1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
|
/* SPDX-License-Identifier: OpenSSL OR (BSD-3-Clause OR GPL-2.0)
*
* Copyright (C) 2015-2018 Jason A. Donenfeld <Jason@zx2c4.com>. All Rights Reserved.
* Copyright 2016 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
*/
#include <linux/linkage.h>
.text
#if defined(__thumb2__)
.syntax unified
.thumb
#else
.code 32
#endif
.align 5
ENTRY(poly1305_init_arm)
stmdb sp!,{r4-r11}
eor r3,r3,r3
cmp r1,#0
str r3,[r0,#0] @ zero hash value
str r3,[r0,#4]
str r3,[r0,#8]
str r3,[r0,#12]
str r3,[r0,#16]
str r3,[r0,#36] @ is_base2_26
add r0,r0,#20
#ifdef __thumb2__
it eq
#endif
moveq r0,#0
beq .Lno_key
ldrb r4,[r1,#0]
mov r10,#0x0fffffff
ldrb r5,[r1,#1]
and r3,r10,#-4 @ 0x0ffffffc
ldrb r6,[r1,#2]
ldrb r7,[r1,#3]
orr r4,r4,r5,lsl#8
ldrb r5,[r1,#4]
orr r4,r4,r6,lsl#16
ldrb r6,[r1,#5]
orr r4,r4,r7,lsl#24
ldrb r7,[r1,#6]
and r4,r4,r10
ldrb r8,[r1,#7]
orr r5,r5,r6,lsl#8
ldrb r6,[r1,#8]
orr r5,r5,r7,lsl#16
ldrb r7,[r1,#9]
orr r5,r5,r8,lsl#24
ldrb r8,[r1,#10]
and r5,r5,r3
ldrb r9,[r1,#11]
orr r6,r6,r7,lsl#8
ldrb r7,[r1,#12]
orr r6,r6,r8,lsl#16
ldrb r8,[r1,#13]
orr r6,r6,r9,lsl#24
ldrb r9,[r1,#14]
and r6,r6,r3
ldrb r10,[r1,#15]
orr r7,r7,r8,lsl#8
str r4,[r0,#0]
orr r7,r7,r9,lsl#16
str r5,[r0,#4]
orr r7,r7,r10,lsl#24
str r6,[r0,#8]
and r7,r7,r3
str r7,[r0,#12]
.Lno_key:
ldmia sp!,{r4-r11}
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 5
bx lr @ bx lr
#else
tst lr,#1
moveq pc,lr @ be binary compatible with V4, yet
.word 0xe12fff1e @ interoperable with Thumb ISA:-)
#endif
ENDPROC(poly1305_init_arm)
.align 5
ENTRY(poly1305_blocks_arm)
.Lpoly1305_blocks_arm:
stmdb sp!,{r3-r11,lr}
ands r2,r2,#-16
beq .Lno_data
cmp r3,#0
add r2,r2,r1 @ end pointer
sub sp,sp,#32
ldmia r0,{r4-r12} @ load context
str r0,[sp,#12] @ offload stuff
mov lr,r1
str r2,[sp,#16]
str r10,[sp,#20]
str r11,[sp,#24]
str r12,[sp,#28]
b .Loop
.Loop:
#if __LINUX_ARM_ARCH__ < 7
ldrb r0,[lr],#16 @ load input
#ifdef __thumb2__
it hi
#endif
addhi r8,r8,#1 @ 1<<128
ldrb r1,[lr,#-15]
ldrb r2,[lr,#-14]
ldrb r3,[lr,#-13]
orr r1,r0,r1,lsl#8
ldrb r0,[lr,#-12]
orr r2,r1,r2,lsl#16
ldrb r1,[lr,#-11]
orr r3,r2,r3,lsl#24
ldrb r2,[lr,#-10]
adds r4,r4,r3 @ accumulate input
ldrb r3,[lr,#-9]
orr r1,r0,r1,lsl#8
ldrb r0,[lr,#-8]
orr r2,r1,r2,lsl#16
ldrb r1,[lr,#-7]
orr r3,r2,r3,lsl#24
ldrb r2,[lr,#-6]
adcs r5,r5,r3
ldrb r3,[lr,#-5]
orr r1,r0,r1,lsl#8
ldrb r0,[lr,#-4]
orr r2,r1,r2,lsl#16
ldrb r1,[lr,#-3]
orr r3,r2,r3,lsl#24
ldrb r2,[lr,#-2]
adcs r6,r6,r3
ldrb r3,[lr,#-1]
orr r1,r0,r1,lsl#8
str lr,[sp,#8] @ offload input pointer
orr r2,r1,r2,lsl#16
add r10,r10,r10,lsr#2
orr r3,r2,r3,lsl#24
#else
ldr r0,[lr],#16 @ load input
#ifdef __thumb2__
it hi
#endif
addhi r8,r8,#1 @ padbit
ldr r1,[lr,#-12]
ldr r2,[lr,#-8]
ldr r3,[lr,#-4]
#ifdef __ARMEB__
rev r0,r0
rev r1,r1
rev r2,r2
rev r3,r3
#endif
adds r4,r4,r0 @ accumulate input
