1#! /usr/bin/env perl 2# Copyright 2012-2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved. 3# 4# Licensed under the OpenSSL license (the "License"). You may not use 5# this file except in compliance with the License. You can obtain a copy 6# in the file LICENSE in the source distribution or at 7# https://www.openssl.org/source/license.html 8 9 10# ==================================================================== 11# Written by Andy Polyakov <appro@openssl.org> for the OpenSSL 12# project. The module is, however, dual licensed under OpenSSL and 13# CRYPTOGAMS licenses depending on where you obtain it. For further 14# details see http://www.openssl.org/~appro/cryptogams/. 15# 16# Specific modes and adaptation for Linux kernel by Ard Biesheuvel 17# of Linaro. Permission to use under GPL terms is granted. 18# ==================================================================== 19 20# Bit-sliced AES for ARM NEON 21# 22# February 2012. 23# 24# This implementation is direct adaptation of bsaes-x86_64 module for 25# ARM NEON. Except that this module is endian-neutral [in sense that 26# it can be compiled for either endianness] by courtesy of vld1.8's 27# neutrality. Initial version doesn't implement interface to OpenSSL, 28# only low-level primitives and unsupported entry points, just enough 29# to collect performance results, which for Cortex-A8 core are: 30# 31# encrypt 19.5 cycles per byte processed with 128-bit key 32# decrypt 22.1 cycles per byte processed with 128-bit key 33# key conv. 440 cycles per 128-bit key/0.18 of 8x block 34# 35# Snapdragon S4 encrypts byte in 17.6 cycles and decrypts in 19.7, 36# which is [much] worse than anticipated (for further details see 37# http://www.openssl.org/~appro/Snapdragon-S4.html). 38# 39# Cortex-A15 manages in 14.2/16.1 cycles [when integer-only code 40# manages in 20.0 cycles]. 41# 42# When comparing to x86_64 results keep in mind that NEON unit is 43# [mostly] single-issue and thus can't [fully] benefit from 44# instruction-level parallelism. And when comparing to aes-armv4 45# results keep in mind key schedule conversion overhead (see 46# bsaes-x86_64.pl for further details)... 47# 48# <appro@openssl.org> 49 50# April-August 2013 51# Add CBC, CTR and XTS subroutines and adapt for kernel use; courtesy of Ard. 52 53$flavour = shift; 54if ($flavour=~/\w[\w\-]*\.\w+$/) { $output=$flavour; undef $flavour; } 55else { while (($output=shift) && ($output!~/\w[\w\-]*\.\w+$/)) {} } 56 57if ($flavour && $flavour ne "void") { 58 $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1; 59 ( $xlate="${dir}arm-xlate.pl" and -f $xlate ) or 60 ( $xlate="${dir}../../../perlasm/arm-xlate.pl" and -f $xlate) or 61 die "can't locate arm-xlate.pl"; 62 63 open STDOUT,"| \"$^X\" $xlate $flavour $output"; 64} else { 65 open STDOUT,">$output"; 66} 67 68my ($inp,$out,$len,$key)=("r0","r1","r2","r3"); 69my @XMM=map("q$_",(0..15)); 70 71{ 72my ($key,$rounds,$const)=("r4","r5","r6"); 73 74sub Dlo() { shift=~m|q([1]?[0-9])|?"d".($1*2):""; } 75sub Dhi() { shift=~m|q([1]?[0-9])|?"d".($1*2+1):""; } 76 77sub Sbox { 78# input in lsb > [b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7] < msb 79# output in lsb > [b0, b1, b4, b6, b3, b7, b2, b5] < msb 80my @b=@_[0..7]; 81my @t=@_[8..11]; 82my @s=@_[12..15]; 83 &InBasisChange (@b); 84 &Inv_GF256 (@b[6,5,0,3,7,1,4,2],@t,@s); 85 &OutBasisChange (@b[7,1,4,2,6,5,0,3]); 86} 87 88sub InBasisChange { 89# input in lsb > [b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7] < msb 90# output in lsb > [b6, b5, b0, b3, b7, b1, b4, b2] < msb 91my @b=@_[0..7]; 92$code.