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#! /usr/bin/env perl
# Copyright 2007-2020 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/.
# ====================================================================
 
# January 2007.
 
# Montgomery multiplication for ARMv4.
#
# Performance improvement naturally varies among CPU implementations
# and compilers. The code was observed to provide +65-35% improvement
# [depending on key length, less for longer keys] on ARM920T, and
# +115-80% on Intel IXP425. This is compared to pre-bn_mul_mont code
# base and compiler generated code with in-lined umull and even umlal
# instructions. The latter means that this code didn't really have an
# "advantage" of utilizing some "secret" instruction.
#
# The code is interoperable with Thumb ISA and is rather compact, less
# than 1/2KB. Windows CE port would be trivial, as it's exclusively
# about decorations, ABI and instruction syntax are identical.
 
# November 2013
#
# Add NEON code path, which handles lengths divisible by 8. RSA/DSA
# performance improvement on Cortex-A8 is ~45-100% depending on key
# length, more for longer keys. On Cortex-A15 the span is ~10-105%.
# On Snapdragon S4 improvement was measured to vary from ~70% to
# incredible ~380%, yes, 4.8x faster, for RSA4096 sign. But this is
# rather because original integer-only code seems to perform
# suboptimally on S4. Situation on Cortex-A9 is unfortunately
# different. It's being looked into, but the trouble is that
# performance for vectors longer than 256 bits is actually couple
# of percent worse than for integer-only code. The code is chosen
# for execution on all NEON-capable processors, because gain on
# others outweighs the marginal loss on Cortex-A9.
 
# September 2015
#
# Align Cortex-A9 performance with November 2013 improvements, i.e.
# NEON code is now ~20-105% faster than integer-only one on this
# processor. But this optimization further improved performance even
# on other processors: NEON code path is ~45-180% faster than original
# integer-only on Cortex-A8, ~10-210% on Cortex-A15, ~70-450% on
# Snapdragon S4.
 
$flavour = shift;
if ($flavour=~/\w[\w\-]*\.\w+$/) { $output=$flavour; undef $flavour; }
else { while (($output=shift) && ($output!~/\w[\w\-]*\.\w+$/)) {} }
 
if ($flavour && $flavour ne "void") {
    $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
    ( $xlate="${dir}arm-xlate.pl" and -f $xlate ) or
    ( $xlate="${dir}../../perlasm/arm-xlate.pl" and -f $xlate) or
    die "can't locate arm-xlate.pl";
 
    open STDOUT,"| \"$^X\" $xlate $flavour $output";
} else {
    open STDOUT,">$output";
}
 
$num="r0";    # starts as num argument, but holds &tp[num-1]
$ap="r1";
$bp="r2"; $bi="r2"; $rp="r2";
$np="r3";
$tp="r4";
$aj="r5";
$nj="r6";
$tj="r7";
$n0="r8";
###########    # r9 is reserved by ELF as platform specific, e.g. TLS pointer
$alo="r10";    # sl, gcc uses it to keep @GOT
$ahi="r11";    # fp
$nlo="r12";    # ip
###########    # r13 is stack pointer
$nhi="r14";    # lr
###########    # r15 is program counter
 
#### argument block layout relative to &tp[num-1], a.k.a. $num
$_rp="$num,#12*4";
# ap permanently resides in r1
$_bp="$num,#13*4";
# np permanently resides in r3
$_n0="$num,#14*4";
$_num="$num,#15*4";    $_bpend=$_num;
 
$code=<<___;
#include "arm_arch.h"
 
.text
#if defined(__thumb2__)
.syntax    unified
.thumb
#else
.code    32
#endif
 
#if __ARM_MAX_ARCH__>=7
.align    5
.LOPENSSL_armcap:
.word    OPENSSL_armcap_P-.Lbn_mul_mont
#endif
 
