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#! /usr/bin/env perl
# Copyright 2012-2020 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/.
# ====================================================================
#
# SHA512 for C64x+.
#
# January 2012
#
# Performance is 19 cycles per processed byte. Compared to block
# transform function from sha512.c compiled with cl6x with -mv6400+
# -o2 -DOPENSSL_SMALL_FOOTPRINT it's almost 7x faster and 2x smaller.
# Loop unroll won't make it, this implementation, any faster, because
# it's effectively dominated by SHRU||SHL pairs and you can't schedule
# more of them.
#
# !!! Note that this module uses AMR, which means that all interrupt
# service routines are expected to preserve it and for own well-being
# zero it upon entry.
 
while (($output=shift) && ($output!~/\w[\w\-]*\.\w+$/)) {}
open STDOUT,">$output";
 
($CTXA,$INP,$NUM) = ("A4","B4","A6");            # arguments
 $K512="A3";
 
($Ahi,$Actxhi,$Bhi,$Bctxhi,$Chi,$Cctxhi,$Dhi,$Dctxhi,
 $Ehi,$Ectxhi,$Fhi,$Fctxhi,$Ghi,$Gctxhi,$Hhi,$Hctxhi)=map("A$_",(16..31));
($Alo,$Actxlo,$Blo,$Bctxlo,$Clo,$Cctxlo,$Dlo,$Dctxlo,
 $Elo,$Ectxlo,$Flo,$Fctxlo,$Glo,$Gctxlo,$Hlo,$Hctxlo)=map("B$_",(16..31));
 
($S1hi,$CHhi,$S0hi,$t0hi)=map("A$_",(10..13));
($S1lo,$CHlo,$S0lo,$t0lo)=map("B$_",(10..13));
($T1hi,         $T2hi)=         ("A6","A7");
($T1lo,$T1carry,$T2lo,$T2carry)=("B6","B7","B8","B9");
($Khi,$Klo)=("A9","A8");
($MAJhi,$MAJlo)=($T2hi,$T2lo);
($t1hi,$t1lo)=($Khi,"B2");
 $CTXB=$t1lo;
 
($Xihi,$Xilo)=("A5","B5");            # circular/ring buffer
 
$code.=<<___;
   .text
 
   .if    .ASSEMBLER_VERSION<7000000
   .asg    0,__TI_EABI__
   .endif
   .if    __TI_EABI__
   .nocmp
   .asg    sha512_block_data_order,_sha512_block_data_order
   .endif
 
   .asg    B3,RA
   .asg    A15,FP
   .asg    B15,SP
 
   .if    .BIG_ENDIAN
   .asg    $Khi,KHI
   .asg    $Klo,KLO
   .else
   .asg    $Khi,KLO
   .asg    $Klo,KHI
   .endif
 
   .global    _sha512_block_data_order
_sha512_block_data_order:
__sha512_block:
   .asmfunc stack_usage(40+128)
   MV    $NUM,A0                ; reassign $NUM
||    MVK    -128,B0
  [!A0]    BNOP    RA                ; if ($NUM==0) return;
|| [A0]    STW    FP,*SP--(40)            ; save frame pointer
|| [A0]    MV    SP,FP
   [A0]    STDW    B13:B12,*SP[4]
|| [A0]    MVK    0x00404,B1
   [A0]    STDW    B11:B10,*SP[3]
|| [A0]    STDW    A13:A12,*FP[-3]
|| [A0]    MVKH    0x60000,B1
   [A0]    STDW    A11:A10,*SP[1]
|| [A0]    MVC    B1,AMR                ; setup circular addressing
|| [A0]    ADD    B0,SP,SP            ; alloca(128)
   .if    __TI_EABI__
   [A0]    AND    B0,SP,SP            ; align stack at 128 bytes
|| [A0]    ADDKPC    __sha512_block,B1
|| [A0]    MVKL    \$PCR_OFFSET(K512,__sha512_block),$K512
   [A0]    MVKH    \$PCR_OFFSET(K512,__sha512_block),$K512
|| [A0]    SUBAW    SP,2,SP                ; reserve two words above buffer
   .else
   [A0]    AND    B0,SP,SP            ; align stack at 128 bytes
|| [A0]    ADDKPC    __sha512_block,B1
|| [A0]    MVKL    (K512-__sha512_block),$K512
   [A0]    MVKH    (K512-__sha512_block),$K512
|| [A0]    SUBAW    SP,2,SP                ; reserve two words above buffer
   .endif
   ADDAW    SP,3,$Xilo
   ADDAW    SP,2,$Xihi
 
