Linux 4.18.10
[linux/fpc-iii.git] / arch / x86 / crypto / des3_ede-asm_64.S
blob8e49ce1174947ea612fca65a6d143cdc2386534e
1 /*
2  * des3_ede-asm_64.S  -  x86-64 assembly implementation of 3DES cipher
3  *
4  * Copyright © 2014 Jussi Kivilinna <jussi.kivilinna@iki.fi>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  */
17 #include <linux/linkage.h>
19 .file "des3_ede-asm_64.S"
20 .text
22 #define s1 .L_s1
23 #define s2 ((s1) + (64*8))
24 #define s3 ((s2) + (64*8))
25 #define s4 ((s3) + (64*8))
26 #define s5 ((s4) + (64*8))
27 #define s6 ((s5) + (64*8))
28 #define s7 ((s6) + (64*8))
29 #define s8 ((s7) + (64*8))
31 /* register macros */
32 #define CTX %rdi
34 #define RL0 %r8
35 #define RL1 %r9
36 #define RL2 %r10
38 #define RL0d %r8d
39 #define RL1d %r9d
40 #define RL2d %r10d
42 #define RR0 %r11
43 #define RR1 %r12
44 #define RR2 %r13
46 #define RR0d %r11d
47 #define RR1d %r12d
48 #define RR2d %r13d
50 #define RW0 %rax
51 #define RW1 %rbx
52 #define RW2 %rcx
54 #define RW0d %eax
55 #define RW1d %ebx
56 #define RW2d %ecx
58 #define RW0bl %al
59 #define RW1bl %bl
60 #define RW2bl %cl
62 #define RW0bh %ah
63 #define RW1bh %bh
64 #define RW2bh %ch
66 #define RT0 %r15
67 #define RT1 %rsi
68 #define RT2 %r14
69 #define RT3 %rdx
71 #define RT0d %r15d
72 #define RT1d %esi
73 #define RT2d %r14d
74 #define RT3d %edx
76 /***********************************************************************
77  * 1-way 3DES
78  ***********************************************************************/
79 #define do_permutation(a, b, offset, mask) \
80         movl a, RT0d; \
81         shrl $(offset), RT0d; \
82         xorl b, RT0d; \
83         andl $(mask), RT0d; \
84         xorl RT0d, b; \
85         shll $(offset), RT0d; \
86         xorl RT0d, a;
88 #define expand_to_64bits(val, mask) \
89         movl val##d, RT0d; \
90         rorl $4, RT0d; \
91         shlq $32, RT0; \
92         orq RT0, val; \
93         andq mask, val;
95 #define compress_to_64bits(val) \
96         movq val, RT0; \
97         shrq $32, RT0; \
98         roll $4, RT0d; \
99         orl RT0d, val##d;
101 #define initial_permutation(left, right) \
102         do_permutation(left##d, right##d,  4, 0x0f0f0f0f); \
103         do_permutation(left##d, right##d, 16, 0x0000ffff); \
104         do_permutation(right##d, left##d,  2, 0x33333333); \
105         do_permutation(right##d, left##d,  8, 0x00ff00ff); \
106         movabs $0x3f3f3f3f3f3f3f3f, RT3; \
107         movl left##d, RW0d; \
108         roll $1, right##d; \
109         xorl right##d, RW0d; \
110         andl $0xaaaaaaaa, RW0d; \
111         xorl RW0d, left##d; \
112         xorl RW0d, right##d; \
113         roll $1, left##d; \
114         expand_to_64bits(right, RT3); \
115         expand_to_64bits(left, RT3);
117 #define final_permutation(left, right) \
118         compress_to_64bits(right); \
119         compress_to_64bits(left); \
120         movl right##d, RW0d; \
121         rorl $1, left##d; \
122         xorl left##d, RW0d; \
123         andl $0xaaaaaaaa, RW0d; \
124         xorl RW0d, right##d; \
125         xorl RW0d, left##d; \
126         rorl $1, right##d; \
127         do_permutation(right##d, left##d,  8, 0x00ff00ff); \
128         do_permutation(right##d, left##d,  2, 0x33333333); \
129         do_permutation(left##d, right##d, 16, 0x0000ffff); \
130         do_permutation(left##d, right##d,  4, 0x0f0f0f0f);
132 #define round1(n, from, to, load_next_key) \
133         xorq from, RW0; \
134         \