.global    bn_mul_mont
.type    bn_mul_mont,%function
 
.align    5
bn_mul_mont:
.Lbn_mul_mont:
   ldr    ip,[sp,#4]        @ load num
   stmdb    sp!,{r0,r2}        @ sp points at argument block
#if __ARM_MAX_ARCH__>=7
   tst    ip,#7
   bne    .Lialu
   adr    r0,.Lbn_mul_mont
   ldr    r2,.LOPENSSL_armcap
   ldr    r0,[r0,r2]
#ifdef    __APPLE__
   ldr    r0,[r0]
#endif
   tst    r0,#ARMV7_NEON        @ NEON available?
   ldmia    sp, {r0,r2}
   beq    .Lialu
   add    sp,sp,#8
   b    bn_mul8x_mont_neon
.align    4
.Lialu:
#endif
   cmp    ip,#2
   mov    $num,ip            @ load num
#ifdef    __thumb2__
   ittt    lt
#endif
   movlt    r0,#0
   addlt    sp,sp,#2*4
   blt    .Labrt
 
   stmdb    sp!,{r4-r12,lr}        @ save 10 registers
 
   mov    $num,$num,lsl#2        @ rescale $num for byte count
   sub    sp,sp,$num        @ alloca(4*num)
   sub    sp,sp,#4        @ +extra dword
   sub    $num,$num,#4        @ "num=num-1"
   add    $tp,$bp,$num        @ &bp[num-1]
 
   add    $num,sp,$num        @ $num to point at &tp[num-1]
   ldr    $n0,[$_n0]        @ &n0
   ldr    $bi,[$bp]        @ bp[0]
   ldr    $aj,[$ap],#4        @ ap[0],ap++
   ldr    $nj,[$np],#4        @ np[0],np++
   ldr    $n0,[$n0]        @ *n0
   str    $tp,[$_bpend]        @ save &bp[num]
 
   umull    $alo,$ahi,$aj,$bi    @ ap[0]*bp[0]
   str    $n0,[$_n0]        @ save n0 value
   mul    $n0,$alo,$n0        @ "tp[0]"*n0
   mov    $nlo,#0
   umlal    $alo,$nlo,$nj,$n0    @ np[0]*n0+"t[0]"
   mov    $tp,sp
 
.L1st:
   ldr    $aj,[$ap],#4        @ ap[j],ap++
   mov    $alo,$ahi
   ldr    $nj,[$np],#4        @ np[j],np++
   mov    $ahi,#0
   umlal    $alo,$ahi,$aj,$bi    @ ap[j]*bp[0]
   mov    $nhi,#0
   umlal    $nlo,$nhi,$nj,$n0    @ np[j]*n0
   adds    $nlo,$nlo,$alo
   str    $nlo,[$tp],#4        @ tp[j-1]=,tp++
   adc    $nlo,$nhi,#0
   cmp    $tp,$num
   bne    .L1st
 
   adds    $nlo,$nlo,$ahi
   ldr    $tp,[$_bp]        @ restore bp
   mov    $nhi,#0
   ldr    $n0,[$_n0]        @ restore n0
   adc    $nhi,$nhi,#0
   str    $nlo,[$num]        @ tp[num-1]=
   mov    $tj,sp
   str    $nhi,[$num,#4]        @ tp[num]=
 
.Louter:
   sub    $tj,$num,$tj        @ "original" $num-1 value
   sub    $ap,$ap,$tj        @ "rewind" ap to &ap[1]
   ldr    $bi,[$tp,#4]!        @ *(++bp)
   sub    $np,$np,$tj        @ "rewind" np to &np[1]
   ldr    $aj,[$ap,#-4]        @ ap[0]
   ldr    $alo,[sp]        @ tp[0]
   ldr    $nj,[$np,#-4]        @ np[0]
   ldr    $tj,[sp,#4]        @ tp[1]
 
   mov    $ahi,#0
   umlal    $alo,$ahi,$aj,$bi    @ ap[0]*bp[i]+tp[0]
   str    $tp,[$_bp]        @ save bp
   mul    $n0,$alo,$n0
   mov    $nlo,#0
   umlal    $alo,$nlo,$nj,$n0    @ np[0]*n0+"tp[0]"
   mov    $tp,sp
 
