Quelle  aegis128-aesni-asm.S   Sprache: Sparc

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
/*
 * AES-NI + SSE4.1 implementation of AEGIS-128
 *
 * Copyright (c) 2017-2018 Ondrej Mosnacek <omosnacek@gmail.com>
 * Copyright (C) 2017-2018 Red Hat, Inc. All rights reserved.
 * Copyright 2024 Google LLC
 */

#include <linux/linkage.h>

#define STATE0 %xmm0
#define STATE1 %xmm1
#define STATE2 %xmm2
#define STATE3 %xmm3
#define STATE4 %xmm4
#define KEY %xmm5
#define MSG %xmm5
#define T0 %xmm6
#define T1 %xmm7

.section .rodata.cst16.aegis128_const, "aM", @progbits, 32
.align 16
.Laegis128_const_0:
 .byte 0x00, 0x01, 0x01, 0x02, 0x03, 0x05, 0x08, 0x0d
 .byte 0x15, 0x22, 0x37, 0x59, 0x90, 0xe9, 0x79, 0x62
.Laegis128_const_1:
 .byte 0xdb, 0x3d, 0x18, 0x55, 0x6d, 0xc2, 0x2f, 0xf1
 .byte 0x20, 0x11, 0x31, 0x42, 0x73, 0xb5, 0x28, 0xdd

.section .rodata.cst32.zeropad_mask, "aM", @progbits, 32
.align 32
.Lzeropad_mask:
 .octa 0xffffffffffffffffffffffffffffffff
 .octa 0

.text

/*
 * aegis128_update
 * input:
 *   STATE[0-4] - input state
 * output:
 *   STATE[0-4] - output state (shifted positions)
 * changed:
 *   T0
 */
.macro aegis128_update
 movdqa STATE4, T0
 aesenc STATE0, STATE4
 aesenc STATE1, STATE0
 aesenc STATE2, STATE1
 aesenc STATE3, STATE2
 aesenc T0,     STATE3
.endm

/*
 * Load 1 <= LEN (%ecx) <= 15 bytes from the pointer SRC into the xmm register
 * MSG and zeroize any remaining bytes.  Clobbers %rax, %rcx, and %r8.
 */
.macro load_partial
 sub $8, %ecx   /* LEN - 8 */
 jle .Lle8\@

 /* Load 9 <= LEN <= 15 bytes: */
 movq (SRC), MSG   /* Load first 8 bytes */
 mov (SRC, %rcx), %rax  /* Load last 8 bytes */
 neg %ecx
 shl $3, %ecx
 shr %cl, %rax   /* Discard overlapping bytes */
 pinsrq $1, %rax, MSG
 jmp .Ldone\@

.Lle8\@:
 add $4, %ecx   /* LEN - 4 */
 jl .Llt4\@

 /* Load 4 <= LEN <= 8 bytes: */
 mov (SRC), %eax   /* Load first 4 bytes */
 mov (SRC, %rcx), %r8d  /* Load last 4 bytes */
 jmp .Lcombine\@

.Llt4\@:
 /* Load 1 <= LEN <= 3 bytes: */
 add $2, %ecx   /* LEN - 2 */
 movzbl (SRC), %eax  /* Load first byte */
 jl .Lmovq\@
 movzwl (SRC, %rcx), %r8d /* Load last 2 bytes */
.Lcombine\@:
 shl $3, %ecx
 shl %cl, %r8
 or %r8, %rax   /* Combine the two parts */
.Lmovq\@:
 movq %rax, MSG
.Ldone\@:
.endm

/*
 * Store 1 <= LEN (%ecx) <= 15 bytes from the xmm register \msg to the pointer
 * DST.  Clobbers %rax, %rcx, and %r8.
 */
.macro store_partial msg
 sub $8, %ecx   /* LEN - 8 */
 jl .Llt8\@

 /* Store 8 <= LEN <= 15 bytes: */
 pextrq $1, \msg, %rax
 mov %ecx, %r8d
 shl $3, %ecx
 ror %cl, %rax
 mov %rax, (DST, %r8)  /* Store last LEN - 8 bytes */
 movq \msg, (DST)  /* Store first 8 bytes */
 jmp .Ldone\@