135         movzbl RW0bl, RT0d; \
136         movzbl RW0bh, RT1d; \
137         shrq $16, RW0; \
138         movzbl RW0bl, RT2d; \
139         movzbl RW0bh, RT3d; \
140         shrq $16, RW0; \
141         movq s8(, RT0, 8), RT0; \
142         xorq s6(, RT1, 8), to; \
143         movzbl RW0bl, RL1d; \
144         movzbl RW0bh, RT1d; \
145         shrl $16, RW0d; \
146         xorq s4(, RT2, 8), RT0; \
147         xorq s2(, RT3, 8), to; \
148         movzbl RW0bl, RT2d; \
149         movzbl RW0bh, RT3d; \
150         xorq s7(, RL1, 8), RT0; \
151         xorq s5(, RT1, 8), to; \
152         xorq s3(, RT2, 8), RT0; \
153         load_next_key(n, RW0); \
154         xorq RT0, to; \
155         xorq s1(, RT3, 8), to; \
157 #define load_next_key(n, RWx) \
158         movq (((n) + 1) * 8)(CTX), RWx;
160 #define dummy2(a, b) /*_*/
162 #define read_block(io, left, right) \
163         movl    (io), left##d; \
164         movl   4(io), right##d; \
165         bswapl left##d; \
166         bswapl right##d;
168 #define write_block(io, left, right) \
169         bswapl left##d; \
170         bswapl right##d; \
171         movl   left##d,   (io); \
172         movl   right##d, 4(io);
174 ENTRY(des3_ede_x86_64_crypt_blk)
175         /* input:
176          *      %rdi: round keys, CTX
177          *      %rsi: dst
178          *      %rdx: src
179          */
180         pushq %rbx;
181         pushq %r12;
182         pushq %r13;
183         pushq %r14;
184         pushq %r15;
186         pushq %rsi; /* dst */
188         read_block(%rdx, RL0, RR0);
189         initial_permutation(RL0, RR0);
191         movq (CTX), RW0;
193         round1(0, RR0, RL0, load_next_key);
194         round1(1, RL0, RR0, load_next_key);
195         round1(2, RR0, RL0, load_next_key);
196         round1(3, RL0, RR0, load_next_key);
197         round1(4, RR0, RL0, load_next_key);
198         round1(5, RL0, RR0, load_next_key);
199         round1(6, RR0, RL0, load_next_key);
200         round1(7, RL0, RR0, load_next_key);
201         round1(8, RR0, RL0, load_next_key);
202         round1(9, RL0, RR0, load_next_key);
203         round1(10, RR0, RL0, load_next_key);
204         round1(11, RL0, RR0, load_next_key);
205         round1(12, RR0, RL0, load_next_key);
206         round1(13, RL0, RR0, load_next_key);
207         round1(14, RR0, RL0, load_next_key);
208         round1(15, RL0, RR0, load_next_key);
210         round1(16+0, RL0, RR0, load_next_key);
211         round1(16+1, RR0, RL0, load_next_key);
212         round1(16+2, RL0, RR0, load_next_key);
213         round1(16+3, RR0, RL0, load_next_key);
214         round1(16+4, RL0, RR0, load_next_key);
215         round1(16+5, RR0, RL0, load_next_key);
216         round1(16+6, RL0, RR0, load_next_key);
217         round1(16+7, RR0, RL0, load_next_key);
218         round1(16+8, RL0, RR0, load_next_key);
219         round1(16+9, RR0, RL0, load_next_key);
220         round1(16+10, RL0, RR0, load_next_key);
221         round1(16+11, RR0, RL0, load_next_key);
222         round1(16+12, RL0, RR0, load_next_key);
223         round1(16+13, RR0, RL0, load_next_key);
224         round1(16+14, RL0, RR0, load_next_key);
225         round1(16+15, RR0, RL0, load_next_key);
227         round1(32+0, RR0, RL0, load_next_key);
228         round1(32+1, RL0, RR0, load_next_key);
229         round1(32+2, RR0, RL0, load_next_key);
230         round1(32+3, RL0, RR0, load_next_key);
231         round1(32+4, RR0, RL0, load_next_key);