||    MV    $CTXA,$CTXB
   LDW    *${CTXA}[0^.LITTLE_ENDIAN],$Ahi    ; load ctx
||    LDW    *${CTXB}[1^.LITTLE_ENDIAN],$Alo
||    ADD    B1,$K512,$K512
   LDW    *${CTXA}[2^.LITTLE_ENDIAN],$Bhi
||    LDW    *${CTXB}[3^.LITTLE_ENDIAN],$Blo
   LDW    *${CTXA}[4^.LITTLE_ENDIAN],$Chi
||    LDW    *${CTXB}[5^.LITTLE_ENDIAN],$Clo
   LDW    *${CTXA}[6^.LITTLE_ENDIAN],$Dhi
||    LDW    *${CTXB}[7^.LITTLE_ENDIAN],$Dlo
   LDW    *${CTXA}[8^.LITTLE_ENDIAN],$Ehi
||    LDW    *${CTXB}[9^.LITTLE_ENDIAN],$Elo
   LDW    *${CTXA}[10^.LITTLE_ENDIAN],$Fhi
||    LDW    *${CTXB}[11^.LITTLE_ENDIAN],$Flo
   LDW    *${CTXA}[12^.LITTLE_ENDIAN],$Ghi
||    LDW    *${CTXB}[13^.LITTLE_ENDIAN],$Glo
   LDW    *${CTXA}[14^.LITTLE_ENDIAN],$Hhi
||    LDW    *${CTXB}[15^.LITTLE_ENDIAN],$Hlo
 