.Llt8\@:
 add $4, %ecx   /* LEN - 4 */
 jl .Llt4\@

 /* Store 4 <= LEN <= 7 bytes: */
 pextrd $1, \msg, %eax
 mov %ecx, %r8d
 shl $3, %ecx
 ror %cl, %eax
 mov %eax, (DST, %r8)  /* Store last LEN - 4 bytes */
 movd \msg, (DST)  /* Store first 4 bytes */
 jmp .Ldone\@

.Llt4\@:
 /* Store 1 <= LEN <= 3 bytes: */
 pextrb $0, \msg, 0(DST)
 cmp $-2, %ecx   /* LEN - 4 == -2, i.e. LEN == 2? */
 jl .Ldone\@
 pextrb $1, \msg, 1(DST)
 je .Ldone\@
 pextrb $2, \msg, 2(DST)
.Ldone\@:
.endm

/*
 * void aegis128_aesni_init(struct aegis_state *state,
 *     const struct aegis_block *key,
 *     const u8 iv[AEGIS128_NONCE_SIZE]);
 */
SYM_FUNC_START(aegis128_aesni_init)
 .set STATEP, %rdi
 .set KEYP, %rsi
 .set IVP, %rdx

 /* load IV: */
 movdqu (IVP), T1

 /* load key: */
 movdqa (KEYP), KEY
 pxor KEY, T1
 movdqa T1, STATE0
 movdqa KEY, STATE3
 movdqa KEY, STATE4

 /* load the constants: */
 movdqa .Laegis128_const_0(%rip), STATE2
 movdqa .Laegis128_const_1(%rip), STATE1
 pxor STATE2, STATE3
 pxor STATE1, STATE4

 /* update 10 times with KEY / KEY xor IV: */
 aegis128_update; pxor KEY, STATE4
 aegis128_update; pxor T1,  STATE3
 aegis128_update; pxor KEY, STATE2
 aegis128_update; pxor T1,  STATE1
 aegis128_update; pxor KEY, STATE0
 aegis128_update; pxor T1,  STATE4
 aegis128_update; pxor KEY, STATE3
 aegis128_update; pxor T1,  STATE2
 aegis128_update; pxor KEY, STATE1
 aegis128_update; pxor T1,  STATE0

 /* store the state: */
 movdqu STATE0, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x40(STATEP)
 RET
SYM_FUNC_END(aegis128_aesni_init)

/*
 * void aegis128_aesni_ad(struct aegis_state *state, const u8 *data,
 *   unsigned int len);
 *
 * len must be a multiple of 16.
 */
SYM_FUNC_START(aegis128_aesni_ad)
 .set STATEP, %rdi
 .set SRC, %rsi
 .set LEN, %edx

 test LEN, LEN
 jz .Lad_out

 /* load the state: */
 movdqu 0x00(STATEP), STATE0
 movdqu 0x10(STATEP), STATE1
 movdqu 0x20(STATEP), STATE2
 movdqu 0x30(STATEP), STATE3
 movdqu 0x40(STATEP), STATE4

.align 8
.Lad_loop:
 movdqu 0x00(SRC), MSG
 aegis128_update
 pxor MSG, STATE4
 sub $0x10, LEN
 jz .Lad_out_1

 movdqu 0x10(SRC), MSG
 aegis128_update
 pxor MSG, STATE3
 sub $0x10, LEN
 jz .Lad_out_2

 movdqu 0x20(SRC), MSG
 aegis128_update
 pxor MSG, STATE2
 sub $0x10, LEN
 jz .Lad_out_3

 movdqu 0x30(SRC), MSG
 aegis128_update
 pxor MSG, STATE1
 sub $0x10, LEN
 jz .Lad_out_4

 movdqu 0x40(SRC), MSG
 aegis128_update
 pxor MSG, STATE0
 sub $0x10, LEN
 jz .Lad_out_0

 add $0x50, SRC
 jmp .Lad_loop

 /* store the state: */
.Lad_out_0:
 movdqu STATE0, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x40(STATEP)
 RET

.Lad_out_1:
 movdqu STATE4, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x40(STATEP)
 RET

.Lad_out_2:
 movdqu STATE3, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x40(STATEP)
 RET

.Lad_out_3:
 movdqu STATE2, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x40(STATEP)
 RET

.Lad_out_4:
 movdqu STATE1, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x40(STATEP)
.Lad_out:
 RET
SYM_FUNC_END(aegis128_aesni_ad)