=<<___; 93 veor @b[2], @b[2], @b[1] 94 veor @b[5], @b[5], @b[6] 95 veor @b[3], @b[3], @b[0] 96 veor @b[6], @b[6], @b[2] 97 veor @b[5], @b[5], @b[0] 98 99 veor @b[6], @b[6], @b[3] 100 veor @b[3], @b[3], @b[7] 101 veor @b[7], @b[7], @b[5] 102 veor @b[3], @b[3], @b[4] 103 veor @b[4], @b[4], @b[5] 104 105 veor @b[2], @b[2], @b[7] 106 veor @b[3], @b[3], @b[1] 107 veor @b[1], @b[1], @b[5] 108___ 109} 110 111sub OutBasisChange { 112# input in lsb > [b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7] < msb 113# output in lsb > [b6, b1, b2, b4, b7, b0, b3, b5] < msb 114my @b=@_[0..7]; 115$code.=<<___; 116 veor @b[0], @b[0], @b[6] 117 veor @b[1], @b[1], @b[4] 118 veor @b[4], @b[4], @b[6] 119 veor @b[2], @b[2], @b[0] 120 veor @b[6], @b[6], @b[1] 121 122 veor @b[1], @b[1], @b[5] 123 veor @b[5], @b[5], @b[3] 124 veor @b[3], @b[3], @b[7] 125 veor @b[7], @b[7], @b[5] 126 veor @b[2], @b[2], @b[5] 127 128 veor @b[4], @b[4], @b[7] 129___ 130} 131 132sub InvSbox { 133# input in lsb > [b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7] < msb 134# output in lsb > [b0, b1, b6, b4, b2, b7, b3, b5] < msb 135my @b=@_[0..7]; 136my @t=@_[8..11]; 137my @s=@_[12..15]; 138 &InvInBasisChange (@b); 139 &Inv_GF256 (@b[5,1,2,6,3,7,0,4],@t,@s); 140 &InvOutBasisChange (@b[3,7,0,4,5,1,2,6]); 141} 142 143sub InvInBasisChange { # OutBasisChange in reverse (with twist) 144my @b=@_[5,1,2,6,3,7,0,4]; 145$code.=<<___ 146 veor @b[1], @b[1], @b[7] 147 veor @b[4], @b[4], @b[7] 148 149 veor @b[7], @b[7], @b[5] 150 veor @b[1], @b[1], @b[3] 151 veor @b[2], @b[2], @b[5] 152 veor @b[3], @b[3], @b[7] 153 154 veor @b[6], @b[6], @b[1] 155 veor @b[2], @b[2], @b[0] 156 veor @b[5], @b[5], @b[3] 157 veor @b[4], @b[4], @b[6] 158 veor @b[0], @b[0], @b[6] 159 veor @b[1], @b[1], @b[4] 160___ 161} 162 163sub InvOutBasisChange { # InBasisChange in reverse 164my @b=@_[2,5,7,3,6,1,0,4]; 165$code.=<<___; 166 veor @b[1], @b[1], @b[5] 167 veor @b[2], @b[2], @b[7] 168 169 veor @b[3], @b[3], @b[1] 170 veor @b[4], @b[4], @b[5] 171 veor @b[7], @b[7], @b[5] 172 veor @b[3], @b[3], @b[4] 173 veor @b[5], @b[5], @b[0] 174 veor @b[3], @b[3], @b[7] 175 veor @b[6], @b[6], @b[2] 176 veor @b[2], @b[2], @b[1] 177 veor @b[6], @b[6], @b[3] 178 179 veor @b[3], @b[3], @b[0] 180 veor @b[5], @b[5], @b[6] 181___ 182} 183 184sub Mul_GF4 { 185#;************************************************************* 186#;* Mul_GF4: Input x0-x1,y0-y1 Output x0-x1 Temp t0 (8) * 187#;************************************************************* 188my ($x0,$x1,$y0,$y1,$t0,$t1)=@_; 189$code.=<<___; 190 veor $t0, $y0, $y1 191 vand $t0, $t0, $x0 192 veor $x0, $x0, $x1 193 vand $t1, $x1, $y0 194 vand $x0, $x0, $y1 195 veor $x1, $t1, $t0 196 veor $x0, $x0, $t1 197___ 198} 199 200sub Mul_GF4_N { # not used, see next subroutine 201# multiply and scale by N 202my ($x0,$x1,$y0,$y1,$t0)=@_; 203$code.=<<___; 204 veor $t0, $y0, $y1 205 vand $t0, $t0, $x0 206 veor $x0, $x0, $x1 207 vand $x1, $x1, $y0 208 vand $x0, $x0, $y1 209 veor $x1, $x1, $x0 210 veor $x0, $x0, $t0 211___ 212} 213 214sub Mul_GF4_N_GF4 { 215# interleaved Mul_GF4_N and Mul_GF4 216my ($x0,$x1,$y0,$y1,$t0, 217 $x2,$x3,$y2,$y3,$t1)=@_; 218$code.