arch/x86/crypto/sha512-avx2-asm.S

   1 ########################################################################
   2 # Implement fast SHA-512 with AVX2 instructions. (x86_64)
   3 #
   4 # Copyright (C) 2013 Intel Corporation.
   5 #
   6 # Authors:
   7 #     James Guilford <james.guilford@intel.com>
   8 #     Kirk Yap <kirk.s.yap@intel.com>
   9 #     David Cote <david.m.cote@intel.com>
  10 #     Tim Chen <tim.c.chen@linux.intel.com>
  11 #
  12 # This software is available to you under a choice of one of two
  13 # licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
  14 # General Public License (GPL) Version 2, available from the file
  15 # COPYING in the main directory of this source tree, or the
  16 # OpenIB.org BSD license below:
  17 #
  18 #     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  19 #     without modification, are permitted provided that the following
  20 #     conditions are met:
  21 #
  22 #      - Redistributions of source code must retain the above
  23 #        copyright notice, this list of conditions and the following
  24 #        disclaimer.
  25 #
  26 #      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  27 #        copyright notice, this list of conditions and the following
  28 #        disclaimer in the documentation and/or other materials
  29 #        provided with the distribution.
  30 #
  31 # THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  32 # EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  33 # MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  34 # NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  35 # BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  36 # ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  37 # CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  38 # SOFTWARE.
  39 #
  40 ########################################################################
  41 #
  42 # This code is described in an Intel White-Paper:
  43 # "Fast SHA-512 Implementations on Intel Architecture Processors"
  44 #
  45 # To find it, surf to http://www.intel.com/p/en_US/embedded
  46 # and search for that title.
  47 #
  48 ########################################################################
  49 # This code schedules 1 blocks at a time, with 4 lanes per block
  50 ########################################################################
  51
  52 #ifdef CONFIG_AS_AVX2
  53 #include <linux/linkage.h>
  54
  55 .text
  56
  57 # Virtual Registers
  58 Y_0 = %ymm4
  59 Y_1 = %ymm5
  60 Y_2 = %ymm6
  61 Y_3 = %ymm7
  62
  63 YTMP0 = %ymm0
  64 YTMP1 = %ymm1
  65 YTMP2 = %ymm2
  66 YTMP3 = %ymm3
  67 YTMP4 = %ymm8
  68 XFER  = YTMP0
  69
  70 BYTE_FLIP_MASK  = %ymm9
  71
  72 # 1st arg is %rdi, which is saved to the stack and accessed later via %r12
  73 CTX1        = %rdi
  74 CTX2        = %r12
  75 # 2nd arg
  76 INP         = %rsi
  77 # 3rd arg
  78 NUM_BLKS    = %rdx
  79
  80 c           = %rcx
  81 d           = %r8
  82 e           = %rdx
  83 y3          = %rsi
  84
  85 TBL   = %rdi # clobbers CTX1
  86
  87 a     = %rax
  88 b     = %rbx
  89
  90 f     = %r9
  91 g     = %r10
  92 h     = %r11
  93 old_h = %r11
  94
  95 T1    = %r12 # clobbers CTX2
  96 y0    = %r13
  97 y1    = %r14
  98 y2    = %r15
  99
 100 # Local variables (stack frame)
 101 XFER_SIZE = 4*8
 102 SRND_SIZE = 1*8
 103 INP_SIZE = 1*8
 104 INPEND_SIZE = 1*8
 105 CTX_SIZE = 1*8
 106 RSPSAVE_SIZE = 1*8
 107 GPRSAVE_SIZE = 5*8
 108
 109 frame_XFER = 0
 110 frame_SRND = frame_XFER + XFER_SIZE
 111 frame_INP = frame_SRND + SRND_SIZE
 112 frame_INPEND = frame_INP + INP_SIZE
 113 frame_CTX = frame_INPEND + INPEND_SIZE
 114 frame_RSPSAVE = frame_CTX + CTX_SIZE
 115 frame_GPRSAVE = frame_RSPSAVE + RSPSAVE_SIZE
 116 frame_size = frame_GPRSAVE + GPRSAVE_SIZE
 117
 118 ## assume buffers not aligned
 119 #define VMOVDQ vmovdqu
 120
 121 # addm [mem], reg
 122 # Add reg to mem using reg-mem add and store
 123 .macro addm p1 p2
 124         add     \p1, \p2
 125         mov     \p2, \p1
 126 .endm
 127
 128
 129 # COPY_YMM_AND_BSWAP ymm, [mem], byte_flip_mask
 130 # Load ymm with mem and byte swap each dword
 131 .macro COPY_YMM_AND_BSWAP p1 p2 p3
 132         VMOVDQ \p2, \p1
 133         vpshufb \p3, \p1, \p1
 134 .endm
 135 # rotate_Ys
 136 # Rotate values of symbols Y0...Y3
 137 .macro rotate_Ys
 138         Y_ = Y_0
 139         Y_0 = Y_1
 140         Y_1 = Y_2
 141         Y_2 = Y_3
 142         Y_3 = Y_
 143 .endm
 144
 145 # RotateState
 146 .macro RotateState
 147         # Rotate symbols a..h right
 148         old_h  = h
 149         TMP_   = h
 150         h      = g
 151         g      = f
 152         f      = e
 153         e      = d
 154         d      = c
 155         c      = b
 156         b      = a
 157         a      = TMP_
 158 .endm
 159
 160 # macro MY_VPALIGNR     YDST, YSRC1, YSRC2, RVAL
 161 # YDST = {YSRC1, YSRC2} >> RVAL*8
 162 .macro MY_VPALIGNR YDST YSRC1 YSRC2 RVAL
 163         vperm2f128      $0x3, \YSRC2, \YSRC1, \YDST     # YDST = {YS1_LO, YS2_HI}
 164         vpalignr        $\RVAL, \YSRC2, \YDST, \YDST    # YDST = {YDS1, YS2} >> RVAL*8
 165 .endm
 166
 167 .macro FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 168 ################################### RND N + 0 #########################################
 169
 170         # Extract w[t-7]
 171         MY_VPALIGNR     YTMP0, Y_3, Y_2, 8              # YTMP0 = W[-7]
 172         # Calculate w[t-16] + w[t-7]
 173         vpaddq          Y_0, YTMP0, YTMP0               # YTMP0 = W[-7] + W[-16]
 174         # Extract w[t-15]
 175         MY_VPALIGNR     YTMP1, Y_1, Y_0, 8              # YTMP1 = W[-15]
 176
 177         # Calculate sigma0
 178
 179         # Calculate w[t-15] ror 1
 180         vpsrlq          $1, YTMP1, YTMP2
 181         vpsllq          $(64-1), YTMP1, YTMP3
 182         vpor            YTMP2, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-15] ror 1
 183         # Calculate w[t-15] shr 7
 184         vpsrlq          $7, YTMP1, YTMP4                # YTMP4 = W[-15] >> 7
 185
 186         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 187         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 188         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 189         add     frame_XFER(%rsp),h              # h = k + w + h         # --
 190         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 191         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 192         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 193
