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#! /usr/bin/env perl
# Copyright 2011-2018 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/.
# ====================================================================
 
# September 2011
#
# Assembler helpers for Padlock engine. See even e_padlock-x86.pl for
# details.
 
$flavour = shift;
$output  = shift;
if ($flavour =~ /\./) { $output = $flavour; undef $flavour; }
 
$win64=0; $win64=1 if ($flavour =~ /[nm]asm|mingw64/ || $output =~ /\.asm$/);
 
$0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
( $xlate="${dir}../../crypto/perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
die "can't locate x86_64-xlate.pl";
 
open OUT,"| \"$^X\" \"$xlate\" $flavour \"$output\"";
*STDOUT=*OUT;
 
$code=".text\n";
 
%PADLOCK_PREFETCH=(ecb=>128, cbc=>64, ctr32=>32);    # prefetch errata
$PADLOCK_CHUNK=512;    # Must be a power of 2 between 32 and 2^20
 
$ctx="%rdx";
$out="%rdi";
$inp="%rsi";
$len="%rcx";
$chunk="%rbx";
 
($arg1,$arg2,$arg3,$arg4)=$win64?("%rcx","%rdx","%r8", "%r9") : # Win64 order
                                 ("%rdi","%rsi","%rdx","%rcx"); # Unix order
 
$code.=<<___;
.globl    padlock_capability
.type    padlock_capability,\@abi-omnipotent
.align    16
padlock_capability:
   mov    %rbx,%r8
   xor    %eax,%eax
   cpuid
   xor    %eax,%eax
   cmp    \$`"0x".unpack("H*",'tneC')`,%ebx
   jne    .Lzhaoxin
   cmp    \$`"0x".unpack("H*",'Hrua')`,%edx
   jne    .Lnoluck
   cmp    \$`"0x".unpack("H*",'slua')`,%ecx
   jne    .Lnoluck
   jmp    .LzhaoxinEnd
.Lzhaoxin:
   cmp    \$`"0x".unpack("H*",'hS  ')`,%ebx
   jne    .Lnoluck
   cmp    \$`"0x".unpack("H*",'hgna')`,%edx
   jne    .Lnoluck
   cmp    \$`"0x".unpack("H*",'  ia')`,%ecx
   jne    .Lnoluck
.LzhaoxinEnd:
   mov    \$0xC0000000,%eax
   cpuid
   mov    %eax,%edx
   xor    %eax,%eax
   cmp    \$0xC0000001,%edx
   jb    .Lnoluck
   mov    \$0xC0000001,%eax
   cpuid
   mov    %edx,%eax
   and    \$0xffffffef,%eax
   or    \$0x10,%eax        # set Nano bit#4
.Lnoluck:
   mov    %r8,%rbx
   ret
.size    padlock_capability,.-padlock_capability
 
.globl    padlock_key_bswap
.type    padlock_key_bswap,\@abi-omnipotent,0
.align    16
padlock_key_bswap:
   mov    240($arg1),%edx
.Lbswap_loop:
   mov    ($arg1),%eax
   bswap    %eax
   mov    %eax,($arg1)
   lea    4($arg1),$arg1
   sub    \$1,%edx
   jnz    .Lbswap_loop
   ret
.size    padlock_key_bswap,.-padlock_key_bswap
 
.globl    padlock_verify_context
.type    padlock_verify_context,\@abi-omnipotent
.align    16
padlock_verify_context:
   mov    $arg1,$ctx
   pushf
   lea    .Lpadlock_saved_context(%rip),%rax
   call    _padlock_verify_ctx
   lea    8(%rsp),%rsp
   ret
.size    padlock_verify_context,.-padlock_verify_context
 
.type    _padlock_verify_ctx,\@abi-omnipotent
.align    16
_padlock_verify_ctx:
   mov    8(%rsp),%r8
   bt    \$30,%r8
   jnc    .Lverified
   cmp    (%rax),$ctx
   je    .Lverified
   pushf
   popf
.Lverified:
   mov    $ctx,(%rax)
   ret
.size    _padlock_verify_ctx,.-_padlock_verify_ctx
 
.globl    padlock_reload_key
.type    padlock_reload_key,\@abi-omnipotent
.align    16
padlock_reload_key:
   pushf
   popf
   ret
.size    padlock_reload_key,.-padlock_reload_key
 