.Linner:
   ldr    $aj,[$ap],#4        @ ap[j],ap++
   adds    $alo,$ahi,$tj        @ +=tp[j]
   ldr    $nj,[$np],#4        @ np[j],np++
   mov    $ahi,#0
   umlal    $alo,$ahi,$aj,$bi    @ ap[j]*bp[i]
   mov    $nhi,#0
   umlal    $nlo,$nhi,$nj,$n0    @ np[j]*n0
   adc    $ahi,$ahi,#0
   ldr    $tj,[$tp,#8]        @ tp[j+1]
   adds    $nlo,$nlo,$alo
   str    $nlo,[$tp],#4        @ tp[j-1]=,tp++
   adc    $nlo,$nhi,#0
   cmp    $tp,$num
   bne    .Linner
 
   adds    $nlo,$nlo,$ahi
   mov    $nhi,#0
   ldr    $tp,[$_bp]        @ restore bp
   adc    $nhi,$nhi,#0
   ldr    $n0,[$_n0]        @ restore n0
   adds    $nlo,$nlo,$tj
   ldr    $tj,[$_bpend]        @ restore &bp[num]
   adc    $nhi,$nhi,#0
   str    $nlo,[$num]        @ tp[num-1]=
   str    $nhi,[$num,#4]        @ tp[num]=
 
   cmp    $tp,$tj
#ifdef    __thumb2__
   itt    ne
#endif
   movne    $tj,sp
   bne    .Louter
 
   ldr    $rp,[$_rp]        @ pull rp
   mov    $aj,sp
   add    $num,$num,#4        @ $num to point at &tp[num]
   sub    $aj,$num,$aj        @ "original" num value
   mov    $tp,sp            @ "rewind" $tp
   mov    $ap,$tp            @ "borrow" $ap
   sub    $np,$np,$aj        @ "rewind" $np to &np[0]
 
   subs    $tj,$tj,$tj        @ "clear" carry flag
.Lsub:    ldr    $tj,[$tp],#4
   ldr    $nj,[$np],#4
   sbcs    $tj,$tj,$nj        @ tp[j]-np[j]
   str    $tj,[$rp],#4        @ rp[j]=
   teq    $tp,$num        @ preserve carry
   bne    .Lsub
   sbcs    $nhi,$nhi,#0        @ upmost carry
   mov    $tp,sp            @ "rewind" $tp
   sub    $rp,$rp,$aj        @ "rewind" $rp
 
.Lcopy:    ldr    $tj,[$tp]        @ conditional copy
   ldr    $aj,[$rp]
   str    sp,[$tp],#4        @ zap tp
#ifdef    __thumb2__
   it    cc
#endif
   movcc    $aj,$tj
   str    $aj,[$rp],#4
   teq    $tp,$num        @ preserve carry
   bne    .Lcopy
 
   mov    sp,$num
   add    sp,sp,#4        @ skip over tp[num+1]
   ldmia    sp!,{r4-r12,lr}        @ restore registers
   add    sp,sp,#2*4        @ skip over {r0,r2}
   mov    r0,#1
.Labrt:
#if __ARM_ARCH__>=5
   ret                @ bx lr
#else
   tst    lr,#1
   moveq    pc,lr            @ be binary compatible with V4, yet
   bx    lr            @ interoperable with Thumb ISA:-)
#endif
.size    bn_mul_mont,.-bn_mul_mont
___
{
my ($A0,$A1,$A2,$A3)=map("d$_",(0..3));
my ($N0,$N1,$N2,$N3)=map("d$_",(4..7));
my ($Z,$Temp)=("q4","q5");
my @ACC=map("q$_",(6..13));
my ($Bi,$Ni,$M0)=map("d$_",(28..31));
my $zero="$Z#lo";
my $temp="$Temp#lo";
 
my ($rptr,$aptr,$bptr,$nptr,$n0,$num)=map("r$_",(0..5));
my ($tinptr,$toutptr,$inner,$outer,$bnptr)=map("r$_",(6..11));
 
$code.=<<___;
#if __ARM_MAX_ARCH__>=7
.arch    armv7-a
.fpu    neon
 
.type    bn_mul8x_mont_neon,%function
.align    5
bn_mul8x_mont_neon:
   mov    ip,sp
   stmdb    sp!,{r4-r11}
   vstmdb    sp!,{d8-d15}        @ ABI specification says so
   ldmia    ip,{r4-r5}        @ load rest of parameter block
   mov    ip,sp
 
   cmp    $num,#8
   bhi    .LNEON_8n
 
   @ special case for $num==8, everything is in register bank...
 