 194         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 195         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 196         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 197
 198         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 199         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 200         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 201         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 202
 203         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 204         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 205         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 206
 207         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 208         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 209         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 210         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 211
 212         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 213         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 214         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 215
 216         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 217
 218         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 219         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 220
 221         RotateState
 222
 223 ################################### RND N + 1 #########################################
 224
 225         # Calculate w[t-15] ror 8
 226         vpsrlq          $8, YTMP1, YTMP2
 227         vpsllq          $(64-8), YTMP1, YTMP1
 228         vpor            YTMP2, YTMP1, YTMP1             # YTMP1 = W[-15] ror 8
 229         # XOR the three components
 230         vpxor           YTMP4, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-15] ror 1 ^ W[-15] >> 7
 231         vpxor           YTMP1, YTMP3, YTMP1             # YTMP1 = s0
 232
 233
 234         # Add three components, w[t-16], w[t-7] and sigma0
 235         vpaddq          YTMP1, YTMP0, YTMP0             # YTMP0 = W[-16] + W[-7] + s0
 236         # Move to appropriate lanes for calculating w[16] and w[17]
 237         vperm2f128      $0x0, YTMP0, YTMP0, Y_0         # Y_0 = W[-16] + W[-7] + s0 {BABA}
 238         # Move to appropriate lanes for calculating w[18] and w[19]
 239         vpand           MASK_YMM_LO(%rip), YTMP0, YTMP0 # YTMP0 = W[-16] + W[-7] + s0 {DC00}
 240
 241         # Calculate w[16] and w[17] in both 128 bit lanes
 242
 243         # Calculate sigma1 for w[16] and w[17] on both 128 bit lanes
 244         vperm2f128      $0x11, Y_3, Y_3, YTMP2          # YTMP2 = W[-2] {BABA}
 245         vpsrlq          $6, YTMP2, YTMP4                # YTMP4 = W[-2] >> 6 {BABA}
 246
 247
 248         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 249         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 250         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 251         add     1*8+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 252         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 253
 254
 255         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 256         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 257         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 258         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 259
 260
 261         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 262         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 263         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 264         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 265         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 266
 267         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 268         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 269
 270         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 271         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 272
 273         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 274         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 275         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 276         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 277
 278         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 279         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 280
 281         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 282         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 283         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 284
 285         RotateState
 286
 287
 288 ################################### RND N + 2 #########################################
 289
 290         vpsrlq          $19, YTMP2, YTMP3               # YTMP3 = W[-2] >> 19 {BABA}
 291         vpsllq          $(64-19), YTMP2, YTMP1          # YTMP1 = W[-2] << 19 {BABA}
 292         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 19 {BABA}
 293         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = W[-2] ror 19 ^ W[-2] >> 6 {BABA}
 294         vpsrlq          $61, YTMP2, YTMP3               # YTMP3 = W[-2] >> 61 {BABA}
 295         vpsllq          $(64-61), YTMP2, YTMP1          # YTMP1 = W[-2] << 61 {BABA}
 296         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 61 {BABA}
 297         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = s1 = (W[-2] ror 19) ^
 298                                                         #  (W[-2] ror 61) ^ (W[-2] >> 6) {BABA}
 299
 300         # Add sigma1 to the other compunents to get w[16] and w[17]
 301         vpaddq          YTMP4, Y_0, Y_0                 # Y_0 = {W[1], W[0], W[1], W[0]}
 302
 303         # Calculate sigma1 for w[18] and w[19] for upper 128 bit lane
 304         vpsrlq          $6, Y_0, YTMP4                  # YTMP4 = W[-2] >> 6 {DC--}
 305
 306         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 307         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 308         add     2*8+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 309
 310         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 311         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 312         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 313         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 314
