umlal2    $ACC0,$IN23_3,${S2}
   umlal2    $ACC1,$IN23_3,${S3}
   umlal2    $ACC2,$IN23_3,${S4}
 
   umlal2    $ACC3,$IN23_4,${S4}
   umlal2    $ACC0,$IN23_4,${S1}
   umlal2    $ACC4,$IN23_4,${R0}
   umlal2    $ACC1,$IN23_4,${S2}
   umlal2    $ACC2,$IN23_4,${S3}
 
   b.eq    .Lshort_tail
 
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // (hash+inp[0:1])*r^4:r^3 and accumulate
 
   add    $IN01_0,$IN01_0,$H0
   umlal    $ACC3,$IN01_2,${R1}
   umlal    $ACC0,$IN01_2,${S3}
   umlal    $ACC4,$IN01_2,${R2}
   umlal    $ACC1,$IN01_2,${S4}
   umlal    $ACC2,$IN01_2,${R0}
 
   add    $IN01_1,$IN01_1,$H1
   umlal    $ACC3,$IN01_0,${R3}
   umlal    $ACC0,$IN01_0,${R0}
   umlal    $ACC4,$IN01_0,${R4}
   umlal    $ACC1,$IN01_0,${R1}
   umlal    $ACC2,$IN01_0,${R2}
 
   add    $IN01_3,$IN01_3,$H3
   umlal    $ACC3,$IN01_1,${R2}
   umlal    $ACC0,$IN01_1,${S4}
   umlal    $ACC4,$IN01_1,${R3}
   umlal    $ACC1,$IN01_1,${R0}
   umlal    $ACC2,$IN01_1,${R1}
 
   add    $IN01_4,$IN01_4,$H4
   umlal    $ACC3,$IN01_3,${R0}
   umlal    $ACC0,$IN01_3,${S2}
   umlal    $ACC4,$IN01_3,${R1}
   umlal    $ACC1,$IN01_3,${S3}
   umlal    $ACC2,$IN01_3,${S4}
 
   umlal    $ACC3,$IN01_4,${S4}
   umlal    $ACC0,$IN01_4,${S1}
   umlal    $ACC4,$IN01_4,${R0}
   umlal    $ACC1,$IN01_4,${S2}
   umlal    $ACC2,$IN01_4,${S3}
 
.Lshort_tail:
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // horizontal add
 
   addp    $ACC3,$ACC3,$ACC3
    ldp    d8,d9,[sp,#16]        // meet ABI requirements
   addp    $ACC0,$ACC0,$ACC0
    ldp    d10,d11,[sp,#32]
   addp    $ACC4,$ACC4,$ACC4
    ldp    d12,d13,[sp,#48]
   addp    $ACC1,$ACC1,$ACC1
    ldp    d14,d15,[sp,#64]
   addp    $ACC2,$ACC2,$ACC2
    ldr    x30,[sp,#8]
 
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // lazy reduction, but without narrowing
 
   ushr    $T0.2d,$ACC3,#26
   and    $ACC3,$ACC3,$MASK.2d
    ushr    $T1.2d,$ACC0,#26
    and    $ACC0,$ACC0,$MASK.2d
 
   add    $ACC4,$ACC4,$T0.2d    // h3 -> h4
    add    $ACC1,$ACC1,$T1.2d    // h0 -> h1
 
   ushr    $T0.2d,$ACC4,#26
   and    $ACC4,$ACC4,$MASK.2d
    ushr    $T1.2d,$ACC1,#26
    and    $ACC1,$ACC1,$MASK.2d
    add    $ACC2,$ACC2,$T1.2d    // h1 -> h2
 
   add    $ACC0,$ACC0,$T0.2d
   shl    $T0.2d,$T0.2d,#2
    ushr    $T1.2d,$ACC2,#26
    and    $ACC2,$ACC2,$MASK.2d
   add    $ACC0,$ACC0,$T0.2d    // h4 -> h0
    add    $ACC3,$ACC3,$T1.2d    // h2 -> h3
 
   ushr    $T0.2d,$ACC0,#26
   and    $ACC0,$ACC0,$MASK.2d
    ushr    $T1.2d,$ACC3,#26
    and    $ACC3,$ACC3,$MASK.2d
   add    $ACC1,$ACC1,$T0.2d    // h0 -> h1
    add    $ACC4,$ACC4,$T1.2d    // h3 -> h4
 
   ////////////////////////////////////////////////////////////////
   // write the result, can be partially reduced
 
   st4    {$ACC0,$ACC1,$ACC2,$ACC3}[0],[$ctx],#16
   mov    x4,#1
   st1    {$ACC4}[0],[$ctx]
   str    x4,[$ctx,#8]        // set is_base2_26
 
   ldr    x29,[sp],#80
    .inst    0xd50323bf        // autiasp
   ret
.size    poly1305_blocks_neon,.-poly1305_blocks_neon
 
.align    5
.Lzeros:
.long    0,0,0,0,0,0,0,0
.asciz    "Poly1305 for ARMv8, CRYPTOGAMS by \@dot-asm"
.align    2
#if !defined(__KERNEL__) && !defined(_WIN64)
.comm    OPENSSL_armcap_P,4,4
.hidden    OPENSSL_armcap_P
#endif
___
 
foreach (split("\n",$code)) {
   s/\b(shrn\s+v[0-9]+)\.[24]d/$1.2s/            or
   s/\b(fmov\s+)v([0-9]+)[^,]*,\s*x([0-9]+)/$1d$2,x$3/    or
   (m/\bdup\b/ and (s/\.[24]s/.2d/g or 1))            or
   (m/\b(eor|and)/ and (s/\.[248][sdh]/.16b/g or 1))    or
   (m/\bum(ul|la)l\b/ and (s/\.4s/.2s/g or 1))        or
   (m/\bum(ul|la)l2\b/ and (s/\.2s/.4s/g or 1))        or
   (m/\bst[1-4]\s+{[^}]+}\[/ and (s/\.[24]d/.s/g or 1));
 
   s/\.[124]([sd])\[/.$1\[/;
   s/w#x([0-9]+)/w$1/g;
 
   print $_,"\n";
}
close STDOUT;