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/*
 * linux/arch/arm64/crypto/aes-modes.S - chaining mode wrappers for AES
 *
 * Copyright (C) 2013 Linaro Ltd <ard.biesheuvel@linaro.org>
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
 * published by the Free Software Foundation.
 */
 
/* included by aes-ce.S and aes-neon.S */
 
   .text
   .align        4
 
/*
 * There are several ways to instantiate this code:
 * - no interleave, all inline
 * - 2-way interleave, 2x calls out of line (-DINTERLEAVE=2)
 * - 2-way interleave, all inline (-DINTERLEAVE=2 -DINTERLEAVE_INLINE)
 * - 4-way interleave, 4x calls out of line (-DINTERLEAVE=4)
 * - 4-way interleave, all inline (-DINTERLEAVE=4 -DINTERLEAVE_INLINE)
 *
 * Macros imported by this code:
 * - enc_prepare    - setup NEON registers for encryption
 * - dec_prepare    - setup NEON registers for decryption
 * - enc_switch_key    - change to new key after having prepared for encryption
 * - encrypt_block    - encrypt a single block
 * - decrypt block    - decrypt a single block
 * - encrypt_block2x    - encrypt 2 blocks in parallel (if INTERLEAVE == 2)
 * - decrypt_block2x    - decrypt 2 blocks in parallel (if INTERLEAVE == 2)
 * - encrypt_block4x    - encrypt 4 blocks in parallel (if INTERLEAVE == 4)
 * - decrypt_block4x    - decrypt 4 blocks in parallel (if INTERLEAVE == 4)
 */
 
#if defined(INTERLEAVE) && !defined(INTERLEAVE_INLINE)
#define FRAME_PUSH    stp x29, x30, [sp,#-16]! ; mov x29, sp
#define FRAME_POP    ldp x29, x30, [sp],#16
 
#if INTERLEAVE == 2
 
aes_encrypt_block2x:
   encrypt_block2x    v0, v1, w3, x2, x6, w7
   ret
ENDPROC(aes_encrypt_block2x)
 
aes_decrypt_block2x:
   decrypt_block2x    v0, v1, w3, x2, x6, w7
   ret
ENDPROC(aes_decrypt_block2x)
 
#elif INTERLEAVE == 4
 
aes_encrypt_block4x:
   encrypt_block4x    v0, v1, v2, v3, w3, x2, x6, w7
   ret
ENDPROC(aes_encrypt_block4x)
 
aes_decrypt_block4x:
   decrypt_block4x    v0, v1, v2, v3, w3, x2, x6, w7
   ret
ENDPROC(aes_decrypt_block4x)
 
#else
#error INTERLEAVE should equal 2 or 4
#endif
 
   .macro        do_encrypt_block2x
   bl        aes_encrypt_block2x
   .endm
 
   .macro        do_decrypt_block2x
   bl        aes_decrypt_block2x
   .endm
 
   .macro        do_encrypt_block4x
   bl        aes_encrypt_block4x
   .endm
 
   .macro        do_decrypt_block4x
   bl        aes_decrypt_block4x
   .endm
 
#else
#define FRAME_PUSH
#define FRAME_POP
 
   .macro        do_encrypt_block2x
   encrypt_block2x    v0, v1, w3, x2, x6, w7
   .endm
 
   .macro        do_decrypt_block2x
   decrypt_block2x    v0, v1, w3, x2, x6, w7
   .endm
 
   .macro        do_encrypt_block4x
   encrypt_block4x    v0, v1, v2, v3, w3, x2, x6, w7
   .endm
 
   .macro        do_decrypt_block4x
   decrypt_block4x    v0, v1, v2, v3, w3, x2, x6, w7
   .endm
 
#endif
 
   /*
    * aes_ecb_encrypt(u8 out[], u8 const in[], u8 const rk[], int rounds,
    *           int blocks, int first)
    * aes_ecb_decrypt(u8 out[], u8 const in[], u8 const rk[], int rounds,
    *           int blocks, int first)
    */
 
