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/*
 * linux/arch/arm64/crypto/aes-neon.S - AES cipher for ARMv8 NEON
 *
 * Copyright (C) 2013 - 2017 Linaro Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
 * published by the Free Software Foundation.
 */
 
#include <linux/linkage.h>
#include <asm/assembler.h>
 
#define AES_ENTRY(func)        ENTRY(neon_ ## func)
#define AES_ENDPROC(func)    ENDPROC(neon_ ## func)
 
   /* multiply by polynomial 'x' in GF(2^8) */
   .macro        mul_by_x, out, in, temp, const
   sshr        \temp, \in, #7
   shl        \out, \in, #1
   and        \temp, \temp, \const
   eor        \out, \out, \temp
   .endm
 
   /* multiply by polynomial 'x^2' in GF(2^8) */
   .macro        mul_by_x2, out, in, temp, const
   ushr        \temp, \in, #6
   shl        \out, \in, #2
   pmul        \temp, \temp, \const
   eor        \out, \out, \temp
   .endm
 
   /* preload the entire Sbox */
   .macro        prepare, sbox, shiftrows, temp
   movi        v12.16b, #0x1b
   ldr_l        q13, \shiftrows, \temp
   ldr_l        q14, .Lror32by8, \temp
   adr_l        \temp, \sbox
   ld1        {v16.16b-v19.16b}, [\temp], #64
   ld1        {v20.16b-v23.16b}, [\temp], #64
   ld1        {v24.16b-v27.16b}, [\temp], #64
   ld1        {v28.16b-v31.16b}, [\temp]
   .endm
 
   /* do preload for encryption */
   .macro        enc_prepare, ignore0, ignore1, temp
   prepare        .LForward_Sbox, .LForward_ShiftRows, \temp
   .endm
 
   .macro        enc_switch_key, ignore0, ignore1, temp
   /* do nothing */
   .endm
 
   /* do preload for decryption */
   .macro        dec_prepare, ignore0, ignore1, temp
   prepare        .LReverse_Sbox, .LReverse_ShiftRows, \temp
   .endm
 
   /* apply SubBytes transformation using the the preloaded Sbox */
   .macro        sub_bytes, in
   sub        v9.16b, \in\().16b, v15.16b
   tbl        \in\().16b, {v16.16b-v19.16b}, \in\().16b
   sub        v10.16b, v9.16b, v15.16b
   tbx        \in\().16b, {v20.16b-v23.16b}, v9.16b
   sub        v11.16b, v10.16b, v15.16b
   tbx        \in\().16b, {v24.16b-v27.16b}, v10.16b
   tbx        \in\().16b, {v28.16b-v31.16b}, v11.16b
   .endm
 
   /* apply MixColumns transformation */
   .macro        mix_columns, in, enc
   .if        \enc == 0
   /* Inverse MixColumns: pre-multiply by { 5, 0, 4, 0 } */
   mul_by_x2    v8.16b, \in\().16b, v9.16b, v12.16b
   eor        \in\().16b, \in\().16b, v8.16b
   rev32        v8.8h, v8.8h
   eor        \in\().16b, \in\().16b, v8.16b
   .endif
 
   mul_by_x    v9.16b, \in\().16b, v8.16b, v12.16b
   rev32        v8.8h, \in\().8h
   eor        v8.16b, v8.16b, v9.16b
   eor        \in\().16b, \in\().16b, v8.16b
   tbl        \in\().16b, {\in\().16b}, v14.16b
   eor        \in\().16b, \in\().16b, v8.16b
   .endm
 
   .macro        do_block, enc, in, rounds, rk, rkp, i
   ld1        {v15.4s}, [\rk]
   add        \rkp, \rk, #16
   mov        \i, \rounds
1111:    eor        \in\().16b, \in\().16b, v15.16b        /* ^round key */
   movi        v15.16b, #0x40
   tbl        \in\().16b, {\in\().16b}, v13.16b    /* ShiftRows */
   sub_bytes    \in
   subs        \i, \i, #1
   ld1        {v15.4s}, [\rkp], #16
   beq        2222f
   mix_columns    \in, \enc
   b        1111b
2222:    eor        \in\().16b, \in\().16b, v15.16b        /* ^round key */
   .endm
 