 315         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 316         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 317         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 318
 319         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 320         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 321         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 322
 323         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 324         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 325         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 326
 327         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 328         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 329
 330         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 331         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 332         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 333         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 334
 335         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 336         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 337         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 338         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 339
 340         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 341
 342         RotateState
 343
 344 ################################### RND N + 3 #########################################
 345
 346         vpsrlq          $19, Y_0, YTMP3                 # YTMP3 = W[-2] >> 19 {DC--}
 347         vpsllq          $(64-19), Y_0, YTMP1            # YTMP1 = W[-2] << 19 {DC--}
 348         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 19 {DC--}
 349         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = W[-2] ror 19 ^ W[-2] >> 6 {DC--}
 350         vpsrlq          $61, Y_0, YTMP3                 # YTMP3 = W[-2] >> 61 {DC--}
 351         vpsllq          $(64-61), Y_0, YTMP1            # YTMP1 = W[-2] << 61 {DC--}
 352         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 61 {DC--}
 353         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = s1 = (W[-2] ror 19) ^
 354                                                         #  (W[-2] ror 61) ^ (W[-2] >> 6) {DC--}
 355
 356         # Add the sigma0 + w[t-7] + w[t-16] for w[18] and w[19]
 357         # to newly calculated sigma1 to get w[18] and w[19]
 358         vpaddq          YTMP4, YTMP0, YTMP2             # YTMP2 = {W[3], W[2], --, --}
 359
 360         # Form w[19, w[18], w17], w[16]
 361         vpblendd                $0xF0, YTMP2, Y_0, Y_0          # Y_0 = {W[3], W[2], W[1], W[0]}
 362
 363         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 364         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 365         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 366         add     3*8+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 367         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 368
 369
 370         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 371         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 372         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 373         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 374
 375
 376         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 377         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 378         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 379         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 380
 381         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 382         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 383
 384         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 385         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 386
 387         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 388         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 389
 390         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 391
 392         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 393         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 394         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 395         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 396
 397         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 398         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 399         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 400
 401         RotateState
 402
 403         rotate_Ys
 404 .endm
 405
 406 .macro DO_4ROUNDS
 407
 408 ################################### RND N + 0 #########################################
 409
 410         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 411         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 412         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 413         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 414
 415         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 416         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 417         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 418
 419         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 420         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 421         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 422         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 423         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 424
 425         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 426         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 427         add     frame_XFER(%rsp), h             # h = k + w + h         # --
 428         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 429
 430         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 431         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 432         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 433         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 434         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 435
 436         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 437         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 438         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 439
 440         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 441
 442         RotateState
 443
 444 ################################### RND N + 1 #########################################