AES_ENTRY(aes_ecb_encrypt)
   FRAME_PUSH
   cbz        w5, .LecbencloopNx
 
   enc_prepare    w3, x2, x5
 
.LecbencloopNx:
#if INTERLEAVE >= 2
   subs        w4, w4, #INTERLEAVE
   bmi        .Lecbenc1x
#if INTERLEAVE == 2
   ld1        {v0.16b-v1.16b}, [x1], #32    /* get 2 pt blocks */
   do_encrypt_block2x
   st1        {v0.16b-v1.16b}, [x0], #32
#else
   ld1        {v0.16b-v3.16b}, [x1], #64    /* get 4 pt blocks */
   do_encrypt_block4x
   st1        {v0.16b-v3.16b}, [x0], #64
#endif
   b        .LecbencloopNx
.Lecbenc1x:
   adds        w4, w4, #INTERLEAVE
   beq        .Lecbencout
#endif
.Lecbencloop:
   ld1        {v0.16b}, [x1], #16        /* get next pt block */
   encrypt_block    v0, w3, x2, x5, w6
   st1        {v0.16b}, [x0], #16
   subs        w4, w4, #1
   bne        .Lecbencloop
.Lecbencout:
   FRAME_POP
   ret
AES_ENDPROC(aes_ecb_encrypt)
 
 
AES_ENTRY(aes_ecb_decrypt)
   FRAME_PUSH
   cbz        w5, .LecbdecloopNx
 
   dec_prepare    w3, x2, x5
 
.LecbdecloopNx:
#if INTERLEAVE >= 2
   subs        w4, w4, #INTERLEAVE
   bmi        .Lecbdec1x
#if INTERLEAVE == 2
   ld1        {v0.16b-v1.16b}, [x1], #32    /* get 2 ct blocks */
   do_decrypt_block2x
   st1        {v0.16b-v1.16b}, [x0], #32
#else
   ld1        {v0.16b-v3.16b}, [x1], #64    /* get 4 ct blocks */
   do_decrypt_block4x
   st1        {v0.16b-v3.16b}, [x0], #64
#endif
   b        .LecbdecloopNx
.Lecbdec1x:
   adds        w4, w4, #INTERLEAVE
   beq        .Lecbdecout
#endif
.Lecbdecloop:
   ld1        {v0.16b}, [x1], #16        /* get next ct block */
   decrypt_block    v0, w3, x2, x5, w6
   st1        {v0.16b}, [x0], #16
   subs        w4, w4, #1
   bne        .Lecbdecloop
.Lecbdecout:
   FRAME_POP
   ret
AES_ENDPROC(aes_ecb_decrypt)
 
 
   /*
    * aes_cbc_encrypt(u8 out[], u8 const in[], u8 const rk[], int rounds,
    *           int blocks, u8 iv[], int first)
    * aes_cbc_decrypt(u8 out[], u8 const in[], u8 const rk[], int rounds,
    *           int blocks, u8 iv[], int first)
    */
 
AES_ENTRY(aes_cbc_encrypt)
   cbz        w6, .Lcbcencloop
 
   ld1        {v0.16b}, [x5]            /* get iv */
   enc_prepare    w3, x2, x6
 
.Lcbcencloop:
   ld1        {v1.16b}, [x1], #16        /* get next pt block */
   eor        v0.16b, v0.16b, v1.16b        /* ..and xor with iv */
   encrypt_block    v0, w3, x2, x6, w7
   st1        {v0.16b}, [x0], #16
   subs        w4, w4, #1
   bne        .Lcbcencloop
   st1        {v0.16b}, [x5]            /* return iv */
   ret
AES_ENDPROC(aes_cbc_encrypt)
 