str lr,[sp,#8] @ offload input pointer
adcs r5,r5,r1
add r10,r10,r10,lsr#2
adcs r6,r6,r2
#endif
add r11,r11,r11,lsr#2
adcs r7,r7,r3
add r12,r12,r12,lsr#2
umull r2,r3,r5,r9
adc r8,r8,#0
umull r0,r1,r4,r9
umlal r2,r3,r8,r10
umlal r0,r1,r7,r10
ldr r10,[sp,#20] @ reload r10
umlal r2,r3,r6,r12
umlal r0,r1,r5,r12
umlal r2,r3,r7,r11
umlal r0,r1,r6,r11
umlal r2,r3,r4,r10
str r0,[sp,#0] @ future r4
mul r0,r11,r8
ldr r11,[sp,#24] @ reload r11
adds r2,r2,r1 @ d1+=d0>>32
eor r1,r1,r1
adc lr,r3,#0 @ future r6
str r2,[sp,#4] @ future r5
mul r2,r12,r8
eor r3,r3,r3
umlal r0,r1,r7,r12
ldr r12,[sp,#28] @ reload r12
umlal r2,r3,r7,r9
umlal r0,r1,r6,r9
umlal r2,r3,r6,r10
umlal r0,r1,r5,r10
umlal r2,r3,r5,r11
umlal r0,r1,r4,r11
umlal r2,r3,r4,r12
ldr r4,[sp,#0]
mul r8,r9,r8
ldr r5,[sp,#4]
adds r6,lr,r0 @ d2+=d1>>32
ldr lr,[sp,#8] @ reload input pointer
adc r1,r1,#0
adds r7,r2,r1 @ d3+=d2>>32
ldr r0,[sp,#16] @ reload end pointer
adc r3,r3,#0
add r8,r8,r3 @ h4+=d3>>32
and r1,r8,#-4
and r8,r8,#3
add r1,r1,r1,lsr#2 @ *=5
adds r4,r4,r1
adcs r5,r5,#0
adcs r6,r6,#0
adcs r7,r7,#0
adc r8,r8,#0
cmp r0,lr @ done yet?
bhi .Loop
ldr r0,[sp,#12]
add sp,sp,#32
stmia r0,{r4-r8} @ store the result
.Lno_data:
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 5
ldmia sp!,{r3-r11,pc}
#else
ldmia sp!,{r3-r11,lr}
tst lr,#1
moveq pc,lr @ be binary compatible with V4, yet
.word 0xe12fff1e @ interoperable with Thumb ISA:-)
#endif
ENDPROC(poly1305_blocks_arm)
.align 5
ENTRY(poly1305_emit_arm)
stmdb sp!,{r4-r11}
.Lpoly1305_emit_enter:
ldmia r0,{r3-r7}
adds r8,r3,#5 @ compare to modulus
adcs r9,r4,#0
adcs r10,r5,#0
adcs r11,r6,#0
adc r7,r7,#0
tst r7,#4 @ did it carry/borrow?
#ifdef __thumb2__
it ne
#endif
movne r3,r8
ldr r8,[r2,#0]
#ifdef __thumb2__
it ne
#endif
movne r4,r9
ldr r9,[r2,#4]
#ifdef __thumb2__
it ne
#endif
movne r5,r10
ldr r10,[r2,#8]
#ifdef __thumb2__
it ne
#endif
movne r6,r11
ldr r11,[r2,#12]
adds r3,r3,r8
adcs r4,r4,r9
adcs r5,r5,r10
adc r6,r6,r11
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 7
#ifdef __ARMEB__
rev r3,r3
rev r4,r4
rev r5,r5
rev r6,r6
#endif
str r3,[r1,#0]
str r4,[r1,#4]
str r5,[r1,#8]
str r6,[r1,#12]
#else
strb r3,[r1,#0]
mov r3,r3,lsr#8
strb r4,[r1,#4]
mov r4,r4,lsr#8
strb r5,[r1,#8]
mov r5,r5,lsr#8
strb r6,[r1,#12]
mov r6,r6,lsr#8
strb r3,[r1,#1]
mov r3,r3,lsr#8
strb r4,[r1,#5]
mov r4,r4,lsr#8
strb r5,[r1,#9]
mov r5,r5,lsr#8
strb r6,[r1,#13]
mov r6,r6,lsr#8
strb r3,[r1,#2]
mov r3,r3,lsr#8
strb r4,[r1,#6]
mov r4,r4,lsr#8
strb r5,[r1,#10]
mov r5,r5,lsr#8
strb r6,[r1,#14]
mov r6,r6,lsr#8
strb r3,[r1,#3]
strb r4,[r1,#7]
strb r5,[r1,#11]
strb r6,[r1,#15]
#endif
ldmia sp!,{r4-r11}
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 5
bx lr @ bx lr
#else
tst lr,#1
moveq pc,lr @ be binary compatible with V4, yet
.word 0xe12fff1e @ interoperable with Thumb ISA:-)
#endif
ENDPROC(poly1305_emit_arm)
#if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 7
