sha1-ia64.pl 8.6 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247248249250251252253254255256257258259260261262263264265266267268269270271272273274275276277278279280281282283284285286287288289290291292293294295296297298299300301302303304
  1. #!/usr/bin/env perl
  2. #
  3. # ====================================================================
  4. # Written by Andy Polyakov <appro@fy.chalmers.se> for the OpenSSL
  5. # project. The module is, however, dual licensed under OpenSSL and
  6. # CRYPTOGAMS licenses depending on where you obtain it. For further
  7. # details see http://www.openssl.org/~appro/cryptogams/.
  8. # ====================================================================
  9. #
  10. # Eternal question is what's wrong with compiler generated code? The
  11. # trick is that it's possible to reduce the number of shifts required
  12. # to perform rotations by maintaining copy of 32-bit value in upper
  13. # bits of 64-bit register. Just follow mux2 and shrp instructions...
  14. # Performance under big-endian OS such as HP-UX is 179MBps*1GHz, which
  15. # is >50% better than HP C and >2x better than gcc.
  16. $code=<<___;
  17. .ident \"sha1-ia64.s, version 1.3\"
  18. .ident \"IA-64 ISA artwork by Andy Polyakov <appro\@fy.chalmers.se>\"
  19. .explicit
  20. ___
  21. if ($^O eq "hpux") {
  22. $ADDP="addp4";
  23. for (@ARGV) { $ADDP="add" if (/[\+DD|\-mlp]64/); }
  24. } else { $ADDP="add"; }
  25. #$human=1;
  26. if ($human) { # useful for visual code auditing...
  27. ($A,$B,$C,$D,$E) = ("A","B","C","D","E");
  28. ($h0,$h1,$h2,$h3,$h4) = ("h0","h1","h2","h3","h4");
  29. ($K_00_19, $K_20_39, $K_40_59, $K_60_79) =
  30. ( "K_00_19","K_20_39","K_40_59","K_60_79" );
  31. @X= ( "X0", "X1", "X2", "X3", "X4", "X5", "X6", "X7",
  32. "X8", "X9","X10","X11","X12","X13","X14","X15" );
  33. }
  34. else {
  35. ($A,$B,$C,$D,$E) = ("loc0","loc1","loc2","loc3","loc4");
  36. ($h0,$h1,$h2,$h3,$h4) = ("loc5","loc6","loc7","loc8","loc9");
  37. ($K_00_19, $K_20_39, $K_40_59, $K_60_79) =
  38. ( "r14", "r15", "loc10", "loc11" );
  39. @X= ( "r16", "r17", "r18", "r19", "r20", "r21", "r22", "r23",
  40. "r24", "r25", "r26", "r27", "r28", "r29", "r30", "r31" );
  41. }
  42. sub BODY_00_15 {
  43. local *code=shift;
  44. my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
  45. my $j=$i+1;
  46. my $Xn=@X[$j%16];
  47. $code.=<<___ if ($i==0);
  48. { .mmi; ld1 $X[$i]=[inp],2 // MSB
  49. ld1 tmp2=[tmp3],2 };;
  50. { .mmi; ld1 tmp0=[inp],2
  51. ld1 tmp4=[tmp3],2 // LSB
  52. dep $X[$i]=$X[$i],tmp2,8,8 };;
  53. ___
  54. if ($i<15) {
  55. $code.=<<___;