 
AES_ENTRY(aes_cbc_decrypt)
   FRAME_PUSH
   cbz        w6, .LcbcdecloopNx
 
   ld1        {v7.16b}, [x5]            /* get iv */
   dec_prepare    w3, x2, x6
 
.LcbcdecloopNx:
#if INTERLEAVE >= 2
   subs        w4, w4, #INTERLEAVE
   bmi        .Lcbcdec1x
#if INTERLEAVE == 2
   ld1        {v0.16b-v1.16b}, [x1], #32    /* get 2 ct blocks */
   mov        v2.16b, v0.16b
   mov        v3.16b, v1.16b
   do_decrypt_block2x
   eor        v0.16b, v0.16b, v7.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v2.16b
   mov        v7.16b, v3.16b
   st1        {v0.16b-v1.16b}, [x0], #32
#else
   ld1        {v0.16b-v3.16b}, [x1], #64    /* get 4 ct blocks */
   mov        v4.16b, v0.16b
   mov        v5.16b, v1.16b
   mov        v6.16b, v2.16b
   do_decrypt_block4x
   sub        x1, x1, #16
   eor        v0.16b, v0.16b, v7.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v4.16b
   ld1        {v7.16b}, [x1], #16        /* reload 1 ct block */
   eor        v2.16b, v2.16b, v5.16b
   eor        v3.16b, v3.16b, v6.16b
   st1        {v0.16b-v3.16b}, [x0], #64
#endif
   b        .LcbcdecloopNx
.Lcbcdec1x:
   adds        w4, w4, #INTERLEAVE
   beq        .Lcbcdecout
#endif
.Lcbcdecloop:
   ld1        {v1.16b}, [x1], #16        /* get next ct block */
   mov        v0.16b, v1.16b            /* ...and copy to v0 */
   decrypt_block    v0, w3, x2, x6, w7
   eor        v0.16b, v0.16b, v7.16b        /* xor with iv => pt */
   mov        v7.16b, v1.16b            /* ct is next iv */
   st1        {v0.16b}, [x0], #16
   subs        w4, w4, #1
   bne        .Lcbcdecloop
.Lcbcdecout:
   FRAME_POP
   st1        {v7.16b}, [x5]            /* return iv */
   ret
AES_ENDPROC(aes_cbc_decrypt)
 
 
   /*
    * aes_ctr_encrypt(u8 out[], u8 const in[], u8 const rk[], int rounds,
    *           int blocks, u8 ctr[], int first)
    */
 
AES_ENTRY(aes_ctr_encrypt)
   FRAME_PUSH
   cbz        w6, .Lctrnotfirst    /* 1st time around? */
   enc_prepare    w3, x2, x6
   ld1        {v4.16b}, [x5]
 
.Lctrnotfirst:
   umov        x8, v4.d[1]        /* keep swabbed ctr in reg */
   rev        x8, x8
#if INTERLEAVE >= 2
   cmn        w8, w4            /* 32 bit overflow? */
   bcs        .Lctrloop
.LctrloopNx:
   subs        w4, w4, #INTERLEAVE
   bmi        .Lctr1x
#if INTERLEAVE == 2
   mov        v0.8b, v4.8b
   mov        v1.8b, v4.8b
   rev        x7, x8
   add        x8, x8, #1
   ins        v0.d[1], x7
   rev        x7, x8
   add        x8, x8, #1
   ins        v1.d[1], x7
   ld1        {v2.16b-v3.16b}, [x1], #32    /* get 2 input blocks */
   do_encrypt_block2x
   eor        v0.16b, v0.16b, v2.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v3.16b
   st1        {v0.16b-v1.16b}, [x0], #32
#else
   ldr        q8, =0x30000000200000001    /* addends 1,2,3[,0] */
   dup        v7.4s, w8
   mov        v0.16b, v4.16b
   add        v7.4s, v7.4s, v8.4s
   mov        v1.16b, v4.16b
   rev32        v8.16b, v7.16b
   mov        v2.16b, v4.16b
   mov        v3.16b, v4.16b
   mov        v1.s[3], v8.s[0]
   mov        v2.s[3], v8.s[1]
   mov        v3.s[3], v8.s[2]
   ld1        {v5.16b-v7.16b}, [x1], #48    /* get 3 input blocks */
   do_encrypt_block4x
   eor        v0.16b, v5.16b, v0.16b
   ld1        {v5.16b}, [x1], #16        /* get 1 input block  */
   eor        v1.16b, v6.16b, v1.16b
   eor        v2.16b, v7.16b, v2.16b
   eor        v3.16b, v5.16b, v3.16b
   st1        {v0.16b-v3.16b}, [x0], #64
   add        x8, x8, #INTERLEAVE
#endif
   rev        x7, x8
   ins        v4.d[1], x7
   cbz        w4, .Lctrout
   b        .LctrloopNx
.Lctr1x:
   adds        w4, w4, #INTERLEAVE
   beq        .Lctrout
#endif
.Lctrloop:
   mov        v0.16b, v4.16b
   encrypt_block    v0, w3, x2, x6, w7
 