232         round1(32+5, RL0, RR0, load_next_key);
233         round1(32+6, RR0, RL0, load_next_key);
234         round1(32+7, RL0, RR0, load_next_key);
235         round1(32+8, RR0, RL0, load_next_key);
236         round1(32+9, RL0, RR0, load_next_key);
237         round1(32+10, RR0, RL0, load_next_key);
238         round1(32+11, RL0, RR0, load_next_key);
239         round1(32+12, RR0, RL0, load_next_key);
240         round1(32+13, RL0, RR0, load_next_key);
241         round1(32+14, RR0, RL0, load_next_key);
242         round1(32+15, RL0, RR0, dummy2);
244         final_permutation(RR0, RL0);
246         popq %rsi /* dst */
247         write_block(%rsi, RR0, RL0);
249         popq %r15;
250         popq %r14;
251         popq %r13;
252         popq %r12;
253         popq %rbx;
255         ret;
256 ENDPROC(des3_ede_x86_64_crypt_blk)
258 /***********************************************************************
259  * 3-way 3DES
260  ***********************************************************************/
261 #define expand_to_64bits(val, mask) \
262         movl val##d, RT0d; \
263         rorl $4, RT0d; \
264         shlq $32, RT0; \
265         orq RT0, val; \
266         andq mask, val;
268 #define compress_to_64bits(val) \
269         movq val, RT0; \
270         shrq $32, RT0; \
271         roll $4, RT0d; \
272         orl RT0d, val##d;
274 #define initial_permutation3(left, right) \
275         do_permutation(left##0d, right##0d,  4, 0x0f0f0f0f); \
276         do_permutation(left##0d, right##0d, 16, 0x0000ffff); \
277           do_permutation(left##1d, right##1d,  4, 0x0f0f0f0f); \
278           do_permutation(left##1d, right##1d, 16, 0x0000ffff); \
279             do_permutation(left##2d, right##2d,  4, 0x0f0f0f0f); \
280             do_permutation(left##2d, right##2d, 16, 0x0000ffff); \
281             \
282         do_permutation(right##0d, left##0d,  2, 0x33333333); \
283         do_permutation(right##0d, left##0d,  8, 0x00ff00ff); \
284           do_permutation(right##1d, left##1d,  2, 0x33333333); \
285           do_permutation(right##1d, left##1d,  8, 0x00ff00ff); \
286             do_permutation(right##2d, left##2d,  2, 0x33333333); \
287             do_permutation(right##2d, left##2d,  8, 0x00ff00ff); \
288             \
289         movabs $0x3f3f3f3f3f3f3f3f, RT3; \
290             \
291         movl left##0d, RW0d; \
292         roll $1, right##0d; \
293         xorl right##0d, RW0d; \
294         andl $0xaaaaaaaa, RW0d; \
295         xorl RW0d, left##0d; \
296         xorl RW0d, right##0d; \
297         roll $1, left##0d; \
298         expand_to_64bits(right##0, RT3); \
299         expand_to_64bits(left##0, RT3); \
300           movl left##1d, RW1d; \
301           roll $1, right##1d; \
302           xorl right##1d, RW1d; \
303           andl $0xaaaaaaaa, RW1d; \
304           xorl RW1d, left##1d; \
305           xorl RW1d, right##1d; \
306           roll $1, left##1d; \
307           expand_to_64bits(right##1, RT3); \
308           expand_to_64bits(left##1, RT3); \
309             movl left##2d, RW2d; \
310             roll $1, right##2d; \
311             xorl right##2d, RW2d; \
312             andl $0xaaaaaaaa, RW2d; \
313             xorl RW2d, left##2d; \
314             xorl RW2d, right##2d; \
315             roll $1, left##2d; \
316             expand_to_64bits(right##2, RT3); \
317             expand_to_64bits(left##2, RT3);
319 #define final_permutation3(left, right) \
320         compress_to_64bits(right##0); \