  56. { .mmi; ld1 $Xn=[inp],2 // forward Xload
  57. nop.m 0x0
  58. dep tmp1=tmp0,tmp4,8,8 };;
  59. { .mmi; ld1 tmp2=[tmp3],2 // forward Xload
  60. and tmp4=$c,$b
  61. dep $X[$i]=$X[$i],tmp1,16,16} //;;
  62. { .mmi; add $e=$e,$K_00_19 // e+=K_00_19
  63. andcm tmp1=$d,$b
  64. dep.z tmp5=$a,5,27 };; // a<<5
  65. { .mmi; add $e=$e,$X[$i] // e+=Xload
  66. or tmp4=tmp4,tmp1 // F_00_19(b,c,d)=(b&c)|(~b&d)
  67. extr.u tmp1=$a,27,5 };; // a>>27
  68. { .mmi; ld1 tmp0=[inp],2 // forward Xload
  69. add $e=$e,tmp4 // e+=F_00_19(b,c,d)
  70. shrp $b=tmp6,tmp6,2 } // b=ROTATE(b,30)
  71. { .mmi; ld1 tmp4=[tmp3],2 // forward Xload
  72. or tmp5=tmp1,tmp5 // ROTATE(a,5)
  73. mux2 tmp6=$a,0x44 };; // see b in next iteration
  74. { .mii; add $e=$e,tmp5 // e+=ROTATE(a,5)
  75. dep $Xn=$Xn,tmp2,8,8 // forward Xload
  76. mux2 $X[$i]=$X[$i],0x44 } //;;
  77. ___
  78. }
  79. else {
  80. $code.=<<___;
  81. { .mii; and tmp3=$c,$b
  82. dep tmp1=tmp0,tmp4,8,8;;
  83. dep $X[$i]=$X[$i],tmp1,16,16} //;;
  84. { .mmi; add $e=$e,$K_00_19 // e+=K_00_19
  85. andcm tmp1=$d,$b
  86. dep.z tmp5=$a,5,27 };; // a<<5
  87. { .mmi; add $e=$e,$X[$i] // e+=Xupdate
  88. or tmp4=tmp3,tmp1 // F_00_19(b,c,d)=(b&c)|(~b&d)
  89. extr.u tmp1=$a,27,5 } // a>>27
  90. { .mmi; xor $Xn=$Xn,$X[($j+2)%16] // forward Xupdate
  91. xor tmp3=$X[($j+8)%16],$X[($j+13)%16] // forward Xupdate
  92. nop.i 0 };;
  93. { .mmi; add $e=$e,tmp4 // e+=F_00_19(b,c,d)
  94. xor $Xn=$Xn,tmp3 // forward Xupdate
  95. shrp $b=tmp6,tmp6,2 } // b=ROTATE(b,30)
  96. { .mmi; or tmp1=tmp1,tmp5 // ROTATE(a,5)
  97. mux2 tmp6=$a,0x44 };; // see b in next iteration
  98. { .mii; add $e=$e,tmp1 // e+=ROTATE(a,5)
  99. shrp $Xn=$Xn,$Xn,31 // ROTATE(x[0]^x[2]^x[8]^x[13],1)
  100. mux2 $X[$i]=$X[$i],0x44 };;
  101. ___
  102. }
  103. }
  104. sub BODY_16_19 {
  105. local *code=shift;
  106. my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
  107. my $j=$i+1;
  108. my $Xn=@X[$j%16];
  109. $code.=<<___;
  110. { .mib; add $e=$e,$K_00_19 // e+=K_00_19
  111. dep.z tmp5=$a,5,27 } // a<<5
  112. { .mib; andcm tmp1=$d,$b
  113. and tmp0=$c,$b };;
  114. { .mmi; add $e=$e,$X[$i%16] // e+=Xupdate
  115. or tmp0=tmp0,tmp1 // F_00_19(b,c,d)=(b&c)|(~b&d)
  116. extr.u tmp1=$a,27,5 } // a>>27
  117. { .mmi; xor $Xn=$Xn,$X[($j+2)%16] // forward Xupdate
  118. xor tmp3=$X[($j+8)%16],$X[($j+13)%16] // forward Xupdate
  119. nop.i 0 };;
  120. { .mmi; add $e=$e,tmp0 // f+=F_00_19(b,c,d)
  121. xor $Xn=$Xn,tmp3 // forward Xupdate
  122. shrp $b=tmp6,tmp6,2 } // b=ROTATE(b,30)
  123. { .mmi; or tmp1=tmp1,tmp5 // ROTATE(a,5)
  124. mux2 tmp6=$a,0x44 };; // see b in next iteration