 445
 446         add     y2, old_h       # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 447         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 448         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 449         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 450         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 451
 452         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 453         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 454         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 455         add     y3, old_h       # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 456
 457         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 458         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 459         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 460         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 461         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 462
 463         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 464         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 465         add     8*1+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 466         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 467
 468         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 469         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 470         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 471         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 472         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 473
 474         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 475         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 476         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 477
 478         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 479
 480         RotateState
 481
 482 ################################### RND N + 2 #########################################
 483
 484         add     y2, old_h       # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 485         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 486         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 487         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 488         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 489
 490         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 491         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 492         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 493         add     y3, old_h       # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 494
 495         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 496         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 497         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 498         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 499         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 500
 501         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 502         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 503         add     8*2+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 504         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 505
 506         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 507         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 508         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 509         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 510         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 511
 512         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 513         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 514         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 515
 516         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 517
 518         RotateState
 519
 520 ################################### RND N + 3 #########################################
 521
 522         add     y2, old_h       # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 523         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 524         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 525         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 526         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 527
 528         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 529         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 530         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 531         add     y3, old_h       # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 532
 533         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 534         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 535         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 536         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 537         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 538
 539         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 540         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 541         add     8*3+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 542         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 543
 544         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 545         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 546         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 547         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 548         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 549
 550
 551         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 552         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 553         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 554
 555         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 556
 557         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 558
 559         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 560
 561         RotateState
 562
 563 .endm
 564
 565 ########################################################################
 566 # void sha512_transform_rorx(void* D, const void* M, uint64_t L)#
 567 # Purpose: Updates the SHA512 digest stored at D with the message stored in M.
 568 # The size of the message pointed to by M must be an integer multiple of SHA512
 569 #   message blocks.