=<<___; 219 veor $t0, $y0, $y1 220 veor $t1, $y2, $y3 221 vand $t0, $t0, $x0 222 vand $t1, $t1, $x2 223 veor $x0, $x0, $x1 224 veor $x2, $x2, $x3 225 vand $x1, $x1, $y0 226 vand $x3, $x3, $y2 227 vand $x0, $x0, $y1 228 vand $x2, $x2, $y3 229 veor $x1, $x1, $x0 230 veor $x2, $x2, $x3 231 veor $x0, $x0, $t0 232 veor $x3, $x3, $t1 233___ 234} 235sub Mul_GF16_2 { 236my @x=@_[0..7]; 237my @y=@_[8..11]; 238my @t=@_[12..15]; 239$code.=<<___; 240 veor @t[0], @x[0], @x[2] 241 veor @t[1], @x[1], @x[3] 242___ 243 &Mul_GF4 (@x[0], @x[1], @y[0], @y[1], @t[2..3]); 244$code.=<<___; 245 veor @y[0], @y[0], @y[2] 246 veor @y[1], @y[1], @y[3] 247___ 248 Mul_GF4_N_GF4 (@t[0], @t[1], @y[0], @y[1], @t[3], 249 @x[2], @x[3], @y[2], @y[3], @t[2]); 250$code.=<<___; 251 veor @x[0], @x[0], @t[0] 252 veor @x[2], @x[2], @t[0] 253 veor @x[1], @x[1], @t[1] 254 veor @x[3], @x[3], @t[1] 255 256 veor @t[0], @x[4], @x[6] 257 veor @t[1], @x[5], @x[7] 258___ 259 &Mul_GF4_N_GF4 (@t[0], @t[1], @y[0], @y[1], @t[3], 260 @x[6], @x[7], @y[2], @y[3], @t[2]); 261$code.=<<___; 262 veor @y[0], @y[0], @y[2] 263 veor @y[1], @y[1], @y[3] 264___ 265 &Mul_GF4 (@x[4], @x[5], @y[0], @y[1], @t[2..3]); 266$code.=<<___; 267 veor @x[4], @x[4], @t[0] 268 veor @x[6], @x[6], @t[0] 269 veor @x[5], @x[5], @t[1] 270 veor @x[7], @x[7], @t[1] 271___ 272} 273sub Inv_GF256 { 274#;******************************************************************** 275#;* Inv_GF256: Input x0-x7 Output x0-x7 Temp t0-t3,s0-s3 (144) * 276#;******************************************************************** 277my @x=@_[0..7]; 278my @t=@_[8..11]; 279my @s=@_[12..15]; 280# direct optimizations from hardware 281$code.=<<___; 282 veor @t[3], @x[4], @x[6] 283 veor @t[2], @x[5], @x[7] 284 veor @t[1], @x[1], @x[3] 285 veor @s[1], @x[7], @x[6] 286 vmov @t[0], @t[2] 287 veor @s[0], @x[0], @x[2] 288 289 vorr @t[2], @t[2], @t[1] 290 veor @s[3], @t[3], @t[0] 291 vand @s[2], @t[3], @s[0] 292 vorr @t[3], @t[3], @s[0] 293 veor @s[0], @s[0], @t[1] 294 vand @t[0], @t[0], @t[1] 295 veor @t[1], @x[3], @x[2] 296 vand @s[3], @s[3], @s[0] 297 vand @s[1], @s[1], @t[1] 298 veor @t[1], @x[4], @x[5] 299 veor @s[0], @x[1], @x[0] 300 veor @t[3], @t[3], @s[1] 301 veor @t[2], @t[2], @s[1] 302 vand @s[1], @t[1], @s[0] 303 vorr @t[1], @t[1], @s[0] 304 veor @t[3], @t[3], @s[3] 305 veor @t[0], @t[0], @s[1] 306 veor @t[2], @t[2], @s[2] 307 veor @t[1], @t[1], @s[3] 308 veor @t[0], @t[0], @s[2] 309 vand @s[0], @x[7], @x[3] 310 veor @t[1], @t[1], @s[2] 311 vand @s[1], @x[6], @x[2] 312 vand @s[2], @x[5], @x[1] 313 vorr @s[3], @x[4], @x[0] 314 veor @t[3], @t[3], @s[0] 315 veor @t[1], @t[1], @s[2] 316 veor @t[0], @t[0], @s[3] 317 veor @t[2], @t[2], @s[1] 318 319 @ Inv_GF16 \t0, \t1, \t2, \t3, \s0, \s1, \s2, \s3 320 321 @ new smaller inversion 322 323 vand @s[2], @t[3], @t[1] 324 vmov @s[0], @t[0] 325 326 veor @s[1], @t[2], @s[2] 327 veor @s[3], @t[0], @s[2] 328 veor @s[2], @t[0], @s[2] @ @s[2]=@s[3] 329 330 vbsl @s[1], @t[1], @t[0] 331 vbsl @s[3], @t[3], @t[2] 332 veor @t[3], @t[3], @t[2] 333 334 vbsl @s[0], @s[1], @s[2] 335 vbsl @t[0], @s[2], @s[1] 336 337 vand @s[2], @s[0], @s[3] 338 veor @t[1], @t[1], @t[0] 339 340 veor @s[2], @s[2], @t[3] 341___ 342# output in s3, s2, s1, t1 343 344# Mul_GF16_2 \x0, \x1, \x2, \x3, \x4, \x5, \x6, \x7, \t2, \t3, \t0, \t1, \s0, \s1, \s2, \s3 345 346# Mul_GF16_2 \x0, \x1, \x2, \x3, \x4, \x5, \x6, \x7, \s3, \s2, \s1, \t1, \s0, \t0, \t2, \t3 347 &Mul_GF16_2(@x,@s[3,2,1],@t[1],@s[0],@t[0,2,3]); 348 349### output msb > [x3,x2,x1,x0,x7,x6,x5,x4] < lsb 350} 351 352# AES linear components 353 354sub ShiftRows { 355my @x=@_[0..7]; 356my @t=@_[8..11]; 357my $mask=pop; 358$code.