  125. { .mii; add $e=$e,tmp1 // e+=ROTATE(a,5)
  126. shrp $Xn=$Xn,$Xn,31 // ROTATE(x[0]^x[2]^x[8]^x[13],1)
  127. nop.i 0 };;
  128. ___
  129. }
  130. sub BODY_20_39 {
  131. local *code=shift;
  132. my ($i,$a,$b,$c,$d,$e,$Konst)=@_;
  133. $Konst = $K_20_39 if (!defined($Konst));
  134. my $j=$i+1;
  135. my $Xn=@X[$j%16];
  136. if ($i<79) {
  137. $code.=<<___;
  138. { .mib; add $e=$e,$Konst // e+=K_XX_XX
  139. dep.z tmp5=$a,5,27 } // a<<5
  140. { .mib; xor tmp0=$c,$b
  141. xor $Xn=$Xn,$X[($j+2)%16] };; // forward Xupdate
  142. { .mib; add $e=$e,$X[$i%16] // e+=Xupdate
  143. extr.u tmp1=$a,27,5 } // a>>27
  144. { .mib; xor tmp0=tmp0,$d // F_20_39(b,c,d)=b^c^d
  145. xor $Xn=$Xn,$X[($j+8)%16] };; // forward Xupdate
  146. { .mmi; add $e=$e,tmp0 // e+=F_20_39(b,c,d)
  147. xor $Xn=$Xn,$X[($j+13)%16] // forward Xupdate
  148. shrp $b=tmp6,tmp6,2 } // b=ROTATE(b,30)
  149. { .mmi; or tmp1=tmp1,tmp5 // ROTATE(a,5)
  150. mux2 tmp6=$a,0x44 };; // see b in next iteration
  151. { .mii; add $e=$e,tmp1 // e+=ROTATE(a,5)
  152. shrp $Xn=$Xn,$Xn,31 // ROTATE(x[0]^x[2]^x[8]^x[13],1)
  153. nop.i 0 };;
  154. ___
  155. }
  156. else {
  157. $code.=<<___;
  158. { .mib; add $e=$e,$Konst // e+=K_60_79
  159. dep.z tmp5=$a,5,27 } // a<<5
  160. { .mib; xor tmp0=$c,$b
  161. add $h1=$h1,$a };; // wrap up
  162. { .mib; add $e=$e,$X[$i%16] // e+=Xupdate
  163. extr.u tmp1=$a,27,5 } // a>>27
  164. { .mib; xor tmp0=tmp0,$d // F_20_39(b,c,d)=b^c^d
  165. add $h3=$h3,$c };; // wrap up
  166. { .mmi; add $e=$e,tmp0 // e+=F_20_39(b,c,d)
  167. or tmp1=tmp1,tmp5 // ROTATE(a,5)
  168. shrp $b=tmp6,tmp6,2 };; // b=ROTATE(b,30) ;;?
  169. { .mmi; add $e=$e,tmp1 // e+=ROTATE(a,5)
  170. add tmp3=1,inp // used in unaligned codepath
  171. add $h4=$h4,$d };; // wrap up
  172. ___
  173. }
  174. }
  175. sub BODY_40_59 {
  176. local *code=shift;
  177. my ($i,$a,$b,$c,$d,$e)=@_;
  178. my $j=$i+1;
  179. my $Xn=@X[$j%16];
  180. $code.=<<___;
  181. { .mib; add $e=$e,$K_40_59 // e+=K_40_59
  182. dep.z tmp5=$a,5,27 } // a<<5
  183. { .mib; and tmp1=$c,$d
  184. xor tmp0=$c,$d };;
  185. { .mmi; add $e=$e,$X[$i%16] // e+=Xupdate
  186. add tmp5=tmp5,tmp1 // a<<5+(c&d)
  187. extr.u tmp1=$a,27,5 } // a>>27
  188. { .mmi; and tmp0=tmp0,$b
  189. xor $Xn=$Xn,$X[($j+2)%16] // forward Xupdate
  190. xor tmp3=$X[($j+8)%16],$X[($j+13)%16] };; // forward Xupdate
  191. { .mmi; add $e=$e,tmp0 // e+=b&(c^d)
  192. add tmp5=tmp5,tmp1 // ROTATE(a,5)+(c&d)
  193. shrp $b=tmp6,tmp6,2 } // b=ROTATE(b,30)
  194. { .mmi; xor $Xn=$Xn,tmp3
  195. mux2 tmp6=$a,0x44 };; // see b in next iteration