.globl    padlock_aes_block
.type    padlock_aes_block,\@function,3
.align    16
padlock_aes_block:
   mov    %rbx,%r8
   mov    \$1,$len
   lea    32($ctx),%rbx        # key
   lea    16($ctx),$ctx        # control word
   .byte    0xf3,0x0f,0xa7,0xc8    # rep xcryptecb
   mov    %r8,%rbx
   ret
.size    padlock_aes_block,.-padlock_aes_block
 
.globl    padlock_xstore
.type    padlock_xstore,\@function,2
.align    16
padlock_xstore:
   mov    %esi,%edx
   .byte    0x0f,0xa7,0xc0        # xstore
   ret
.size    padlock_xstore,.-padlock_xstore
 
.globl    padlock_sha1_oneshot
.type    padlock_sha1_oneshot,\@function,3
.align    16
padlock_sha1_oneshot:
   mov    %rdx,%rcx
   mov    %rdi,%rdx        # put aside %rdi
   movups    (%rdi),%xmm0        # copy-in context
   sub    \$128+8,%rsp
   mov    16(%rdi),%eax
   movaps    %xmm0,(%rsp)
   mov    %rsp,%rdi
   mov    %eax,16(%rsp)
   xor    %rax,%rax
   .byte    0xf3,0x0f,0xa6,0xc8    # rep xsha1
   movaps    (%rsp),%xmm0
   mov    16(%rsp),%eax
   add    \$128+8,%rsp
   movups    %xmm0,(%rdx)        # copy-out context
   mov    %eax,16(%rdx)
   ret
.size    padlock_sha1_oneshot,.-padlock_sha1_oneshot
 
.globl    padlock_sha1_blocks
.type    padlock_sha1_blocks,\@function,3
.align    16
padlock_sha1_blocks:
   mov    %rdx,%rcx
   mov    %rdi,%rdx        # put aside %rdi
   movups    (%rdi),%xmm0        # copy-in context
   sub    \$128+8,%rsp
   mov    16(%rdi),%eax
   movaps    %xmm0,(%rsp)
   mov    %rsp,%rdi
   mov    %eax,16(%rsp)
   mov    \$-1,%rax
   .byte    0xf3,0x0f,0xa6,0xc8    # rep xsha1
   movaps    (%rsp),%xmm0
   mov    16(%rsp),%eax
   add    \$128+8,%rsp
   movups    %xmm0,(%rdx)        # copy-out context
   mov    %eax,16(%rdx)
   ret
.size    padlock_sha1_blocks,.-padlock_sha1_blocks
 
.globl    padlock_sha256_oneshot
.type    padlock_sha256_oneshot,\@function,3
.align    16
padlock_sha256_oneshot:
   mov    %rdx,%rcx
   mov    %rdi,%rdx        # put aside %rdi
   movups    (%rdi),%xmm0        # copy-in context
   sub    \$128+8,%rsp
   movups    16(%rdi),%xmm1
   movaps    %xmm0,(%rsp)
   mov    %rsp,%rdi
   movaps    %xmm1,16(%rsp)
   xor    %rax,%rax
   .byte    0xf3,0x0f,0xa6,0xd0    # rep xsha256
   movaps    (%rsp),%xmm0
   movaps    16(%rsp),%xmm1
   add    \$128+8,%rsp
   movups    %xmm0,(%rdx)        # copy-out context
   movups    %xmm1,16(%rdx)
   ret
.size    padlock_sha256_oneshot,.-padlock_sha256_oneshot
 
.globl    padlock_sha256_blocks
.type    padlock_sha256_blocks,\@function,3
.align    16
padlock_sha256_blocks:
   mov    %rdx,%rcx
   mov    %rdi,%rdx        # put aside %rdi
   movups    (%rdi),%xmm0        # copy-in context
   sub    \$128+8,%rsp
   movups    16(%rdi),%xmm1
   movaps    %xmm0,(%rsp)
   mov    %rsp,%rdi
   movaps    %xmm1,16(%rsp)
   mov    \$-1,%rax
   .byte    0xf3,0x0f,0xa6,0xd0    # rep xsha256
   movaps    (%rsp),%xmm0
   movaps    16(%rsp),%xmm1
   add    \$128+8,%rsp
   movups    %xmm0,(%rdx)        # copy-out context
   movups    %xmm1,16(%rdx)
   ret
.size    padlock_sha256_blocks,.-padlock_sha256_blocks
 
