Quellcode-Bibliothek aes-spe-keys.S   Sprache: Sparc

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
/*
 * Key handling functions for PPC AES implementation
 *
 * Copyright (c) 2015 Markus Stockhausen <stockhausen@collogia.de>
 */

#include <asm/ppc_asm.h>

#ifdef __BIG_ENDIAN__
#define LOAD_KEY(d, s, off) \
 lwz  d,off(s);
#else
#define LOAD_KEY(d, s, off) \
 li  r0,off; \
 lwbrx  d,s,r0;
#endif

#define INITIALIZE_KEY \
 stwu  r1,-32(r1); /* create stack frame */ \
 stw  r14,8(r1); /* save registers */ \
 stw  r15,12(r1);        \
 stw  r16,16(r1);

#define FINALIZE_KEY \
 lwz  r14,8(r1); /* restore registers */ \
 lwz  r15,12(r1);        \
 lwz  r16,16(r1);        \
 xor  r5,r5,r5; /* clear sensitive data */ \
 xor  r6,r6,r6;        \
 xor  r7,r7,r7;        \
 xor  r8,r8,r8;        \
 xor  r9,r9,r9;        \
 xor  r10,r10,r10;        \
 xor  r11,r11,r11;        \
 xor  r12,r12,r12;        \
 addi  r1,r1,32; /* cleanup stack */

#define LS_BOX(r, t1, t2) \
 lis  t2,PPC_AES_4K_ENCTAB@h;       \
 ori  t2,t2,PPC_AES_4K_ENCTAB@l;      \
 rlwimi  t2,r,4,20,27;        \
 lbz  t1,8(t2);        \
 rlwimi  r,t1,0,24,31;        \
 rlwimi  t2,r,28,20,27;        \
 lbz  t1,8(t2);        \
 rlwimi  r,t1,8,16,23;        \
 rlwimi  t2,r,20,20,27;        \
 lbz  t1,8(t2);        \
 rlwimi  r,t1,16,8,15;        \
 rlwimi  t2,r,12,20,27;        \
 lbz  t1,8(t2);        \
 rlwimi  r,t1,24,0,7;

#define GF8_MUL(out, in, t1, t2) \
 lis t1,0x8080;   /* multiplication in GF8 */ \
 ori t1,t1,0x8080;          \
 and t1,t1,in;           \
 srwi t1,t1,7;           \
 mulli t1,t1,0x1b;          \
 lis t2,0x7f7f;           \
 ori t2,t2,0x7f7f;          \
 and t2,t2,in;           \
 slwi t2,t2,1;           \
 xor out,t1,t2;

/*
 * ppc_expand_key_128(u32 *key_enc, const u8 *key)
 *
 * Expand 128 bit key into 176 bytes encryption key. It consists of
 * key itself plus 10 rounds with 16 bytes each
 *
 */
_GLOBAL(ppc_expand_key_128)
 INITIALIZE_KEY
 LOAD_KEY(r5,r4,0)
 LOAD_KEY(r6,r4,4)
 LOAD_KEY(r7,r4,8)
 LOAD_KEY(r8,r4,12)
 stw  r5,0(r3) /* key[0..3] = input data */
 stw  r6,4(r3)
 stw  r7,8(r3)
 stw  r8,12(r3)
 li  r16,10  /* 10 expansion rounds */
 lis  r0,0x0100 /* RCO(1) */
ppc_expand_128_loop:
 addi  r3,r3,16
 mr  r14,r8  /* apply LS_BOX to 4th temp */
 rotlwi  r14,r14,8
 LS_BOX(r14, r15, r4)
 xor  r14,r14,r0
 xor  r5,r5,r14 /* xor next 4 keys */
 xor  r6,r6,r5
 xor  r7,r7,r6
 xor  r8,r8,r7
 stw  r5,0(r3) /* store next 4 keys */
 stw  r6,4(r3)
 stw  r7,8(r3)
 stw  r8,12(r3)
 GF8_MUL(r0, r0, r4, r14) /* multiply RCO by 2 in GF */
 subi  r16,r16,1
 cmpwi  r16,0
 bt  eq,ppc_expand_128_end
 b  ppc_expand_128_loop
ppc_expand_128_end:
 FINALIZE_KEY
 blr

/*
 * ppc_expand_key_192(u32 *key_enc, const u8 *key)
 *
 * Expand 192 bit key into 208 bytes encryption key. It consists of key
 * itself plus 12 rounds with 16 bytes each
 *
 */
_GLOBAL(ppc_expand_key_192)
 INITIALIZE_KEY
 LOAD_KEY(r5,r4,0)
 LOAD_KEY(r6,r4,4)
 LOAD_KEY(r7,r4,8)
 LOAD_KEY(r8,r4,12)
 LOAD_KEY(r9,r4,16)
 LOAD_KEY(r10,r4,20)
 stw  r5,0(r3)
 stw  r6,4(r3)
 stw  r7,8(r3)
 stw  r8,12(r3)
 stw  r9,16(r3)
 stw  r10,20(r3)
 li  r16,8  /* 8 expansion rounds */
 lis  r0,0x0100 /* RCO(1) */
ppc_expand_192_loop:
 addi  r3,r3,24
 mr  r14,r10  /* apply LS_BOX to 6th temp */
 rotlwi  r14,r14,8
 LS_BOX(r14, r15, r4)
 xor  r14,r14,r0
 xor  r5,r5,r14 /* xor next 6 keys */
 xor  r6,r6,r5
 xor  r7,r7,r6
 xor  r8,r8,r7
 xor  r9,r9,r8
 xor  r10,r10,r9
 stw  r5,0(r3)
 stw  r6,4(r3)
 stw  r7,8(r3)
 stw  r8,12(r3)
 subi  r16,r16,1
 cmpwi  r16,0  /* last round early kick out */
 bt  eq,ppc_expand_192_end
 stw  r9,16(r3)
 stw  r10,20(r3)
 GF8_MUL(r0, r0, r4, r14) /* multiply RCO GF8 */
 b  ppc_expand_192_loop
ppc_expand_192_end:
 FINALIZE_KEY
 blr