   LDNDW    *$INP++,B11:B10            ; pre-fetch input
   LDDW    *$K512++,$Khi:$Klo        ; pre-fetch K512[0]
outerloop?:
   MVK    15,B0                ; loop counters
||    MVK    64,B1
||    SUB    A0,1,A0
   MV    $Ahi,$Actxhi
||    MV    $Alo,$Actxlo
||    MV    $Bhi,$Bctxhi
||    MV    $Blo,$Bctxlo
||    MV    $Chi,$Cctxhi
||    MV    $Clo,$Cctxlo
||    MVD    $Dhi,$Dctxhi
||    MVD    $Dlo,$Dctxlo
   MV    $Ehi,$Ectxhi
||    MV    $Elo,$Ectxlo
||    MV    $Fhi,$Fctxhi
||    MV    $Flo,$Fctxlo
||    MV    $Ghi,$Gctxhi
||    MV    $Glo,$Gctxlo
||    MVD    $Hhi,$Hctxhi
||    MVD    $Hlo,$Hctxlo
loop0_15?:
   .if    .BIG_ENDIAN
   MV    B11,$T1hi
||    MV    B10,$T1lo
   .else
   SWAP4    B10,$T1hi
||    SWAP4    B11,$T1lo
   SWAP2    $T1hi,$T1hi
||    SWAP2    $T1lo,$T1lo
   .endif
loop16_79?:
   STW    $T1hi,*$Xihi++[2]
||    STW    $T1lo,*$Xilo++[2]            ; X[i] = T1
||    ADD    $Hhi,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    $Hlo,$T1lo,$T1carry:$T1lo        ; T1 += h
||    SHRU    $Ehi,14,$S1hi
||    SHL    $Ehi,32-14,$S1lo
   XOR    $Fhi,$Ghi,$CHhi
||    XOR    $Flo,$Glo,$CHlo
||    ADD    KHI,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    KLO,$T1carry:$T1lo,$T1carry:$T1lo    ; T1 += K512[i]
||    SHRU    $Elo,14,$t0lo
||    SHL    $Elo,32-14,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    AND    $Ehi,$CHhi,$CHhi
||    AND    $Elo,$CHlo,$CHlo
||    ROTL    $Ghi,0,$Hhi
||    ROTL    $Glo,0,$Hlo                ; h = g
||    SHRU    $Ehi,18,$t0hi
||    SHL    $Ehi,32-18,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    XOR    $Ghi,$CHhi,$CHhi
||    XOR    $Glo,$CHlo,$CHlo            ; Ch(e,f,g) = ((f^g)&e)^g
||    ROTL    $Fhi,0,$Ghi
||    ROTL    $Flo,0,$Glo                ; g = f
||    SHRU    $Elo,18,$t0lo
||    SHL    $Elo,32-18,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    OR    $Ahi,$Bhi,$MAJhi
||    OR    $Alo,$Blo,$MAJlo
||    ROTL    $Ehi,0,$Fhi
||    ROTL    $Elo,0,$Flo                ; f = e
||    SHRU    $Ehi,41-32,$t0lo
||    SHL    $Ehi,64-41,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    AND    $Chi,$MAJhi,$MAJhi
||    AND    $Clo,$MAJlo,$MAJlo
||    ROTL    $Dhi,0,$Ehi
||    ROTL    $Dlo,0,$Elo                ; e = d
||    SHRU    $Elo,41-32,$t0hi
||    SHL    $Elo,64-41,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo            ; Sigma1(e)
||    AND    $Ahi,$Bhi,$t1hi
||    AND    $Alo,$Blo,$t1lo
||    ROTL    $Chi,0,$Dhi
||    ROTL    $Clo,0,$Dlo                ; d = c
||    SHRU    $Ahi,28,$S0hi
||    SHL    $Ahi,32-28,$S0lo
   OR    $t1hi,$MAJhi,$MAJhi
||    OR    $t1lo,$MAJlo,$MAJlo            ; Maj(a,b,c) = ((a|b)&c)|(a&b)
||    ADD    $CHhi,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    $CHlo,$T1carry:$T1lo,$T1carry:$T1lo    ; T1 += Ch(e,f,g)
||    ROTL    $Bhi,0,$Chi
||    ROTL    $Blo,0,$Clo                ; c = b
||    SHRU    $Alo,28,$t0lo
||    SHL    $Alo,32-28,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
||    ADD    $S1hi,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    $S1lo,$T1carry:$T1lo,$T1carry:$T1lo    ; T1 += Sigma1(e)
||    ROTL    $Ahi,0,$Bhi
||    ROTL    $Alo,0,$Blo                ; b = a
||    SHRU    $Ahi,34-32,$t0lo
||    SHL    $Ahi,64-34,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
||    ADD    $MAJhi,$T1hi,$T2hi
||    ADDU    $MAJlo,$T1carry:$T1lo,$T2carry:$T2lo    ; T2 = T1+Maj(a,b,c)
||    SHRU    $Alo,34-32,$t0hi
||    SHL    $Alo,64-34,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
||    ADD    $Ehi,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    $Elo,$T1carry:$T1lo,$T1carry:$T1lo    ; T1 += e
|| [B0]    BNOP    loop0_15?
||    SHRU    $Ahi,39-32,$t0lo
||    SHL    $Ahi,64-39,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
|| [B0]    LDNDW    *$INP++,B11:B10                ; pre-fetch input
||[!B1]    BNOP    break?
||    SHRU    $Alo,39-32,$t0hi
||    SHL    $Alo,64-39,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo            ; Sigma0(a)
||    ADD    $T1carry,$T1hi,$Ehi
||    MV    $T1lo,$Elo                ; e = T1
||[!B0]    LDW    *${Xihi}[28],$T1hi
||[!B0]    LDW    *${Xilo}[28],$T1lo            ; X[i+14]
   ADD    $S0hi,$T2hi,$T2hi
||    ADDU    $S0lo,$T2carry:$T2lo,$T2carry:$T2lo    ; T2 += Sigma0(a)
|| [B1]    LDDW    *$K512++,$Khi:$Klo            ; pre-fetch K512[i]
   NOP                        ; avoid cross-path stall
   ADD    $T2carry,$T2hi,$Ahi
||    MV    $T2lo,$Alo                ; a = T2
|| [B0]    SUB    B0,1,B0
;;===== branch to loop00_15? is taken here
   NOP
;;===== branch to break? is taken here
   LDW    *${Xihi}[2],$T2hi
||    LDW    *${Xilo}[2],$T2lo            ; X[i+1]
||    SHRU    $T1hi,19,$S1hi
||    SHL    $T1hi,32-19,$S1lo
   SHRU    $T1lo,19,$t0lo
||    SHL    $T1lo,32-19,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    SHRU    $T1hi,61-32,$t0lo
||    SHL    $T1hi,64-61,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    SHRU    $T1lo,61-32,$t0hi
||    SHL    $T1lo,64-61,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    SHRU    $T1hi,6,$t0hi
||    SHL    $T1hi,32-6,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S1hi,$S1hi
||    XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo
||    SHRU    $T1lo,6,$t0lo
||    LDW    *${Xihi}[18],$T1hi
||    LDW    *${Xilo}[18],$T1lo            ; X[i+9]
   XOR    $t0lo,$S1lo,$S1lo            ; sigma1(Xi[i+14])
 