.globl    padlock_sha512_blocks
.type    padlock_sha512_blocks,\@function,3
.align    16
padlock_sha512_blocks:
   mov    %rdx,%rcx
   mov    %rdi,%rdx        # put aside %rdi
   movups    (%rdi),%xmm0        # copy-in context
   sub    \$128+8,%rsp
   movups    16(%rdi),%xmm1
   movups    32(%rdi),%xmm2
   movups    48(%rdi),%xmm3
   movaps    %xmm0,(%rsp)
   mov    %rsp,%rdi
   movaps    %xmm1,16(%rsp)
   movaps    %xmm2,32(%rsp)
   movaps    %xmm3,48(%rsp)
   .byte    0xf3,0x0f,0xa6,0xe0    # rep xha512
   movaps    (%rsp),%xmm0
   movaps    16(%rsp),%xmm1
   movaps    32(%rsp),%xmm2
   movaps    48(%rsp),%xmm3
   add    \$128+8,%rsp
   movups    %xmm0,(%rdx)        # copy-out context
   movups    %xmm1,16(%rdx)
   movups    %xmm2,32(%rdx)
   movups    %xmm3,48(%rdx)
   ret
.size    padlock_sha512_blocks,.-padlock_sha512_blocks
___
 
sub generate_mode {
my ($mode,$opcode) = @_;
# int padlock_$mode_encrypt(void *out, const void *inp,
#        struct padlock_cipher_data *ctx, size_t len);
$code.=<<___;
.globl    padlock_${mode}_encrypt
.type    padlock_${mode}_encrypt,\@function,4
.align    16
padlock_${mode}_encrypt:
   push    %rbp
   push    %rbx
 
