hc
2024-03-22 a0752693d998599af469473b8dc239ef973a012f
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
#! /usr/bin/env perl
# Copyright 2006-2020 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/.
# ====================================================================
#
# On 21264 RSA sign performance improves by 70/35/20/15 percent for
# 512/1024/2048/4096 bit key lengths. This is against vendor compiler
# instructed to '-tune host' code with in-line assembler. Other
# benchmarks improve by 15-20%. To anchor it to something else, the
# code provides approximately the same performance per GHz as AMD64.
# I.e. if you compare 1GHz 21264 and 2GHz Opteron, you'll observe ~2x
# difference.
 
$output=pop;
open STDOUT,">$output";
 
# int bn_mul_mont(
$rp="a0";    # BN_ULONG *rp,
$ap="a1";    # const BN_ULONG *ap,
$bp="a2";    # const BN_ULONG *bp,
$np="a3";    # const BN_ULONG *np,
$n0="a4";    # const BN_ULONG *n0,
$num="a5";    # int num);
 
$lo0="t0";
$hi0="t1";
$lo1="t2";
$hi1="t3";
$aj="t4";
$bi="t5";
$nj="t6";
$tp="t7";
$alo="t8";
$ahi="t9";
$nlo="t10";
$nhi="t11";
$tj="t12";
$i="s3";
$j="s4";
$m1="s5";
 
$code=<<___;
#ifdef __linux__
#include <asm/regdef.h>
#else
#include <asm.h>
#include <regdef.h>
#endif
 
.text
 
.set    noat
.set    noreorder
 
.globl    bn_mul_mont
.align    5
.ent    bn_mul_mont
bn_mul_mont:
   lda    sp,-48(sp)
   stq    ra,0(sp)
   stq    s3,8(sp)
   stq    s4,16(sp)
   stq    s5,24(sp)
   stq    fp,32(sp)
   mov    sp,fp
   .mask    0x0400f000,-48
   .frame    fp,48,ra
   .prologue 0
 
   .align    4
   .set    reorder
   sextl    $num,$num
   mov    0,v0
   cmplt    $num,4,AT
   bne    AT,.Lexit
 
   ldq    $hi0,0($ap)    # ap[0]
   s8addq    $num,16,AT
   ldq    $aj,8($ap)
   subq    sp,AT,sp
   ldq    $bi,0($bp)    # bp[0]
   lda    AT,-4096(zero)    # mov    -4096,AT
   ldq    $n0,0($n0)
   and    sp,AT,sp
 
   mulq    $hi0,$bi,$lo0
   ldq    $hi1,0($np)    # np[0]
   umulh    $hi0,$bi,$hi0
   ldq    $nj,8($np)
 
   mulq    $lo0,$n0,$m1
 
   mulq    $hi1,$m1,$lo1
   umulh    $hi1,$m1,$hi1
 
   addq    $lo1,$lo0,$lo1
   cmpult    $lo1,$lo0,AT
   addq    $hi1,AT,$hi1
 
   mulq    $aj,$bi,$alo
   mov    2,$j
   umulh    $aj,$bi,$ahi
   mov    sp,$tp
 
   mulq    $nj,$m1,$nlo
   s8addq    $j,$ap,$aj
   umulh    $nj,$m1,$nhi
   s8addq    $j,$np,$nj
.align    4
.L1st:
   .set    noreorder
   ldq    $aj,0($aj)
   addl    $j,1,$j
   ldq    $nj,0($nj)
   lda    $tp,8($tp)
 
   addq    $alo,$hi0,$lo0
   mulq    $aj,$bi,$alo
   cmpult    $lo0,$hi0,AT
   addq    $nlo,$hi1,$lo1
 
   mulq    $nj,$m1,$nlo
   addq    $ahi,AT,$hi0
   cmpult    $lo1,$hi1,v0
   cmplt    $j,$num,$tj
 
   umulh    $aj,$bi,$ahi
   addq    $nhi,v0,$hi1
   addq    $lo1,$lo0,$lo1
   s8addq    $j,$ap,$aj
 
   umulh    $nj,$m1,$nhi
   cmpult    $lo1,$lo0,v0
   addq    $hi1,v0,$hi1
   s8addq    $j,$np,$nj
 
   stq    $lo1,-8($tp)
   nop
   unop
   bne    $tj,.L1st
   .set    reorder
 
   addq    $alo,$hi0,$lo0
   addq    $nlo,$hi1,$lo1
   cmpult    $lo0,$hi0,AT
   cmpult    $lo1,$hi1,v0
   addq    $ahi,AT,$hi0
   addq    $nhi,v0,$hi1
 
   addq    $lo1,$lo0,$lo1
   cmpult    $lo1,$lo0,v0
   addq    $hi1,v0,$hi1
 
   stq    $lo1,0($tp)
 
   addq    $hi1,$hi0,$hi1
   cmpult    $hi1,$hi0,AT
   stq    $hi1,8($tp)
   stq    AT,16($tp)
 
   mov    1,$i
.align    4
.Louter:
   s8addq    $i,$bp,$bi
   ldq    $hi0,0($ap)
   ldq    $aj,8($ap)
   ldq    $bi,0($bi)
   ldq    $hi1,0($np)
   ldq    $nj,8($np)
   ldq    $tj,0(sp)
 
