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#! /usr/bin/env perl
# Copyright 2016-2020 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
#
# Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
# this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
# in the file LICENSE in the source distribution or at
# https://www.openssl.org/source/license.html
 
#
# ====================================================================
# Written by Andy Polyakov <appro@openssl.org> for the OpenSSL
# project. The module is, however, dual licensed under OpenSSL and
# CRYPTOGAMS licenses depending on where you obtain it. For further
# details see http://www.openssl.org/~appro/cryptogams/.
# ====================================================================
#
# October 2015
#
# ChaCha20 for PowerPC/AltiVec.
#
# June 2018
#
# Add VSX 2.07 code path. Original 3xAltiVec+1xIALU is well-suited for
# processors that can't issue more than one vector instruction per
# cycle. But POWER8 (and POWER9) can issue a pair, and vector-only 4x
# interleave would perform better. Incidentally PowerISA 2.07 (first
# implemented by POWER8) defined new usable instructions, hence 4xVSX
# code path...
#
# Performance in cycles per byte out of large buffer.
#
#            IALU/gcc-4.x    3xAltiVec+1xIALU    4xVSX
#
# Freescale e300    13.6/+115%    -            -
# PPC74x0/G4e        6.81/+310%    3.81            -
# PPC970/G5        9.29/+160%    ?            -
# POWER7        8.62/+61%    3.35            -
# POWER8        8.70/+51%    2.91            2.09
# POWER9        8.80/+29%    4.44(*)            2.45(**)
#
# (*)    this is trade-off result, it's possible to improve it, but
#    then it would negatively affect all others;
# (**)    POWER9 seems to be "allergic" to mixing vector and integer
#    instructions, which is why switch to vector-only code pays
#    off that much;
 
$flavour = shift;
 
if ($flavour =~ /64/) {
   $SIZE_T    =8;
   $LRSAVE    =2*$SIZE_T;
   $STU    ="stdu";
   $POP    ="ld";
   $PUSH    ="std";
   $UCMP    ="cmpld";
} elsif ($flavour =~ /32/) {
   $SIZE_T    =4;
   $LRSAVE    =$SIZE_T;
   $STU    ="stwu";
   $POP    ="lwz";
   $PUSH    ="stw";
   $UCMP    ="cmplw";
} else { die "nonsense $flavour"; }
 
$LITTLE_ENDIAN = ($flavour=~/le$/) ? 1 : 0;
 
$0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
( $xlate="${dir}ppc-xlate.pl" and -f $xlate ) or
( $xlate="${dir}../../perlasm/ppc-xlate.pl" and -f $xlate) or
die "can't locate ppc-xlate.pl";
 
open STDOUT,"| $^X $xlate $flavour ".shift || die "can't call $xlate: $!";
 
$LOCALS=6*$SIZE_T;
$FRAME=$LOCALS+64+18*$SIZE_T;    # 64 is for local variables
 
sub AUTOLOAD()        # thunk [simplified] x86-style perlasm
{ my $opcode = $AUTOLOAD; $opcode =~ s/.*:://; $opcode =~ s/_/\./;
    $code .= "\t$opcode\t".join(',',@_)."\n";
}
 
my $sp = "r1";
 
my ($out,$inp,$len,$key,$ctr) = map("r$_",(3..7));
 
my @x=map("r$_",(16..31));
my @d=map("r$_",(11,12,14,15));
my @t=map("r$_",(7..10));
 
sub ROUND {
my ($a0,$b0,$c0,$d0)=@_;
my ($a1,$b1,$c1,$d1)=map(($_&~3)+(($_+1)&3),($a0,$b0,$c0,$d0));
my ($a2,$b2,$c2,$d2)=map(($_&~3)+(($_+1)&3),($a1,$b1,$c1,$d1));
my ($a3,$b3,$c3,$d3)=map(($_&~3)+(($_+1)&3),($a2,$b2,$c2,$d2));
 
    (
   "&add        (@x[$a0],@x[$a0],@x[$b0])",
    "&add        (@x[$a1],@x[$a1],@x[$b1])",
     "&add        (@x[$a2],@x[$a2],@x[$b2])",
      "&add    (@x[$a3],@x[$a3],@x[$b3])",
   "&xor        (@x[$d0],@x[$d0],@x[$a0])",
    "&xor        (@x[$d1],@x[$d1],@x[$a1])",
     "&xor        (@x[$d2],@x[$d2],@x[$a2])",
      "&xor    (@x[$d3],@x[$d3],@x[$a3])",
   "&rotlwi    (@x[$d0],@x[$d0],16)",
    "&rotlwi    (@x[$d1],@x[$d1],16)",
     "&rotlwi    (@x[$d2],@x[$d2],16)",
      "&rotlwi    (@x[$d3],@x[$d3],16)",
 
   "&add        (@x[$c0],@x[$c0],@x[$d0])",
    "&add        (@x[$c1],@x[$c1],@x[$d1])",
     "&add        (@x[$c2],@x[$c2],@x[$d2])",
      "&add    (@x[$c3],@x[$c3],@x[$d3])",
   "&xor        (@x[$b0],@x[$b0],@x[$c0])",
    "&xor        (@x[$b1],@x[$b1],@x[$c1])",
     "&xor        (@x[$b2],@x[$b2],@x[$c2])",
      "&xor    (@x[$b3],@x[$b3],@x[$c3])",
   "&rotlwi    (@x[$b0],@x[$b0],12)",
    "&rotlwi    (@x[$b1],@x[$b1],12)",
     "&rotlwi    (@x[$b2],@x[$b2],12)",
      "&rotlwi    (@x[$b3],@x[$b3],12)",
 
   "&add        (@x[$a0],@x[$a0],@x[$b0])",
    "&add        (@x[$a1],@x[$a1],@x[$b1])",
     "&add        (@x[$a2],@x[$a2],@x[$b2])",
      "&add    (@x[$a3],@x[$a3],@x[$b3])",
   "&xor        (@x[$d0],@x[$d0],@x[$a0])",
    "&xor        (@x[$d1],@x[$d1],@x[$a1])",
     "&xor        (@x[$d2],@x[$d2],@x[$a2])",
      "&xor    (@x[$d3],@x[$d3],@x[$a3])",
   "&rotlwi    (@x[$d0],@x[$d0],8)",
    "&rotlwi    (@x[$d1],@x[$d1],8)",
     "&rotlwi    (@x[$d2],@x[$d2],8)",
      "&rotlwi    (@x[$d3],@x[$d3],8)",
 
   "&add        (@x[$c0],@x[$c0],@x[$d0])",
    "&add        (@x[$c1],@x[$c1],@x[$d1])",
     "&add        (@x[$c2],@x[$c2],@x[$d2])",
      "&add    (@x[$c3],@x[$c3],@x[$d3])",
   "&xor        (@x[$b0],@x[$b0],@x[$c0])",
    "&xor        (@x[$b1],@x[$b1],@x[$c1])",
     "&xor        (@x[$b2],@x[$b2],@x[$c2])",
      "&xor    (@x[$b3],@x[$b3],@x[$c3])",
   "&rotlwi    (@x[$b0],@x[$b0],7)",
    "&rotlwi    (@x[$b1],@x[$b1],7)",
     "&rotlwi    (@x[$b2],@x[$b2],7)",
      "&rotlwi    (@x[$b3],@x[$b3],7)"
    );
}
 