/*
 * ppc_expand_key_256(u32 *key_enc, const u8 *key)
 *
 * Expand 256 bit key into 240 bytes encryption key. It consists of key
 * itself plus 14 rounds with 16 bytes each
 *
 */
_GLOBAL(ppc_expand_key_256)
 INITIALIZE_KEY
 LOAD_KEY(r5,r4,0)
 LOAD_KEY(r6,r4,4)
 LOAD_KEY(r7,r4,8)
 LOAD_KEY(r8,r4,12)
 LOAD_KEY(r9,r4,16)
 LOAD_KEY(r10,r4,20)
 LOAD_KEY(r11,r4,24)
 LOAD_KEY(r12,r4,28)
 stw  r5,0(r3)
 stw  r6,4(r3)
 stw  r7,8(r3)
 stw  r8,12(r3)
 stw  r9,16(r3)
 stw  r10,20(r3)
 stw  r11,24(r3)
 stw  r12,28(r3)
 li  r16,7  /* 7 expansion rounds */
 lis  r0,0x0100 /* RCO(1) */
ppc_expand_256_loop:
 addi  r3,r3,32
 mr  r14,r12  /* apply LS_BOX to 8th temp */
 rotlwi  r14,r14,8
 LS_BOX(r14, r15, r4)
 xor  r14,r14,r0
 xor  r5,r5,r14 /* xor 4 keys */
 xor  r6,r6,r5
 xor  r7,r7,r6
 xor  r8,r8,r7
 mr  r14,r8
 LS_BOX(r14, r15, r4)  /* apply LS_BOX to 4th temp */
 xor  r9,r9,r14 /* xor 4 keys */
 xor  r10,r10,r9
 xor  r11,r11,r10
 xor  r12,r12,r11
 stw  r5,0(r3)
 stw  r6,4(r3)
 stw  r7,8(r3)
 stw  r8,12(r3)
 subi  r16,r16,1
 cmpwi  r16,0  /* last round early kick out */
 bt  eq,ppc_expand_256_end
 stw  r9,16(r3)
 stw  r10,20(r3)
 stw  r11,24(r3)
 stw  r12,28(r3)
 GF8_MUL(r0, r0, r4, r14)
 b  ppc_expand_256_loop
ppc_expand_256_end:
 FINALIZE_KEY
 blr

/*
 * ppc_generate_decrypt_key: derive decryption key from encryption key
 * number of bytes to handle are calculated from length of key (16/24/32)
 *
 */
_GLOBAL(ppc_generate_decrypt_key)
 addi  r6,r5,24
 slwi  r6,r6,2
 lwzx  r7,r4,r6 /* first/last 4 words are same */
 stw  r7,0(r3)
 lwz  r7,0(r4)
 stwx  r7,r3,r6
 addi  r6,r6,4
 lwzx  r7,r4,r6
 stw  r7,4(r3)
 lwz  r7,4(r4)
 stwx  r7,r3,r6
 addi  r6,r6,4
 lwzx  r7,r4,r6
 stw  r7,8(r3)
 lwz  r7,8(r4)
 stwx  r7,r3,r6
 addi  r6,r6,4
 lwzx  r7,r4,r6
 stw  r7,12(r3)
 lwz  r7,12(r4)
 stwx  r7,r3,r6
 addi  r3,r3,16
 add  r4,r4,r6
 subi  r4,r4,28
 addi  r5,r5,20
 srwi  r5,r5,2
ppc_generate_decrypt_block:
 li r6,4
 mtctr r6
ppc_generate_decrypt_word:
 lwz  r6,0(r4)
 GF8_MUL(r7, r6, r0, r7)
 GF8_MUL(r8, r7, r0, r8)
 GF8_MUL(r9, r8, r0, r9)
 xor  r10,r9,r6
 xor  r11,r7,r8
 xor  r11,r11,r9
 xor  r12,r7,r10
 rotrwi  r12,r12,24
 xor  r11,r11,r12
 xor  r12,r8,r10
 rotrwi  r12,r12,16
 xor  r11,r11,r12
 rotrwi  r12,r10,8
 xor  r11,r11,r12
 stw  r11,0(r3)
 addi  r3,r3,4
 addi  r4,r4,4
 bdnz  ppc_generate_decrypt_word
 subi  r4,r4,32
 subi  r5,r5,1
 cmpwi  r5,0
 bt  gt,ppc_generate_decrypt_block
 blr