   mulq    $hi0,$bi,$lo0
   umulh    $hi0,$bi,$hi0
 
   addq    $lo0,$tj,$lo0
   cmpult    $lo0,$tj,AT
   addq    $hi0,AT,$hi0
 
   mulq    $lo0,$n0,$m1
 
   mulq    $hi1,$m1,$lo1
   umulh    $hi1,$m1,$hi1
 
   addq    $lo1,$lo0,$lo1
   cmpult    $lo1,$lo0,AT
   mov    2,$j
   addq    $hi1,AT,$hi1
 
   mulq    $aj,$bi,$alo
   mov    sp,$tp
   umulh    $aj,$bi,$ahi
 
   mulq    $nj,$m1,$nlo
   s8addq    $j,$ap,$aj
   umulh    $nj,$m1,$nhi
.align    4
.Linner:
   .set    noreorder
   ldq    $tj,8($tp)    #L0
   nop            #U1
   ldq    $aj,0($aj)    #L1
   s8addq    $j,$np,$nj    #U0
 
   ldq    $nj,0($nj)    #L0
   nop            #U1
   addq    $alo,$hi0,$lo0    #L1
   lda    $tp,8($tp)
 
   mulq    $aj,$bi,$alo    #U1
   cmpult    $lo0,$hi0,AT    #L0
   addq    $nlo,$hi1,$lo1    #L1
   addl    $j,1,$j
 
   mulq    $nj,$m1,$nlo    #U1
   addq    $ahi,AT,$hi0    #L0
   addq    $lo0,$tj,$lo0    #L1
   cmpult    $lo1,$hi1,v0    #U0
 
   umulh    $aj,$bi,$ahi    #U1
   cmpult    $lo0,$tj,AT    #L0
   addq    $lo1,$lo0,$lo1    #L1
   addq    $nhi,v0,$hi1    #U0
 
   umulh    $nj,$m1,$nhi    #U1
   s8addq    $j,$ap,$aj    #L0
   cmpult    $lo1,$lo0,v0    #L1
   cmplt    $j,$num,$tj    #U0    # borrow $tj
 
   addq    $hi0,AT,$hi0    #L0
   addq    $hi1,v0,$hi1    #U1
   stq    $lo1,-8($tp)    #L1
   bne    $tj,.Linner    #U0
   .set    reorder
 
   ldq    $tj,8($tp)
   addq    $alo,$hi0,$lo0
   addq    $nlo,$hi1,$lo1
   cmpult    $lo0,$hi0,AT
   cmpult    $lo1,$hi1,v0
   addq    $ahi,AT,$hi0
   addq    $nhi,v0,$hi1
 
   addq    $lo0,$tj,$lo0
   cmpult    $lo0,$tj,AT
   addq    $hi0,AT,$hi0
 
   ldq    $tj,16($tp)
   addq    $lo1,$lo0,$j
   cmpult    $j,$lo0,v0
   addq    $hi1,v0,$hi1
 
   addq    $hi1,$hi0,$lo1
   stq    $j,0($tp)
   cmpult    $lo1,$hi0,$hi1
   addq    $lo1,$tj,$lo1
   cmpult    $lo1,$tj,AT
   addl    $i,1,$i
   addq    $hi1,AT,$hi1
   stq    $lo1,8($tp)
   cmplt    $i,$num,$tj    # borrow $tj
   stq    $hi1,16($tp)
   bne    $tj,.Louter
 
   s8addq    $num,sp,$tj    # &tp[num]
   mov    $rp,$bp        # put rp aside
   mov    sp,$tp
   mov    sp,$ap
   mov    0,$hi0        # clear borrow bit
 
.align    4
.Lsub:    ldq    $lo0,0($tp)
   ldq    $lo1,0($np)
   lda    $tp,8($tp)
   lda    $np,8($np)
   subq    $lo0,$lo1,$lo1    # tp[i]-np[i]
   cmpult    $lo0,$lo1,AT
   subq    $lo1,$hi0,$lo0
   cmpult    $lo1,$lo0,$hi0
   or    $hi0,AT,$hi0
   stq    $lo0,0($rp)
   cmpult    $tp,$tj,v0
   lda    $rp,8($rp)
   bne    v0,.Lsub
 
   subq    $hi1,$hi0,$hi0    # handle upmost overflow bit
   mov    sp,$tp
   mov    $bp,$rp        # restore rp
 
.align    4
.Lcopy:    ldq    $aj,0($tp)    # conditional copy
   ldq    $nj,0($rp)
   lda    $tp,8($tp)
   lda    $rp,8($rp)
   cmoveq    $hi0,$nj,$aj
   stq    zero,-8($tp)    # zap tp
   cmpult    $tp,$tj,AT
   stq    $aj,-8($rp)
   bne    AT,.Lcopy
   mov    1,v0
 
.Lexit:
   .set    noreorder
   mov    fp,sp
   /*ldq    ra,0(sp)*/
   ldq    s3,8(sp)
   ldq    s4,16(sp)
   ldq    s5,24(sp)
   ldq    fp,32(sp)
   lda    sp,48(sp)
   ret    (ra)
.end    bn_mul_mont
.ascii    "Montgomery Multiplication for Alpha, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
.align    2
___
 
print $code;
close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";