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 #include <linux/linkage.h>
  53
  54 .text
  55
  56 # Virtual Registers
  57 Y_0 = %ymm4
  58 Y_1 = %ymm5
  59 Y_2 = %ymm6
  60 Y_3 = %ymm7
  61
  62 YTMP0 = %ymm0
  63 YTMP1 = %ymm1
  64 YTMP2 = %ymm2
  65 YTMP3 = %ymm3
  66 YTMP4 = %ymm8
  67 XFER  = YTMP0
  68
  69 BYTE_FLIP_MASK  = %ymm9
  70
  71 # 1st arg is %rdi, which is saved to the stack and accessed later via %r12
  72 CTX1        = %rdi
  73 CTX2        = %r12
  74 # 2nd arg
  75 INP         = %rsi
  76 # 3rd arg
  77 NUM_BLKS    = %rdx
  78
  79 c           = %rcx
  80 d           = %r8
  81 e           = %rdx
  82 y3          = %rsi
  83
  84 TBL   = %rdi # clobbers CTX1
  85
  86 a     = %rax
  87 b     = %rbx
  88
  89 f     = %r9
  90 g     = %r10
  91 h     = %r11
  92 old_h = %r11
  93
  94 T1    = %r12 # clobbers CTX2
  95 y0    = %r13
  96 y1    = %r14
  97 y2    = %r15
  98
  99 # Local variables (stack frame)
 100 XFER_SIZE = 4*8
 101 SRND_SIZE = 1*8
 102 INP_SIZE = 1*8
 103 INPEND_SIZE = 1*8
 104 CTX_SIZE = 1*8
 105
 106 frame_XFER = 0
 107 frame_SRND = frame_XFER + XFER_SIZE
 108 frame_INP = frame_SRND + SRND_SIZE
 109 frame_INPEND = frame_INP + INP_SIZE
 110 frame_CTX = frame_INPEND + INPEND_SIZE
 111 frame_size = frame_CTX + CTX_SIZE
 112
 113 ## assume buffers not aligned
 114 #define VMOVDQ vmovdqu
 115
 116 # addm [mem], reg
 117 # Add reg to mem using reg-mem add and store
 118 .macro addm p1 p2
 119         add     \p1, \p2
 120         mov     \p2, \p1
 121 .endm
 122
 123
 124 # COPY_YMM_AND_BSWAP ymm, [mem], byte_flip_mask
 125 # Load ymm with mem and byte swap each dword
 126 .macro COPY_YMM_AND_BSWAP p1 p2 p3
 127         VMOVDQ \p2, \p1
 128         vpshufb \p3, \p1, \p1
 129 .endm
 130 # rotate_Ys
 131 # Rotate values of symbols Y0...Y3
 132 .macro rotate_Ys
 133         Y_ = Y_0
 134         Y_0 = Y_1
 135         Y_1 = Y_2
 136         Y_2 = Y_3
 137         Y_3 = Y_
 138 .endm
 139
 140 # RotateState
 141 .macro RotateState
 142         # Rotate symbols a..h right
 143         old_h  = h
 144         TMP_   = h
 145         h      = g
 146         g      = f
 147         f      = e
 148         e      = d
 149         d      = c
 150         c      = b
 151         b      = a
 152         a      = TMP_
 153 .endm
 154
 155 # macro MY_VPALIGNR     YDST, YSRC1, YSRC2, RVAL
 156 # YDST = {YSRC1, YSRC2} >> RVAL*8
 157 .macro MY_VPALIGNR YDST YSRC1 YSRC2 RVAL
 158         vperm2f128      $0x3, \YSRC2, \YSRC1, \YDST     # YDST = {YS1_LO, YS2_HI}
 159         vpalignr        $\RVAL, \YSRC2, \YDST, \YDST    # YDST = {YDS1, YS2} >> RVAL*8
 160 .endm
 161
 162 .macro FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 163 ################################### RND N + 0 #########################################
 164
 165         # Extract w[t-7]
 166         MY_VPALIGNR     YTMP0, Y_3, Y_2, 8              # YTMP0 = W[-7]
 167         # Calculate w[t-16] + w[t-7]
 168         vpaddq          Y_0, YTMP0, YTMP0               # YTMP0 = W[-7] + W[-16]
 169         # Extract w[t-15]
 170         MY_VPALIGNR     YTMP1, Y_1, Y_0, 8              # YTMP1 = W[-15]
 171
 172         # Calculate sigma0
 173
 174         # Calculate w[t-15] ror 1
 175         vpsrlq          $1, YTMP1, YTMP2
 176         vpsllq          $(64-1), YTMP1, YTMP3
 177         vpor            YTMP2, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-15] ror 1
 178         # Calculate w[t-15] shr 7
 179         vpsrlq          $7, YTMP1, YTMP4                # YTMP4 = W[-15] >> 7
 180
 181         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 182         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 183         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 184         add     frame_XFER(%rsp),h              # h = k + w + h         # --
 185         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 186         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 187         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 188
 189         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 190         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 191         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 192
 193         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 194         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 195         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 196         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 197
 198         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 199         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 200         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 201
 202         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 203         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 204         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 205         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 206
 207         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 208         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 209         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 210
 211         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 212
 213         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 214         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 215
 216         RotateState
 217
 218 ################################### RND N + 1 #########################################
 219
 220         # Calculate w[t-15] ror 8
 221         vpsrlq          $8, YTMP1, YTMP2
 222         vpsllq          $(64-8), YTMP1, YTMP1
 223         vpor            YTMP2, YTMP1, YTMP1             # YTMP1 = W[-15] ror 8
 224         # XOR the three components
 225         vpxor           YTMP4, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-15] ror 1 ^ W[-15] >> 7
 226         vpxor           YTMP1, YTMP3, YTMP1             # YTMP1 = s0
 227
 228