321         compress_to_64bits(left##0); \
322         movl right##0d, RW0d; \
323         rorl $1, left##0d; \
324         xorl left##0d, RW0d; \
325         andl $0xaaaaaaaa, RW0d; \
326         xorl RW0d, right##0d; \
327         xorl RW0d, left##0d; \
328         rorl $1, right##0d; \
329           compress_to_64bits(right##1); \
330           compress_to_64bits(left##1); \
331           movl right##1d, RW1d; \
332           rorl $1, left##1d; \
333           xorl left##1d, RW1d; \
334           andl $0xaaaaaaaa, RW1d; \
335           xorl RW1d, right##1d; \
336           xorl RW1d, left##1d; \
337           rorl $1, right##1d; \
338             compress_to_64bits(right##2); \
339             compress_to_64bits(left##2); \
340             movl right##2d, RW2d; \
341             rorl $1, left##2d; \
342             xorl left##2d, RW2d; \
343             andl $0xaaaaaaaa, RW2d; \
344             xorl RW2d, right##2d; \
345             xorl RW2d, left##2d; \
346             rorl $1, right##2d; \
347             \
348         do_permutation(right##0d, left##0d,  8, 0x00ff00ff); \
349         do_permutation(right##0d, left##0d,  2, 0x33333333); \
350           do_permutation(right##1d, left##1d,  8, 0x00ff00ff); \
351           do_permutation(right##1d, left##1d,  2, 0x33333333); \
352             do_permutation(right##2d, left##2d,  8, 0x00ff00ff); \
353             do_permutation(right##2d, left##2d,  2, 0x33333333); \
354             \
355         do_permutation(left##0d, right##0d, 16, 0x0000ffff); \
356         do_permutation(left##0d, right##0d,  4, 0x0f0f0f0f); \
357           do_permutation(left##1d, right##1d, 16, 0x0000ffff); \
358           do_permutation(left##1d, right##1d,  4, 0x0f0f0f0f); \
359             do_permutation(left##2d, right##2d, 16, 0x0000ffff); \
360             do_permutation(left##2d, right##2d,  4, 0x0f0f0f0f);
362 #define round3(n, from, to, load_next_key, do_movq) \
363         xorq from##0, RW0; \
364         movzbl RW0bl, RT3d; \
365         movzbl RW0bh, RT1d; \
366         shrq $16, RW0; \
367         xorq s8(, RT3, 8), to##0; \
368         xorq s6(, RT1, 8), to##0; \
369         movzbl RW0bl, RT3d; \
370         movzbl RW0bh, RT1d; \
371         shrq $16, RW0; \
372         xorq s4(, RT3, 8), to##0; \
373         xorq s2(, RT1, 8), to##0; \
374         movzbl RW0bl, RT3d; \
375         movzbl RW0bh, RT1d; \
376         shrl $16, RW0d; \
377         xorq s7(, RT3, 8), to##0; \
378         xorq s5(, RT1, 8), to##0; \
379         movzbl RW0bl, RT3d; \
380         movzbl RW0bh, RT1d; \
381         load_next_key(n, RW0); \
382         xorq s3(, RT3, 8), to##0; \
383         xorq s1(, RT1, 8), to##0; \
384                 xorq from##1, RW1; \
385                 movzbl RW1bl, RT3d; \
386                 movzbl RW1bh, RT1d; \
387                 shrq $16, RW1; \
388                 xorq s8(, RT3, 8), to##1; \
389                 xorq s6(, RT1, 8), to##1; \
390                 movzbl RW1bl, RT3d; \
391                 movzbl RW1bh, RT1d; \
392                 shrq $16, RW1; \
393                 xorq s4(, RT3, 8), to##1; \
394                 xorq s2(, RT1, 8), to##1; \
395                 movzbl RW1bl, RT3d; \
396                 movzbl RW1bh, RT1d; \
397                 shrl $16, RW1d; \
398                 xorq s7(, RT3, 8), to##1; \
399                 xorq s5(, RT1, 8), to##1; \
400                 movzbl RW1bl, RT3d; \
401                 movzbl RW1bh, RT1d; \
402                 do_movq(RW0, RW1); \