   vld1.32        {${Bi}[0]}, [$bptr,:32]!
   veor        $zero,$zero,$zero
   sub        $toutptr,sp,$num,lsl#4
   vld1.32        {$A0-$A3},  [$aptr]!        @ can't specify :32 :-(
   and        $toutptr,$toutptr,#-64
   vld1.32        {${M0}[0]}, [$n0,:32]
   mov        sp,$toutptr            @ alloca
   vzip.16        $Bi,$zero
 
   vmull.u32    @ACC[0],$Bi,${A0}[0]
   vmull.u32    @ACC[1],$Bi,${A0}[1]
   vmull.u32    @ACC[2],$Bi,${A1}[0]
   vshl.i64    $Ni,@ACC[0]#hi,#16
   vmull.u32    @ACC[3],$Bi,${A1}[1]
 
   vadd.u64    $Ni,$Ni,@ACC[0]#lo
   veor        $zero,$zero,$zero
   vmul.u32    $Ni,$Ni,$M0
 
   vmull.u32    @ACC[4],$Bi,${A2}[0]
    vld1.32    {$N0-$N3}, [$nptr]!
   vmull.u32    @ACC[5],$Bi,${A2}[1]
   vmull.u32    @ACC[6],$Bi,${A3}[0]
   vzip.16        $Ni,$zero
   vmull.u32    @ACC[7],$Bi,${A3}[1]
 
   vmlal.u32    @ACC[0],$Ni,${N0}[0]
   sub        $outer,$num,#1
   vmlal.u32    @ACC[1],$Ni,${N0}[1]
   vmlal.u32    @ACC[2],$Ni,${N1}[0]
   vmlal.u32    @ACC[3],$Ni,${N1}[1]
 
   vmlal.u32    @ACC[4],$Ni,${N2}[0]
   vmov        $Temp,@ACC[0]
   vmlal.u32    @ACC[5],$Ni,${N2}[1]
   vmov        @ACC[0],@ACC[1]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Ni,${N3}[0]
   vmov        @ACC[1],@ACC[2]
   vmlal.u32    @ACC[7],$Ni,${N3}[1]
   vmov        @ACC[2],@ACC[3]
   vmov        @ACC[3],@ACC[4]
   vshr.u64    $temp,$temp,#16
   vmov        @ACC[4],@ACC[5]
   vmov        @ACC[5],@ACC[6]
   vadd.u64    $temp,$temp,$Temp#hi
   vmov        @ACC[6],@ACC[7]
   veor        @ACC[7],@ACC[7]
   vshr.u64    $temp,$temp,#16
 
   b    .LNEON_outer8
 
.align    4
.LNEON_outer8:
   vld1.32        {${Bi}[0]}, [$bptr,:32]!
   veor        $zero,$zero,$zero
   vzip.16        $Bi,$zero
   vadd.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,$temp
 
   vmlal.u32    @ACC[0],$Bi,${A0}[0]
   vmlal.u32    @ACC[1],$Bi,${A0}[1]
   vmlal.u32    @ACC[2],$Bi,${A1}[0]
   vshl.i64    $Ni,@ACC[0]#hi,#16
   vmlal.u32    @ACC[3],$Bi,${A1}[1]
 
   vadd.u64    $Ni,$Ni,@ACC[0]#lo
   veor        $zero,$zero,$zero
   subs        $outer,$outer,#1
   vmul.u32    $Ni,$Ni,$M0
 
   vmlal.u32    @ACC[4],$Bi,${A2}[0]
   vmlal.u32    @ACC[5],$Bi,${A2}[1]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Bi,${A3}[0]
   vzip.16        $Ni,$zero
   vmlal.u32    @ACC[7],$Bi,${A3}[1]
 
   vmlal.u32    @ACC[0],$Ni,${N0}[0]
   vmlal.u32    @ACC[1],$Ni,${N0}[1]
   vmlal.u32    @ACC[2],$Ni,${N1}[0]
   vmlal.u32    @ACC[3],$Ni,${N1}[1]
 
   vmlal.u32    @ACC[4],$Ni,${N2}[0]
   vmov        $Temp,@ACC[0]
   vmlal.u32    @ACC[5],$Ni,${N2}[1]
   vmov        @ACC[0],@ACC[1]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Ni,${N3}[0]
   vmov        @ACC[1],@ACC[2]
   vmlal.u32    @ACC[7],$Ni,${N3}[1]
   vmov        @ACC[2],@ACC[3]
   vmov        @ACC[3],@ACC[4]
   vshr.u64    $temp,$temp,#16
   vmov        @ACC[4],@ACC[5]
   vmov        @ACC[5],@ACC[6]
   vadd.u64    $temp,$temp,$Temp#hi
   vmov        @ACC[6],@ACC[7]
   veor        @ACC[7],@ACC[7]
   vshr.u64    $temp,$temp,#16
 