.macro encrypt_block s0 s1 s2 s3 s4 i
 movdqu (\i * 0x10)(SRC), MSG
 movdqa MSG, T0
 pxor \s1, T0
 pxor \s4, T0
 movdqa \s2, T1
 pand \s3, T1
 pxor T1, T0
 movdqu T0, (\i * 0x10)(DST)

 aegis128_update
 pxor MSG, \s4

 sub $0x10, LEN
 jz .Lenc_out_\i
.endm

/*
 * void aegis128_aesni_enc(struct aegis_state *state, const u8 *src, u8 *dst,
 *    unsigned int len);
 *
 * len must be nonzero and a multiple of 16.
 */
SYM_FUNC_START(aegis128_aesni_enc)
 .set STATEP, %rdi
 .set SRC, %rsi
 .set DST, %rdx
 .set LEN, %ecx

 /* load the state: */
 movdqu 0x00(STATEP), STATE0
 movdqu 0x10(STATEP), STATE1
 movdqu 0x20(STATEP), STATE2
 movdqu 0x30(STATEP), STATE3
 movdqu 0x40(STATEP), STATE4

.align 8
.Lenc_loop:
 encrypt_block STATE0 STATE1 STATE2 STATE3 STATE4 0
 encrypt_block STATE4 STATE0 STATE1 STATE2 STATE3 1
 encrypt_block STATE3 STATE4 STATE0 STATE1 STATE2 2
 encrypt_block STATE2 STATE3 STATE4 STATE0 STATE1 3
 encrypt_block STATE1 STATE2 STATE3 STATE4 STATE0 4

 add $0x50, SRC
 add $0x50, DST
 jmp .Lenc_loop

 /* store the state: */
.Lenc_out_0:
 movdqu STATE4, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x40(STATEP)
 RET

.Lenc_out_1:
 movdqu STATE3, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x40(STATEP)
 RET

.Lenc_out_2:
 movdqu STATE2, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x40(STATEP)
 RET

.Lenc_out_3:
 movdqu STATE1, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x40(STATEP)
 RET

.Lenc_out_4:
 movdqu STATE0, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x40(STATEP)
.Lenc_out:
 RET
SYM_FUNC_END(aegis128_aesni_enc)

/*
 * void aegis128_aesni_enc_tail(struct aegis_state *state, const u8 *src,
 * u8 *dst, unsigned int len);
 */
SYM_FUNC_START(aegis128_aesni_enc_tail)
 .set STATEP, %rdi
 .set SRC, %rsi
 .set DST, %rdx
 .set LEN, %ecx /* {load,store}_partial rely on this being %ecx */

 /* load the state: */
 movdqu 0x00(STATEP), STATE0
 movdqu 0x10(STATEP), STATE1
 movdqu 0x20(STATEP), STATE2
 movdqu 0x30(STATEP), STATE3
 movdqu 0x40(STATEP), STATE4

 /* encrypt message: */
 mov LEN, %r9d
 load_partial

 movdqa MSG, T0
 pxor STATE1, T0
 pxor STATE4, T0
 movdqa STATE2, T1
 pand STATE3, T1
 pxor T1, T0

 mov %r9d, LEN
 store_partial T0

 aegis128_update
 pxor MSG, STATE4

 /* store the state: */
 movdqu STATE4, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x40(STATEP)
 RET
SYM_FUNC_END(aegis128_aesni_enc_tail)

.macro decrypt_block s0 s1 s2 s3 s4 i
 movdqu (\i * 0x10)(SRC), MSG
 pxor \s1, MSG
 pxor \s4, MSG
 movdqa \s2, T1
 pand \s3, T1
 pxor T1, MSG
 movdqu MSG, (\i * 0x10)(DST)

 aegis128_update
 pxor MSG, \s4

 sub $0x10, LEN
 jz .Ldec_out_\i
.endm

/*
 * void aegis128_aesni_dec(struct aegis_state *state, const u8 *src, u8 *dst,
 *    unsigned int len);
 *
 * len must be nonzero and a multiple of 16.
 */
SYM_FUNC_START(aegis128_aesni_dec)
 .set STATEP, %rdi
 .set SRC, %rsi
 .set DST, %rdx
 .set LEN, %ecx

 /* load the state: */
 movdqu 0x00(STATEP), STATE0
 movdqu 0x10(STATEP), STATE1
 movdqu 0x20(STATEP), STATE2
 movdqu 0x30(STATEP), STATE3
 movdqu 0x40(STATEP), STATE4