   .macro        encrypt_block, in, rounds, rk, rkp, i
   do_block    1, \in, \rounds, \rk, \rkp, \i
   .endm
 
   .macro        decrypt_block, in, rounds, rk, rkp, i
   do_block    0, \in, \rounds, \rk, \rkp, \i
   .endm
 
   /*
    * Interleaved versions: functionally equivalent to the
    * ones above, but applied to 2 or 4 AES states in parallel.
    */
 
   .macro        sub_bytes_2x, in0, in1
   sub        v8.16b, \in0\().16b, v15.16b
   tbl        \in0\().16b, {v16.16b-v19.16b}, \in0\().16b
   sub        v9.16b, \in1\().16b, v15.16b
   tbl        \in1\().16b, {v16.16b-v19.16b}, \in1\().16b
   sub        v10.16b, v8.16b, v15.16b
   tbx        \in0\().16b, {v20.16b-v23.16b}, v8.16b
   sub        v11.16b, v9.16b, v15.16b
   tbx        \in1\().16b, {v20.16b-v23.16b}, v9.16b
   sub        v8.16b, v10.16b, v15.16b
   tbx        \in0\().16b, {v24.16b-v27.16b}, v10.16b
   sub        v9.16b, v11.16b, v15.16b
   tbx        \in1\().16b, {v24.16b-v27.16b}, v11.16b
   tbx        \in0\().16b, {v28.16b-v31.16b}, v8.16b
   tbx        \in1\().16b, {v28.16b-v31.16b}, v9.16b
   .endm
 
   .macro        sub_bytes_4x, in0, in1, in2, in3
   sub        v8.16b, \in0\().16b, v15.16b
   tbl        \in0\().16b, {v16.16b-v19.16b}, \in0\().16b
   sub        v9.16b, \in1\().16b, v15.16b
   tbl        \in1\().16b, {v16.16b-v19.16b}, \in1\().16b
   sub        v10.16b, \in2\().16b, v15.16b
   tbl        \in2\().16b, {v16.16b-v19.16b}, \in2\().16b
   sub        v11.16b, \in3\().16b, v15.16b
   tbl        \in3\().16b, {v16.16b-v19.16b}, \in3\().16b
   tbx        \in0\().16b, {v20.16b-v23.16b}, v8.16b
   tbx        \in1\().16b, {v20.16b-v23.16b}, v9.16b
   sub        v8.16b, v8.16b, v15.16b
   tbx        \in2\().16b, {v20.16b-v23.16b}, v10.16b
   sub        v9.16b, v9.16b, v15.16b
   tbx        \in3\().16b, {v20.16b-v23.16b}, v11.16b
   sub        v10.16b, v10.16b, v15.16b
   tbx        \in0\().16b, {v24.16b-v27.16b}, v8.16b
   sub        v11.16b, v11.16b, v15.16b
   tbx        \in1\().16b, {v24.16b-v27.16b}, v9.16b
   sub        v8.16b, v8.16b, v15.16b
   tbx        \in2\().16b, {v24.16b-v27.16b}, v10.16b
   sub        v9.16b, v9.16b, v15.16b
   tbx        \in3\().16b, {v24.16b-v27.16b}, v11.16b
   sub        v10.16b, v10.16b, v15.16b
   tbx        \in0\().16b, {v28.16b-v31.16b}, v8.16b
   sub        v11.16b, v11.16b, v15.16b
   tbx        \in1\().16b, {v28.16b-v31.16b}, v9.16b
   tbx        \in2\().16b, {v28.16b-v31.16b}, v10.16b
   tbx        \in3\().16b, {v28.16b-v31.16b}, v11.16b
   .endm
 