   adds        x8, x8, #1        /* increment BE ctr */
   rev        x7, x8
   ins        v4.d[1], x7
   bcs        .Lctrcarry        /* overflow? */
 
.Lctrcarrydone:
   subs        w4, w4, #1
   bmi        .Lctrhalfblock        /* blocks < 0 means 1/2 block */
   ld1        {v3.16b}, [x1], #16
   eor        v3.16b, v0.16b, v3.16b
   st1        {v3.16b}, [x0], #16
   bne        .Lctrloop
 
.Lctrout:
   st1        {v4.16b}, [x5]        /* return next CTR value */
   FRAME_POP
   ret
 
.Lctrhalfblock:
   ld1        {v3.8b}, [x1]
   eor        v3.8b, v0.8b, v3.8b
   st1        {v3.8b}, [x0]
   FRAME_POP
   ret
 
.Lctrcarry:
   umov        x7, v4.d[0]        /* load upper word of ctr  */
   rev        x7, x7            /* ... to handle the carry */
   add        x7, x7, #1
   rev        x7, x7
   ins        v4.d[0], x7
   b        .Lctrcarrydone
AES_ENDPROC(aes_ctr_encrypt)
   .ltorg
 
 
   /*
    * aes_xts_decrypt(u8 out[], u8 const in[], u8 const rk1[], int rounds,
    *           int blocks, u8 const rk2[], u8 iv[], int first)
    * aes_xts_decrypt(u8 out[], u8 const in[], u8 const rk1[], int rounds,
    *           int blocks, u8 const rk2[], u8 iv[], int first)
    */
 
   .macro        next_tweak, out, in, const, tmp
   sshr        \tmp\().2d,  \in\().2d,   #63
   and        \tmp\().16b, \tmp\().16b, \const\().16b
   add        \out\().2d,  \in\().2d,   \in\().2d
   ext        \tmp\().16b, \tmp\().16b, \tmp\().16b, #8
   eor        \out\().16b, \out\().16b, \tmp\().16b
   .endm
 
.Lxts_mul_x:
CPU_LE(    .quad        1, 0x87        )
CPU_BE(    .quad        0x87, 1        )
 
AES_ENTRY(aes_xts_encrypt)
   FRAME_PUSH
   cbz        w7, .LxtsencloopNx
 
   ld1        {v4.16b}, [x6]
   enc_prepare    w3, x5, x6
   encrypt_block    v4, w3, x5, x6, w7        /* first tweak */
   enc_switch_key    w3, x2, x6
   ldr        q7, .Lxts_mul_x
   b        .LxtsencNx
 