=<<___; 359 vldmia $key!, {@t[0]-@t[3]} 360 veor @t[0], @t[0], @x[0] 361 veor @t[1], @t[1], @x[1] 362 vtbl.8 `&Dlo(@x[0])`, {@t[0]}, `&Dlo($mask)` 363 vtbl.8 `&Dhi(@x[0])`, {@t[0]}, `&Dhi($mask)` 364 vldmia $key!, {@t[0]} 365 veor @t[2], @t[2], @x[2] 366 vtbl.8 `&Dlo(@x[1])`, {@t[1]}, `&Dlo($mask)` 367 vtbl.8 `&Dhi(@x[1])`, {@t[1]}, `&Dhi($mask)` 368 vldmia $key!, {@t[1]} 369 veor @t[3], @t[3], @x[3] 370 vtbl.8 `&Dlo(@x[2])`, {@t[2]}, `&Dlo($mask)` 371 vtbl.8 `&Dhi(@x[2])`, {@t[2]}, `&Dhi($mask)` 372 vldmia $key!, {@t[2]} 373 vtbl.8 `&Dlo(@x[3])`, {@t[3]}, `&Dlo($mask)` 374 vtbl.8 `&Dhi(@x[3])`, {@t[3]}, `&Dhi($mask)` 375 vldmia $key!, {@t[3]} 376 veor @t[0], @t[0], @x[4] 377 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@t[3] 406 vext.8 @t[5], @x[5], @x[5], #12 407 veor @x[4], @x[4], @t[4] 408 vext.8 @t[6], @x[6], @x[6], #12 409 veor @x[5], @x[5], @t[5] 410 vext.8 @t[7], @x[7], @x[7], #12 411 veor @x[6], @x[6], @t[6] 412 413 veor @t[1], @t[1], @x[0] 414 veor @x[7], @x[7], @t[7] 415 vext.8 @x[0], @x[0], @x[0], #8 @ (x0 ^ (x0 <<< 32)) <<< 64) 416 veor @t[2], @t[2], @x[1] 417 veor @t[0], @t[0], @x[7] 418 veor @t[1], @t[1], @x[7] 419 vext.8 @x[1], @x[1], @x[1], #8 420 veor @t[5], @t[5], @x[4] 421 veor @x[0], @x[0], @t[0] 422 veor @t[6], @t[6], @x[5] 423 veor @x[1], @x[1], @t[1] 424 vext.8 @t[0], @x[4], @x[4], #8 425 veor @t[4], @t[4], @x[3] 426 vext.8 @t[1], @x[5], @x[5], #8 427 veor @t[7], @t[7], @x[6] 428 vext.8 @x[4], @x[3], @x[3], #8 429 veor @t[3], @t[3], @x[2] 430 vext.8 @x[5], @x[7], @x[7], #8 431 veor @t[4], @t[4], @x[7] 432 vext.8 @x[3], @x[6], @x[6], #8 433 veor @t[3], @t[3], @x[7] 434 vext.8 @x[6], @x[2], @x[2], #8 435 veor @x[7], @t[1], @t[5] 436___ 437$code.=<<___ if (!$inv); 438 veor @x[2], @t[0], @t[4] 439 veor @x[4], @x[4], @t[3] 440 veor @x[5], @x[5], @t[7] 441 veor @x[3], @x[3], @t[6] 442 @ vmov @x[2], @t[0] 443 veor @x[6], @x[6], @t[2] 444 @ vmov @x[7], @t[1] 445___ 446$code.=<<___ if ($inv); 447 veor @t[3], @t[3], @x[4] 448 veor @x[5], @x[5], @t[7] 449 veor @x[2], @x[3], @t[6] 450 veor @x[3], @t[0], @t[4] 451 veor @x[4], @x[6], @t[2] 452 vmov @x[6], @t[3] 453 @ vmov @x[7], @t[1] 454___ 455} 456 457sub InvMixColumns_orig { 458my @x=@_[0..7]; 459my @t=@_[8..15]; 460 461$code.=<<___; 462 @ multiplication by 0x0e 463 vext.8 @t[7], @x[7], @x[7], #12 464 vmov @t[2], @x[2] 465 veor @x[2], @x[2], @x[5] @ 2 5 466 veor @x[7], @x[7], @x[5] @ 7 5 467 vext.8 @t[0], @x[0], @x[0], #12 468 vmov @t[5], @x[5] 469 veor @x[5], @x[5], @x[0] @ 5 0 [1] 470 veor @x[0], @x[0], @x[1] @ 0 1 471 vext.8 @t[1], @x[1], @x[1], #12 472 veor @x[1], @x[1], @x[2] @ 1 25 473 veor @x[0], @x[0], @x[6] @ 01 6 [2] 474 vext.8 @t[3], @x[3], @x[3], #12 475 veor @x[1], @x[1], @x[3] @ 125 3 [4] 476 veor @x[2], 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728.fpu neon 729 730.text 731.syntax unified @ ARMv7-capable assembler is expected to handle this 732#if defined(__thumb2__) && !defined(__APPLE__) 733.thumb 734#else 735.code 32 736# undef __thumb2__ 737#endif 738 739.type _bsaes_const,%object 740.align 6 741_bsaes_const: 742.LM0ISR: @ InvShiftRows constants 743 .quad 0x0a0e0206070b0f03, 0x0004080c0d010509 744.LISR: 745 .quad 0x0504070602010003, 0x0f0e0d0c080b0a09 746.LISRM0: 747 .quad 0x01040b0e0205080f, 0x0306090c00070a0d 748.LM0SR: @ ShiftRows constants 749 .quad 0x0a0e02060f03070b, 0x0004080c05090d01 750.LSR: 751 .quad 0x0504070600030201, 0x0f0e0d0c0a09080b 752.LSRM0: 753 .quad 0x0304090e00050a0f, 0x01060b0c0207080d 754.LM0: 755 .quad 0x02060a0e03070b0f, 0x0004080c0105090d 756.LREVM0SR: 757 .quad 0x090d01050c000408, 0x03070b0f060a0e02 758.asciz "Bit-sliced AES for NEON, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>" 759.align 6 760.size _bsaes_const,.-_bsaes_const 761 762.type _bsaes_encrypt8,%function 763.align 4 764_bsaes_encrypt8: 765 adr $const,. 766 vldmia $key!, {@XMM[9]} @ round 0 key 767#if defined(__thumb2__) || defined(__APPLE__) 768 adr $const,.LM0SR 769#else 770 sub $const,$const,#_bsaes_encrypt8-.LM0SR 771#endif 772 773 vldmia $const!, {@XMM[8]} @ .LM0SR 774_bsaes_encrypt8_alt: 775 veor @XMM[10], @XMM[0], @XMM[9] @ xor with round0 key 776 veor @XMM[11], @XMM[1], @XMM[9] 777 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[0])`, {@XMM[10]}, `&Dlo(@XMM[8])` 778 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[0])`, {@XMM[10]}, `&Dhi(@XMM[8])` 779 veor @XMM[12], @XMM[2], @XMM[9] 780 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[1])`, {@XMM[11]}, `&Dlo(@XMM[8])` 781 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[1])`, {@XMM[11]}, `&Dhi(@XMM[8])` 782 veor @XMM[13], @XMM[3], @XMM[9] 783 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[2])`, {@XMM[12]}, `&Dlo(@XMM[8])` 784 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[2])`, {@XMM[12]}, `&Dhi(@XMM[8])` 785 veor @XMM[14], @XMM[4], @XMM[9] 786 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[3])`, {@XMM[13]}, `&Dlo(@XMM[8])` 787 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[3])`, {@XMM[13]}, `&Dhi(@XMM[8])` 788 veor @XMM[15], @XMM[5], @XMM[9] 789 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[4])`, {@XMM[14]}, `&Dlo(@XMM[8])` 790 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[4])`, {@XMM[14]}, `&Dhi(@XMM[8])` 791 veor @XMM[10], @XMM[6], @XMM[9] 792 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[5])`, {@XMM[15]}, `&Dlo(@XMM[8])` 793 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[5])`, {@XMM[15]}, `&Dhi(@XMM[8])` 794 veor @XMM[11], @XMM[7], @XMM[9] 795 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[6])`, {@XMM[10]}, `&Dlo(@XMM[8])` 796 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[6])`, {@XMM[10]}, `&Dhi(@XMM[8])` 797 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[7])`, {@XMM[11]}, `&Dlo(@XMM[8])` 798 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[7])`, {@XMM[11]}, `&Dhi(@XMM[8])` 799_bsaes_encrypt8_bitslice: 800___ 801 &bitslice (@XMM[0..7, 8..11]); 802$code.=<<___; 803 sub $rounds,$rounds,#1 804 b .Lenc_sbox 805.align 4 806.Lenc_loop: 807___ 808 &ShiftRows (@XMM[0..7, 8..12]); 809$code.=".Lenc_sbox:\n"; 810 &Sbox (@XMM[0..7, 8..15]); 811$code.=<<___; 812 subs $rounds,$rounds,#1 813 bcc .Lenc_done 814___ 815 &MixColumns (@XMM[0,1,4,6,3,7,2,5, 8..15]); 816$code.=<<___; 817 vldmia $const, {@XMM[12]} @ .LSR 818 ite eq @ Thumb2 thing, samity check in ARM 819 addeq $const,$const,#0x10 820 bne .Lenc_loop 821 vldmia $const, {@XMM[12]} @ .LSRM0 822 b .Lenc_loop 823.align 4 824.Lenc_done: 825___ 826 # output in lsb > [t0, t1, t4, t6, t3, t7, t2, t5] < msb 827 &bitslice (@XMM[0,1,4,6,3,7,2,5, 8..11]); 828$code.