   .macro        mul_by_x_2x, out0, out1, in0, in1, tmp0, tmp1, const
   sshr        \tmp0\().16b, \in0\().16b, #7
   shl        \out0\().16b, \in0\().16b, #1
   sshr        \tmp1\().16b, \in1\().16b, #7
   and        \tmp0\().16b, \tmp0\().16b, \const\().16b
   shl        \out1\().16b, \in1\().16b, #1
   and        \tmp1\().16b, \tmp1\().16b, \const\().16b
   eor        \out0\().16b, \out0\().16b, \tmp0\().16b
   eor        \out1\().16b, \out1\().16b, \tmp1\().16b
   .endm
 
   .macro        mul_by_x2_2x, out0, out1, in0, in1, tmp0, tmp1, const
   ushr        \tmp0\().16b, \in0\().16b, #6
   shl        \out0\().16b, \in0\().16b, #2
   ushr        \tmp1\().16b, \in1\().16b, #6
   pmul        \tmp0\().16b, \tmp0\().16b, \const\().16b
   shl        \out1\().16b, \in1\().16b, #2
   pmul        \tmp1\().16b, \tmp1\().16b, \const\().16b
   eor        \out0\().16b, \out0\().16b, \tmp0\().16b
   eor        \out1\().16b, \out1\().16b, \tmp1\().16b
   .endm
 
   .macro        mix_columns_2x, in0, in1, enc
   .if        \enc == 0
   /* Inverse MixColumns: pre-multiply by { 5, 0, 4, 0 } */
   mul_by_x2_2x    v8, v9, \in0, \in1, v10, v11, v12
   eor        \in0\().16b, \in0\().16b, v8.16b
   rev32        v8.8h, v8.8h
   eor        \in1\().16b, \in1\().16b, v9.16b
   rev32        v9.8h, v9.8h
   eor        \in0\().16b, \in0\().16b, v8.16b
   eor        \in1\().16b, \in1\().16b, v9.16b
   .endif
 
   mul_by_x_2x    v8, v9, \in0, \in1, v10, v11, v12
   rev32        v10.8h, \in0\().8h
   rev32        v11.8h, \in1\().8h
   eor        v10.16b, v10.16b, v8.16b
   eor        v11.16b, v11.16b, v9.16b
   eor        \in0\().16b, \in0\().16b, v10.16b
   eor        \in1\().16b, \in1\().16b, v11.16b
   tbl        \in0\().16b, {\in0\().16b}, v14.16b
   tbl        \in1\().16b, {\in1\().16b}, v14.16b
   eor        \in0\().16b, \in0\().16b, v10.16b
   eor        \in1\().16b, \in1\().16b, v11.16b
   .endm
 
   .macro        do_block_2x, enc, in0, in1, rounds, rk, rkp, i
   ld1        {v15.4s}, [\rk]
   add        \rkp, \rk, #16
   mov        \i, \rounds
1111:    eor        \in0\().16b, \in0\().16b, v15.16b    /* ^round key */
   eor        \in1\().16b, \in1\().16b, v15.16b    /* ^round key */
   movi        v15.16b, #0x40
   tbl        \in0\().16b, {\in0\().16b}, v13.16b    /* ShiftRows */
   tbl        \in1\().16b, {\in1\().16b}, v13.16b    /* ShiftRows */
   sub_bytes_2x    \in0, \in1
   subs        \i, \i, #1
   ld1        {v15.4s}, [\rkp], #16
   beq        2222f
   mix_columns_2x    \in0, \in1, \enc
   b        1111b
2222:    eor        \in0\().16b, \in0\().16b, v15.16b    /* ^round key */
   eor        \in1\().16b, \in1\().16b, v15.16b    /* ^round key */
   .endm
 
   .macro        do_block_4x, enc, in0, in1, in2, in3, rounds, rk, rkp, i
   ld1        {v15.4s}, [\rk]
   add        \rkp, \rk, #16
   mov        \i, \rounds
1111:    eor        \in0\().16b, \in0\().16b, v15.16b    /* ^round key */
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   beq        2222f
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   b        1111b
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