 570 # L is the message length in SHA512 blocks
 571 ########################################################################
 572 ENTRY(sha512_transform_rorx)
 573         # Allocate Stack Space
 574         mov     %rsp, %rax
 575         sub     $frame_size, %rsp
 576         and     $~(0x20 - 1), %rsp
 577         mov     %rax, frame_RSPSAVE(%rsp)
 578
 579         # Save GPRs
 580         mov     %rbx, 8*0+frame_GPRSAVE(%rsp)
 581         mov     %r12, 8*1+frame_GPRSAVE(%rsp)
 582         mov     %r13, 8*2+frame_GPRSAVE(%rsp)
 583         mov     %r14, 8*3+frame_GPRSAVE(%rsp)
 584         mov     %r15, 8*4+frame_GPRSAVE(%rsp)
 585
 586         shl     $7, NUM_BLKS    # convert to bytes
 587         jz      done_hash
 588         add     INP, NUM_BLKS   # pointer to end of data
 589         mov     NUM_BLKS, frame_INPEND(%rsp)
 590
 591         ## load initial digest
 592         mov     8*0(CTX1), a
 593         mov     8*1(CTX1), b
 594         mov     8*2(CTX1), c
 595         mov     8*3(CTX1), d
 596         mov     8*4(CTX1), e
 597         mov     8*5(CTX1), f
 598         mov     8*6(CTX1), g
 599         mov     8*7(CTX1), h
 600
 601         # save %rdi (CTX) before it gets clobbered
 602         mov     %rdi, frame_CTX(%rsp)
 603
 604         vmovdqa PSHUFFLE_BYTE_FLIP_MASK(%rip), BYTE_FLIP_MASK
 605
 606 loop0:
 607         lea     K512(%rip), TBL
 608
 609         ## byte swap first 16 dwords
 610         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_0, (INP), BYTE_FLIP_MASK
 611         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_1, 1*32(INP), BYTE_FLIP_MASK
 612         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_2, 2*32(INP), BYTE_FLIP_MASK
 613         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_3, 3*32(INP), BYTE_FLIP_MASK
 614
 615         mov     INP, frame_INP(%rsp)
 616
 617         ## schedule 64 input dwords, by doing 12 rounds of 4 each
 618         movq    $4, frame_SRND(%rsp)
 619
 620 .align 16
 621 loop1:
 622         vpaddq  (TBL), Y_0, XFER
 623         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 624         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 625
 626         vpaddq  1*32(TBL), Y_0, XFER
 627         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 628         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 629
 630         vpaddq  2*32(TBL), Y_0, XFER
 631         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 632         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 633
 634         vpaddq  3*32(TBL), Y_0, XFER
 635         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 636         add     $(4*32), TBL
 637         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 638
 639         subq    $1, frame_SRND(%rsp)
 640         jne     loop1
 641
 642         movq    $2, frame_SRND(%rsp)
 643 loop2:
 644         vpaddq  (TBL), Y_0, XFER
 645         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 646         DO_4ROUNDS
 647         vpaddq  1*32(TBL), Y_1, XFER
 648         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 649         add     $(2*32), TBL
 650         DO_4ROUNDS
 651
 652         vmovdqa Y_2, Y_0
 653         vmovdqa Y_3, Y_1
 654
 655         subq    $1, frame_SRND(%rsp)
 656         jne     loop2
 657
 658         mov     frame_CTX(%rsp), CTX2
 659         addm    8*0(CTX2), a
 660         addm    8*1(CTX2), b
 661         addm    8*2(CTX2), c
 662         addm    8*3(CTX2), d
 663         addm    8*4(CTX2), e
 664         addm    8*5(CTX2), f
 665         addm    8*6(CTX2), g
 666         addm    8*7(CTX2), h
 667
 668         mov     frame_INP(%rsp), INP
 669         add     $128, INP
 670         cmp     frame_INPEND(%rsp), INP
 671         jne     loop0
 672
 673 done_hash:
 674
 675 # Restore GPRs
 676         mov     8*0+frame_GPRSAVE(%rsp), %rbx
 677         mov     8*1+frame_GPRSAVE(%rsp), %r12
 678         mov     8*2+frame_GPRSAVE(%rsp), %r13
 679         mov     8*3+frame_GPRSAVE(%rsp), %r14
 680         mov     8*4+frame_GPRSAVE(%rsp), %r15
 681
 682         # Restore Stack Pointer
 683         mov     frame_RSPSAVE(%rsp), %rsp
 684         ret
 685 ENDPROC(sha512_transform_rorx)
 686
 687 ########################################################################
 688 ### Binary Data
 689
 690
 691 # Mergeable 640-byte rodata section. This allows linker to merge the table
 692 # with other, exactly the same 640-byte fragment of another rodata section
 693 # (if such section exists).