403                 xorq s3(, RT3, 8), to##1; \
404                 xorq s1(, RT1, 8), to##1; \
405                         xorq from##2, RW2; \
406                         movzbl RW2bl, RT3d; \
407                         movzbl RW2bh, RT1d; \
408                         shrq $16, RW2; \
409                         xorq s8(, RT3, 8), to##2; \
410                         xorq s6(, RT1, 8), to##2; \
411                         movzbl RW2bl, RT3d; \
412                         movzbl RW2bh, RT1d; \
413                         shrq $16, RW2; \
414                         xorq s4(, RT3, 8), to##2; \
415                         xorq s2(, RT1, 8), to##2; \
416                         movzbl RW2bl, RT3d; \
417                         movzbl RW2bh, RT1d; \
418                         shrl $16, RW2d; \
419                         xorq s7(, RT3, 8), to##2; \
420                         xorq s5(, RT1, 8), to##2; \
421                         movzbl RW2bl, RT3d; \
422                         movzbl RW2bh, RT1d; \
423                         do_movq(RW0, RW2); \
424                         xorq s3(, RT3, 8), to##2; \
425                         xorq s1(, RT1, 8), to##2;
427 #define __movq(src, dst) \
428         movq src, dst;
430 ENTRY(des3_ede_x86_64_crypt_blk_3way)
431         /* input:
432          *      %rdi: ctx, round keys
433          *      %rsi: dst (3 blocks)
434          *      %rdx: src (3 blocks)
435          */
437         pushq %rbx;
438         pushq %r12;
439         pushq %r13;
440         pushq %r14;
441         pushq %r15;
443         pushq %rsi /* dst */
445         /* load input */
446         movl 0 * 4(%rdx), RL0d;
447         movl 1 * 4(%rdx), RR0d;
448         movl 2 * 4(%rdx), RL1d;
449         movl 3 * 4(%rdx), RR1d;
450         movl 4 * 4(%rdx), RL2d;
451         movl 5 * 4(%rdx), RR2d;
453         bswapl RL0d;
454         bswapl RR0d;
455         bswapl RL1d;
456         bswapl RR1d;
457         bswapl RL2d;
458         bswapl RR2d;
460         initial_permutation3(RL, RR);
462         movq 0(CTX), RW0;
463         movq RW0, RW1;
464         movq RW0, RW2;
466         round3(0, RR, RL, load_next_key, __movq);
467         round3(1, RL, RR, load_next_key, __movq);
468         round3(2, RR, RL, load_next_key, __movq);
469         round3(3, RL, RR, load_next_key, __movq);
470         round3(4, RR, RL, load_next_key, __movq);
471         round3(5, RL, RR, load_next_key, __movq);
472         round3(6, RR, RL, load_next_key, __movq);
473         round3(7, RL, RR, load_next_key, __movq);
474         round3(8, RR, RL, load_next_key, __movq);
475         round3(9, RL, RR, load_next_key, __movq);
476         round3(10, RR, RL, load_next_key, __movq);
477         round3(11, RL, RR, load_next_key, __movq);
478         round3(12, RR, RL, load_next_key, __movq);
479         round3(13, RL, RR, load_next_key, __movq);
480         round3(14, RR, RL, load_next_key, __movq);
481         round3(15, RL, RR, load_next_key, __movq);
483         round3(16+0, RL, RR, load_next_key, __movq);
484         round3(16+1, RR, RL, load_next_key, __movq);
485         round3(16+2, RL, RR, load_next_key, __movq);
486         round3(16+3, RR, RL, load_next_key, __movq);
487         round3(16+4, RL, RR, load_next_key, __movq);
488         round3(16+5, RR, RL, load_next_key, __movq);
489         round3(16+6, RL, RR, load_next_key, __movq);
490         round3(16+7, RR, RL, load_next_key, __movq);
491         round3(16+8, RL, RR, load_next_key, __movq);