 229         # Add three components, w[t-16], w[t-7] and sigma0
 230         vpaddq          YTMP1, YTMP0, YTMP0             # YTMP0 = W[-16] + W[-7] + s0
 231         # Move to appropriate lanes for calculating w[16] and w[17]
 232         vperm2f128      $0x0, YTMP0, YTMP0, Y_0         # Y_0 = W[-16] + W[-7] + s0 {BABA}
 233         # Move to appropriate lanes for calculating w[18] and w[19]
 234         vpand           MASK_YMM_LO(%rip), YTMP0, YTMP0 # YTMP0 = W[-16] + W[-7] + s0 {DC00}
 235
 236         # Calculate w[16] and w[17] in both 128 bit lanes
 237
 238         # Calculate sigma1 for w[16] and w[17] on both 128 bit lanes
 239         vperm2f128      $0x11, Y_3, Y_3, YTMP2          # YTMP2 = W[-2] {BABA}
 240         vpsrlq          $6, YTMP2, YTMP4                # YTMP4 = W[-2] >> 6 {BABA}
 241
 242
 243         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 244         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 245         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 246         add     1*8+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 247         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 248
 249
 250         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 251         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 252         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 253         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 254
 255
 256         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 257         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 258         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 259         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 260         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 261
 262         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 263         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 264
 265         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 266         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 267
 268         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 269         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 270         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 271         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 272
 273         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 274         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 275
 276         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 277         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 278         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 279
 280         RotateState
 281
 282
 283 ################################### RND N + 2 #########################################
 284
 285         vpsrlq          $19, YTMP2, YTMP3               # YTMP3 = W[-2] >> 19 {BABA}
 286         vpsllq          $(64-19), YTMP2, YTMP1          # YTMP1 = W[-2] << 19 {BABA}
 287         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 19 {BABA}
 288         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = W[-2] ror 19 ^ W[-2] >> 6 {BABA}
 289         vpsrlq          $61, YTMP2, YTMP3               # YTMP3 = W[-2] >> 61 {BABA}
 290         vpsllq          $(64-61), YTMP2, YTMP1          # YTMP1 = W[-2] << 61 {BABA}
 291         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 61 {BABA}
 292         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = s1 = (W[-2] ror 19) ^
 293                                                         #  (W[-2] ror 61) ^ (W[-2] >> 6) {BABA}
 294
 295         # Add sigma1 to the other compunents to get w[16] and w[17]
 296         vpaddq          YTMP4, Y_0, Y_0                 # Y_0 = {W[1], W[0], W[1], W[0]}
 297
 298         # Calculate sigma1 for w[18] and w[19] for upper 128 bit lane
 299         vpsrlq          $6, Y_0, YTMP4                  # YTMP4 = W[-2] >> 6 {DC--}
 300
 301         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 302         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 303         add     2*8+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 304
 305         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 306         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 307         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 308         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 309
 310         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 311         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 312         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 313
 314         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 315         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 316         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 317
 318         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 319         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 320         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 321
 322         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 323         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 324
 325         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 326         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 327         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 328         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 329
 330         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 331         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 332         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 333         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 334
 335         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 336
 337         RotateState
 338
 339 ################################### RND N + 3 #########################################
 340
 341         vpsrlq          $19, Y_0, YTMP3                 # YTMP3 = W[-2] >> 19 {DC--}