.fpu neon
.align 5
ENTRY(poly1305_init_neon)
.Lpoly1305_init_neon:
ldr r4,[r0,#20] @ load key base 2^32
ldr r5,[r0,#24]
ldr r6,[r0,#28]
ldr r7,[r0,#32]
and r2,r4,#0x03ffffff @ base 2^32 -> base 2^26
mov r3,r4,lsr#26
mov r4,r5,lsr#20
orr r3,r3,r5,lsl#6
mov r5,r6,lsr#14
orr r4,r4,r6,lsl#12
mov r6,r7,lsr#8
orr r5,r5,r7,lsl#18
and r3,r3,#0x03ffffff
and r4,r4,#0x03ffffff
and r5,r5,#0x03ffffff
vdup.32 d0,r2 @ r^1 in both lanes
add r2,r3,r3,lsl#2 @ *5
vdup.32 d1,r3
add r3,r4,r4,lsl#2
vdup.32 d2,r2
vdup.32 d3,r4
add r4,r5,r5,lsl#2
vdup.32 d4,r3
vdup.32 d5,r5
add r5,r6,r6,lsl#2
vdup.32 d6,r4
vdup.32 d7,r6
vdup.32 d8,r5
mov r5,#2 @ counter
.Lsquare_neon:
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ d0 = h0*r0 + h4*5*r1 + h3*5*r2 + h2*5*r3 + h1*5*r4
@ d1 = h1*r0 + h0*r1 + h4*5*r2 + h3*5*r3 + h2*5*r4
@ d2 = h2*r0 + h1*r1 + h0*r2 + h4*5*r3 + h3*5*r4
@ d3 = h3*r0 + h2*r1 + h1*r2 + h0*r3 + h4*5*r4
@ d4 = h4*r0 + h3*r1 + h2*r2 + h1*r3 + h0*r4
vmull.u32 q5,d0,d0[1]
vmull.u32 q6,d1,d0[1]
vmull.u32 q7,d3,d0[1]
vmull.u32 q8,d5,d0[1]
vmull.u32 q9,d7,d0[1]
vmlal.u32 q5,d7,d2[1]
vmlal.u32 q6,d0,d1[1]
vmlal.u32 q7,d1,d1[1]
vmlal.u32 q8,d3,d1[1]
vmlal.u32 q9,d5,d1[1]
vmlal.u32 q5,d5,d4[1]
vmlal.u32 q6,d7,d4[1]
vmlal.u32 q8,d1,d3[1]
vmlal.u32 q7,d0,d3[1]
vmlal.u32 q9,d3,d3[1]
vmlal.u32 q5,d3,d6[1]
vmlal.u32 q8,d0,d5[1]
vmlal.u32 q6,d5,d6[1]
vmlal.u32 q7,d7,d6[1]
vmlal.u32 q9,d1,d5[1]
vmlal.u32 q8,d7,d8[1]
vmlal.u32 q5,d1,d8[1]
vmlal.u32 q6,d3,d8[1]
vmlal.u32 q7,d5,d8[1]
vmlal.u32 q9,d0,d7[1]
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ lazy reduction as discussed in "NEON crypto" by D.J. Bernstein
@ and P. Schwabe
@
@ H0>>+H1>>+H2>>+H3>>+H4
@ H3>>+H4>>*5+H0>>+H1
@
@ Trivia.
@
@ Result of multiplication of n-bit number by m-bit number is
@ n+m bits wide. However! Even though 2^n is a n+1-bit number,
@ m-bit number multiplied by 2^n is still n+m bits wide.
@
@ Sum of two n-bit numbers is n+1 bits wide, sum of three - n+2,
@ and so is sum of four. Sum of 2^m n-m-bit numbers and n-bit
@ one is n+1 bits wide.
@
@ >>+ denotes Hnext += Hn>>26, Hn &= 0x3ffffff. This means that
@ H0, H2, H3 are guaranteed to be 26 bits wide, while H1 and H4
@ can be 27. However! In cases when their width exceeds 26 bits
@ they are limited by 2^26+2^6. This in turn means that *sum*
@ of the products with these values can still be viewed as sum
@ of 52-bit numbers as long as the amount of addends is not a
@ power of 2. For example,
@
@ H4 = H4*R0 + H3*R1 + H2*R2 + H1*R3 + H0 * R4,
@
@ which can't be larger than 5 * (2^26 + 2^6) * (2^26 + 2^6), or
@ 5 * (2^52 + 2*2^32 + 2^12), which in turn is smaller than
@ 8 * (2^52) or 2^55. However, the value is then multiplied by
@ by 5, so we should be looking at 5 * 5 * (2^52 + 2^33 + 2^12),
@ which is less than 32 * (2^52) or 2^57. And when processing
@ data we are looking at triple as many addends...