 694 .section        .rodata.cst640.K512, "aM", @progbits, 640
 695 .align 64
 696 # K[t] used in SHA512 hashing
 697 K512:
 698         .quad   0x428a2f98d728ae22,0x7137449123ef65cd
 699         .quad   0xb5c0fbcfec4d3b2f,0xe9b5dba58189dbbc
 700         .quad   0x3956c25bf348b538,0x59f111f1b605d019
 701         .quad   0x923f82a4af194f9b,0xab1c5ed5da6d8118
 702         .quad   0xd807aa98a3030242,0x12835b0145706fbe
 703         .quad   0x243185be4ee4b28c,0x550c7dc3d5ffb4e2
 704         .quad   0x72be5d74f27b896f,0x80deb1fe3b1696b1
 705         .quad   0x9bdc06a725c71235,0xc19bf174cf692694
 706         .quad   0xe49b69c19ef14ad2,0xefbe4786384f25e3
 707         .quad   0x0fc19dc68b8cd5b5,0x240ca1cc77ac9c65
 708         .quad   0x2de92c6f592b0275,0x4a7484aa6ea6e483
 709         .quad   0x5cb0a9dcbd41fbd4,0x76f988da831153b5
 710         .quad   0x983e5152ee66dfab,0xa831c66d2db43210
 711         .quad   0xb00327c898fb213f,0xbf597fc7beef0ee4
 712         .quad   0xc6e00bf33da88fc2,0xd5a79147930aa725
 713         .quad   0x06ca6351e003826f,0x142929670a0e6e70
 714         .quad   0x27b70a8546d22ffc,0x2e1b21385c26c926
 715         .quad   0x4d2c6dfc5ac42aed,0x53380d139d95b3df
 716         .quad   0x650a73548baf63de,0x766a0abb3c77b2a8
 717         .quad   0x81c2c92e47edaee6,0x92722c851482353b
 718         .quad   0xa2bfe8a14cf10364,0xa81a664bbc423001
 719         .quad   0xc24b8b70d0f89791,0xc76c51a30654be30
 720         .quad   0xd192e819d6ef5218,0xd69906245565a910
 721         .quad   0xf40e35855771202a,0x106aa07032bbd1b8
 722         .quad   0x19a4c116b8d2d0c8,0x1e376c085141ab53
 723         .quad   0x2748774cdf8eeb99,0x34b0bcb5e19b48a8
 724         .quad   0x391c0cb3c5c95a63,0x4ed8aa4ae3418acb
 725         .quad   0x5b9cca4f7763e373,0x682e6ff3d6b2b8a3
 726         .quad   0x748f82ee5defb2fc,0x78a5636f43172f60
 727         .quad   0x84c87814a1f0ab72,0x8cc702081a6439ec
 728         .quad   0x90befffa23631e28,0xa4506cebde82bde9
 729         .quad   0xbef9a3f7b2c67915,0xc67178f2e372532b
 730         .quad   0xca273eceea26619c,0xd186b8c721c0c207
 731         .quad   0xeada7dd6cde0eb1e,0xf57d4f7fee6ed178
 732         .quad   0x06f067aa72176fba,0x0a637dc5a2c898a6
 733         .quad   0x113f9804bef90dae,0x1b710b35131c471b
 734         .quad   0x28db77f523047d84,0x32caab7b40c72493
 735         .quad   0x3c9ebe0a15c9bebc,0x431d67c49c100d4c
 736         .quad   0x4cc5d4becb3e42b6,0x597f299cfc657e2a
 737         .quad   0x5fcb6fab3ad6faec,0x6c44198c4a475817
 738
 739 .section        .rodata.cst32.PSHUFFLE_BYTE_FLIP_MASK, "aM", @progbits, 32
 740 .align 32
 741 # Mask for byte-swapping a couple of qwords in an XMM register using (v)pshufb.
 742 PSHUFFLE_BYTE_FLIP_MASK:
 743         .octa 0x08090a0b0c0d0e0f0001020304050607
 744         .octa 0x18191a1b1c1d1e1f1011121314151617
 745
 746 .section        .rodata.cst32.MASK_YMM_LO, "aM", @progbits, 32
 747 .align 32
 748 MASK_YMM_LO:
 749         .octa 0x00000000000000000000000000000000
 750         .octa 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
 751
 752 #endif