 342         vpsllq          $(64-19), Y_0, YTMP1            # YTMP1 = W[-2] << 19 {DC--}
 343         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 19 {DC--}
 344         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = W[-2] ror 19 ^ W[-2] >> 6 {DC--}
 345         vpsrlq          $61, Y_0, YTMP3                 # YTMP3 = W[-2] >> 61 {DC--}
 346         vpsllq          $(64-61), Y_0, YTMP1            # YTMP1 = W[-2] << 61 {DC--}
 347         vpor            YTMP1, YTMP3, YTMP3             # YTMP3 = W[-2] ror 61 {DC--}
 348         vpxor           YTMP3, YTMP4, YTMP4             # YTMP4 = s1 = (W[-2] ror 19) ^
 349                                                         #  (W[-2] ror 61) ^ (W[-2] >> 6) {DC--}
 350
 351         # Add the sigma0 + w[t-7] + w[t-16] for w[18] and w[19]
 352         # to newly calculated sigma1 to get w[18] and w[19]
 353         vpaddq          YTMP4, YTMP0, YTMP2             # YTMP2 = {W[3], W[2], --, --}
 354
 355         # Form w[19, w[18], w17], w[16]
 356         vpblendd                $0xF0, YTMP2, Y_0, Y_0          # Y_0 = {W[3], W[2], W[1], W[0]}
 357
 358         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 359         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 360         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 361         add     3*8+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 362         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 363
 364
 365         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 366         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 367         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 368         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 369
 370
 371         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 372         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 373         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 374         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 375
 376         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 377         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 378
 379         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 380         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 381
 382         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 383         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 384
 385         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 386
 387         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 388         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 389         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 390         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 391
 392         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 393         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 394         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 395
 396         RotateState
 397
 398         rotate_Ys
 399 .endm
 400
 401 .macro DO_4ROUNDS
 402
 403 ################################### RND N + 0 #########################################
 404
 405         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 406         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 407         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 408         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 409
 410         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 411         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 412         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 413
 414         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 415         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 416         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 417         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 418         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 419
 420         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 421         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 422         add     frame_XFER(%rsp), h             # h = k + w + h         # --
 423         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 424
 425         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 426         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 427         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 428         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 429         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 430
 431         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 432         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 433         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 434
 435         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 436
 437         RotateState
 438
 439 ################################### RND N + 1 #########################################
 440
 441         add     y2, old_h       # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 442         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 443         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 444         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 445         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 446
 447         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 448         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 449         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 450         add     y3, old_h       # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 451
 452         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 453         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 454         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 455         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 456         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 457
