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#! /usr/bin/env perl
# Copyright 2009-2020 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/.
# ====================================================================
 
# RC4 for PA-RISC.
 
# June 2009.
#
# Performance is 33% better than gcc 3.2 generated code on PA-7100LC.
# For reference, [4x] unrolled loop is >40% faster than folded one.
# It's possible to unroll loop 8 times on PA-RISC 2.0, but improvement
# is believed to be not sufficient to justify the effort...
#
# Special thanks to polarhome.com for providing HP-UX account.
 
$0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
 
$flavour = shift;
$output = shift;
open STDOUT,">$output";
 
if ($flavour =~ /64/) {
   $LEVEL        ="2.0W";
   $SIZE_T        =8;
   $FRAME_MARKER    =80;
   $SAVED_RP    =16;
   $PUSH        ="std";
   $PUSHMA        ="std,ma";
   $POP        ="ldd";
   $POPMB        ="ldd,mb";
} else {
   $LEVEL        ="1.0";
   $SIZE_T        =4;
   $FRAME_MARKER    =48;
   $SAVED_RP    =20;
   $PUSH        ="stw";
   $PUSHMA        ="stwm";
   $POP        ="ldw";
   $POPMB        ="ldwm";
}
 
$FRAME=4*$SIZE_T+$FRAME_MARKER;    # 4 saved regs + frame marker
               #                [+ argument transfer]
$SZ=1;                # defaults to RC4_CHAR
if (open CONF,"<${dir}../../opensslconf.h") {
    while(<CONF>) {
   if (m/#\s*define\s+RC4_INT\s+(.*)/) {
       $SZ = ($1=~/char$/) ? 1 : 4;
       last;
   }
    }
    close CONF;
}
 
if ($SZ==1) {    # RC4_CHAR
    $LD="ldb";
    $LDX="ldbx";
    $MKX="addl";
    $ST="stb";
} else {    # RC4_INT (~5% faster than RC4_CHAR on PA-7100LC)
    $LD="ldw";
    $LDX="ldwx,s";
    $MKX="sh2addl";
    $ST="stw";
}
 
$key="%r26";
$len="%r25";
$inp="%r24";
$out="%r23";
 
@XX=("%r19","%r20");
@TX=("%r21","%r22");
$YY="%r28";
$TY="%r29";
 
$acc="%r1";
$ix="%r2";
$iy="%r3";
$dat0="%r4";
$dat1="%r5";
$rem="%r6";
$mask="%r31";
 
sub unrolledloopbody {
for ($i=0;$i<4;$i++) {
$code.=<<___;
   ldo    1($XX[0]),$XX[1]
   `sprintf("$LDX    %$TY(%$key),%$dat1") if ($i>0)`
   and    $mask,$XX[1],$XX[1]
   $LDX    $YY($key),$TY
   $MKX    $YY,$key,$ix
   $LDX    $XX[1]($key),$TX[1]
   $MKX    $XX[0],$key,$iy
   $ST    $TX[0],0($ix)
   comclr,<> $XX[1],$YY,%r0    ; conditional
   copy    $TX[0],$TX[1]        ; move
   `sprintf("%sdep    %$dat1,%d,8,%$acc",$i==1?"z":"",8*($i-1)+7) if ($i>0)`
   $ST    $TY,0($iy)
   addl    $TX[0],$TY,$TY
   addl    $TX[1],$YY,$YY
   and    $mask,$TY,$TY
   and    $mask,$YY,$YY
___
push(@TX,shift(@TX)); push(@XX,shift(@XX));    # "rotate" registers
} }
 
sub foldedloop {
my ($label,$count)=@_;
$code.=<<___;
$label
   $MKX    $YY,$key,$iy
   $LDX    $YY($key),$TY
   $MKX    $XX[0],$key,$ix
   $ST    $TX[0],0($iy)
   ldo    1($XX[0]),$XX[0]
   $ST    $TY,0($ix)
   addl    $TX[0],$TY,$TY
   ldbx    $inp($out),$dat1
   and    $mask,$TY,$TY
   and    $mask,$XX[0],$XX[0]
   $LDX    $TY($key),$acc
   $LDX    $XX[0]($key),$TX[0]
   ldo    1($out),$out
   xor    $dat1,$acc,$acc
   addl    $TX[0],$YY,$YY
   stb    $acc,-1($out)
   addib,<> -1,$count,$label    ; $count is always small
   and    $mask,$YY,$YY
___
}
 