$code.=<<___;
.machine    "any"
.text
 
.globl    .ChaCha20_ctr32_int
.align    5
.ChaCha20_ctr32_int:
__ChaCha20_ctr32_int:
   ${UCMP}i $len,0
   beqlr-
 
   $STU    $sp,-$FRAME($sp)
   mflr    r0
 
   $PUSH    r14,`$FRAME-$SIZE_T*18`($sp)
   $PUSH    r15,`$FRAME-$SIZE_T*17`($sp)
   $PUSH    r16,`$FRAME-$SIZE_T*16`($sp)
   $PUSH    r17,`$FRAME-$SIZE_T*15`($sp)
   $PUSH    r18,`$FRAME-$SIZE_T*14`($sp)
   $PUSH    r19,`$FRAME-$SIZE_T*13`($sp)
   $PUSH    r20,`$FRAME-$SIZE_T*12`($sp)
   $PUSH    r21,`$FRAME-$SIZE_T*11`($sp)
   $PUSH    r22,`$FRAME-$SIZE_T*10`($sp)
   $PUSH    r23,`$FRAME-$SIZE_T*9`($sp)
   $PUSH    r24,`$FRAME-$SIZE_T*8`($sp)
   $PUSH    r25,`$FRAME-$SIZE_T*7`($sp)
   $PUSH    r26,`$FRAME-$SIZE_T*6`($sp)
   $PUSH    r27,`$FRAME-$SIZE_T*5`($sp)
   $PUSH    r28,`$FRAME-$SIZE_T*4`($sp)
   $PUSH    r29,`$FRAME-$SIZE_T*3`($sp)
   $PUSH    r30,`$FRAME-$SIZE_T*2`($sp)
   $PUSH    r31,`$FRAME-$SIZE_T*1`($sp)
   $PUSH    r0,`$FRAME+$LRSAVE`($sp)
 
   lwz    @d[0],0($ctr)            # load counter
   lwz    @d[1],4($ctr)
   lwz    @d[2],8($ctr)
   lwz    @d[3],12($ctr)
 
   bl    __ChaCha20_1x
 
   $POP    r0,`$FRAME+$LRSAVE`($sp)
   $POP    r14,`$FRAME-$SIZE_T*18`($sp)
   $POP    r15,`$FRAME-$SIZE_T*17`($sp)
   $POP    r16,`$FRAME-$SIZE_T*16`($sp)
   $POP    r17,`$FRAME-$SIZE_T*15`($sp)
   $POP    r18,`$FRAME-$SIZE_T*14`($sp)
   $POP    r19,`$FRAME-$SIZE_T*13`($sp)
   $POP    r20,`$FRAME-$SIZE_T*12`($sp)
   $POP    r21,`$FRAME-$SIZE_T*11`($sp)
   $POP    r22,`$FRAME-$SIZE_T*10`($sp)
   $POP    r23,`$FRAME-$SIZE_T*9`($sp)
   $POP    r24,`$FRAME-$SIZE_T*8`($sp)
   $POP    r25,`$FRAME-$SIZE_T*7`($sp)
   $POP    r26,`$FRAME-$SIZE_T*6`($sp)
   $POP    r27,`$FRAME-$SIZE_T*5`($sp)
   $POP    r28,`$FRAME-$SIZE_T*4`($sp)
   $POP    r29,`$FRAME-$SIZE_T*3`($sp)
   $POP    r30,`$FRAME-$SIZE_T*2`($sp)
   $POP    r31,`$FRAME-$SIZE_T*1`($sp)
   mtlr    r0
   addi    $sp,$sp,$FRAME
   blr
   .long    0
   .byte    0,12,4,1,0x80,18,5,0
   .long    0
.size    .ChaCha20_ctr32_int,.-.ChaCha20_ctr32_int
 
.align    5
__ChaCha20_1x:
Loop_outer:
   lis    @x[0],0x6170            # synthesize sigma
   lis    @x[1],0x3320
   lis    @x[2],0x7962
   lis    @x[3],0x6b20
   ori    @x[0],@x[0],0x7865
   ori    @x[1],@x[1],0x646e
   ori    @x[2],@x[2],0x2d32
   ori    @x[3],@x[3],0x6574
 
   li    r0,10                # inner loop counter
   lwz    @x[4],0($key)            # load key
   lwz    @x[5],4($key)
   lwz    @x[6],8($key)
   lwz    @x[7],12($key)
   lwz    @x[8],16($key)
   mr    @x[12],@d[0]            # copy counter
   lwz    @x[9],20($key)
   mr    @x[13],@d[1]
   lwz    @x[10],24($key)
   mr    @x[14],@d[2]
   lwz    @x[11],28($key)
   mr    @x[15],@d[3]
 
   mr    @t[0],@x[4]
   mr    @t[1],@x[5]
   mr    @t[2],@x[6]
   mr    @t[3],@x[7]
 
   mtctr    r0
Loop:
___
   foreach (&ROUND(0, 4, 8,12)) { eval; }
   foreach (&ROUND(0, 5,10,15)) { eval; }
$code.=<<___;
   bdnz    Loop
 
   subic    $len,$len,64            # $len-=64
   addi    @x[0],@x[0],0x7865        # accumulate key block
   addi    @x[1],@x[1],0x646e
   addi    @x[2],@x[2],0x2d32
   addi    @x[3],@x[3],0x6574
   addis    @x[0],@x[0],0x6170
   addis    @x[1],@x[1],0x3320
   addis    @x[2],@x[2],0x7962
   addis    @x[3],@x[3],0x6b20
 
   subfe.    r0,r0,r0            # borrow?-1:0
   add    @x[4],@x[4],@t[0]
   lwz    @t[0],16($key)
   add    @x[5],@x[5],@t[1]
   lwz    @t[1],20($key)
   add    @x[6],@x[6],@t[2]
   lwz    @t[2],24($key)
   add    @x[7],@x[7],@t[3]
   lwz    @t[3],28($key)
   add    @x[8],@x[8],@t[0]
   add    @x[9],@x[9],@t[1]
   add    @x[10],@x[10],@t[2]
   add    @x[11],@x[11],@t[3]
 
   add    @x[12],@x[12],@d[0]
   add    @x[13],@x[13],@d[1]
   add    @x[14],@x[14],@d[2]
   add    @x[15],@x[15],@d[3]
   addi    @d[0],@d[0],1            # increment counter
___
if (!$LITTLE_ENDIAN) { for($i=0;$i<16;$i++) {    # flip byte order
$code.=<<___;
   mr    @t[$i&3],@x[$i]
   rotlwi    @x[$i],@x[$i],8
   rlwimi    @x[$i],@t[$i&3],24,0,7
   rlwimi    @x[$i],@t[$i&3],24,16,23
___
} }
$code.=<<___;
   bne    Ltail                # $len-=64 borrowed
 