 458         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 459         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 460         add     8*1+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 461         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 462
 463         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 464         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 465         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 466         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 467         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 468
 469         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 470         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 471         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 472
 473         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 474
 475         RotateState
 476
 477 ################################### RND N + 2 #########################################
 478
 479         add     y2, old_h       # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 480         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 481         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 482         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 483         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 484
 485         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 486         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 487         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 488         add     y3, old_h       # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 489
 490         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 491         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 492         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 493         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 494         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 495
 496         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 497         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 498         add     8*2+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 499         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 500
 501         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 502         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 503         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 504         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 505         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 506
 507         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 508         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 509         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 510
 511         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 512
 513         RotateState
 514
 515 ################################### RND N + 3 #########################################
 516
 517         add     y2, old_h       # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 518         mov     f, y2           # y2 = f                                # CH
 519         rorx    $41, e, y0      # y0 = e >> 41                          # S1A
 520         rorx    $18, e, y1      # y1 = e >> 18                          # S1B
 521         xor     g, y2           # y2 = f^g                              # CH
 522
 523         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18)                # S1
 524         rorx    $14, e, y1      # y1 = (e >> 14)                        # S1
 525         and     e, y2           # y2 = (f^g)&e                          # CH
 526         add     y3, old_h       # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 527
 528         xor     y1, y0          # y0 = (e>>41) ^ (e>>18) ^ (e>>14)      # S1
 529         rorx    $34, a, T1      # T1 = a >> 34                          # S0B
 530         xor     g, y2           # y2 = CH = ((f^g)&e)^g                 # CH
 531         rorx    $39, a, y1      # y1 = a >> 39                          # S0A
 532         mov     a, y3           # y3 = a                                # MAJA
 533
 534         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34)                # S0
 535         rorx    $28, a, T1      # T1 = (a >> 28)                        # S0
 536         add     8*3+frame_XFER(%rsp), h         # h = k + w + h         # --
 537         or      c, y3           # y3 = a|c                              # MAJA
 538
 539         xor     T1, y1          # y1 = (a>>39) ^ (a>>34) ^ (a>>28)      # S0
 540         mov     a, T1           # T1 = a                                # MAJB
 541         and     b, y3           # y3 = (a|c)&b                          # MAJA
 542         and     c, T1           # T1 = a&c                              # MAJB
 543         add     y0, y2          # y2 = S1 + CH                          # --
 544
 545
 546         add     h, d            # d = k + w + h + d                     # --
 547         or      T1, y3          # y3 = MAJ = (a|c)&b)|(a&c)             # MAJ
 548         add     y1, h           # h = k + w + h + S0                    # --
 549
 550         add     y2, d           # d = k + w + h + d + S1 + CH = d + t1  # --
 551
 552         add     y2, h           # h = k + w + h + S0 + S1 + CH = t1 + S0# --
 553
 554         add     y3, h           # h = t1 + S0 + MAJ                     # --
 555
 556         RotateState
 557
 558 .endm
 559
 560 ########################################################################
 561 # void sha512_transform_rorx(sha512_state *state, const u8 *data, int blocks)
 562 # Purpose: Updates the SHA512 digest stored at "state" with the message
 563 # stored in "data".
 564 # The size of the message pointed to by "data" must be an integer multiple
 565 # of SHA512 message blocks.