  196. { .mii; add $e=$e,tmp5 // e+=ROTATE(a,5)+(c&d)
  197. shrp $Xn=$Xn,$Xn,31 // ROTATE(x[0]^x[2]^x[8]^x[13],1)
  198. nop.i 0x0 };;
  199. ___
  200. }
  201. sub BODY_60_79 { &BODY_20_39(@_,$K_60_79); }
  202. $code.=<<___;
  203. .text
  204. tmp0=r8;
  205. tmp1=r9;
  206. tmp2=r10;
  207. tmp3=r11;
  208. ctx=r32; // in0
  209. inp=r33; // in1
  210. // void sha1_block_data_order(SHA_CTX *c,const void *p,size_t num);
  211. .global sha1_block_data_order#
  212. .proc sha1_block_data_order#
  213. .align 32
  214. sha1_block_data_order:
  215. .prologue
  216. { .mmi; alloc tmp1=ar.pfs,3,14,0,0
  217. $ADDP tmp0=4,ctx
  218. .save ar.lc,r3
  219. mov r3=ar.lc }
  220. { .mmi; $ADDP ctx=0,ctx
  221. $ADDP inp=0,inp
  222. mov r2=pr };;
  223. tmp4=in2;
  224. tmp5=loc12;
  225. tmp6=loc13;
  226. .body
  227. { .mlx; ld4 $h0=[ctx],8
  228. movl $K_00_19=0x5a827999 }
  229. { .mlx; ld4 $h1=[tmp0],8
  230. movl $K_20_39=0x6ed9eba1 };;
  231. { .mlx; ld4 $h2=[ctx],8
  232. movl $K_40_59=0x8f1bbcdc }
  233. { .mlx; ld4 $h3=[tmp0]
  234. movl $K_60_79=0xca62c1d6 };;
  235. { .mmi; ld4 $h4=[ctx],-16
  236. add in2=-1,in2 // adjust num for ar.lc
  237. mov ar.ec=1 };;
  238. { .mmi; nop.m 0
  239. add tmp3=1,inp
  240. mov ar.lc=in2 };; // brp.loop.imp: too far
  241. .Ldtop:
  242. { .mmi; mov $A=$h0
  243. mov $B=$h1
  244. mux2 tmp6=$h1,0x44 }
  245. { .mmi; mov $C=$h2
  246. mov $D=$h3
  247. mov $E=$h4 };;
  248. ___
  249. { my $i,@V=($A,$B,$C,$D,$E);
  250. for($i=0;$i<16;$i++) { &BODY_00_15(\$code,$i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
  251. for(;$i<20;$i++) { &BODY_16_19(\$code,$i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
  252. for(;$i<40;$i++) { &BODY_20_39(\$code,$i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
  253. for(;$i<60;$i++) { &BODY_40_59(\$code,$i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
  254. for(;$i<80;$i++) { &BODY_60_79(\$code,$i,@V); unshift(@V,pop(@V)); }
  255. (($V[0] eq $A) and ($V[4] eq $E)) or die; # double-check
  256. }
  257. $code.=<<___;
  258. { .mmb; add $h0=$h0,$A
  259. add $h2=$h2,$C
  260. br.ctop.dptk.many .Ldtop };;
  261. .Ldend:
  262. { .mmi; add tmp0=4,ctx
  263. mov ar.lc=r3 };;
  264. { .mmi; st4 [ctx]=$h0,8
  265. st4 [tmp0]=$h1,8 };;
  266. { .mmi; st4 [ctx]=$h2,8
  267. st4 [tmp0]=$h3 };;
  268. { .mib; st4 [ctx]=$h4,-16
  269. mov pr=r2,0x1ffff
  270. br.ret.sptk.many b0 };;
  271. .endp sha1_block_data_order#
  272. stringz "SHA1 block transform for IA64, CRYPTOGAMS by <appro\@openssl.org>"
  273. ___
  274. $output=shift and open STDOUT,">$output";
  275. print $code;