@
@ In key setup procedure pre-reduced H0 is limited by 5*4+1 and
@ 5*H4 - by 5*5 52-bit addends, or 57 bits. But when hashing the
@ input H0 is limited by (5*4+1)*3 addends, or 58 bits, while
@ 5*H4 by 5*5*3, or 59[!] bits. How is this relevant? vmlal.u32
@ instruction accepts 2x32-bit input and writes 2x64-bit result.
@ This means that result of reduction have to be compressed upon
@ loop wrap-around. This can be done in the process of reduction
@ to minimize amount of instructions [as well as amount of
@ 128-bit instructions, which benefits low-end processors], but
@ one has to watch for H2 (which is narrower than H0) and 5*H4
@ not being wider than 58 bits, so that result of right shift
@ by 26 bits fits in 32 bits. This is also useful on x86,
@ because it allows to use paddd in place for paddq, which
@ benefits Atom, where paddq is ridiculously slow.
vshr.u64 q15,q8,#26
vmovn.i64 d16,q8
vshr.u64 q4,q5,#26
vmovn.i64 d10,q5
vadd.i64 q9,q9,q15 @ h3 -> h4
vbic.i32 d16,#0xfc000000 @ &=0x03ffffff
vadd.i64 q6,q6,q4 @ h0 -> h1
vbic.i32 d10,#0xfc000000
vshrn.u64 d30,q9,#26
vmovn.i64 d18,q9
vshr.u64 q4,q6,#26
vmovn.i64 d12,q6
vadd.i64 q7,q7,q4 @ h1 -> h2
vbic.i32 d18,#0xfc000000
vbic.i32 d12,#0xfc000000
vadd.i32 d10,d10,d30
vshl.u32 d30,d30,#2
vshrn.u64 d8,q7,#26
vmovn.i64 d14,q7
vadd.i32 d10,d10,d30 @ h4 -> h0
vadd.i32 d16,d16,d8 @ h2 -> h3
vbic.i32 d14,#0xfc000000
vshr.u32 d30,d10,#26
vbic.i32 d10,#0xfc000000
vshr.u32 d8,d16,#26
vbic.i32 d16,#0xfc000000
vadd.i32 d12,d12,d30 @ h0 -> h1
vadd.i32 d18,d18,d8 @ h3 -> h4
subs r5,r5,#1
beq .Lsquare_break_neon
add r6,r0,#(48+0*9*4)
add r7,r0,#(48+1*9*4)
vtrn.32 d0,d10 @ r^2:r^1
vtrn.32 d3,d14
vtrn.32 d5,d16
vtrn.32 d1,d12
vtrn.32 d7,d18
vshl.u32 d4,d3,#2 @ *5
vshl.u32 d6,d5,#2
vshl.u32 d2,d1,#2
vshl.u32 d8,d7,#2
vadd.i32 d4,d4,d3
vadd.i32 d2,d2,d1
vadd.i32 d6,d6,d5
vadd.i32 d8,d8,d7
vst4.32 {d0[0],d1[0],d2[0],d3[0]},[r6]!
vst4.32 {d0[1],d1[1],d2[1],d3[1]},[r7]!
vst4.32 {d4[0],d5[0],d6[0],d7[0]},[r6]!
vst4.32 {d4[1],d5[1],d6[1],d7[1]},[r7]!
vst1.32 {d8[0]},[r6,:32]
vst1.32 {d8[1]},[r7,:32]
b .Lsquare_neon
.align 4
.Lsquare_break_neon:
add r6,r0,#(48+2*4*9)
add r7,r0,#(48+3*4*9)
vmov d0,d10 @ r^4:r^3
vshl.u32 d2,d12,#2 @ *5
vmov d1,d12
vshl.u32 d4,d14,#2
vmov d3,d14
vshl.u32 d6,d16,#2
vmov d5,d16
vshl.u32 d8,d18,#2
vmov d7,d18
vadd.i32 d2,d2,d12
vadd.i32 d4,d4,d14
vadd.i32 d6,d6,d16
vadd.i32 d8,d8,d18
vst4.32 {d0[0],d1[0],d2[0],d3[0]},[r6]!
vst4.32 {d0[1],d1[1],d2[1],d3[1]},[r7]!
vst4.32 {d4[0],d5[0],d6[0],d7[0]},[r6]!
vst4.32 {d4[1],d5[1],d6[1],d7[1]},[r7]!
vst1.32 {d8[0]},[r6]
vst1.32 {d8[1]},[r7]
bx lr @ bx lr
ENDPROC(poly1305_init_neon)
.align 5
ENTRY(poly1305_blocks_neon)
ldr ip,[r0,#36] @ is_base2_26
ands r2,r2,#-16
beq .Lno_data_neon
cmp r2,#64
bhs .Lenter_neon
tst ip,ip @ is_base2_26?