   xor    %eax,%eax
   test    \$15,$ctx
   jnz    .L${mode}_abort
   test    \$15,$len
   jnz    .L${mode}_abort
   lea    .Lpadlock_saved_context(%rip),%rax
   pushf
   cld
   call    _padlock_verify_ctx
   lea    16($ctx),$ctx        # control word
   xor    %eax,%eax
   xor    %ebx,%ebx
   testl    \$`1<<5`,($ctx)        # align bit in control word
   jnz    .L${mode}_aligned
   test    \$0x0f,$out
   setz    %al            # !out_misaligned
   test    \$0x0f,$inp
   setz    %bl            # !inp_misaligned
   test    %ebx,%eax
   jnz    .L${mode}_aligned
   neg    %rax
   mov    \$$PADLOCK_CHUNK,$chunk
   not    %rax            # out_misaligned?-1:0
   lea    (%rsp),%rbp
   cmp    $chunk,$len
   cmovc    $len,$chunk        # chunk=len>PADLOCK_CHUNK?PADLOCK_CHUNK:len
   and    $chunk,%rax        # out_misaligned?chunk:0
   mov    $len,$chunk
   neg    %rax
   and    \$$PADLOCK_CHUNK-1,$chunk    # chunk%=PADLOCK_CHUNK
   lea    (%rax,%rbp),%rsp
   mov    \$$PADLOCK_CHUNK,%rax
   cmovz    %rax,$chunk            # chunk=chunk?:PADLOCK_CHUNK
___
$code.=<<___                if ($mode eq "ctr32");
.L${mode}_reenter:
   mov    -4($ctx),%eax        # pull 32-bit counter
   bswap    %eax
   neg    %eax
   and    \$`$PADLOCK_CHUNK/16-1`,%eax
   mov    \$$PADLOCK_CHUNK,$chunk
   shl    \$4,%eax
   cmovz    $chunk,%rax
   cmp    %rax,$len
   cmova    %rax,$chunk        # don't let counter cross PADLOCK_CHUNK
   cmovbe    $len,$chunk
___
$code.=<<___                if ($PADLOCK_PREFETCH{$mode});
   cmp    $chunk,$len
   ja    .L${mode}_loop
   mov    $inp,%rax        # check if prefetch crosses page
   cmp    %rsp,%rbp
   cmove    $out,%rax
   add    $len,%rax
   neg    %rax
   and    \$0xfff,%rax        # distance to page boundary
   cmp    \$$PADLOCK_PREFETCH{$mode},%rax
   mov    \$-$PADLOCK_PREFETCH{$mode},%rax
   cmovae    $chunk,%rax        # mask=distance<prefetch?-prefetch:-1
   and    %rax,$chunk
   jz    .L${mode}_unaligned_tail
___
$code.=<<___;
   jmp    .L${mode}_loop
.align    16
.L${mode}_loop:
   cmp    $len,$chunk        # ctr32 artefact
   cmova    $len,$chunk        # ctr32 artefact
   mov    $out,%r8        # save parameters
   mov    $inp,%r9
   mov    $len,%r10
   mov    $chunk,$len
   mov    $chunk,%r11
   test    \$0x0f,$out        # out_misaligned
   cmovnz    %rsp,$out
   test    \$0x0f,$inp        # inp_misaligned
   jz    .L${mode}_inp_aligned
   shr    \$3,$len
   .byte    0xf3,0x48,0xa5        # rep movsq
   sub    $chunk,$out
   mov    $chunk,$len
   mov    $out,$inp
.L${mode}_inp_aligned:
   lea    -16($ctx),%rax        # ivp
   lea    16($ctx),%rbx        # key
   shr    \$4,$len
   .byte    0xf3,0x0f,0xa7,$opcode    # rep xcrypt*
___
$code.=<<___                if ($mode !~ /ecb|ctr/);
   movdqa    (%rax),%xmm0
   movdqa    %xmm0,-16($ctx)        # copy [or refresh] iv
___
$code.=<<___                if ($mode eq "ctr32");
   mov    -4($ctx),%eax        # pull 32-bit counter
   test    \$0xffff0000,%eax
   jnz    .L${mode}_no_carry
   bswap    %eax
   add    \$0x10000,%eax
   bswap    %eax
   mov    %eax,-4($ctx)
.L${mode}_no_carry:
___
$code.=<<___;
   mov    %r8,$out        # restore parameters
   mov    %r11,$chunk
   test    \$0x0f,$out
   jz    .L${mode}_out_aligned
   mov    $chunk,$len
   lea    (%rsp),$inp
   shr    \$3,$len
   .byte    0xf3,0x48,0xa5        # rep movsq
   sub    $chunk,$out
.L${mode}_out_aligned:
   mov    %r9,$inp
   mov    %r10,$len
   add    $chunk,$out
   add    $chunk,$inp
   sub    $chunk,$len
   mov    \$$PADLOCK_CHUNK,$chunk
___
                   if (!$PADLOCK_PREFETCH{$mode}) {
$code.=<<___;
   jnz    .L${mode}_loop
___
                   } else {
$code.=<<___;
   jz    .L${mode}_break
   cmp    $chunk,$len
   jae    .L${mode}_loop
___
$code.=<<___                if ($mode eq "ctr32");
   mov    $len,$chunk
   mov    $inp,%rax        # check if prefetch crosses page
   cmp    %rsp,%rbp
   cmove    $out,%rax
   add    $len,%rax
   neg    %rax
   and    \$0xfff,%rax        # distance to page boundary
   cmp    \$$PADLOCK_PREFETCH{$mode},%rax
   mov    \$-$PADLOCK_PREFETCH{$mode},%rax
   cmovae    $chunk,%rax
   and    %rax,$chunk
   jnz    .L${mode}_loop
___
$code.=<<___;
.L${mode}_unaligned_tail:
   xor    %eax,%eax
   cmp    %rsp,%rbp
   cmove    $len,%rax
   mov    $out,%r8        # save parameters
   mov    $len,$chunk
   sub    %rax,%rsp        # alloca
   shr    \$3,$len
   lea    (%rsp),$out
   .byte    0xf3,0x48,0xa5        # rep movsq
   mov    %rsp,$inp
   mov    %r8, $out        # restore parameters
   mov    $chunk,$len
   jmp    .L${mode}_loop
.align    16
.L${mode}_break:
___
                   }
$code.=<<___;
   cmp    %rbp,%rsp
   je    .L${mode}_done
 
   pxor    %xmm0,%xmm0
   lea    (%rsp),%rax
.L${mode}_bzero:
   movaps    %xmm0,(%rax)
   lea    16(%rax),%rax
   cmp    %rax,%rbp
   ja    .L${mode}_bzero
 