$code=<<___;
   .LEVEL    $LEVEL
   .SPACE    \$TEXT\$
   .SUBSPA    \$CODE\$,QUAD=0,ALIGN=8,ACCESS=0x2C,CODE_ONLY
 
   .EXPORT    RC4,ENTRY,ARGW0=GR,ARGW1=GR,ARGW2=GR,ARGW3=GR
RC4
   .PROC
   .CALLINFO    FRAME=`$FRAME-4*$SIZE_T`,NO_CALLS,SAVE_RP,ENTRY_GR=6
   .ENTRY
   $PUSH    %r2,-$SAVED_RP(%sp)    ; standard prologue
   $PUSHMA    %r3,$FRAME(%sp)
   $PUSH    %r4,`-$FRAME+1*$SIZE_T`(%sp)
   $PUSH    %r5,`-$FRAME+2*$SIZE_T`(%sp)
   $PUSH    %r6,`-$FRAME+3*$SIZE_T`(%sp)
 
   cmpib,*= 0,$len,L\$abort
   sub    $inp,$out,$inp        ; distance between $inp and $out
 
   $LD    `0*$SZ`($key),$XX[0]
   $LD    `1*$SZ`($key),$YY
   ldo    `2*$SZ`($key),$key
 
   ldi    0xff,$mask
   ldi    3,$dat0
 
   ldo    1($XX[0]),$XX[0]    ; warm up loop
   and    $mask,$XX[0],$XX[0]
   $LDX    $XX[0]($key),$TX[0]
   addl    $TX[0],$YY,$YY
   cmpib,*>>= 6,$len,L\$oop1    ; is $len large enough to bother?
   and    $mask,$YY,$YY
 
   and,<>    $out,$dat0,$rem        ; is $out aligned?
   b    L\$alignedout
   subi    4,$rem,$rem
   sub    $len,$rem,$len
___
&foldedloop("L\$alignout",$rem);    # process till $out is aligned
 
$code.=<<___;
L\$alignedout                ; $len is at least 4 here
   and,<>    $inp,$dat0,$acc        ; is $inp aligned?
   b    L\$oop4
   sub    $inp,$acc,$rem        ; align $inp
 
   sh3addl    $acc,%r0,$acc
   subi    32,$acc,$acc
   mtctl    $acc,%cr11        ; load %sar with vshd align factor
   ldwx    $rem($out),$dat0
   ldo    4($rem),$rem
L\$oop4misalignedinp
___
&unrolledloopbody();
$code.=<<___;
   $LDX    $TY($key),$ix
   ldwx    $rem($out),$dat1
   ldo    -4($len),$len
   or    $ix,$acc,$acc        ; last piece, no need to dep
   vshd    $dat0,$dat1,$iy        ; align data
   copy    $dat1,$dat0
   xor    $iy,$acc,$acc
   stw    $acc,0($out)
   cmpib,*<< 3,$len,L\$oop4misalignedinp
   ldo    4($out),$out
   cmpib,*= 0,$len,L\$done
   nop
   b    L\$oop1
   nop
 