   bne    .LNEON_outer8
 
   vadd.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,$temp
   mov        $toutptr,sp
   vshr.u64    $temp,@ACC[0]#lo,#16
   mov        $inner,$num
   vadd.u64    @ACC[0]#hi,@ACC[0]#hi,$temp
   add        $tinptr,sp,#96
   vshr.u64    $temp,@ACC[0]#hi,#16
   vzip.16        @ACC[0]#lo,@ACC[0]#hi
 
   b    .LNEON_tail_entry
 
.align    4
.LNEON_8n:
   veor        @ACC[0],@ACC[0],@ACC[0]
    sub        $toutptr,sp,#128
   veor        @ACC[1],@ACC[1],@ACC[1]
    sub        $toutptr,$toutptr,$num,lsl#4
   veor        @ACC[2],@ACC[2],@ACC[2]
    and        $toutptr,$toutptr,#-64
   veor        @ACC[3],@ACC[3],@ACC[3]
    mov        sp,$toutptr            @ alloca
   veor        @ACC[4],@ACC[4],@ACC[4]
    add        $toutptr,$toutptr,#256
   veor        @ACC[5],@ACC[5],@ACC[5]
    sub        $inner,$num,#8
   veor        @ACC[6],@ACC[6],@ACC[6]
   veor        @ACC[7],@ACC[7],@ACC[7]
 
.LNEON_8n_init:
   vst1.64        {@ACC[0]-@ACC[1]},[$toutptr,:256]!
   subs        $inner,$inner,#8
   vst1.64        {@ACC[2]-@ACC[3]},[$toutptr,:256]!
   vst1.64        {@ACC[4]-@ACC[5]},[$toutptr,:256]!
   vst1.64        {@ACC[6]-@ACC[7]},[$toutptr,:256]!
   bne        .LNEON_8n_init
 
   add        $tinptr,sp,#256
   vld1.32        {$A0-$A3},[$aptr]!
   add        $bnptr,sp,#8
   vld1.32        {${M0}[0]},[$n0,:32]
   mov        $outer,$num
   b        .LNEON_8n_outer
 
.align    4
.LNEON_8n_outer:
   vld1.32        {${Bi}[0]},[$bptr,:32]!    @ *b++
   veor        $zero,$zero,$zero
   vzip.16        $Bi,$zero
   add        $toutptr,sp,#128
   vld1.32        {$N0-$N3},[$nptr]!
 