beq .Lpoly1305_blocks_arm
.Lenter_neon:
stmdb sp!,{r4-r7}
vstmdb sp!,{d8-d15} @ ABI specification says so
tst ip,ip @ is_base2_26?
bne .Lbase2_26_neon
stmdb sp!,{r1-r3,lr}
bl .Lpoly1305_init_neon
ldr r4,[r0,#0] @ load hash value base 2^32
ldr r5,[r0,#4]
ldr r6,[r0,#8]
ldr r7,[r0,#12]
ldr ip,[r0,#16]
and r2,r4,#0x03ffffff @ base 2^32 -> base 2^26
mov r3,r4,lsr#26
veor d10,d10,d10
mov r4,r5,lsr#20
orr r3,r3,r5,lsl#6
veor d12,d12,d12
mov r5,r6,lsr#14
orr r4,r4,r6,lsl#12
veor d14,d14,d14
mov r6,r7,lsr#8
orr r5,r5,r7,lsl#18
veor d16,d16,d16
and r3,r3,#0x03ffffff
orr r6,r6,ip,lsl#24
veor d18,d18,d18
and r4,r4,#0x03ffffff
mov r1,#1
and r5,r5,#0x03ffffff
str r1,[r0,#36] @ is_base2_26
vmov.32 d10[0],r2
vmov.32 d12[0],r3
vmov.32 d14[0],r4
vmov.32 d16[0],r5
vmov.32 d18[0],r6
adr r5,.Lzeros
ldmia sp!,{r1-r3,lr}
b .Lbase2_32_neon
.align 4
.Lbase2_26_neon:
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ load hash value
veor d10,d10,d10
veor d12,d12,d12
veor d14,d14,d14
veor d16,d16,d16
veor d18,d18,d18
vld4.32 {d10[0],d12[0],d14[0],d16[0]},[r0]!
adr r5,.Lzeros
vld1.32 {d18[0]},[r0]
sub r0,r0,#16 @ rewind
.Lbase2_32_neon:
add r4,r1,#32
mov r3,r3,lsl#24
tst r2,#31
beq .Leven
vld4.32 {d20[0],d22[0],d24[0],d26[0]},[r1]!
vmov.32 d28[0],r3
sub r2,r2,#16
add r4,r1,#32
#ifdef __ARMEB__
vrev32.8 q10,q10
vrev32.8 q13,q13
vrev32.8 q11,q11
vrev32.8 q12,q12
#endif
vsri.u32 d28,d26,#8 @ base 2^32 -> base 2^26
vshl.u32 d26,d26,#18
vsri.u32 d26,d24,#14
vshl.u32 d24,d24,#12
vadd.i32 d29,d28,d18 @ add hash value and move to #hi
vbic.i32 d26,#0xfc000000
vsri.u32 d24,d22,#20
vshl.u32 d22,d22,#6
vbic.i32 d24,#0xfc000000
vsri.u32 d22,d20,#26
vadd.i32 d27,d26,d16
vbic.i32 d20,#0xfc000000
vbic.i32 d22,#0xfc000000
vadd.i32 d25,d24,d14
vadd.i32 d21,d20,d10
vadd.i32 d23,d22,d12
mov r7,r5
add r6,r0,#48
cmp r2,r2
b .Long_tail
.align 4
.Leven:
subs r2,r2,#64
it lo
movlo r4,r5
vmov.i32 q14,#1<<24 @ padbit, yes, always
vld4.32 {d20,d22,d24,d26},[r1] @ inp[0:1]
add r1,r1,#64
vld4.32 {d21,d23,d25,d27},[r4] @ inp[2:3] (or 0)
add r4,r4,#64
itt hi
addhi r7,r0,#(48+1*9*4)
addhi r6,r0,#(48+3*9*4)
#ifdef __ARMEB__
vrev32.8 q10,q10
vrev32.8 q13,q13
vrev32.8 q11,q11
vrev32.8 q12,q12
#endif
vsri.u32 q14,q13,#8 @ base 2^32 -> base 2^26
vshl.u32 q13,q13,#18
vsri.u32 q13,q12,#14
vshl.u32 q12,q12,#12
vbic.i32 q13,#0xfc000000
vsri.u32 q12,q11,#20
vshl.u32 q11,q11,#6
vbic.i32 q12,#0xfc000000
vsri.u32 q11,q10,#26
vbic.i32 q10,#0xfc000000
vbic.i32 q11,#0xfc000000
bls .Lskip_loop
vld4.32 {d0[1],d1[1],d2[1],d3[1]},[r7]! @ load r^2
vld4.32 {d0[0],d1[0],d2[0],d3[0]},[r6]! @ load r^4
vld4.32 {d4[1],d5[1],d6[1],d7[1]},[r7]!
vld4.32 {d4[0],d5[0],d6[0],d7[0]},[r6]!
b .Loop_neon
.align 5
.Loop_neon:
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ ((inp[0]*r^4+inp[2]*r^2+inp[4])*r^4+inp[6]*r^2
@ ((inp[1]*r^4+inp[3]*r^2+inp[5])*r^3+inp[7]*r
@ ___________________/
@ ((inp[0]*r^4+inp[2]*r^2+inp[4])*r^4+inp[6]*r^2+inp[8])*r^2
@ ((inp[1]*r^4+inp[3]*r^2+inp[5])*r^4+inp[7]*r^2+inp[9])*r
@ ___________________/ ____________________/
@
@ Note that we start with inp[2:3]*r^2. This is because it
@ doesn't depend on reduction in previous iteration.