.align 8
.Ldec_loop:
 decrypt_block STATE0 STATE1 STATE2 STATE3 STATE4 0
 decrypt_block STATE4 STATE0 STATE1 STATE2 STATE3 1
 decrypt_block STATE3 STATE4 STATE0 STATE1 STATE2 2
 decrypt_block STATE2 STATE3 STATE4 STATE0 STATE1 3
 decrypt_block STATE1 STATE2 STATE3 STATE4 STATE0 4

 add $0x50, SRC
 add $0x50, DST
 jmp .Ldec_loop

 /* store the state: */
.Ldec_out_0:
 movdqu STATE4, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x40(STATEP)
 RET

.Ldec_out_1:
 movdqu STATE3, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x40(STATEP)
 RET

.Ldec_out_2:
 movdqu STATE2, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x40(STATEP)
 RET

.Ldec_out_3:
 movdqu STATE1, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x40(STATEP)
 RET

.Ldec_out_4:
 movdqu STATE0, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE4, 0x40(STATEP)
.Ldec_out:
 RET
SYM_FUNC_END(aegis128_aesni_dec)

/*
 * void aegis128_aesni_dec_tail(struct aegis_state *state, const u8 *src,
 * u8 *dst, unsigned int len);
 */
SYM_FUNC_START(aegis128_aesni_dec_tail)
 .set STATEP, %rdi
 .set SRC, %rsi
 .set DST, %rdx
 .set LEN, %ecx /* {load,store}_partial rely on this being %ecx */

 /* load the state: */
 movdqu 0x00(STATEP), STATE0
 movdqu 0x10(STATEP), STATE1
 movdqu 0x20(STATEP), STATE2
 movdqu 0x30(STATEP), STATE3
 movdqu 0x40(STATEP), STATE4

 /* decrypt message: */
 mov LEN, %r9d
 load_partial

 pxor STATE1, MSG
 pxor STATE4, MSG
 movdqa STATE2, T1
 pand STATE3, T1
 pxor T1, MSG

 mov %r9d, LEN
 store_partial MSG

 /* mask with byte count: */
 lea .Lzeropad_mask+16(%rip), %rax
 sub %r9, %rax
 movdqu (%rax), T0
 pand T0, MSG

 aegis128_update
 pxor MSG, STATE4

 /* store the state: */
 movdqu STATE4, 0x00(STATEP)
 movdqu STATE0, 0x10(STATEP)
 movdqu STATE1, 0x20(STATEP)
 movdqu STATE2, 0x30(STATEP)
 movdqu STATE3, 0x40(STATEP)
 RET
SYM_FUNC_END(aegis128_aesni_dec_tail)

/*
 * void aegis128_aesni_final(struct aegis_state *state,
 *      struct aegis_block *tag_xor,
 *      unsigned int assoclen, unsigned int cryptlen);
 */
SYM_FUNC_START(aegis128_aesni_final)
 .set STATEP, %rdi
 .set TAG_XOR, %rsi
 .set ASSOCLEN, %edx
 .set CRYPTLEN, %ecx

 /* load the state: */
 movdqu 0x00(STATEP), STATE0
 movdqu 0x10(STATEP), STATE1
 movdqu 0x20(STATEP), STATE2
 movdqu 0x30(STATEP), STATE3
 movdqu 0x40(STATEP), STATE4

 /* prepare length block: */
 movd ASSOCLEN, MSG
 pinsrd $2, CRYPTLEN, MSG
 psllq $3, MSG /* multiply by 8 (to get bit count) */

 pxor STATE3, MSG

 /* update state: */
 aegis128_update; pxor MSG, STATE4
 aegis128_update; pxor MSG, STATE3
 aegis128_update; pxor MSG, STATE2
 aegis128_update; pxor MSG, STATE1
 aegis128_update; pxor MSG, STATE0
 aegis128_update; pxor MSG, STATE4
 aegis128_update; pxor MSG, STATE3

 /* xor tag: */
 movdqu (TAG_XOR), MSG

 pxor STATE0, MSG
 pxor STATE1, MSG
 pxor STATE2, MSG
 pxor STATE3, MSG
 pxor STATE4, MSG

 movdqu MSG, (TAG_XOR)
 RET
SYM_FUNC_END(aegis128_aesni_final)