=<<___; 829 vldmia $key, {@XMM[8]} @ last round key 830 veor @XMM[4], @XMM[4], @XMM[8] 831 veor @XMM[6], @XMM[6], @XMM[8] 832 veor @XMM[3], @XMM[3], @XMM[8] 833 veor @XMM[7], @XMM[7], @XMM[8] 834 veor @XMM[2], @XMM[2], @XMM[8] 835 veor @XMM[5], @XMM[5], @XMM[8] 836 veor @XMM[0], @XMM[0], @XMM[8] 837 veor @XMM[1], @XMM[1], @XMM[8] 838 bx lr 839.size _bsaes_encrypt8,.-_bsaes_encrypt8 840___ 841} 842{ 843my ($out,$inp,$rounds,$const)=("r12","r4","r5","r6"); 844 845sub bitslice_key { 846my @x=reverse(@_[0..7]); 847my ($bs0,$bs1,$bs2,$t2,$t3)=@_[8..12]; 848 849 &swapmove (@x[0,1],1,$bs0,$t2,$t3); 850$code.=<<___; 851 @ &swapmove(@x[2,3],1,$t0,$t2,$t3); 852 vmov @x[2], @x[0] 853 vmov @x[3], @x[1] 854___ 855 #&swapmove2x(@x[4,5,6,7],1,$t0,$t2,$t3); 856 857 &swapmove2x (@x[0,2,1,3],2,$bs1,$t2,$t3); 858$code.=<<___; 859 @ &swapmove2x(@x[4,6,5,7],2,$t1,$t2,$t3); 860 vmov @x[4], @x[0] 861 vmov @x[6], @x[2] 862 vmov @x[5], @x[1] 863 vmov @x[7], @x[3] 864___ 865 &swapmove2x (@x[0,4,1,5],4,$bs2,$t2,$t3); 866 &swapmove2x (@x[2,6,3,7],4,$bs2,$t2,$t3); 867} 868 869$code.=<<___; 870.type _bsaes_key_convert,%function 871.align 4 872_bsaes_key_convert: 873 adr $const,. 874 vld1.8 {@XMM[7]}, [$inp]! @ load round 0 key 875#if defined(__thumb2__) || defined(__APPLE__) 876 adr $const,.LM0 877#else 878 sub $const,$const,#_bsaes_key_convert-.LM0 879#endif 880 vld1.8 {@XMM[15]}, [$inp]! @ load round 1 key 881 882 vmov.i8 @XMM[8], #0x01 @ bit masks 883 vmov.i8 @XMM[9], #0x02 884 vmov.i8 @XMM[10], #0x04 885 vmov.i8 @XMM[11], #0x08 886 vmov.i8 @XMM[12], #0x10 887 vmov.i8 @XMM[13], #0x20 888 vldmia $const, {@XMM[14]} @ .LM0 889 890#ifdef __ARMEL__ 891 vrev32.8 @XMM[7], @XMM[7] 892 vrev32.8 @XMM[15], @XMM[15] 893#endif 894 sub $rounds,$rounds,#1 895 vstmia $out!, {@XMM[7]} @ save round 0 key 896 b .Lkey_loop 897 898.align 4 899.Lkey_loop: 900 vtbl.8 `&Dlo(@XMM[7])`,{@XMM[15]},`&Dlo(@XMM[14])` 901 vtbl.8 `&Dhi(@XMM[7])`,{@XMM[15]},`&Dhi(@XMM[14])` 902 vmov.i8 @XMM[6], #0x40 903 vmov.i8 @XMM[15], #0x80 904 905 vtst.8 @XMM[0], @XMM[7], @XMM[8] 906 vtst.8 @XMM[1], @XMM[7], @XMM[9] 907 vtst.8 @XMM[2], @XMM[7], @XMM[10] 908 vtst.8 @XMM[3], @XMM[7], @XMM[11] 909 vtst.8 @XMM[4], @XMM[7], @XMM[12] 910 vtst.8 @XMM[5], @XMM[7], @XMM[13] 911 vtst.8 @XMM[6], @XMM[7], @XMM[6] 912 vtst.8 @XMM[7], @XMM[7], @XMM[15] 913 vld1.8 {@XMM[15]}, [$inp]! @ load next round key 914 vmvn @XMM[0], @XMM[0] @ "pnot" 915 vmvn @XMM[1], @XMM[1] 916 vmvn @XMM[5], @XMM[5] 917 vmvn @XMM[6], @XMM[6] 918#ifdef __ARMEL__ 919 vrev32.8 @XMM[15], @XMM[15] 920#endif 921 subs $rounds,$rounds,#1 922 vstmia $out!,{@XMM[0]-@XMM[7]} @ write bit-sliced round key 923 bne .Lkey_loop 924 925 vmov.i8 @XMM[7],#0x63 @ compose .L63 926 @ don't save last round key 927 bx lr 928.size _bsaes_key_convert,.-_bsaes_key_convert 929___ 930} 931 932{ 933my ($inp,$out,$len,$key, $ctr,$fp,$rounds)=(map("r$_",(0..3,8..10))); 934my $const = "r6"; # shared with _bsaes_encrypt8_alt 935my $keysched = "sp"; 936 937$code.