   lwz    @t[0],0($inp)            # load input, aligned or not
   lwz    @t[1],4($inp)
   ${UCMP}i $len,0                # done already?
   lwz    @t[2],8($inp)
   lwz    @t[3],12($inp)
   xor    @x[0],@x[0],@t[0]        # xor with input
   lwz    @t[0],16($inp)
   xor    @x[1],@x[1],@t[1]
   lwz    @t[1],20($inp)
   xor    @x[2],@x[2],@t[2]
   lwz    @t[2],24($inp)
   xor    @x[3],@x[3],@t[3]
   lwz    @t[3],28($inp)
   xor    @x[4],@x[4],@t[0]
   lwz    @t[0],32($inp)
   xor    @x[5],@x[5],@t[1]
   lwz    @t[1],36($inp)
   xor    @x[6],@x[6],@t[2]
   lwz    @t[2],40($inp)
   xor    @x[7],@x[7],@t[3]
   lwz    @t[3],44($inp)
   xor    @x[8],@x[8],@t[0]
   lwz    @t[0],48($inp)
   xor    @x[9],@x[9],@t[1]
   lwz    @t[1],52($inp)
   xor    @x[10],@x[10],@t[2]
   lwz    @t[2],56($inp)
   xor    @x[11],@x[11],@t[3]
   lwz    @t[3],60($inp)
   xor    @x[12],@x[12],@t[0]
   stw    @x[0],0($out)            # store output, aligned or not
   xor    @x[13],@x[13],@t[1]
   stw    @x[1],4($out)
   xor    @x[14],@x[14],@t[2]
   stw    @x[2],8($out)
   xor    @x[15],@x[15],@t[3]
   stw    @x[3],12($out)
   stw    @x[4],16($out)
   stw    @x[5],20($out)
   stw    @x[6],24($out)
   stw    @x[7],28($out)
   stw    @x[8],32($out)
   stw    @x[9],36($out)
   stw    @x[10],40($out)
   stw    @x[11],44($out)
   stw    @x[12],48($out)
   stw    @x[13],52($out)
   stw    @x[14],56($out)
   addi    $inp,$inp,64
   stw    @x[15],60($out)
   addi    $out,$out,64
 
   bne    Loop_outer
 
   blr
 
.align    4
Ltail:
   addi    $len,$len,64            # restore tail length
   subi    $inp,$inp,1            # prepare for *++ptr
   subi    $out,$out,1
   addi    @t[0],$sp,$LOCALS-1
   mtctr    $len
 
   stw    @x[0],`$LOCALS+0`($sp)        # save whole block to stack
   stw    @x[1],`$LOCALS+4`($sp)
   stw    @x[2],`$LOCALS+8`($sp)
   stw    @x[3],`$LOCALS+12`($sp)
   stw    @x[4],`$LOCALS+16`($sp)
   stw    @x[5],`$LOCALS+20`($sp)
   stw    @x[6],`$LOCALS+24`($sp)
   stw    @x[7],`$LOCALS+28`($sp)
   stw    @x[8],`$LOCALS+32`($sp)
   stw    @x[9],`$LOCALS+36`($sp)
   stw    @x[10],`$LOCALS+40`($sp)
   stw    @x[11],`$LOCALS+44`($sp)
   stw    @x[12],`$LOCALS+48`($sp)
   stw    @x[13],`$LOCALS+52`($sp)
   stw    @x[14],`$LOCALS+56`($sp)
   stw    @x[15],`$LOCALS+60`($sp)
 
Loop_tail:                    # byte-by-byte loop
   lbzu    @d[0],1($inp)
   lbzu    @x[0],1(@t[0])
   xor    @d[1],@d[0],@x[0]
   stbu    @d[1],1($out)
   bdnz    Loop_tail
 
   stw    $sp,`$LOCALS+0`($sp)        # wipe block on stack
   stw    $sp,`$LOCALS+4`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+8`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+12`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+16`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+20`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+24`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+28`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+32`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+36`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+40`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+44`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+48`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+52`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+56`($sp)
   stw    $sp,`$LOCALS+60`($sp)
 
   blr
   .long    0
   .byte    0,12,0x14,0,0,0,0,0
___
 
{{{
my ($A0,$B0,$C0,$D0,$A1,$B1,$C1,$D1,$A2,$B2,$C2,$D2)
               = map("v$_",(0..11));
my @K                = map("v$_",(12..17));
my ($FOUR,$sixteen,$twenty4)    = map("v$_",(18..19,23));
my ($inpperm,$outperm,$outmask)    = map("v$_",(24..26));
my @D                = map("v$_",(27..31));
my ($twelve,$seven,$T0,$T1) = @D;
 
my $FRAME=$LOCALS+64+10*16+18*$SIZE_T;    # 10*16 is for v23-v31 offload
 
sub VMXROUND {
my $odd = pop;
my ($a,$b,$c,$d)=@_;
 
   (
   "&vadduwm    ('$a','$a','$b')",
   "&vxor        ('$d','$d','$a')",
   "&vperm        ('$d','$d','$d','$sixteen')",
 
   "&vadduwm    ('$c','$c','$d')",
   "&vxor        ('$b','$b','$c')",
   "&vrlw        ('$b','$b','$twelve')",
 
   "&vadduwm    ('$a','$a','$b')",
   "&vxor        ('$d','$d','$a')",
   "&vperm        ('$d','$d','$d','$twenty4')",
 
   "&vadduwm    ('$c','$c','$d')",
   "&vxor        ('$b','$b','$c')",
   "&vrlw        ('$b','$b','$seven')",
 
   "&vrldoi    ('$c','$c',8)",
   "&vrldoi    ('$b','$b',$odd?4:12)",
   "&vrldoi    ('$d','$d',$odd?12:4)"
   );
}
 
$code.=<<___;
 
.globl    .ChaCha20_ctr32_vmx
.align    5
.ChaCha20_ctr32_vmx:
   ${UCMP}i $len,256
   blt    __ChaCha20_ctr32_int
 
   $STU    $sp,-$FRAME($sp)
   mflr    r0
   li    r10,`15+$LOCALS+64`
   li    r11,`31+$LOCALS+64`
   mfspr    r12,256
   stvx    v23,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   stvx    v24,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   stvx    v25,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   stvx    v26,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   stvx    v27,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   stvx    v28,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   stvx    v29,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   stvx    v30,r11,$sp
   stvx    v31,r10,$sp
   stw    r12,`$FRAME-$SIZE_T*18-4`($sp)    # save vrsave
   $PUSH    r14,`$FRAME-$SIZE_T*18`($sp)
   $PUSH    r15,`$FRAME-$SIZE_T*17`($sp)
   $PUSH    r16,`$FRAME-$SIZE_T*16`($sp)
   $PUSH    r17,`$FRAME-$SIZE_T*15`($sp)
   $PUSH    r18,`$FRAME-$SIZE_T*14`($sp)
   $PUSH    r19,`$FRAME-$SIZE_T*13`($sp)
   $PUSH    r20,`$FRAME-$SIZE_T*12`($sp)
   $PUSH    r21,`$FRAME-$SIZE_T*11`($sp)
   $PUSH    r22,`$FRAME-$SIZE_T*10`($sp)
   $PUSH    r23,`$FRAME-$SIZE_T*9`($sp)
   $PUSH    r24,`$FRAME-$SIZE_T*8`($sp)
   $PUSH    r25,`$FRAME-$SIZE_T*7`($sp)
   $PUSH    r26,`$FRAME-$SIZE_T*6`($sp)
   $PUSH    r27,`$FRAME-$SIZE_T*5`($sp)
   $PUSH    r28,`$FRAME-$SIZE_T*4`($sp)
   $PUSH    r29,`$FRAME-$SIZE_T*3`($sp)
   $PUSH    r30,`$FRAME-$SIZE_T*2`($sp)
   $PUSH    r31,`$FRAME-$SIZE_T*1`($sp)
   li    r12,-4096+511
   $PUSH    r0, `$FRAME+$LRSAVE`($sp)
   mtspr    256,r12                # preserve 29 AltiVec registers
 
   bl    Lconsts                # returns pointer Lsigma in r12
   li    @x[0],16
   li    @x[1],32
   li    @x[2],48
   li    @x[3],64
   li    @x[4],31            # 31 is not a typo
   li    @x[5],15            # nor is 15
 
   lvx    @K[1],0,$key            # load key
   ?lvsr    $T0,0,$key            # prepare unaligned load
   lvx    @K[2],@x[0],$key
   lvx    @D[0],@x[4],$key
 
   lvx    @K[3],0,$ctr            # load counter
   ?lvsr    $T1,0,$ctr            # prepare unaligned load
   lvx    @D[1],@x[5],$ctr
 
   lvx    @K[0],0,r12            # load constants
   lvx    @K[5],@x[0],r12            # one
   lvx    $FOUR,@x[1],r12
   lvx    $sixteen,@x[2],r12
   lvx    $twenty4,@x[3],r12
 