.L${mode}_done:
   lea    (%rbp),%rsp
   jmp    .L${mode}_exit
 
.align    16
.L${mode}_aligned:
___
$code.=<<___                if ($mode eq "ctr32");
   mov    -4($ctx),%eax        # pull 32-bit counter
   bswap    %eax
   neg    %eax
   and    \$0xffff,%eax
   mov    \$`16*0x10000`,$chunk
   shl    \$4,%eax
   cmovz    $chunk,%rax
   cmp    %rax,$len
   cmova    %rax,$chunk        # don't let counter cross 2^16
   cmovbe    $len,$chunk
   jbe    .L${mode}_aligned_skip
 
.L${mode}_aligned_loop:
   mov    $len,%r10        # save parameters
   mov    $chunk,$len
   mov    $chunk,%r11
 
   lea    -16($ctx),%rax        # ivp
   lea    16($ctx),%rbx        # key
   shr    \$4,$len        # len/=AES_BLOCK_SIZE
   .byte    0xf3,0x0f,0xa7,$opcode    # rep xcrypt*
 
   mov    -4($ctx),%eax        # pull 32-bit counter
   bswap    %eax
   add    \$0x10000,%eax
   bswap    %eax
   mov    %eax,-4($ctx)
 
   mov    %r10,$len        # restore parameters
   sub    %r11,$len
   mov    \$`16*0x10000`,$chunk
   jz    .L${mode}_exit
   cmp    $chunk,$len
   jae    .L${mode}_aligned_loop
 
.L${mode}_aligned_skip:
___
$code.=<<___                if ($PADLOCK_PREFETCH{$mode});
   lea    ($inp,$len),%rbp
   neg    %rbp
   and    \$0xfff,%rbp        # distance to page boundary
   xor    %eax,%eax
   cmp    \$$PADLOCK_PREFETCH{$mode},%rbp
   mov    \$$PADLOCK_PREFETCH{$mode}-1,%rbp
   cmovae    %rax,%rbp
   and    $len,%rbp        # remainder
   sub    %rbp,$len
   jz    .L${mode}_aligned_tail
___
$code.=<<___;
   lea    -16($ctx),%rax        # ivp
   lea    16($ctx),%rbx        # key
   shr    \$4,$len        # len/=AES_BLOCK_SIZE
   .byte    0xf3,0x0f,0xa7,$opcode    # rep xcrypt*
___
$code.=<<___                if ($mode !~ /ecb|ctr/);
   movdqa    (%rax),%xmm0
   movdqa    %xmm0,-16($ctx)        # copy [or refresh] iv
___
$code.=<<___                if ($PADLOCK_PREFETCH{$mode});
   test    %rbp,%rbp        # check remainder
   jz    .L${mode}_exit
 
.L${mode}_aligned_tail:
   mov    $out,%r8
   mov    %rbp,$chunk
   mov    %rbp,$len
   lea    (%rsp),%rbp
   sub    $len,%rsp
   shr    \$3,$len
   lea    (%rsp),$out
   .byte    0xf3,0x48,0xa5        # rep movsq
   lea    (%r8),$out
   lea    (%rsp),$inp
   mov    $chunk,$len
   jmp    .L${mode}_loop
___
$code.=<<___;
.L${mode}_exit:
   mov    \$1,%eax
   lea    8(%rsp),%rsp
.L${mode}_abort:
   pop    %rbx
   pop    %rbp
   ret
.size    padlock_${mode}_encrypt,.-padlock_${mode}_encrypt
___
}
 
&generate_mode("ecb",0xc8);
&generate_mode("cbc",0xd0);
&generate_mode("cfb",0xe0);
&generate_mode("ofb",0xe8);
&generate_mode("ctr32",0xd8);    # all 64-bit CPUs have working CTR...
 
$code.=<<___;
.asciz    "VIA Padlock x86_64 module, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
.align    16
.data
.align    8
.Lpadlock_saved_context:
   .quad    0
___
$code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval($1)/gem;
 
print $code;
 
close STDOUT;