492         round3(16+9, RR, RL, load_next_key, __movq);
493         round3(16+10, RL, RR, load_next_key, __movq);
494         round3(16+11, RR, RL, load_next_key, __movq);
495         round3(16+12, RL, RR, load_next_key, __movq);
496         round3(16+13, RR, RL, load_next_key, __movq);
497         round3(16+14, RL, RR, load_next_key, __movq);
498         round3(16+15, RR, RL, load_next_key, __movq);
500         round3(32+0, RR, RL, load_next_key, __movq);
501         round3(32+1, RL, RR, load_next_key, __movq);
502         round3(32+2, RR, RL, load_next_key, __movq);
503         round3(32+3, RL, RR, load_next_key, __movq);
504         round3(32+4, RR, RL, load_next_key, __movq);
505         round3(32+5, RL, RR, load_next_key, __movq);
506         round3(32+6, RR, RL, load_next_key, __movq);
507         round3(32+7, RL, RR, load_next_key, __movq);
508         round3(32+8, RR, RL, load_next_key, __movq);
509         round3(32+9, RL, RR, load_next_key, __movq);
510         round3(32+10, RR, RL, load_next_key, __movq);
511         round3(32+11, RL, RR, load_next_key, __movq);
512         round3(32+12, RR, RL, load_next_key, __movq);
513         round3(32+13, RL, RR, load_next_key, __movq);
514         round3(32+14, RR, RL, load_next_key, __movq);
515         round3(32+15, RL, RR, dummy2, dummy2);
517         final_permutation3(RR, RL);
519         bswapl RR0d;
520         bswapl RL0d;
521         bswapl RR1d;
522         bswapl RL1d;
523         bswapl RR2d;
524         bswapl RL2d;
526         popq %rsi /* dst */
527         movl RR0d, 0 * 4(%rsi);
528         movl RL0d, 1 * 4(%rsi);
529         movl RR1d, 2 * 4(%rsi);
530         movl RL1d, 3 * 4(%rsi);
531         movl RR2d, 4 * 4(%rsi);
532         movl RL2d, 5 * 4(%rsi);
534         popq %r15;
535         popq %r14;
536         popq %r13;
537         popq %r12;
538         popq %rbx;
540         ret;
541 ENDPROC(des3_ede_x86_64_crypt_blk_3way)
543 .section        .rodata, "a", @progbits
544 .align 16
545 .L_s1:
546         .quad 0x0010100001010400, 0x0000000000000000
547         .quad 0x0000100000010000, 0x0010100001010404
548         .quad 0x0010100001010004, 0x0000100000010404
549         .quad 0x0000000000000004, 0x0000100000010000
550         .quad 0x0000000000000400, 0x0010100001010400
551         .quad 0x0010100001010404, 0x0000000000000400
552         .quad 0x0010000001000404, 0x0010100001010004
553         .quad 0x0010000001000000, 0x0000000000000004
554         .quad 0x0000000000000404, 0x0010000001000400
555         .quad 0x0010000001000400, 0x0000100000010400
556         .quad 0x0000100000010400, 0x0010100001010000
557         .quad 0x0010100001010000, 0x0010000001000404
558         .quad 0x0000100000010004, 0x0010000001000004
559         .quad 0x0010000001000004, 0x0000100000010004
560         .quad 0x0000000000000000, 0x0000000000000404
561         .quad 0x0000100000010404, 0x0010000001000000
562         .quad 0x0000100000010000, 0x0010100001010404
563         .quad 0x0000000000000004, 0x0010100001010000
564         .quad 0x0010100001010400, 0x0010000001000000
565         .quad 0x0010000001000000, 0x0000000000000400
566         .quad 0x0010100001010004, 0x0000100000010000
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576         .quad 0x0000100000010004, 0x0000100000010400
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578 .L_s2:
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611 .L_s3:
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