   ?vperm    @K[1],@K[2],@K[1],$T0        # align key
   ?vperm    @K[2],@D[0],@K[2],$T0
   ?vperm    @K[3],@D[1],@K[3],$T1        # align counter
 
   lwz    @d[0],0($ctr)            # load counter to GPR
   lwz    @d[1],4($ctr)
   vadduwm    @K[3],@K[3],@K[5]        # adjust AltiVec counter
   lwz    @d[2],8($ctr)
   vadduwm    @K[4],@K[3],@K[5]
   lwz    @d[3],12($ctr)
   vadduwm    @K[5],@K[4],@K[5]
 
   vxor    $T0,$T0,$T0            # 0x00..00
   vspltisw $outmask,-1            # 0xff..ff
   ?lvsr    $inpperm,0,$inp            # prepare for unaligned load
   ?lvsl    $outperm,0,$out            # prepare for unaligned store
   ?vperm    $outmask,$outmask,$T0,$outperm
 
   be?lvsl    $T0,0,@x[0]            # 0x00..0f
   be?vspltisb $T1,3            # 0x03..03
   be?vxor    $T0,$T0,$T1            # swap bytes within words
   be?vxor    $outperm,$outperm,$T1
   be?vperm $inpperm,$inpperm,$inpperm,$T0
 
   li    r0,10                # inner loop counter
   b    Loop_outer_vmx
 
.align    4
Loop_outer_vmx:
   lis    @x[0],0x6170            # synthesize sigma
   lis    @x[1],0x3320
    vmr    $A0,@K[0]
   lis    @x[2],0x7962
   lis    @x[3],0x6b20
    vmr    $A1,@K[0]
   ori    @x[0],@x[0],0x7865
   ori    @x[1],@x[1],0x646e
    vmr    $A2,@K[0]
   ori    @x[2],@x[2],0x2d32
   ori    @x[3],@x[3],0x6574
    vmr    $B0,@K[1]
 
   lwz    @x[4],0($key)            # load key to GPR
    vmr    $B1,@K[1]
   lwz    @x[5],4($key)
    vmr    $B2,@K[1]
   lwz    @x[6],8($key)
    vmr    $C0,@K[2]
   lwz    @x[7],12($key)
    vmr    $C1,@K[2]
   lwz    @x[8],16($key)
    vmr    $C2,@K[2]
   mr    @x[12],@d[0]            # copy GPR counter
   lwz    @x[9],20($key)
    vmr    $D0,@K[3]
   mr    @x[13],@d[1]
   lwz    @x[10],24($key)
    vmr    $D1,@K[4]
   mr    @x[14],@d[2]
   lwz    @x[11],28($key)
    vmr    $D2,@K[5]
   mr    @x[15],@d[3]
 
   mr    @t[0],@x[4]
   mr    @t[1],@x[5]
   mr    @t[2],@x[6]
   mr    @t[3],@x[7]
 
   vspltisw $twelve,12            # synthesize constants
   vspltisw $seven,7
 
   mtctr    r0
   nop
Loop_vmx:
___
   my @thread0=&VMXROUND($A0,$B0,$C0,$D0,0);
   my @thread1=&VMXROUND($A1,$B1,$C1,$D1,0);
   my @thread2=&VMXROUND($A2,$B2,$C2,$D2,0);
   my @thread3=&ROUND(0,4,8,12);
 
   foreach (@thread0) {
       eval;
       eval(shift(@thread1));
       eval(shift(@thread2));
 
       eval(shift(@thread3));
       eval(shift(@thread3));
       eval(shift(@thread3));
   }
   foreach (@thread3) { eval; }
 
   @thread0=&VMXROUND($A0,$B0,$C0,$D0,1);
   @thread1=&VMXROUND($A1,$B1,$C1,$D1,1);
   @thread2=&VMXROUND($A2,$B2,$C2,$D2,1);
   @thread3=&ROUND(0,5,10,15);
 
   foreach (@thread0) {
       eval;
       eval(shift(@thread1));
       eval(shift(@thread2));
 
       eval(shift(@thread3));
       eval(shift(@thread3));
       eval(shift(@thread3));
   }
   foreach (@thread3) { eval; }
$code.=<<___;
   bdnz    Loop_vmx
 
   subi    $len,$len,256            # $len-=256
   addi    @x[0],@x[0],0x7865        # accumulate key block
   addi    @x[1],@x[1],0x646e
   addi    @x[2],@x[2],0x2d32
   addi    @x[3],@x[3],0x6574
   addis    @x[0],@x[0],0x6170
   addis    @x[1],@x[1],0x3320
   addis    @x[2],@x[2],0x7962
   addis    @x[3],@x[3],0x6b20
   add    @x[4],@x[4],@t[0]
   lwz    @t[0],16($key)
   add    @x[5],@x[5],@t[1]
   lwz    @t[1],20($key)
   add    @x[6],@x[6],@t[2]
   lwz    @t[2],24($key)
   add    @x[7],@x[7],@t[3]
   lwz    @t[3],28($key)
   add    @x[8],@x[8],@t[0]
   add    @x[9],@x[9],@t[1]
   add    @x[10],@x[10],@t[2]
   add    @x[11],@x[11],@t[3]
   add    @x[12],@x[12],@d[0]
   add    @x[13],@x[13],@d[1]
   add    @x[14],@x[14],@d[2]
   add    @x[15],@x[15],@d[3]
 
   vadduwm    $A0,$A0,@K[0]            # accumulate key block
   vadduwm    $A1,$A1,@K[0]
   vadduwm    $A2,$A2,@K[0]
   vadduwm    $B0,$B0,@K[1]
   vadduwm    $B1,$B1,@K[1]
   vadduwm    $B2,$B2,@K[1]
   vadduwm    $C0,$C0,@K[2]
   vadduwm    $C1,$C1,@K[2]
   vadduwm    $C2,$C2,@K[2]
   vadduwm    $D0,$D0,@K[3]
   vadduwm    $D1,$D1,@K[4]
   vadduwm    $D2,$D2,@K[5]
 
   addi    @d[0],@d[0],4            # increment counter
   vadduwm    @K[3],@K[3],$FOUR
   vadduwm    @K[4],@K[4],$FOUR
   vadduwm    @K[5],@K[5],$FOUR
 