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ d4 = h4*r0 + h3*r1 + h2*r2 + h1*r3 + h0*r4
@ d3 = h3*r0 + h2*r1 + h1*r2 + h0*r3 + h4*5*r4
@ d2 = h2*r0 + h1*r1 + h0*r2 + h4*5*r3 + h3*5*r4
@ d1 = h1*r0 + h0*r1 + h4*5*r2 + h3*5*r3 + h2*5*r4
@ d0 = h0*r0 + h4*5*r1 + h3*5*r2 + h2*5*r3 + h1*5*r4
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ inp[2:3]*r^2
vadd.i32 d24,d24,d14 @ accumulate inp[0:1]
vmull.u32 q7,d25,d0[1]
vadd.i32 d20,d20,d10
vmull.u32 q5,d21,d0[1]
vadd.i32 d26,d26,d16
vmull.u32 q8,d27,d0[1]
vmlal.u32 q7,d23,d1[1]
vadd.i32 d22,d22,d12
vmull.u32 q6,d23,d0[1]
vadd.i32 d28,d28,d18
vmull.u32 q9,d29,d0[1]
subs r2,r2,#64
vmlal.u32 q5,d29,d2[1]
it lo
movlo r4,r5
vmlal.u32 q8,d25,d1[1]
vld1.32 d8[1],[r7,:32]
vmlal.u32 q6,d21,d1[1]
vmlal.u32 q9,d27,d1[1]
vmlal.u32 q5,d27,d4[1]
vmlal.u32 q8,d23,d3[1]
vmlal.u32 q9,d25,d3[1]
vmlal.u32 q6,d29,d4[1]
vmlal.u32 q7,d21,d3[1]
vmlal.u32 q8,d21,d5[1]
vmlal.u32 q5,d25,d6[1]
vmlal.u32 q9,d23,d5[1]
vmlal.u32 q6,d27,d6[1]
vmlal.u32 q7,d29,d6[1]
vmlal.u32 q8,d29,d8[1]
vmlal.u32 q5,d23,d8[1]
vmlal.u32 q9,d21,d7[1]
vmlal.u32 q6,d25,d8[1]
vmlal.u32 q7,d27,d8[1]
vld4.32 {d21,d23,d25,d27},[r4] @ inp[2:3] (or 0)
add r4,r4,#64
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ (hash+inp[0:1])*r^4 and accumulate
vmlal.u32 q8,d26,d0[0]
vmlal.u32 q5,d20,d0[0]
vmlal.u32 q9,d28,d0[0]
vmlal.u32 q6,d22,d0[0]
vmlal.u32 q7,d24,d0[0]
vld1.32 d8[0],[r6,:32]
vmlal.u32 q8,d24,d1[0]
vmlal.u32 q5,d28,d2[0]
vmlal.u32 q9,d26,d1[0]
vmlal.u32 q6,d20,d1[0]
vmlal.u32 q7,d22,d1[0]
vmlal.u32 q8,d22,d3[0]
vmlal.u32 q5,d26,d4[0]
vmlal.u32 q9,d24,d3[0]
vmlal.u32 q6,d28,d4[0]
vmlal.u32 q7,d20,d3[0]
vmlal.u32 q8,d20,d5[0]
vmlal.u32 q5,d24,d6[0]
vmlal.u32 q9,d22,d5[0]
vmlal.u32 q6,d26,d6[0]
vmlal.u32 q8,d28,d8[0]
vmlal.u32 q7,d28,d6[0]
vmlal.u32 q5,d22,d8[0]
vmlal.u32 q9,d20,d7[0]
vmov.i32 q14,#1<<24 @ padbit, yes, always
vmlal.u32 q6,d24,d8[0]
vmlal.u32 q7,d26,d8[0]
vld4.32 {d20,d22,d24,d26},[r1] @ inp[0:1]
add r1,r1,#64
#ifdef __ARMEB__
vrev32.8 q10,q10
vrev32.8 q11,q11
vrev32.8 q12,q12
vrev32.8 q13,q13
#endif
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ lazy reduction interleaved with base 2^32 -> base 2^26 of
@ inp[0:3] previously loaded to q10-q13 and smashed to q10-q14.