=<<___; 938.extern GFp_aes_nohw_encrypt 939.global GFp_bsaes_ctr32_encrypt_blocks 940.type GFp_bsaes_ctr32_encrypt_blocks,%function 941.align 5 942GFp_bsaes_ctr32_encrypt_blocks: 943 cmp $len, #8 @ use plain AES for 944 blo .Lctr_enc_short @ small sizes 945 946 mov ip, sp 947 stmdb sp!, {r4-r10, lr} 948 VFP_ABI_PUSH 949 ldr $ctr, [ip] @ ctr is 1st arg on the stack 950 sub sp, sp, #0x10 @ scratch space to carry over the ctr 951 mov $fp, sp @ save sp 952 953 ldr $rounds, [$key, #240] @ get # of rounds 954#ifndef BSAES_ASM_EXTENDED_KEY 955 @ allocate the key schedule on the stack 956 sub r12, sp, $rounds, lsl#7 @ 128 bytes per inner round key 957 add r12, #`128-32` @ size of bit-sliced key schedule 958 959 @ populate the key schedule 960 mov r4, $key @ pass key 961 mov r5, $rounds @ pass # of rounds 962 mov sp, r12 @ sp is $keysched 963 bl _bsaes_key_convert 964 veor @XMM[7],@XMM[7],@XMM[15] @ fix up last round key 965 vstmia r12, {@XMM[7]} @ save last round key 966 967 vld1.8 {@XMM[0]}, [$ctr] @ load counter 968#ifdef __APPLE__ 969 mov $ctr, #:lower16:(.LREVM0SR-.LM0) 970 add $ctr, $const, $ctr 971#else 972 add $ctr, $const, #.LREVM0SR-.LM0 @ borrow $ctr 973#endif 974 vldmia $keysched, {@XMM[4]} @ load round0 key 975#else 976 ldr r12, [$key, #244] 977 eors r12, #1 978 beq 0f 979 980 @ populate the key schedule 981 str r12, [$key, #244] 982 mov r4, $key @ pass key 983 mov r5, $rounds @ pass # of rounds 984 add r12, $key, #248 @ pass key schedule 985 bl _bsaes_key_convert 986 veor @XMM[7],@XMM[7],@XMM[15] @ fix up last round key 987 vstmia r12, {@XMM[7]} @ save last round key 988 989.align 2 9900: add r12, $key, #248 991 vld1.8 {@XMM[0]}, [$ctr] @ load counter 992 adrl $ctr, .LREVM0SR @ borrow $ctr 993 vldmia r12, {@XMM[4]} @ load round0 key 994 sub sp, #0x10 @ place for adjusted round0 key 995#endif 996 997 vmov.i32 @XMM[8],#1 @ compose 1<<96 998 veor @XMM[9],@XMM[9],@XMM[9] 999 vrev32.8 @XMM[0],@XMM[0] 1000 vext.8 @XMM[8],@XMM[9],@XMM[8],#4 1001 vrev32.8 @XMM[4],@XMM[4] 1002 vadd.u32 @XMM[9],@XMM[8],@XMM[8] @ compose 2<<96 1003 vstmia $keysched, {@XMM[4]} @ save adjusted round0 key 1004 b .Lctr_enc_loop 1005 1006.align 4 1007.Lctr_enc_loop: 1008 vadd.u32 @XMM[10], @XMM[8], @XMM[9] @ compose 3<<96 1009 vadd.u32 @XMM[1], @XMM[0], @XMM[8] @ +1 1010 vadd.u32 @XMM[2], @XMM[0], @XMM[9] @ +2 1011 vadd.u32 @XMM[3], @XMM[0], @XMM[10] @ +3 1012 vadd.u32 @XMM[4], @XMM[1], @XMM[10] 1013 vadd.u32 @XMM[5], @XMM[2], @XMM[10] 1014 vadd.u32 @XMM[6], @XMM[3], @XMM[10] 1015 vadd.u32 @XMM[7], @XMM[4], @XMM[10] 1016 vadd.u32 @XMM[10], @XMM[5], @XMM[10] @ next counter 1017 1018 @ Borrow prologue from _bsaes_encrypt8 to use the opportunity 1019 @ to flip byte order in 32-bit counter 1020 1021 vldmia $keysched, {@XMM[9]} @ load round0 key 1022#ifndef BSAES_ASM_EXTENDED_KEY 1023 add r4, $keysched, #0x10 @ pass next round key 1024#else 1025 add r4, $key, #`248+16` 1026#endif 1027 vldmia $ctr, {@XMM[8]} @ .LREVM0SR 1028 mov r5, $rounds @ pass rounds 1029 vstmia $fp, {@XMM[10]} @ save next counter 1030#ifdef __APPLE__ 1031 mov $const, #:lower16:(.LREVM0SR-.LSR) 1032 sub $const, $ctr, $const 1033#else 1034 sub $const, $ctr, #.LREVM0SR-.LSR @ pass constants 1035#endif 1036 1037 bl _bsaes_encrypt8_alt 1038 1039 subs $len, $len, #8 1040 blo .Lctr_enc_loop_done 1041 1042 vld1.8 {@XMM[8]-@XMM[9]}, [$inp]! @ load input 1043 vld1.8 {@XMM[10]-@XMM[11]}, [$inp]! 1044 veor @XMM[0], @XMM[8] 1045 veor @XMM[1], @XMM[9] 1046 vld1.8 {@XMM[12]-@XMM[13]}, [$inp]! 1047 veor @XMM[4], @XMM[10] 1048 veor @XMM[6], @XMM[11] 1049 vld1.8 {@XMM[14]-@XMM[15]}, [$inp]! 1050 veor @XMM[3], @XMM[12] 1051 vst1.8 {@XMM[0]-@XMM[1]}, [$out]! @ write output 1052 veor @XMM[7], @XMM[13] 1053 veor @XMM[2], @XMM[14] 1054 vst1.8 {@XMM[4]}, [$out]! 