   vmlal.u32    @ACC[0],$Bi,${A0}[0]
   vmlal.u32    @ACC[1],$Bi,${A0}[1]
    veor        $zero,$zero,$zero
   vmlal.u32    @ACC[2],$Bi,${A1}[0]
    vshl.i64    $Ni,@ACC[0]#hi,#16
   vmlal.u32    @ACC[3],$Bi,${A1}[1]
    vadd.u64    $Ni,$Ni,@ACC[0]#lo
   vmlal.u32    @ACC[4],$Bi,${A2}[0]
    vmul.u32    $Ni,$Ni,$M0
   vmlal.u32    @ACC[5],$Bi,${A2}[1]
   vst1.32        {$Bi},[sp,:64]        @ put aside smashed b[8*i+0]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Bi,${A3}[0]
    vzip.16    $Ni,$zero
   vmlal.u32    @ACC[7],$Bi,${A3}[1]
___
for ($i=0; $i<7;) {
$code.=<<___;
   vld1.32        {${Bi}[0]},[$bptr,:32]!    @ *b++
   vmlal.u32    @ACC[0],$Ni,${N0}[0]
   veor        $temp,$temp,$temp
   vmlal.u32    @ACC[1],$Ni,${N0}[1]
   vzip.16        $Bi,$temp
   vmlal.u32    @ACC[2],$Ni,${N1}[0]
    vshr.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,#16
   vmlal.u32    @ACC[3],$Ni,${N1}[1]
   vmlal.u32    @ACC[4],$Ni,${N2}[0]
    vadd.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,@ACC[0]#hi
   vmlal.u32    @ACC[5],$Ni,${N2}[1]
    vshr.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,#16
   vmlal.u32    @ACC[6],$Ni,${N3}[0]
   vmlal.u32    @ACC[7],$Ni,${N3}[1]
    vadd.u64    @ACC[1]#lo,@ACC[1]#lo,@ACC[0]#lo
   vst1.32        {$Ni},[$bnptr,:64]!    @ put aside smashed m[8*i+$i]
___
   push(@ACC,shift(@ACC));    $i++;
$code.=<<___;
   vmlal.u32    @ACC[0],$Bi,${A0}[0]
   vld1.64        {@ACC[7]},[$tinptr,:128]!
   vmlal.u32    @ACC[1],$Bi,${A0}[1]
    veor        $zero,$zero,$zero
   vmlal.u32    @ACC[2],$Bi,${A1}[0]
    vshl.i64    $Ni,@ACC[0]#hi,#16
   vmlal.u32    @ACC[3],$Bi,${A1}[1]
    vadd.u64    $Ni,$Ni,@ACC[0]#lo
   vmlal.u32    @ACC[4],$Bi,${A2}[0]
    vmul.u32    $Ni,$Ni,$M0
   vmlal.u32    @ACC[5],$Bi,${A2}[1]
   vst1.32        {$Bi},[$bnptr,:64]!    @ put aside smashed b[8*i+$i]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Bi,${A3}[0]
    vzip.16    $Ni,$zero
   vmlal.u32    @ACC[7],$Bi,${A3}[1]
___
}
$code.=<<___;
   vld1.32        {$Bi},[sp,:64]        @ pull smashed b[8*i+0]
   vmlal.u32    @ACC[0],$Ni,${N0}[0]
   vld1.32        {$A0-$A3},[$aptr]!
   vmlal.u32    @ACC[1],$Ni,${N0}[1]
   vmlal.u32    @ACC[2],$Ni,${N1}[0]
    vshr.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,#16
   vmlal.u32    @ACC[3],$Ni,${N1}[1]
   vmlal.u32    @ACC[4],$Ni,${N2}[0]
    vadd.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,@ACC[0]#hi
   vmlal.u32    @ACC[5],$Ni,${N2}[1]
    vshr.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,#16
   vmlal.u32    @ACC[6],$Ni,${N3}[0]
   vmlal.u32    @ACC[7],$Ni,${N3}[1]
    vadd.u64    @ACC[1]#lo,@ACC[1]#lo,@ACC[0]#lo
   vst1.32        {$Ni},[$bnptr,:64]    @ put aside smashed m[8*i+$i]
   add        $bnptr,sp,#8        @ rewind
___
   push(@ACC,shift(@ACC));
$code.=<<___;
   sub        $inner,$num,#8
   b        .LNEON_8n_inner
 