 566 # "blocks" is the message length in SHA512 blocks
 567 ########################################################################
 568 SYM_FUNC_START(sha512_transform_rorx)
 569         # Save GPRs
 570         push    %rbx
 571         push    %r12
 572         push    %r13
 573         push    %r14
 574         push    %r15
 575
 576         # Allocate Stack Space
 577         push    %rbp
 578         mov     %rsp, %rbp
 579         sub     $frame_size, %rsp
 580         and     $~(0x20 - 1), %rsp
 581
 582         shl     $7, NUM_BLKS    # convert to bytes
 583         jz      done_hash
 584         add     INP, NUM_BLKS   # pointer to end of data
 585         mov     NUM_BLKS, frame_INPEND(%rsp)
 586
 587         ## load initial digest
 588         mov     8*0(CTX1), a
 589         mov     8*1(CTX1), b
 590         mov     8*2(CTX1), c
 591         mov     8*3(CTX1), d
 592         mov     8*4(CTX1), e
 593         mov     8*5(CTX1), f
 594         mov     8*6(CTX1), g
 595         mov     8*7(CTX1), h
 596
 597         # save %rdi (CTX) before it gets clobbered
 598         mov     %rdi, frame_CTX(%rsp)
 599
 600         vmovdqa PSHUFFLE_BYTE_FLIP_MASK(%rip), BYTE_FLIP_MASK
 601
 602 loop0:
 603         lea     K512(%rip), TBL
 604
 605         ## byte swap first 16 dwords
 606         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_0, (INP), BYTE_FLIP_MASK
 607         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_1, 1*32(INP), BYTE_FLIP_MASK
 608         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_2, 2*32(INP), BYTE_FLIP_MASK
 609         COPY_YMM_AND_BSWAP      Y_3, 3*32(INP), BYTE_FLIP_MASK
 610
 611         mov     INP, frame_INP(%rsp)
 612
 613         ## schedule 64 input dwords, by doing 12 rounds of 4 each
 614         movq    $4, frame_SRND(%rsp)
 615
 616 .align 16
 617 loop1:
 618         vpaddq  (TBL), Y_0, XFER
 619         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 620         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 621
 622         vpaddq  1*32(TBL), Y_0, XFER
 623         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 624         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 625
 626         vpaddq  2*32(TBL), Y_0, XFER
 627         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 628         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 629
 630         vpaddq  3*32(TBL), Y_0, XFER
 631         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 632         add     $(4*32), TBL
 633         FOUR_ROUNDS_AND_SCHED
 634
 635         subq    $1, frame_SRND(%rsp)
 636         jne     loop1
 637
 638         movq    $2, frame_SRND(%rsp)
 639 loop2:
 640         vpaddq  (TBL), Y_0, XFER
 641         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 642         DO_4ROUNDS
 643         vpaddq  1*32(TBL), Y_1, XFER
 644         vmovdqa XFER, frame_XFER(%rsp)
 645         add     $(2*32), TBL
 646         DO_4ROUNDS
 647
 648         vmovdqa Y_2, Y_0
 649         vmovdqa Y_3, Y_1
 650
 651         subq    $1, frame_SRND(%rsp)
 652         jne     loop2
 653
 654         mov     frame_CTX(%rsp), CTX2
 655         addm    8*0(CTX2), a
 656         addm    8*1(CTX2), b
 657         addm    8*2(CTX2), c
 658         addm    8*3(CTX2), d
 659         addm    8*4(CTX2), e
 660         addm    8*5(CTX2), f
 661         addm    8*6(CTX2), g
 662         addm    8*7(CTX2), h
 663
 664         mov     frame_INP(%rsp), INP
 665         add     $128, INP
 666         cmp     frame_INPEND(%rsp), INP
 667         jne     loop0
 668
 669 done_hash:
 670
 671         # Restore Stack Pointer
 672         mov     %rbp, %rsp
 673         pop     %rbp
 674
 675         # Restore GPRs
 676         pop     %r15
 677         pop     %r14
 678         pop     %r13
 679         pop     %r12
 680         pop     %rbx
 681
 682         ret
 683 SYM_FUNC_END(sha512_transform_rorx)
 684
 685 ########################################################################
 686 ### Binary Data
 687
 688
 689 # Mergeable 640-byte rodata section. This allows linker to merge the table
 690 # with other, exactly the same 640-byte fragment of another rodata section
 691 # (if such section exists).