vshr.u64 q15,q8,#26
vmovn.i64 d16,q8
vshr.u64 q4,q5,#26
vmovn.i64 d10,q5
vadd.i64 q9,q9,q15 @ h3 -> h4
vbic.i32 d16,#0xfc000000
vsri.u32 q14,q13,#8 @ base 2^32 -> base 2^26
vadd.i64 q6,q6,q4 @ h0 -> h1
vshl.u32 q13,q13,#18
vbic.i32 d10,#0xfc000000
vshrn.u64 d30,q9,#26
vmovn.i64 d18,q9
vshr.u64 q4,q6,#26
vmovn.i64 d12,q6
vadd.i64 q7,q7,q4 @ h1 -> h2
vsri.u32 q13,q12,#14
vbic.i32 d18,#0xfc000000
vshl.u32 q12,q12,#12
vbic.i32 d12,#0xfc000000
vadd.i32 d10,d10,d30
vshl.u32 d30,d30,#2
vbic.i32 q13,#0xfc000000
vshrn.u64 d8,q7,#26
vmovn.i64 d14,q7
vaddl.u32 q5,d10,d30 @ h4 -> h0 [widen for a sec]
vsri.u32 q12,q11,#20
vadd.i32 d16,d16,d8 @ h2 -> h3
vshl.u32 q11,q11,#6
vbic.i32 d14,#0xfc000000
vbic.i32 q12,#0xfc000000
vshrn.u64 d30,q5,#26 @ re-narrow
vmovn.i64 d10,q5
vsri.u32 q11,q10,#26
vbic.i32 q10,#0xfc000000
vshr.u32 d8,d16,#26
vbic.i32 d16,#0xfc000000
vbic.i32 d10,#0xfc000000
vadd.i32 d12,d12,d30 @ h0 -> h1
vadd.i32 d18,d18,d8 @ h3 -> h4
vbic.i32 q11,#0xfc000000
bhi .Loop_neon
.Lskip_loop:
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ multiply (inp[0:1]+hash) or inp[2:3] by r^2:r^1
add r7,r0,#(48+0*9*4)
add r6,r0,#(48+1*9*4)
adds r2,r2,#32
it ne
movne r2,#0
bne .Long_tail
vadd.i32 d25,d24,d14 @ add hash value and move to #hi
vadd.i32 d21,d20,d10
vadd.i32 d27,d26,d16
vadd.i32 d23,d22,d12
vadd.i32 d29,d28,d18
.Long_tail:
vld4.32 {d0[1],d1[1],d2[1],d3[1]},[r7]! @ load r^1
vld4.32 {d0[0],d1[0],d2[0],d3[0]},[r6]! @ load r^2
vadd.i32 d24,d24,d14 @ can be redundant
vmull.u32 q7,d25,d0
vadd.i32 d20,d20,d10
vmull.u32 q5,d21,d0
vadd.i32 d26,d26,d16
vmull.u32 q8,d27,d0
vadd.i32 d22,d22,d12
vmull.u32 q6,d23,d0
vadd.i32 d28,d28,d18
vmull.u32 q9,d29,d0
vmlal.u32 q5,d29,d2
vld4.32 {d4[1],d5[1],d6[1],d7[1]},[r7]!
vmlal.u32 q8,d25,d1
vld4.32 {d4[0],d5[0],d6[0],d7[0]},[r6]!
vmlal.u32 q6,d21,d1
vmlal.u32 q9,d27,d1
vmlal.u32 q7,d23,d1
vmlal.u32 q8,d23,d3
vld1.32 d8[1],[r7,:32]
vmlal.u32 q5,d27,d4
vld1.32 d8[0],[r6,:32]
vmlal.u32 q9,d25,d3
vmlal.u32 q6,d29,d4
vmlal.u32 q7,d21,d3
vmlal.u32 q8,d21,d5
it ne
addne r7,r0,#(48+2*9*4)
vmlal.u32 q5,d25,d6
it ne
addne r6,r0,#(48+3*9*4)
vmlal.u32 q9,d23,d5
vmlal.u32 q6,d27,d6
vmlal.u32 q7,d29,d6
vmlal.u32 q8,d29,d8
vorn q0,q0,q0 @ all-ones, can be redundant
vmlal.u32 q5,d23,d8
vshr.u64 q0,q0,#38
vmlal.u32 q9,d21,d7
vmlal.u32 q6,d25,d8
vmlal.u32 q7,d27,d8
beq .Lshort_tail
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ (hash+inp[0:1])*r^4:r^3 and accumulate
vld4.32 {d0[1],d1[1],d2[1],d3[1]},[r7]! @ load r^3
vld4.32 {d0[0],d1[0],d2[0],d3[0]},[r6]! @ load r^4
vmlal.u32 q7,d24,d0
vmlal.u32 q5,d20,d0
vmlal.u32 q8,d26,d0
vmlal.u32 q6,d22,d0
vmlal.u32 q9,d28,d0
vmlal.u32 q5,d28,d2
vld4.32 {d4[1],d5[1],d6[1],d7[1]},[r7]!