.align    4
.LNEON_8n_inner:
   subs        $inner,$inner,#8
   vmlal.u32    @ACC[0],$Bi,${A0}[0]
   vld1.64        {@ACC[7]},[$tinptr,:128]
   vmlal.u32    @ACC[1],$Bi,${A0}[1]
   vld1.32        {$Ni},[$bnptr,:64]!    @ pull smashed m[8*i+0]
   vmlal.u32    @ACC[2],$Bi,${A1}[0]
   vld1.32        {$N0-$N3},[$nptr]!
   vmlal.u32    @ACC[3],$Bi,${A1}[1]
   it        ne
   addne        $tinptr,$tinptr,#16    @ don't advance in last iteration
   vmlal.u32    @ACC[4],$Bi,${A2}[0]
   vmlal.u32    @ACC[5],$Bi,${A2}[1]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Bi,${A3}[0]
   vmlal.u32    @ACC[7],$Bi,${A3}[1]
___
for ($i=1; $i<8; $i++) {
$code.=<<___;
   vld1.32        {$Bi},[$bnptr,:64]!    @ pull smashed b[8*i+$i]
   vmlal.u32    @ACC[0],$Ni,${N0}[0]
   vmlal.u32    @ACC[1],$Ni,${N0}[1]
   vmlal.u32    @ACC[2],$Ni,${N1}[0]
   vmlal.u32    @ACC[3],$Ni,${N1}[1]
   vmlal.u32    @ACC[4],$Ni,${N2}[0]
   vmlal.u32    @ACC[5],$Ni,${N2}[1]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Ni,${N3}[0]
   vmlal.u32    @ACC[7],$Ni,${N3}[1]
   vst1.64        {@ACC[0]},[$toutptr,:128]!
___
   push(@ACC,shift(@ACC));
$code.=<<___;
   vmlal.u32    @ACC[0],$Bi,${A0}[0]
   vld1.64        {@ACC[7]},[$tinptr,:128]
   vmlal.u32    @ACC[1],$Bi,${A0}[1]
   vld1.32        {$Ni},[$bnptr,:64]!    @ pull smashed m[8*i+$i]
   vmlal.u32    @ACC[2],$Bi,${A1}[0]
   it        ne
   addne        $tinptr,$tinptr,#16    @ don't advance in last iteration
   vmlal.u32    @ACC[3],$Bi,${A1}[1]
   vmlal.u32    @ACC[4],$Bi,${A2}[0]
   vmlal.u32    @ACC[5],$Bi,${A2}[1]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Bi,${A3}[0]
   vmlal.u32    @ACC[7],$Bi,${A3}[1]
___
}
$code.=<<___;
   it        eq
   subeq        $aptr,$aptr,$num,lsl#2    @ rewind
   vmlal.u32    @ACC[0],$Ni,${N0}[0]
   vld1.32        {$Bi},[sp,:64]        @ pull smashed b[8*i+0]
   vmlal.u32    @ACC[1],$Ni,${N0}[1]
   vld1.32        {$A0-$A3},[$aptr]!
   vmlal.u32    @ACC[2],$Ni,${N1}[0]
   add        $bnptr,sp,#8        @ rewind
   vmlal.u32    @ACC[3],$Ni,${N1}[1]
   vmlal.u32    @ACC[4],$Ni,${N2}[0]
   vmlal.u32    @ACC[5],$Ni,${N2}[1]
   vmlal.u32    @ACC[6],$Ni,${N3}[0]
   vst1.64        {@ACC[0]},[$toutptr,:128]!
   vmlal.u32    @ACC[7],$Ni,${N3}[1]
 
   bne        .LNEON_8n_inner
___
   push(@ACC,shift(@ACC));
$code.=<<___;
   add        $tinptr,sp,#128
   vst1.64        {@ACC[0]-@ACC[1]},[$toutptr,:256]!
   veor        q2,q2,q2        @ $N0-$N1
   vst1.64        {@ACC[2]-@ACC[3]},[$toutptr,:256]!
   veor        q3,q3,q3        @ $N2-$N3
   vst1.64        {@ACC[4]-@ACC[5]},[$toutptr,:256]!
   vst1.64        {@ACC[6]},[$toutptr,:128]
 
   subs        $outer,$outer,#8
   vld1.64        {@ACC[0]-@ACC[1]},[$tinptr,:256]!
   vld1.64        {@ACC[2]-@ACC[3]},[$tinptr,:256]!
   vld1.64        {@ACC[4]-@ACC[5]},[$tinptr,:256]!
   vld1.64        {@ACC[6]-@ACC[7]},[$tinptr,:256]!
 
   itt        ne
   subne        $nptr,$nptr,$num,lsl#2    @ rewind
   bne        .LNEON_8n_outer
 
   add        $toutptr,sp,#128
   vst1.64        {q2-q3}, [sp,:256]!    @ start wiping stack frame
   vshr.u64    $temp,@ACC[0]#lo,#16
   vst1.64        {q2-q3},[sp,:256]!
   vadd.u64    @ACC[0]#hi,@ACC[0]#hi,$temp
   vst1.64        {q2-q3}, [sp,:256]!
   vshr.u64    $temp,@ACC[0]#hi,#16
   vst1.64        {q2-q3}, [sp,:256]!
   vzip.16        @ACC[0]#lo,@ACC[0]#hi
 
   mov        $inner,$num
   b        .LNEON_tail_entry
 
.align    4
.LNEON_tail:
   vadd.u64    @ACC[0]#lo,@ACC[0]#lo,$temp
   vshr.u64    $temp,@ACC[0]#lo,#16
   vld1.64        {@ACC[2]-@ACC[3]}, [$tinptr, :256]!
   vadd.u64    @ACC[0]#hi,@ACC[0]#hi,$temp
   vld1.64        {@ACC[4]-@ACC[5]}, [$tinptr, :256]!
   vshr.u64    $temp,@ACC[0]#hi,#16
   vld1.64        {@ACC[6]-@ACC[7]}, [$tinptr, :256]!
   vzip.16        @ACC[0]#lo,@ACC[0]#hi
 