||    LDW    *${Xihi}[0],$CHhi
||    LDW    *${Xilo}[0],$CHlo            ; X[i]
||    SHRU    $T2hi,1,$S0hi
||    SHL    $T2hi,32-1,$S0lo
   SHRU    $T2lo,1,$t0lo
||    SHL    $T2lo,32-1,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
||    SHRU    $T2hi,8,$t0hi
||    SHL    $T2hi,32-8,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
||    SHRU    $T2lo,8,$t0lo
||    SHL    $T2lo,32-8,$t0hi
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
||    ADD    $S1hi,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    $S1lo,$T1lo,$T1carry:$T1lo        ; T1 = X[i+9]+sigma1()
|| [B1]    BNOP    loop16_79?
||    SHRU    $T2hi,7,$t0hi
||    SHL    $T2hi,32-7,$t0lo
   XOR    $t0hi,$S0hi,$S0hi
||    XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo
||    ADD    $CHhi,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    $CHlo,$T1carry:$T1lo,$T1carry:$T1lo    ; T1 += X[i]
||    SHRU    $T2lo,7,$t0lo
   XOR    $t0lo,$S0lo,$S0lo            ; sigma0(Xi[i+1]
 
   ADD    $S0hi,$T1hi,$T1hi
||    ADDU    $S0lo,$T1carry:$T1lo,$T1carry:$T1lo    ; T1 += sigma0()
|| [B1]    SUB    B1,1,B1
   NOP                        ; avoid cross-path stall
   ADD    $T1carry,$T1hi,$T1hi
;;===== branch to loop16_79? is taken here
 