___
if (!$LITTLE_ENDIAN) { for($i=0;$i<16;$i++) {    # flip byte order
$code.=<<___;
   mr    @t[$i&3],@x[$i]
   rotlwi    @x[$i],@x[$i],8
   rlwimi    @x[$i],@t[$i&3],24,0,7
   rlwimi    @x[$i],@t[$i&3],24,16,23
___
} }
$code.=<<___;
   lwz    @t[0],0($inp)            # load input, aligned or not
   lwz    @t[1],4($inp)
   lwz    @t[2],8($inp)
   lwz    @t[3],12($inp)
   xor    @x[0],@x[0],@t[0]        # xor with input
   lwz    @t[0],16($inp)
   xor    @x[1],@x[1],@t[1]
   lwz    @t[1],20($inp)
   xor    @x[2],@x[2],@t[2]
   lwz    @t[2],24($inp)
   xor    @x[3],@x[3],@t[3]
   lwz    @t[3],28($inp)
   xor    @x[4],@x[4],@t[0]
   lwz    @t[0],32($inp)
   xor    @x[5],@x[5],@t[1]
   lwz    @t[1],36($inp)
   xor    @x[6],@x[6],@t[2]
   lwz    @t[2],40($inp)
   xor    @x[7],@x[7],@t[3]
   lwz    @t[3],44($inp)
   xor    @x[8],@x[8],@t[0]
   lwz    @t[0],48($inp)
   xor    @x[9],@x[9],@t[1]
   lwz    @t[1],52($inp)
   xor    @x[10],@x[10],@t[2]
   lwz    @t[2],56($inp)
   xor    @x[11],@x[11],@t[3]
   lwz    @t[3],60($inp)
   xor    @x[12],@x[12],@t[0]
   stw    @x[0],0($out)            # store output, aligned or not
   xor    @x[13],@x[13],@t[1]
   stw    @x[1],4($out)
   xor    @x[14],@x[14],@t[2]
   stw    @x[2],8($out)
   xor    @x[15],@x[15],@t[3]
   stw    @x[3],12($out)
   addi    $inp,$inp,64
   stw    @x[4],16($out)
   li    @t[0],16
   stw    @x[5],20($out)
   li    @t[1],32
   stw    @x[6],24($out)
   li    @t[2],48
   stw    @x[7],28($out)
   li    @t[3],64
   stw    @x[8],32($out)
   stw    @x[9],36($out)
   stw    @x[10],40($out)
   stw    @x[11],44($out)
   stw    @x[12],48($out)
   stw    @x[13],52($out)
   stw    @x[14],56($out)
   stw    @x[15],60($out)
   addi    $out,$out,64
 
   lvx    @D[0],0,$inp            # load input
   lvx    @D[1],@t[0],$inp
   lvx    @D[2],@t[1],$inp
   lvx    @D[3],@t[2],$inp
   lvx    @D[4],@t[3],$inp
   addi    $inp,$inp,64
 
   ?vperm    @D[0],@D[1],@D[0],$inpperm    # align input
   ?vperm    @D[1],@D[2],@D[1],$inpperm
   ?vperm    @D[2],@D[3],@D[2],$inpperm
   ?vperm    @D[3],@D[4],@D[3],$inpperm
   vxor    $A0,$A0,@D[0]            # xor with input
   vxor    $B0,$B0,@D[1]
   lvx    @D[1],@t[0],$inp        # keep loading input
   vxor    $C0,$C0,@D[2]
   lvx    @D[2],@t[1],$inp
   vxor    $D0,$D0,@D[3]
   lvx    @D[3],@t[2],$inp
   lvx    @D[0],@t[3],$inp
   addi    $inp,$inp,64
   li    @t[3],63            # 63 is not a typo
   vperm    $A0,$A0,$A0,$outperm        # pre-misalign output
   vperm    $B0,$B0,$B0,$outperm
   vperm    $C0,$C0,$C0,$outperm
   vperm    $D0,$D0,$D0,$outperm
 
   ?vperm    @D[4],@D[1],@D[4],$inpperm    # align input
   ?vperm    @D[1],@D[2],@D[1],$inpperm
   ?vperm    @D[2],@D[3],@D[2],$inpperm
   ?vperm    @D[3],@D[0],@D[3],$inpperm
   vxor    $A1,$A1,@D[4]
   vxor    $B1,$B1,@D[1]
   lvx    @D[1],@t[0],$inp        # keep loading input
   vxor    $C1,$C1,@D[2]
   lvx    @D[2],@t[1],$inp
   vxor    $D1,$D1,@D[3]
   lvx    @D[3],@t[2],$inp
   lvx    @D[4],@t[3],$inp        # redundant in aligned case
   addi    $inp,$inp,64
   vperm    $A1,$A1,$A1,$outperm        # pre-misalign output
   vperm    $B1,$B1,$B1,$outperm
   vperm    $C1,$C1,$C1,$outperm
   vperm    $D1,$D1,$D1,$outperm
 
   ?vperm    @D[0],@D[1],@D[0],$inpperm    # align input
   ?vperm    @D[1],@D[2],@D[1],$inpperm
   ?vperm    @D[2],@D[3],@D[2],$inpperm
   ?vperm    @D[3],@D[4],@D[3],$inpperm
   vxor    $A2,$A2,@D[0]
   vxor    $B2,$B2,@D[1]
   vxor    $C2,$C2,@D[2]
   vxor    $D2,$D2,@D[3]
   vperm    $A2,$A2,$A2,$outperm        # pre-misalign output
   vperm    $B2,$B2,$B2,$outperm
   vperm    $C2,$C2,$C2,$outperm
   vperm    $D2,$D2,$D2,$outperm
 
   andi.    @x[1],$out,15            # is $out aligned?
   mr    @x[0],$out
 
   vsel    @D[0],$A0,$B0,$outmask        # collect pre-misaligned output
   vsel    @D[1],$B0,$C0,$outmask
   vsel    @D[2],$C0,$D0,$outmask
   vsel    @D[3],$D0,$A1,$outmask
   vsel    $B0,$A1,$B1,$outmask
   vsel    $C0,$B1,$C1,$outmask
   vsel    $D0,$C1,$D1,$outmask
   vsel    $A1,$D1,$A2,$outmask
   vsel    $B1,$A2,$B2,$outmask
   vsel    $C1,$B2,$C2,$outmask
   vsel    $D1,$C2,$D2,$outmask
 
   #stvx    $A0,0,$out            # take it easy on the edges
   stvx    @D[0],@t[0],$out        # store output
   stvx    @D[1],@t[1],$out
   stvx    @D[2],@t[2],$out
   addi    $out,$out,64
   stvx    @D[3],0,$out
   stvx    $B0,@t[0],$out
   stvx    $C0,@t[1],$out
   stvx    $D0,@t[2],$out
   addi    $out,$out,64
   stvx    $A1,0,$out
   stvx    $B1,@t[0],$out
   stvx    $C1,@t[1],$out
   stvx    $D1,@t[2],$out
   addi    $out,$out,64
 
   beq    Laligned_vmx
 
   sub    @x[2],$out,@x[1]        # in misaligned case edges
   li    @x[3],0                # are written byte-by-byte
Lunaligned_tail_vmx:
   stvebx    $D2,@x[3],@x[2]
   addi    @x[3],@x[3],1
   cmpw    @x[3],@x[1]
   bne    Lunaligned_tail_vmx
 
   sub    @x[2],@x[0],@x[1]
Lunaligned_head_vmx:
   stvebx    $A0,@x[1],@x[2]
   cmpwi    @x[1],15
   addi    @x[1],@x[1],1
   bne    Lunaligned_head_vmx
 