   .ALIGN    8
L\$oop4
___
&unrolledloopbody();
$code.=<<___;
   $LDX    $TY($key),$ix
   ldwx    $inp($out),$dat0
   ldo    -4($len),$len
   or    $ix,$acc,$acc        ; last piece, no need to dep
   xor    $dat0,$acc,$acc
   stw    $acc,0($out)
   cmpib,*<< 3,$len,L\$oop4
   ldo    4($out),$out
   cmpib,*= 0,$len,L\$done
   nop
___
&foldedloop("L\$oop1",$len);
$code.=<<___;
L\$done
   $POP    `-$FRAME-$SAVED_RP`(%sp),%r2
   ldo    -1($XX[0]),$XX[0]    ; chill out loop
   sub    $YY,$TX[0],$YY
   and    $mask,$XX[0],$XX[0]
   and    $mask,$YY,$YY
   $ST    $XX[0],`-2*$SZ`($key)
   $ST    $YY,`-1*$SZ`($key)
   $POP    `-$FRAME+1*$SIZE_T`(%sp),%r4
   $POP    `-$FRAME+2*$SIZE_T`(%sp),%r5
   $POP    `-$FRAME+3*$SIZE_T`(%sp),%r6
L\$abort
   bv    (%r2)
   .EXIT
   $POPMB    -$FRAME(%sp),%r3
   .PROCEND
___
 
$code.=<<___;
 
   .EXPORT    RC4_set_key,ENTRY,ARGW0=GR,ARGW1=GR,ARGW2=GR
   .ALIGN    8
RC4_set_key
   .PROC
   .CALLINFO    NO_CALLS
   .ENTRY
   $ST    %r0,`0*$SZ`($key)
   $ST    %r0,`1*$SZ`($key)
   ldo    `2*$SZ`($key),$key
   copy    %r0,@XX[0]
L\$1st
   $ST    @XX[0],0($key)
   ldo    1(@XX[0]),@XX[0]
   bb,>=    @XX[0],`31-8`,L\$1st    ; @XX[0]<256
   ldo    $SZ($key),$key
 
   ldo    `-256*$SZ`($key),$key    ; rewind $key
   addl    $len,$inp,$inp        ; $inp to point at the end
   sub    %r0,$len,%r23        ; inverse index
   copy    %r0,@XX[0]
   copy    %r0,@XX[1]
   ldi    0xff,$mask
 
L\$2nd
   $LDX    @XX[0]($key),@TX[0]
   ldbx    %r23($inp),@TX[1]
   addi,nuv 1,%r23,%r23        ; increment and conditional
   sub    %r0,$len,%r23        ; inverse index
   addl    @TX[0],@XX[1],@XX[1]
   addl    @TX[1],@XX[1],@XX[1]
   and    $mask,@XX[1],@XX[1]
   $MKX    @XX[0],$key,$TY
   $LDX    @XX[1]($key),@TX[1]
   $MKX    @XX[1],$key,$YY
   ldo    1(@XX[0]),@XX[0]
   $ST    @TX[0],0($YY)
   bb,>=    @XX[0],`31-8`,L\$2nd    ; @XX[0]<256
   $ST    @TX[1],0($TY)
 
   bv,n    (%r2)
   .EXIT
   nop
   .PROCEND
 
   .EXPORT    RC4_options,ENTRY
   .ALIGN    8
RC4_options
   .PROC
   .CALLINFO    NO_CALLS
   .ENTRY
   blr    %r0,%r28
   ldi    3,%r1
L\$pic
   andcm    %r28,%r1,%r28
   bv    (%r2)
   .EXIT
   ldo    L\$opts-L\$pic(%r28),%r28
   .PROCEND
   .ALIGN    8
L\$opts
   .STRINGZ "rc4(4x,`$SZ==1?"char":"int"`)"
   .STRINGZ "RC4 for PA-RISC, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
___
 
if (`$ENV{CC} -Wa,-v -c -o /dev/null -x assembler /dev/null 2>&1`
   =~ /GNU assembler/) {
    $gnuas = 1;
}
 
foreach(split("\n",$code)) {
   s/\`([^\`]*)\`/eval $1/ge;
 
   s/(\.LEVEL\s+2\.0)W/$1w/    if ($gnuas && $SIZE_T==8);
   s/\.SPACE\s+\$TEXT\$/.text/    if ($gnuas && $SIZE_T==8);
   s/\.SUBSPA.*//            if ($gnuas && $SIZE_T==8);
   s/cmpib,\*/comib,/        if ($SIZE_T==4);
   s/\bbv\b/bve/            if ($SIZE_T==8);
 
   print $_,"\n";
}
close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";