1055 veor @XMM[5], @XMM[15] 1056 vst1.8 {@XMM[6]}, [$out]! 1057 vmov.i32 @XMM[8], #1 @ compose 1<<96 1058 vst1.8 {@XMM[3]}, [$out]! 1059 veor @XMM[9], @XMM[9], @XMM[9] 1060 vst1.8 {@XMM[7]}, [$out]! 1061 vext.8 @XMM[8], @XMM[9], @XMM[8], #4 1062 vst1.8 {@XMM[2]}, [$out]! 1063 vadd.u32 @XMM[9],@XMM[8],@XMM[8] @ compose 2<<96 1064 vst1.8 {@XMM[5]}, [$out]! 1065 vldmia $fp, {@XMM[0]} @ load counter 1066 1067 bne .Lctr_enc_loop 1068 b .Lctr_enc_done 1069 1070.align 4 1071.Lctr_enc_loop_done: 1072 add $len, $len, #8 1073 vld1.8 {@XMM[8]}, [$inp]! @ load input 1074 veor @XMM[0], @XMM[8] 1075 vst1.8 {@XMM[0]}, [$out]! @ write output 1076 cmp $len, #2 1077 blo .Lctr_enc_done 1078 vld1.8 {@XMM[9]}, [$inp]! 1079 veor @XMM[1], @XMM[9] 1080 vst1.8 {@XMM[1]}, [$out]! 1081 beq .Lctr_enc_done 1082 vld1.8 {@XMM[10]}, [$inp]! 1083 veor @XMM[4], @XMM[10] 1084 vst1.8 {@XMM[4]}, [$out]! 1085 cmp $len, #4 1086 blo .Lctr_enc_done 1087 vld1.8 {@XMM[11]}, [$inp]! 1088 veor @XMM[6], @XMM[11] 1089 vst1.8 {@XMM[6]}, [$out]! 1090 beq .Lctr_enc_done 1091 vld1.8 {@XMM[12]}, [$inp]! 1092 veor @XMM[3], @XMM[12] 1093 vst1.8 {@XMM[3]}, [$out]! 1094 cmp $len, #6 1095 blo .Lctr_enc_done 1096 vld1.8 {@XMM[13]}, [$inp]! 1097 veor @XMM[7], @XMM[13] 1098 vst1.8 {@XMM[7]}, [$out]! 1099 beq .Lctr_enc_done 1100 vld1.8 {@XMM[14]}, [$inp] 1101 veor @XMM[2], @XMM[14] 1102 vst1.8 {@XMM[2]}, [$out]! 1103 1104.Lctr_enc_done: 1105 vmov.i32 q0, #0 1106 vmov.i32 q1, #0 1107#ifndef BSAES_ASM_EXTENDED_KEY 1108.Lctr_enc_bzero: @ wipe key schedule [if any] 1109 vstmia $keysched!, {q0-q1} 1110 cmp $keysched, $fp 1111 bne .Lctr_enc_bzero 1112#else 1113 vstmia $keysched, {q0-q1} 1114#endif 1115 1116 mov sp, $fp 1117 add sp, #0x10 @ add sp,$fp,#0x10 is no good for thumb 1118 VFP_ABI_POP 1119 ldmia sp!, {r4-r10, pc} @ return 1120 1121.align 4 1122.Lctr_enc_short: 1123 ldr ip, [sp] @ ctr pointer is passed on stack 1124 stmdb sp!, {r4-r8, lr} 1125 1126 mov r4, $inp @ copy arguments 1127 mov r5, $out 1128 mov r6, $len 1129 mov r7, $key 1130 ldr r8, [ip, #12] @ load counter LSW 1131 vld1.8 {@XMM[1]}, [ip] @ load whole counter value 1132#ifdef __ARMEL__ 1133 rev r8, r8 1134#endif 1135 sub sp, sp, #0x10 1136 vst1.8 {@XMM[1]}, [sp] @ copy counter value 1137 sub sp, sp, #0x10 1138 1139.Lctr_enc_short_loop: 1140 add r0, sp, #0x10 @ input counter value 1141 mov r1, sp @ output on the stack 1142 mov r2, r7 @ key 1143 1144 bl GFp_aes_nohw_encrypt 1145 1146 vld1.8 {@XMM[0]}, [r4]! @ load input 1147 vld1.8 {@XMM[1]}, [sp] @ load encrypted counter 1148 add r8, r8, #1 1149#ifdef __ARMEL__ 1150 rev r0, r8 1151 str r0, [sp, #0x1c] @ next counter value 1152#else 1153 str r8, [sp, #0x1c] @ next counter value 1154#endif 1155 veor @XMM[0],@XMM[0],@XMM[1] 1156 vst1.8 {@XMM[0]}, [r5]! @ store output 1157 subs r6, r6, #1 1158 bne .Lctr_enc_short_loop 1159 1160 vmov.i32 q0, #0 1161 vmov.i32 q1, #0 1162 vstmia sp!, {q0-q1} 1163 1164 ldmia sp!, {r4-r8, pc} 1165.size GFp_bsaes_ctr32_encrypt_blocks,.-GFp_bsaes_ctr32_encrypt_blocks 1166___ 1167} 1168$code.=<<___; 1169#endif 1170___ 1171 1172$code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval($1)/gem; 1173 1174open SELF,$0; 1175while(<SELF>) { 1176 next if (/^#!/); 1177 last if (!s/^#/@/ and !/^$/); 1178 print; 1179} 1180close SELF; 1181 1182print $code; 1183 1184close STDOUT; 1185