   ${UCMP}i $len,255            # done with 256-byte blocks yet?
   bgt    Loop_outer_vmx
 
   b    Ldone_vmx
 
.align    4
Laligned_vmx:
   stvx    $A0,0,@x[0]            # head hexaword was not stored
 
   ${UCMP}i $len,255            # done with 256-byte blocks yet?
   bgt    Loop_outer_vmx
   nop
 
Ldone_vmx:
   ${UCMP}i $len,0                # done yet?
   bnel    __ChaCha20_1x
 
   lwz    r12,`$FRAME-$SIZE_T*18-4`($sp)    # pull vrsave
   li    r10,`15+$LOCALS+64`
   li    r11,`31+$LOCALS+64`
   mtspr    256,r12                # restore vrsave
   lvx    v23,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   lvx    v24,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   lvx    v25,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   lvx    v26,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   lvx    v27,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   lvx    v28,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   lvx    v29,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   lvx    v30,r11,$sp
   lvx    v31,r10,$sp
   $POP    r0, `$FRAME+$LRSAVE`($sp)
   $POP    r14,`$FRAME-$SIZE_T*18`($sp)
   $POP    r15,`$FRAME-$SIZE_T*17`($sp)
   $POP    r16,`$FRAME-$SIZE_T*16`($sp)
   $POP    r17,`$FRAME-$SIZE_T*15`($sp)
   $POP    r18,`$FRAME-$SIZE_T*14`($sp)
   $POP    r19,`$FRAME-$SIZE_T*13`($sp)
   $POP    r20,`$FRAME-$SIZE_T*12`($sp)
   $POP    r21,`$FRAME-$SIZE_T*11`($sp)
   $POP    r22,`$FRAME-$SIZE_T*10`($sp)
   $POP    r23,`$FRAME-$SIZE_T*9`($sp)
   $POP    r24,`$FRAME-$SIZE_T*8`($sp)
   $POP    r25,`$FRAME-$SIZE_T*7`($sp)
   $POP    r26,`$FRAME-$SIZE_T*6`($sp)
   $POP    r27,`$FRAME-$SIZE_T*5`($sp)
   $POP    r28,`$FRAME-$SIZE_T*4`($sp)
   $POP    r29,`$FRAME-$SIZE_T*3`($sp)
   $POP    r30,`$FRAME-$SIZE_T*2`($sp)
   $POP    r31,`$FRAME-$SIZE_T*1`($sp)
   mtlr    r0
   addi    $sp,$sp,$FRAME
   blr
   .long    0
   .byte    0,12,0x04,1,0x80,18,5,0
   .long    0
.size    .ChaCha20_ctr32_vmx,.-.ChaCha20_ctr32_vmx
___
}}}
{{{
my ($xa0,$xa1,$xa2,$xa3, $xb0,$xb1,$xb2,$xb3,
    $xc0,$xc1,$xc2,$xc3, $xd0,$xd1,$xd2,$xd3) = map("v$_",(0..15));
my @K = map("v$_",(16..19));
my $CTR = "v26";
my ($xt0,$xt1,$xt2,$xt3) = map("v$_",(27..30));
my ($sixteen,$twelve,$eight,$seven) = ($xt0,$xt1,$xt2,$xt3);
my $beperm = "v31";
 
my ($x00,$x10,$x20,$x30) = (0, map("r$_",(8..10)));
 
my $FRAME=$LOCALS+64+7*16;    # 7*16 is for v26-v31 offload
 
sub VSX_lane_ROUND {
my ($a0,$b0,$c0,$d0)=@_;
my ($a1,$b1,$c1,$d1)=map(($_&~3)+(($_+1)&3),($a0,$b0,$c0,$d0));
my ($a2,$b2,$c2,$d2)=map(($_&~3)+(($_+1)&3),($a1,$b1,$c1,$d1));
my ($a3,$b3,$c3,$d3)=map(($_&~3)+(($_+1)&3),($a2,$b2,$c2,$d2));
my @x=map("\"v$_\"",(0..15));
 
   (
   "&vadduwm    (@x[$a0],@x[$a0],@x[$b0])",    # Q1
    "&vadduwm    (@x[$a1],@x[$a1],@x[$b1])",    # Q2
     "&vadduwm    (@x[$a2],@x[$a2],@x[$b2])",    # Q3
      "&vadduwm    (@x[$a3],@x[$a3],@x[$b3])",    # Q4
   "&vxor        (@x[$d0],@x[$d0],@x[$a0])",
    "&vxor        (@x[$d1],@x[$d1],@x[$a1])",
     "&vxor    (@x[$d2],@x[$d2],@x[$a2])",
      "&vxor    (@x[$d3],@x[$d3],@x[$a3])",
   "&vrlw        (@x[$d0],@x[$d0],'$sixteen')",
    "&vrlw        (@x[$d1],@x[$d1],'$sixteen')",
     "&vrlw    (@x[$d2],@x[$d2],'$sixteen')",
      "&vrlw    (@x[$d3],@x[$d3],'$sixteen')",
 
   "&vadduwm    (@x[$c0],@x[$c0],@x[$d0])",
    "&vadduwm    (@x[$c1],@x[$c1],@x[$d1])",
     "&vadduwm    (@x[$c2],@x[$c2],@x[$d2])",
      "&vadduwm    (@x[$c3],@x[$c3],@x[$d3])",
   "&vxor        (@x[$b0],@x[$b0],@x[$c0])",
    "&vxor        (@x[$b1],@x[$b1],@x[$c1])",
     "&vxor    (@x[$b2],@x[$b2],@x[$c2])",
      "&vxor    (@x[$b3],@x[$b3],@x[$c3])",
   "&vrlw        (@x[$b0],@x[$b0],'$twelve')",
    "&vrlw        (@x[$b1],@x[$b1],'$twelve')",
     "&vrlw    (@x[$b2],@x[$b2],'$twelve')",
      "&vrlw    (@x[$b3],@x[$b3],'$twelve')",
 
   "&vadduwm    (@x[$a0],@x[$a0],@x[$b0])",
    "&vadduwm    (@x[$a1],@x[$a1],@x[$b1])",
     "&vadduwm    (@x[$a2],@x[$a2],@x[$b2])",
      "&vadduwm    (@x[$a3],@x[$a3],@x[$b3])",
   "&vxor        (@x[$d0],@x[$d0],@x[$a0])",
    "&vxor        (@x[$d1],@x[$d1],@x[$a1])",
     "&vxor    (@x[$d2],@x[$d2],@x[$a2])",
      "&vxor    (@x[$d3],@x[$d3],@x[$a3])",
   "&vrlw        (@x[$d0],@x[$d0],'$eight')",
    "&vrlw        (@x[$d1],@x[$d1],'$eight')",
     "&vrlw    (@x[$d2],@x[$d2],'$eight')",
      "&vrlw    (@x[$d3],@x[$d3],'$eight')",
 