.LxtsencloopNx:
   ldr        q7, .Lxts_mul_x
   next_tweak    v4, v4, v7, v8
.LxtsencNx:
#if INTERLEAVE >= 2
   subs        w4, w4, #INTERLEAVE
   bmi        .Lxtsenc1x
#if INTERLEAVE == 2
   ld1        {v0.16b-v1.16b}, [x1], #32    /* get 2 pt blocks */
   next_tweak    v5, v4, v7, v8
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   do_encrypt_block2x
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   st1        {v0.16b-v1.16b}, [x0], #32
   cbz        w4, .LxtsencoutNx
   next_tweak    v4, v5, v7, v8
   b        .LxtsencNx
.LxtsencoutNx:
   mov        v4.16b, v5.16b
   b        .Lxtsencout
#else
   ld1        {v0.16b-v3.16b}, [x1], #64    /* get 4 pt blocks */
   next_tweak    v5, v4, v7, v8
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   next_tweak    v6, v5, v7, v8
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   eor        v2.16b, v2.16b, v6.16b
   next_tweak    v7, v6, v7, v8
   eor        v3.16b, v3.16b, v7.16b
   do_encrypt_block4x
   eor        v3.16b, v3.16b, v7.16b
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   eor        v2.16b, v2.16b, v6.16b
   st1        {v0.16b-v3.16b}, [x0], #64
   mov        v4.16b, v7.16b
   cbz        w4, .Lxtsencout
   b        .LxtsencloopNx
#endif
.Lxtsenc1x:
   adds        w4, w4, #INTERLEAVE
   beq        .Lxtsencout
#endif
.Lxtsencloop:
   ld1        {v1.16b}, [x1], #16
   eor        v0.16b, v1.16b, v4.16b
   encrypt_block    v0, w3, x2, x6, w7
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   st1        {v0.16b}, [x0], #16
   subs        w4, w4, #1
   beq        .Lxtsencout
   next_tweak    v4, v4, v7, v8
   b        .Lxtsencloop
.Lxtsencout:
   FRAME_POP
   ret
AES_ENDPROC(aes_xts_encrypt)
 
 
AES_ENTRY(aes_xts_decrypt)
   FRAME_PUSH
   cbz        w7, .LxtsdecloopNx
 
   ld1        {v4.16b}, [x6]
   enc_prepare    w3, x5, x6
   encrypt_block    v4, w3, x5, x6, w7        /* first tweak */
   dec_prepare    w3, x2, x6
   ldr        q7, .Lxts_mul_x
   b        .LxtsdecNx
 
.LxtsdecloopNx:
   ldr        q7, .Lxts_mul_x
   next_tweak    v4, v4, v7, v8
.LxtsdecNx:
#if INTERLEAVE >= 2
   subs        w4, w4, #INTERLEAVE
   bmi        .Lxtsdec1x
#if INTERLEAVE == 2
   ld1        {v0.16b-v1.16b}, [x1], #32    /* get 2 ct blocks */
   next_tweak    v5, v4, v7, v8
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   do_decrypt_block2x
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   st1        {v0.16b-v1.16b}, [x0], #32
   cbz        w4, .LxtsdecoutNx
   next_tweak    v4, v5, v7, v8
   b        .LxtsdecNx
.LxtsdecoutNx:
   mov        v4.16b, v5.16b
   b        .Lxtsdecout
#else
   ld1        {v0.16b-v3.16b}, [x1], #64    /* get 4 ct blocks */
   next_tweak    v5, v4, v7, v8
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   next_tweak    v6, v5, v7, v8
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   eor        v2.16b, v2.16b, v6.16b
   next_tweak    v7, v6, v7, v8
   eor        v3.16b, v3.16b, v7.16b
   do_decrypt_block4x
   eor        v3.16b, v3.16b, v7.16b
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   eor        v1.16b, v1.16b, v5.16b
   eor        v2.16b, v2.16b, v6.16b
   st1        {v0.16b-v3.16b}, [x0], #64
   mov        v4.16b, v7.16b
   cbz        w4, .Lxtsdecout
   b        .LxtsdecloopNx
#endif
.Lxtsdec1x:
   adds        w4, w4, #INTERLEAVE
   beq        .Lxtsdecout
#endif
.Lxtsdecloop:
   ld1        {v1.16b}, [x1], #16
   eor        v0.16b, v1.16b, v4.16b
   decrypt_block    v0, w3, x2, x6, w7
   eor        v0.16b, v0.16b, v4.16b
   st1        {v0.16b}, [x0], #16
   subs        w4, w4, #1
   beq        .Lxtsdecout
   next_tweak    v4, v4, v7, v8
   b        .Lxtsdecloop
.Lxtsdecout:
   FRAME_POP
   ret
AES_ENDPROC(aes_xts_decrypt)