vmlal.u32 q8,d24,d1
vld4.32 {d4[0],d5[0],d6[0],d7[0]},[r6]!
vmlal.u32 q6,d20,d1
vmlal.u32 q9,d26,d1
vmlal.u32 q7,d22,d1
vmlal.u32 q8,d22,d3
vld1.32 d8[1],[r7,:32]
vmlal.u32 q5,d26,d4
vld1.32 d8[0],[r6,:32]
vmlal.u32 q9,d24,d3
vmlal.u32 q6,d28,d4
vmlal.u32 q7,d20,d3
vmlal.u32 q8,d20,d5
vmlal.u32 q5,d24,d6
vmlal.u32 q9,d22,d5
vmlal.u32 q6,d26,d6
vmlal.u32 q7,d28,d6
vmlal.u32 q8,d28,d8
vorn q0,q0,q0 @ all-ones
vmlal.u32 q5,d22,d8
vshr.u64 q0,q0,#38
vmlal.u32 q9,d20,d7
vmlal.u32 q6,d24,d8
vmlal.u32 q7,d26,d8
.Lshort_tail:
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ horizontal addition
vadd.i64 d16,d16,d17
vadd.i64 d10,d10,d11
vadd.i64 d18,d18,d19
vadd.i64 d12,d12,d13
vadd.i64 d14,d14,d15
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ lazy reduction, but without narrowing
vshr.u64 q15,q8,#26
vand.i64 q8,q8,q0
vshr.u64 q4,q5,#26
vand.i64 q5,q5,q0
vadd.i64 q9,q9,q15 @ h3 -> h4
vadd.i64 q6,q6,q4 @ h0 -> h1
vshr.u64 q15,q9,#26
vand.i64 q9,q9,q0
vshr.u64 q4,q6,#26
vand.i64 q6,q6,q0
vadd.i64 q7,q7,q4 @ h1 -> h2
vadd.i64 q5,q5,q15
vshl.u64 q15,q15,#2
vshr.u64 q4,q7,#26
vand.i64 q7,q7,q0
vadd.i64 q5,q5,q15 @ h4 -> h0
vadd.i64 q8,q8,q4 @ h2 -> h3
vshr.u64 q15,q5,#26
vand.i64 q5,q5,q0
vshr.u64 q4,q8,#26
vand.i64 q8,q8,q0
vadd.i64 q6,q6,q15 @ h0 -> h1
vadd.i64 q9,q9,q4 @ h3 -> h4
cmp r2,#0
bne .Leven
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@ store hash value
vst4.32 {d10[0],d12[0],d14[0],d16[0]},[r0]!
vst1.32 {d18[0]},[r0]
vldmia sp!,{d8-d15} @ epilogue
ldmia sp!,{r4-r7}
.Lno_data_neon:
bx lr @ bx lr
ENDPROC(poly1305_blocks_neon)
.align 5
ENTRY(poly1305_emit_neon)
ldr ip,[r0,#36] @ is_base2_26
stmdb sp!,{r4-r11}
tst ip,ip
beq .Lpoly1305_emit_enter
ldmia r0,{r3-r7}
eor r8,r8,r8
adds r3,r3,r4,lsl#26 @ base 2^26 -> base 2^32
mov r4,r4,lsr#6
adcs r4,r4,r5,lsl#20
mov r5,r5,lsr#12
adcs r5,r5,r6,lsl#14
mov r6,r6,lsr#18
adcs r6,r6,r7,lsl#8
adc r7,r8,r7,lsr#24 @ can be partially reduced ...
and r8,r7,#-4 @ ... so reduce
and r7,r6,#3
add r8,r8,r8,lsr#2 @ *= 5
adds r3,r3,r8
adcs r4,r4,#0
adcs r5,r5,#0
adcs r6,r6,#0
adc r7,r7,#0
adds r8,r3,#5 @ compare to modulus
adcs r9,r4,#0
adcs r10,r5,#0
adcs r11,r6,#0
adc r7,r7,#0
tst r7,#4 @ did it carry/borrow?
it ne
movne r3,r8
ldr r8,[r2,#0]
it ne
movne r4,r9
ldr r9,[r2,#4]
it ne
movne r5,r10
ldr r10,[r2,#8]
it ne
movne r6,r11
ldr r11,[r2,#12]
adds r3,r3,r8 @ accumulate nonce
adcs r4,r4,r9
adcs r5,r5,r10
adc r6,r6,r11
#ifdef __ARMEB__
rev r3,r3
rev r4,r4
rev r5,r5
rev r6,r6
#endif
str r3,[r1,#0] @ store the result
str r4,[r1,#4]
str r5,[r1,#8]
str r6,[r1,#12]
ldmia sp!,{r4-r11}
bx lr @ bx lr
ENDPROC(poly1305_emit_neon)
.align 5
.Lzeros:
.long 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
#endif
|