   "&vadduwm    (@x[$c0],@x[$c0],@x[$d0])",
    "&vadduwm    (@x[$c1],@x[$c1],@x[$d1])",
     "&vadduwm    (@x[$c2],@x[$c2],@x[$d2])",
      "&vadduwm    (@x[$c3],@x[$c3],@x[$d3])",
   "&vxor        (@x[$b0],@x[$b0],@x[$c0])",
    "&vxor        (@x[$b1],@x[$b1],@x[$c1])",
     "&vxor    (@x[$b2],@x[$b2],@x[$c2])",
      "&vxor    (@x[$b3],@x[$b3],@x[$c3])",
   "&vrlw        (@x[$b0],@x[$b0],'$seven')",
    "&vrlw        (@x[$b1],@x[$b1],'$seven')",
     "&vrlw    (@x[$b2],@x[$b2],'$seven')",
      "&vrlw    (@x[$b3],@x[$b3],'$seven')"
   );
}
 
$code.=<<___;
 
.globl    .ChaCha20_ctr32_vsx
.align    5
.ChaCha20_ctr32_vsx:
   $STU    $sp,-$FRAME($sp)
   mflr    r0
   li    r10,`15+$LOCALS+64`
   li    r11,`31+$LOCALS+64`
   mfspr    r12,256
   stvx    v26,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   stvx    v27,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   stvx    v28,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   stvx    v29,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   stvx    v30,r10,$sp
   stvx    v31,r11,$sp
   stw    r12,`$FRAME-4`($sp)        # save vrsave
   li    r12,-4096+63
   $PUSH    r0, `$FRAME+$LRSAVE`($sp)
   mtspr    256,r12                # preserve 29 AltiVec registers
 
   bl    Lconsts                # returns pointer Lsigma in r12
   lvx_4w    @K[0],0,r12            # load sigma
   addi    r12,r12,0x50
   li    $x10,16
   li    $x20,32
   li    $x30,48
   li    r11,64
 
   lvx_4w    @K[1],0,$key            # load key
   lvx_4w    @K[2],$x10,$key
   lvx_4w    @K[3],0,$ctr            # load counter
 
   vxor    $xt0,$xt0,$xt0
   lvx_4w    $xt1,r11,r12
   vspltw    $CTR,@K[3],0
   vsldoi    @K[3],@K[3],$xt0,4
   vsldoi    @K[3],$xt0,@K[3],12        # clear @K[3].word[0]
   vadduwm    $CTR,$CTR,$xt1
 
   be?lvsl    $beperm,0,$x10            # 0x00..0f
   be?vspltisb $xt0,3            # 0x03..03
   be?vxor    $beperm,$beperm,$xt0        # swap bytes within words
 
   li    r0,10                # inner loop counter
   mtctr    r0
   b    Loop_outer_vsx
 
.align    5
Loop_outer_vsx:
   lvx    $xa0,$x00,r12            # load [smashed] sigma
   lvx    $xa1,$x10,r12
   lvx    $xa2,$x20,r12
   lvx    $xa3,$x30,r12
 
   vspltw    $xb0,@K[1],0            # smash the key
   vspltw    $xb1,@K[1],1
   vspltw    $xb2,@K[1],2
   vspltw    $xb3,@K[1],3
 
   vspltw    $xc0,@K[2],0
   vspltw    $xc1,@K[2],1
   vspltw    $xc2,@K[2],2
   vspltw    $xc3,@K[2],3
 
   vmr    $xd0,$CTR            # smash the counter
   vspltw    $xd1,@K[3],1
   vspltw    $xd2,@K[3],2
   vspltw    $xd3,@K[3],3
 
   vspltisw $sixteen,-16            # synthesize constants
   vspltisw $twelve,12
   vspltisw $eight,8
   vspltisw $seven,7
 
Loop_vsx:
___
   foreach (&VSX_lane_ROUND(0, 4, 8,12)) { eval; }
   foreach (&VSX_lane_ROUND(0, 5,10,15)) { eval; }
$code.=<<___;
   bdnz    Loop_vsx
 
   vadduwm    $xd0,$xd0,$CTR
 
   vmrgew    $xt0,$xa0,$xa1            # transpose data
   vmrgew    $xt1,$xa2,$xa3
   vmrgow    $xa0,$xa0,$xa1
   vmrgow    $xa2,$xa2,$xa3
    vmrgew    $xt2,$xb0,$xb1
    vmrgew    $xt3,$xb2,$xb3
   vpermdi    $xa1,$xa0,$xa2,0b00
   vpermdi    $xa3,$xa0,$xa2,0b11
   vpermdi    $xa0,$xt0,$xt1,0b00
   vpermdi    $xa2,$xt0,$xt1,0b11
 
   vmrgow    $xb0,$xb0,$xb1
   vmrgow    $xb2,$xb2,$xb3
    vmrgew    $xt0,$xc0,$xc1
    vmrgew    $xt1,$xc2,$xc3
   vpermdi    $xb1,$xb0,$xb2,0b00
   vpermdi    $xb3,$xb0,$xb2,0b11
   vpermdi    $xb0,$xt2,$xt3,0b00
   vpermdi    $xb2,$xt2,$xt3,0b11
 
   vmrgow    $xc0,$xc0,$xc1
   vmrgow    $xc2,$xc2,$xc3
    vmrgew    $xt2,$xd0,$xd1
    vmrgew    $xt3,$xd2,$xd3
   vpermdi    $xc1,$xc0,$xc2,0b00
   vpermdi    $xc3,$xc0,$xc2,0b11
   vpermdi    $xc0,$xt0,$xt1,0b00
   vpermdi    $xc2,$xt0,$xt1,0b11
 
   vmrgow    $xd0,$xd0,$xd1
   vmrgow    $xd2,$xd2,$xd3
    vspltisw $xt0,4
    vadduwm  $CTR,$CTR,$xt0        # next counter value
   vpermdi    $xd1,$xd0,$xd2,0b00
   vpermdi    $xd3,$xd0,$xd2,0b11
   vpermdi    $xd0,$xt2,$xt3,0b00
   vpermdi    $xd2,$xt2,$xt3,0b11
 
   vadduwm    $xa0,$xa0,@K[0]
   vadduwm    $xb0,$xb0,@K[1]
   vadduwm    $xc0,$xc0,@K[2]
   vadduwm    $xd0,$xd0,@K[3]
 
   be?vperm $xa0,$xa0,$xa0,$beperm
   be?vperm $xb0,$xb0,$xb0,$beperm
   be?vperm $xc0,$xc0,$xc0,$beperm
   be?vperm $xd0,$xd0,$xd0,$beperm
 
   ${UCMP}i $len,0x40
   blt    Ltail_vsx
 
   lvx_4w    $xt0,$x00,$inp
   lvx_4w    $xt1,$x10,$inp
   lvx_4w    $xt2,$x20,$inp
   lvx_4w    $xt3,$x30,$inp
 
   vxor    $xt0,$xt0,$xa0
   vxor    $xt1,$xt1,$xb0
   vxor    $xt2,$xt2,$xc0
   vxor    $xt3,$xt3,$xd0
 
   stvx_4w    $xt0,$x00,$out
   stvx_4w    $xt1,$x10,$out
   addi    $inp,$inp,0x40
   stvx_4w    $xt2,$x20,$out
   subi    $len,$len,0x40
   stvx_4w    $xt3,$x30,$out
   addi    $out,$out,0x40
   beq    Ldone_vsx
 
   vadduwm    $xa0,$xa1,@K[0]
   vadduwm    $xb0,$xb1,@K[1]
   vadduwm    $xc0,$xc1,@K[2]
   vadduwm    $xd0,$xd1,@K[3]
 
   be?vperm $xa0,$xa0,$xa0,$beperm
   be?vperm $xb0,$xb0,$xb0,$beperm
   be?vperm $xc0,$xc0,$xc0,$beperm
   be?vperm $xd0,$xd0,$xd0,$beperm
 