break?:
   ADD    $Ahi,$Actxhi,$Ahi        ; accumulate ctx
||    ADDU    $Alo,$Actxlo,$Actxlo:$Alo
|| [A0]    LDNDW    *$INP++,B11:B10            ; pre-fetch input
|| [A0]    ADDK    -640,$K512            ; rewind pointer to K512
   ADD    $Bhi,$Bctxhi,$Bhi
||    ADDU    $Blo,$Bctxlo,$Bctxlo:$Blo
|| [A0]    LDDW    *$K512++,$Khi:$Klo        ; pre-fetch K512[0]
   ADD    $Chi,$Cctxhi,$Chi
||    ADDU    $Clo,$Cctxlo,$Cctxlo:$Clo
||    ADD    $Actxlo,$Ahi,$Ahi
||[!A0]    MV    $CTXA,$CTXB
   ADD    $Dhi,$Dctxhi,$Dhi
||    ADDU    $Dlo,$Dctxlo,$Dctxlo:$Dlo
||    ADD    $Bctxlo,$Bhi,$Bhi
||[!A0]    STW    $Ahi,*${CTXA}[0^.LITTLE_ENDIAN]    ; save ctx
||[!A0]    STW    $Alo,*${CTXB}[1^.LITTLE_ENDIAN]
   ADD    $Ehi,$Ectxhi,$Ehi
||    ADDU    $Elo,$Ectxlo,$Ectxlo:$Elo
||    ADD    $Cctxlo,$Chi,$Chi
|| [A0]    BNOP    outerloop?
||[!A0]    STW    $Bhi,*${CTXA}[2^.LITTLE_ENDIAN]
||[!A0]    STW    $Blo,*${CTXB}[3^.LITTLE_ENDIAN]
   ADD    $Fhi,$Fctxhi,$Fhi
||    ADDU    $Flo,$Fctxlo,$Fctxlo:$Flo
||    ADD    $Dctxlo,$Dhi,$Dhi
||[!A0]    STW    $Chi,*${CTXA}[4^.LITTLE_ENDIAN]
||[!A0]    STW    $Clo,*${CTXB}[5^.LITTLE_ENDIAN]
   ADD    $Ghi,$Gctxhi,$Ghi
||    ADDU    $Glo,$Gctxlo,$Gctxlo:$Glo
||    ADD    $Ectxlo,$Ehi,$Ehi
||[!A0]    STW    $Dhi,*${CTXA}[6^.LITTLE_ENDIAN]
||[!A0]    STW    $Dlo,*${CTXB}[7^.LITTLE_ENDIAN]
   ADD    $Hhi,$Hctxhi,$Hhi
||    ADDU    $Hlo,$Hctxlo,$Hctxlo:$Hlo
||    ADD    $Fctxlo,$Fhi,$Fhi
||[!A0]    STW    $Ehi,*${CTXA}[8^.LITTLE_ENDIAN]
||[!A0]    STW    $Elo,*${CTXB}[9^.LITTLE_ENDIAN]
   ADD    $Gctxlo,$Ghi,$Ghi
||[!A0]    STW    $Fhi,*${CTXA}[10^.LITTLE_ENDIAN]
||[!A0]    STW    $Flo,*${CTXB}[11^.LITTLE_ENDIAN]
   ADD    $Hctxlo,$Hhi,$Hhi
||[!A0]    STW    $Ghi,*${CTXA}[12^.LITTLE_ENDIAN]
||[!A0]    STW    $Glo,*${CTXB}[13^.LITTLE_ENDIAN]
;;===== branch to outerloop? is taken here
 
   STW    $Hhi,*${CTXA}[14^.LITTLE_ENDIAN]
||    STW    $Hlo,*${CTXB}[15^.LITTLE_ENDIAN]
||    MVK    -40,B0
   ADD    FP,B0,SP            ; destroy circular buffer
||    LDDW    *FP[-4],A11:A10
   LDDW    *SP[2],A13:A12
||    LDDW    *FP[-2],B11:B10
   LDDW    *SP[4],B13:B12
||    BNOP    RA
   LDW    *++SP(40),FP            ; restore frame pointer
   MVK    0,B0
   MVC    B0,AMR                ; clear AMR
   NOP    2                ; wait till FP is committed
   .endasmfunc
 
   .if    __TI_EABI__
   .sect    ".text:sha_asm.const"
   .else
   .sect    ".const:sha_asm"
   .endif
   .align    128
K512:
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   .align    4
___
 
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