.LNEON_tail_entry:
___
for ($i=1; $i<8; $i++) {
$code.=<<___;
   vadd.u64    @ACC[1]#lo,@ACC[1]#lo,$temp
   vst1.32        {@ACC[0]#lo[0]}, [$toutptr, :32]!
   vshr.u64    $temp,@ACC[1]#lo,#16
   vadd.u64    @ACC[1]#hi,@ACC[1]#hi,$temp
   vshr.u64    $temp,@ACC[1]#hi,#16
   vzip.16        @ACC[1]#lo,@ACC[1]#hi
___
   push(@ACC,shift(@ACC));
}
   push(@ACC,shift(@ACC));
$code.=<<___;
   vld1.64        {@ACC[0]-@ACC[1]}, [$tinptr, :256]!
   subs        $inner,$inner,#8
   vst1.32        {@ACC[7]#lo[0]},   [$toutptr, :32]!
   bne    .LNEON_tail
 
   vst1.32    {${temp}[0]}, [$toutptr, :32]        @ top-most bit
   sub    $nptr,$nptr,$num,lsl#2            @ rewind $nptr
   subs    $aptr,sp,#0                @ clear carry flag
   add    $bptr,sp,$num,lsl#2
 
.LNEON_sub:
   ldmia    $aptr!, {r4-r7}
   ldmia    $nptr!, {r8-r11}
   sbcs    r8, r4,r8
   sbcs    r9, r5,r9
   sbcs    r10,r6,r10
   sbcs    r11,r7,r11
   teq    $aptr,$bptr                @ preserves carry
   stmia    $rptr!, {r8-r11}
   bne    .LNEON_sub
 
   ldr    r10, [$aptr]                @ load top-most bit
   mov    r11,sp
   veor    q0,q0,q0
   sub    r11,$bptr,r11                @ this is num*4
   veor    q1,q1,q1
   mov    $aptr,sp
   sub    $rptr,$rptr,r11                @ rewind $rptr
   mov    $nptr,$bptr                @ second 3/4th of frame
   sbcs    r10,r10,#0                @ result is carry flag
 
.LNEON_copy_n_zap:
   ldmia    $aptr!, {r4-r7}
   ldmia    $rptr,  {r8-r11}
   it    cc
   movcc    r8, r4
   vst1.64    {q0-q1}, [$nptr,:256]!            @ wipe
   itt    cc
   movcc    r9, r5
   movcc    r10,r6
   vst1.64    {q0-q1}, [$nptr,:256]!            @ wipe
   it    cc
   movcc    r11,r7
   ldmia    $aptr, {r4-r7}
   stmia    $rptr!, {r8-r11}
   sub    $aptr,$aptr,#16
   ldmia    $rptr, {r8-r11}
   it    cc
   movcc    r8, r4
   vst1.64    {q0-q1}, [$aptr,:256]!            @ wipe
   itt    cc
   movcc    r9, r5
   movcc    r10,r6
   vst1.64    {q0-q1}, [$nptr,:256]!            @ wipe
   it    cc
   movcc    r11,r7
   teq    $aptr,$bptr                @ preserves carry
   stmia    $rptr!, {r8-r11}
   bne    .LNEON_copy_n_zap
 
   mov    sp,ip
        vldmia  sp!,{d8-d15}
        ldmia   sp!,{r4-r11}
   ret                        @ bx lr
.size    bn_mul8x_mont_neon,.-bn_mul8x_mont_neon
#endif
___
}
$code.=<<___;
.asciz    "Montgomery multiplication for ARMv4/NEON, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
.align    2
#if __ARM_MAX_ARCH__>=7
.comm    OPENSSL_armcap_P,4,4
#endif
___
 
foreach (split("\n",$code)) {
   s/\`([^\`]*)\`/eval $1/ge;
 
   s/\bq([0-9]+)#(lo|hi)/sprintf "d%d",2*$1+($2 eq "hi")/ge    or
   s/\bret\b/bx    lr/g                        or
   s/\bbx\s+lr\b/.word\t0xe12fff1e/g;    # make it possible to compile with -march=armv4
 
   print $_,"\n";
}
 
close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";