   ${UCMP}i $len,0x40
   blt    Ltail_vsx
 
   lvx_4w    $xt0,$x00,$inp
   lvx_4w    $xt1,$x10,$inp
   lvx_4w    $xt2,$x20,$inp
   lvx_4w    $xt3,$x30,$inp
 
   vxor    $xt0,$xt0,$xa0
   vxor    $xt1,$xt1,$xb0
   vxor    $xt2,$xt2,$xc0
   vxor    $xt3,$xt3,$xd0
 
   stvx_4w    $xt0,$x00,$out
   stvx_4w    $xt1,$x10,$out
   addi    $inp,$inp,0x40
   stvx_4w    $xt2,$x20,$out
   subi    $len,$len,0x40
   stvx_4w    $xt3,$x30,$out
   addi    $out,$out,0x40
   beq    Ldone_vsx
 
   vadduwm    $xa0,$xa2,@K[0]
   vadduwm    $xb0,$xb2,@K[1]
   vadduwm    $xc0,$xc2,@K[2]
   vadduwm    $xd0,$xd2,@K[3]
 
   be?vperm $xa0,$xa0,$xa0,$beperm
   be?vperm $xb0,$xb0,$xb0,$beperm
   be?vperm $xc0,$xc0,$xc0,$beperm
   be?vperm $xd0,$xd0,$xd0,$beperm
 
   ${UCMP}i $len,0x40
   blt    Ltail_vsx
 
   lvx_4w    $xt0,$x00,$inp
   lvx_4w    $xt1,$x10,$inp
   lvx_4w    $xt2,$x20,$inp
   lvx_4w    $xt3,$x30,$inp
 
   vxor    $xt0,$xt0,$xa0
   vxor    $xt1,$xt1,$xb0
   vxor    $xt2,$xt2,$xc0
   vxor    $xt3,$xt3,$xd0
 
   stvx_4w    $xt0,$x00,$out
   stvx_4w    $xt1,$x10,$out
   addi    $inp,$inp,0x40
   stvx_4w    $xt2,$x20,$out
   subi    $len,$len,0x40
   stvx_4w    $xt3,$x30,$out
   addi    $out,$out,0x40
   beq    Ldone_vsx
 
   vadduwm    $xa0,$xa3,@K[0]
   vadduwm    $xb0,$xb3,@K[1]
   vadduwm    $xc0,$xc3,@K[2]
   vadduwm    $xd0,$xd3,@K[3]
 
   be?vperm $xa0,$xa0,$xa0,$beperm
   be?vperm $xb0,$xb0,$xb0,$beperm
   be?vperm $xc0,$xc0,$xc0,$beperm
   be?vperm $xd0,$xd0,$xd0,$beperm
 
   ${UCMP}i $len,0x40
   blt    Ltail_vsx
 
   lvx_4w    $xt0,$x00,$inp
   lvx_4w    $xt1,$x10,$inp
   lvx_4w    $xt2,$x20,$inp
   lvx_4w    $xt3,$x30,$inp
 
   vxor    $xt0,$xt0,$xa0
   vxor    $xt1,$xt1,$xb0
   vxor    $xt2,$xt2,$xc0
   vxor    $xt3,$xt3,$xd0
 
   stvx_4w    $xt0,$x00,$out
   stvx_4w    $xt1,$x10,$out
   addi    $inp,$inp,0x40
   stvx_4w    $xt2,$x20,$out
   subi    $len,$len,0x40
   stvx_4w    $xt3,$x30,$out
   addi    $out,$out,0x40
   mtctr    r0
   bne    Loop_outer_vsx
 
Ldone_vsx:
   lwz    r12,`$FRAME-4`($sp)        # pull vrsave
   li    r10,`15+$LOCALS+64`
   li    r11,`31+$LOCALS+64`
   $POP    r0, `$FRAME+$LRSAVE`($sp)
   mtspr    256,r12                # restore vrsave
   lvx    v26,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   lvx    v27,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   lvx    v28,r10,$sp
   addi    r10,r10,32
   lvx    v29,r11,$sp
   addi    r11,r11,32
   lvx    v30,r10,$sp
   lvx    v31,r11,$sp
   mtlr    r0
   addi    $sp,$sp,$FRAME
   blr
 
.align    4
Ltail_vsx:
   addi    r11,$sp,$LOCALS
   mtctr    $len
   stvx_4w    $xa0,$x00,r11            # offload block to stack
   stvx_4w    $xb0,$x10,r11
   stvx_4w    $xc0,$x20,r11
   stvx_4w    $xd0,$x30,r11
   subi    r12,r11,1            # prepare for *++ptr
   subi    $inp,$inp,1
   subi    $out,$out,1
 
Loop_tail_vsx:
   lbzu    r6,1(r12)
   lbzu    r7,1($inp)
   xor    r6,r6,r7
   stbu    r6,1($out)
   bdnz    Loop_tail_vsx
 
   stvx_4w    $K[0],$x00,r11            # wipe copy of the block
   stvx_4w    $K[0],$x10,r11
   stvx_4w    $K[0],$x20,r11
   stvx_4w    $K[0],$x30,r11
 
   b    Ldone_vsx
   .long    0
   .byte    0,12,0x04,1,0x80,0,5,0
   .long    0
.size    .ChaCha20_ctr32_vsx,.-.ChaCha20_ctr32_vsx
___
}}}
$code.=<<___;
.align    5
Lconsts:
   mflr    r0
   bcl    20,31,\$+4
   mflr    r12    #vvvvv "distance between . and Lsigma
   addi    r12,r12,`64-8`
   mtlr    r0
   blr
   .long    0
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   .space    `64-9*4`
Lsigma:
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___
$code.=<<___     if ($LITTLE_ENDIAN);
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___
$code.=<<___     if (!$LITTLE_ENDIAN);    # flipped words
   .long    0x02030001,0x06070405,0x0a0b0809,0x0e0f0c0d
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   .long    0,1,2,3
.asciz  "ChaCha20 for PowerPC/AltiVec, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
.align    2
___
 
foreach (split("\n",$code)) {
   s/\`([^\`]*)\`/eval $1/ge;
 
   # instructions prefixed with '?' are endian-specific and need
   # to be adjusted accordingly...
   if ($flavour !~ /le$/) {    # big-endian
       s/be\?//        or
       s/le\?/#le#/    or
       s/\?lvsr/lvsl/    or
       s/\?lvsl/lvsr/    or
       s/\?(vperm\s+v[0-9]+,\s*)(v[0-9]+,\s*)(v[0-9]+,\s*)(v[0-9]+)/$1$3$2$4/ or
       s/vrldoi(\s+v[0-9]+,\s*)(v[0-9]+,)\s*([0-9]+)/vsldoi$1$2$2 16-$3/;
   } else {            # little-endian
       s/le\?//        or
       s/be\?/#be#/    or
       s/\?([a-z]+)/$1/    or
       s/vrldoi(\s+v[0-9]+,\s*)(v[0-9]+,)\s*([0-9]+)/vsldoi$1$2$2 $3/;
   }
 
   print $_,"\n";
}
 
close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";