 692 .section        .rodata.cst640.K512, "aM", @progbits, 640
 693 .align 64
 694 # K[t] used in SHA512 hashing
 695 K512:
 696         .quad   0x428a2f98d728ae22,0x7137449123ef65cd
 697         .quad   0xb5c0fbcfec4d3b2f,0xe9b5dba58189dbbc
 698         .quad   0x3956c25bf348b538,0x59f111f1b605d019
 699         .quad   0x923f82a4af194f9b,0xab1c5ed5da6d8118
 700         .quad   0xd807aa98a3030242,0x12835b0145706fbe
 701         .quad   0x243185be4ee4b28c,0x550c7dc3d5ffb4e2
 702         .quad   0x72be5d74f27b896f,0x80deb1fe3b1696b1
 703         .quad   0x9bdc06a725c71235,0xc19bf174cf692694
 704         .quad   0xe49b69c19ef14ad2,0xefbe4786384f25e3
 705         .quad   0x0fc19dc68b8cd5b5,0x240ca1cc77ac9c65
 706         .quad   0x2de92c6f592b0275,0x4a7484aa6ea6e483
 707         .quad   0x5cb0a9dcbd41fbd4,0x76f988da831153b5
 708         .quad   0x983e5152ee66dfab,0xa831c66d2db43210
 709         .quad   0xb00327c898fb213f,0xbf597fc7beef0ee4
 710         .quad   0xc6e00bf33da88fc2,0xd5a79147930aa725
 711         .quad   0x06ca6351e003826f,0x142929670a0e6e70
 712         .quad   0x27b70a8546d22ffc,0x2e1b21385c26c926
 713         .quad   0x4d2c6dfc5ac42aed,0x53380d139d95b3df
 714         .quad   0x650a73548baf63de,0x766a0abb3c77b2a8
 715         .quad   0x81c2c92e47edaee6,0x92722c851482353b
 716         .quad   0xa2bfe8a14cf10364,0xa81a664bbc423001
 717         .quad   0xc24b8b70d0f89791,0xc76c51a30654be30
 718         .quad   0xd192e819d6ef5218,0xd69906245565a910
 719         .quad   0xf40e35855771202a,0x106aa07032bbd1b8
 720         .quad   0x19a4c116b8d2d0c8,0x1e376c085141ab53
 721         .quad   0x2748774cdf8eeb99,0x34b0bcb5e19b48a8
 722         .quad   0x391c0cb3c5c95a63,0x4ed8aa4ae3418acb
 723         .quad   0x5b9cca4f7763e373,0x682e6ff3d6b2b8a3
 724         .quad   0x748f82ee5defb2fc,0x78a5636f43172f60
 725         .quad   0x84c87814a1f0ab72,0x8cc702081a6439ec
 726         .quad   0x90befffa23631e28,0xa4506cebde82bde9
 727         .quad   0xbef9a3f7b2c67915,0xc67178f2e372532b
 728         .quad   0xca273eceea26619c,0xd186b8c721c0c207
 729         .quad   0xeada7dd6cde0eb1e,0xf57d4f7fee6ed178
 730         .quad   0x06f067aa72176fba,0x0a637dc5a2c898a6
 731         .quad   0x113f9804bef90dae,0x1b710b35131c471b
 732         .quad   0x28db77f523047d84,0x32caab7b40c72493
 733         .quad   0x3c9ebe0a15c9bebc,0x431d67c49c100d4c
 734         .quad   0x4cc5d4becb3e42b6,0x597f299cfc657e2a
 735         .quad   0x5fcb6fab3ad6faec,0x6c44198c4a475817
 736
 737 .section        .rodata.cst32.PSHUFFLE_BYTE_FLIP_MASK, "aM", @progbits, 32
 738 .align 32
 739 # Mask for byte-swapping a couple of qwords in an XMM register using (v)pshufb.
 740 PSHUFFLE_BYTE_FLIP_MASK:
 741         .octa 0x08090a0b0c0d0e0f0001020304050607
 742         .octa 0x18191a1b1c1d1e1f1011121314151617
 743
 744 .section        .rodata.cst32.MASK_YMM_LO, "aM", @progbits, 32
 745 .align 32
 746 MASK_YMM_LO:
 747         .octa 0x00000000000000000000000000000000
 748         .octa 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF