| Viewing file:  rsaz-4k-avx512.pl (29.01 KB)      -rw-r--r-- Select action/file-type:
 
  (+) |  (+) |  (+) | Code (+) | Session (+) |  (+) | SDB (+) |  (+) |  (+) |  (+) |  (+) |  (+) | 
 
# Copyright 2021-2022 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.# Copyright (c) 2021, Intel Corporation. All Rights Reserved.
 #
 # Licensed under the Apache License 2.0 (the "License").  You may not use
 # this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
 # in the file LICENSE in the source distribution or at
 # https://www.openssl.org/source/license.html
 #
 #
 # Originally written by Sergey Kirillov and Andrey Matyukov
 # Intel Corporation
 #
 # March 2021
 #
 # Initial release.
 #
 # Implementation utilizes 256-bit (ymm) registers to avoid frequency scaling issues.
 #
 # IceLake-Client @ 1.3GHz
 # |---------+-----------------------+---------------+-------------|
 # |         | OpenSSL 3.0.0-alpha15 | this          | Unit        |
 # |---------+-----------------------+---------------+-------------|
 # | rsa4096 | 14 301 4300           | 5 813 953     | cycles/sign |
 # |         | 90.9                  | 223.6 / +146% | sign/s      |
 # |---------+-----------------------+---------------+-------------|
 #
 
 # $output is the last argument if it looks like a file (it has an extension)
 # $flavour is the first argument if it doesn't look like a file
 $output = $#ARGV >= 0 && $ARGV[$#ARGV] =~ m|\.\w+$| ? pop : undef;
 $flavour = $#ARGV >= 0 && $ARGV[0] !~ m|\.| ? shift : undef;
 
 $win64=0; $win64=1 if ($flavour =~ /[nm]asm|mingw64/ || $output =~ /\.asm$/);
 $avx512ifma=0;
 
 $0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
 ( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
 ( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
 die "can't locate x86_64-xlate.pl";
 
 if (`$ENV{CC} -Wa,-v -c -o /dev/null -x assembler /dev/null 2>&1`
 =~ /GNU assembler version ([2-9]\.[0-9]+)/) {
 $avx512ifma = ($1>=2.26);
 }
 
 if (!$avx512 && $win64 && ($flavour =~ /nasm/ || $ENV{ASM} =~ /nasm/) &&
 `nasm -v 2>&1` =~ /NASM version ([2-9]\.[0-9]+)(?:\.([0-9]+))?/) {
 $avx512ifma = ($1==2.11 && $2>=8) + ($1>=2.12);
 }
 
 if (!$avx512 && `$ENV{CC} -v 2>&1` =~ /((?:clang|LLVM) version|.*based on LLVM) ([0-9]+\.[0-9]+)/) {
 $avx512ifma = ($2>=7.0);
 }
 
 open OUT,"| \"$^X\" \"$xlate\" $flavour \"$output\""
 or die "can't call $xlate: $!";
 *STDOUT=*OUT;
 
 if ($avx512ifma>0) {{{
 @_6_args_universal_ABI = ("%rdi","%rsi","%rdx","%rcx","%r8","%r9");
 
 ###############################################################################
 # Almost Montgomery Multiplication (AMM) for 40-digit number in radix 2^52.
 #
 # AMM is defined as presented in the paper [1].
 #
 # The input and output are presented in 2^52 radix domain, i.e.
 #   |res|, |a|, |b|, |m| are arrays of 40 64-bit qwords with 12 high bits zeroed.
 #   |k0| is a Montgomery coefficient, which is here k0 = -1/m mod 2^64
 #
 # NB: the AMM implementation does not perform "conditional" subtraction step
 # specified in the original algorithm as according to the Lemma 1 from the paper
 # [2], the result will be always < 2*m and can be used as a direct input to
 # the next AMM iteration.  This post-condition is true, provided the correct
 # parameter |s| (notion of the Lemma 1 from [2]) is chosen, i.e.  s >= n + 2 * k,
 # which matches our case: 2080 > 2048 + 2 * 1.
 #
 # [1] Gueron, S. Efficient software implementations of modular exponentiation.
 #     DOI: 10.1007/s13389-012-0031-5
 # [2] Gueron, S. Enhanced Montgomery Multiplication.
 #     DOI: 10.1007/3-540-36400-5_5
 #
 # void ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256(BN_ULONG *res,
 #                                    const BN_ULONG *a,
 #                                    const BN_ULONG *b,
 #                                    const BN_ULONG *m,
 #                                    BN_ULONG k0);
 ###############################################################################
 {
 # input parameters ("%rdi","%rsi","%rdx","%rcx","%r8")
 my ($res,$a,$b,$m,$k0) = @_6_args_universal_ABI;
 
 my $mask52     = "%rax";
 my $acc0_0     = "%r9";
 my $acc0_0_low = "%r9d";
 my $acc0_1     = "%r15";
 my $acc0_1_low = "%r15d";
 my $b_ptr      = "%r11";
 
 my $iter = "%ebx";
 
 my $zero = "%ymm0";
 my $Bi   = "%ymm1";
 my $Yi   = "%ymm2";
 my ($R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h) = map("%ymm$_",(3..12));
 my ($R0_1,$R0_1h,$R1_1,$R1_1h,$R2_1,$R2_1h,$R3_1,$R3_1h,$R4_1,$R4_1h) = map("%ymm$_",(13..22));
 
 # Registers mapping for normalization
 my ($T0,$T0h,$T1,$T1h,$T2,$T2h,$T3,$T3h,$T4,$T4h) = ("$zero", "$Bi", "$Yi", map("%ymm$_", (23..29)));
 
 sub amm52x40_x1() {
 # _data_offset - offset in the |a| or |m| arrays pointing to the beginning
 #                of data for corresponding AMM operation;
 # _b_offset    - offset in the |b| array pointing to the next qword digit;
 my ($_data_offset,$_b_offset,$_acc,$_R0,$_R0h,$_R1,$_R1h,$_R2,$_R2h,$_R3,$_R3h,$_R4,$_R4h,$_k0) = @_;
 my $_R0_xmm = $_R0;
 $_R0_xmm =~ s/%y/%x/;
 $code.=<<___;
 movq    $_b_offset($b_ptr), %r13             # b[i]
 
 vpbroadcastq    %r13, $Bi                    # broadcast b[i]
 movq    $_data_offset($a), %rdx
 mulx    %r13, %r13, %r12                     # a[0]*b[i] = (t0,t2)
 addq    %r13, $_acc                          # acc += t0
 movq    %r12, %r10
 adcq    \$0, %r10                            # t2 += CF
 
 movq    $_k0, %r13
 imulq   $_acc, %r13                          # acc * k0
 andq    $mask52, %r13                        # yi = (acc * k0) & mask52
 
 vpbroadcastq    %r13, $Yi                    # broadcast y[i]
 movq    $_data_offset($m), %rdx
 mulx    %r13, %r13, %r12                     # yi * m[0] = (t0,t1)
 addq    %r13, $_acc                          # acc += t0
 adcq    %r12, %r10                           # t2 += (t1 + CF)
 
 shrq    \$52, $_acc
 salq    \$12, %r10
 or      %r10, $_acc                          # acc = ((acc >> 52) | (t2 << 12))
 
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*0`($a), $Bi, $_R0
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*0+32`($a), $Bi, $_R0h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*2+32`($a), $Bi, $_R2h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*3`($a), $Bi, $_R3
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*3+32`($a), $Bi, $_R3h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*4`($a), $Bi, $_R4
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*4+32`($a), $Bi, $_R4h
 
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*0`($m), $Yi, $_R0
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*0+32`($m), $Yi, $_R0h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*2+32`($m), $Yi, $_R2h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*3`($m), $Yi, $_R3
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*3+32`($m), $Yi, $_R3h
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*4`($m), $Yi, $_R4
 vpmadd52luq `$_data_offset+64*4+32`($m), $Yi, $_R4h
 
 # Shift accumulators right by 1 qword, zero extending the highest one
 valignq     \$1, $_R0, $_R0h, $_R0
 valignq     \$1, $_R0h, $_R1, $_R0h
 valignq     \$1, $_R1, $_R1h, $_R1
 valignq     \$1, $_R1h, $_R2, $_R1h
 valignq     \$1, $_R2, $_R2h, $_R2
 valignq     \$1, $_R2h, $_R3, $_R2h
 valignq     \$1, $_R3, $_R3h, $_R3
 valignq     \$1, $_R3h, $_R4, $_R3h
 valignq     \$1, $_R4, $_R4h, $_R4
 valignq     \$1, $_R4h, $zero, $_R4h
 
 vmovq   $_R0_xmm, %r13
 addq    %r13, $_acc    # acc += R0[0]
 
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*0`($a), $Bi, $_R0
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*0+32`($a), $Bi, $_R0h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*2+32`($a), $Bi, $_R2h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*3`($a), $Bi, $_R3
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*3+32`($a), $Bi, $_R3h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*4`($a), $Bi, $_R4
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*4+32`($a), $Bi, $_R4h
 
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*0`($m), $Yi, $_R0
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*0+32`($m), $Yi, $_R0h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*2+32`($m), $Yi, $_R2h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*3`($m), $Yi, $_R3
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*3+32`($m), $Yi, $_R3h
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*4`($m), $Yi, $_R4
 vpmadd52huq `$_data_offset+64*4+32`($m), $Yi, $_R4h
 ___
 }
 
 # Normalization routine: handles carry bits and gets bignum qwords to normalized
 # 2^52 representation.
 #
 # Uses %r8-14,%e[abcd]x
 sub amm52x40_x1_norm {
 my ($_acc,$_R0,$_R0h,$_R1,$_R1h,$_R2,$_R2h,$_R3,$_R3h,$_R4,$_R4h) = @_;
 $code.=<<___;
 # Put accumulator to low qword in R0
 vpbroadcastq    $_acc, $T0
 vpblendd \$3, $T0, $_R0, $_R0
 
 # Extract "carries" (12 high bits) from each QW of the bignum
 # Save them to LSB of QWs in T0..Tn
 vpsrlq    \$52, $_R0,   $T0
 vpsrlq    \$52, $_R0h,  $T0h
 vpsrlq    \$52, $_R1,   $T1
 vpsrlq    \$52, $_R1h,  $T1h
 vpsrlq    \$52, $_R2,   $T2
 vpsrlq    \$52, $_R2h,  $T2h
 vpsrlq    \$52, $_R3,   $T3
 vpsrlq    \$52, $_R3h,  $T3h
 vpsrlq    \$52, $_R4,   $T4
 vpsrlq    \$52, $_R4h,  $T4h
 
 # "Shift left" T0..Tn by 1 QW
 valignq \$3, $T4,  $T4h,  $T4h
 valignq \$3, $T3h,  $T4,  $T4
 valignq \$3, $T3,  $T3h,  $T3h
 valignq \$3, $T2h,  $T3,  $T3
 valignq \$3, $T2,  $T2h,  $T2h
 valignq \$3, $T1h,  $T2,  $T2
 valignq \$3, $T1,   $T1h, $T1h
 valignq \$3, $T0h,  $T1,  $T1
 valignq \$3, $T0,   $T0h, $T0h
 valignq \$3, .Lzeros(%rip), $T0,  $T0
 
 # Drop "carries" from R0..Rn QWs
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R2h, $_R2h
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $_R3
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R3h, $_R3h
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R4,  $_R4
 vpandq    .Lmask52x4(%rip), $_R4h, $_R4h
 
 # Sum R0..Rn with corresponding adjusted carries
 vpaddq  $T0,  $_R0,  $_R0
 vpaddq  $T0h, $_R0h, $_R0h
 vpaddq  $T1,  $_R1,  $_R1
 vpaddq  $T1h, $_R1h, $_R1h
 vpaddq  $T2,  $_R2,  $_R2
 vpaddq  $T2h, $_R2h, $_R2h
 vpaddq  $T3,  $_R3,  $_R3
 vpaddq  $T3h, $_R3h, $_R3h
 vpaddq  $T4,  $_R4,  $_R4
 vpaddq  $T4h, $_R4h, $_R4h
 
 # Now handle carry bits from this addition
 # Get mask of QWs whose 52-bit parts overflow
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R0},%k1    # OP=nle (i.e. gt)
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R0h},%k2
 kmovb      %k1,%r14d
 kmovb      %k2,%r13d
 shl        \$4,%r13b
 or         %r13b,%r14b
 
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R1},%k1
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R1h},%k2
 kmovb      %k1,%r13d
 kmovb      %k2,%r12d
 shl        \$4,%r12b
 or         %r12b,%r13b
 
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R2},%k1
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R2h},%k2
 kmovb      %k1,%r12d
 kmovb      %k2,%r11d
 shl        \$4,%r11b
 or         %r11b,%r12b
 
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R3},%k1
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R3h},%k2
 kmovb      %k1,%r11d
 kmovb      %k2,%r10d
 shl        \$4,%r10b
 or         %r10b,%r11b
 
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R4},%k1
 vpcmpuq    \$6,.Lmask52x4(%rip),${_R4h},%k2
 kmovb      %k1,%r10d
 kmovb      %k2,%r9d
 shl        \$4,%r9b
 or         %r9b,%r10b
 
 addb       %r14b,%r14b
 adcb       %r13b,%r13b
 adcb       %r12b,%r12b
 adcb       %r11b,%r11b
 adcb       %r10b,%r10b
 
 # Get mask of QWs whose 52-bit parts saturated
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R0},%k1    # OP=eq
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R0h},%k2
 kmovb      %k1,%r9d
 kmovb      %k2,%r8d
 shl        \$4,%r8b
 or         %r8b,%r9b
 
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R1},%k1
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R1h},%k2
 kmovb      %k1,%r8d
 kmovb      %k2,%edx
 shl        \$4,%dl
 or         %dl,%r8b
 
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R2},%k1
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R2h},%k2
 kmovb      %k1,%edx
 kmovb      %k2,%ecx
 shl        \$4,%cl
 or         %cl,%dl
 
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R3},%k1
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R3h},%k2
 kmovb      %k1,%ecx
 kmovb      %k2,%ebx
 shl        \$4,%bl
 or         %bl,%cl
 
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R4},%k1
 vpcmpuq    \$0,.Lmask52x4(%rip),${_R4h},%k2
 kmovb      %k1,%ebx
 kmovb      %k2,%eax
 shl        \$4,%al
 or         %al,%bl
 
 addb     %r9b,%r14b
 adcb     %r8b,%r13b
 adcb     %dl,%r12b
 adcb     %cl,%r11b
 adcb     %bl,%r10b
 
 xor      %r9b,%r14b
 xor      %r8b,%r13b
 xor      %dl,%r12b
 xor      %cl,%r11b
 xor      %bl,%r10b
 
 kmovb    %r14d,%k1
 shr      \$4,%r14b
 kmovb    %r14d,%k2
 kmovb    %r13d,%k3
 shr      \$4,%r13b
 kmovb    %r13d,%k4
 kmovb    %r12d,%k5
 shr      \$4,%r12b
 kmovb    %r12d,%k6
 kmovb    %r11d,%k7
 
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0,  ${_R0}{%k1}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0h, ${_R0h}{%k2}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1,  ${_R1}{%k3}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1h, ${_R1h}{%k4}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R2,  ${_R2}{%k5}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R2h, ${_R2h}{%k6}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R3,  ${_R3}{%k7}
 
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R2h, $_R2h
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $_R3
 
 shr    \$4,%r11b
 kmovb   %r11d,%k1
 kmovb   %r10d,%k2
 shr    \$4,%r10b
 kmovb   %r10d,%k3
 
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R3h, ${_R3h}{%k1}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R4,  ${_R4}{%k2}
 vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R4h, ${_R4h}{%k3}
 
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R3h, $_R3h
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R4,  $_R4
 vpandq  .Lmask52x4(%rip), $_R4h, $_R4h
 ___
 }
 
 $code.=<<___;
 .text
 
 .globl  ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256
 .type   ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256,\@function,5
 .align 32
 ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256:
 .cfi_startproc
 endbranch
 push    %rbx
 .cfi_push   %rbx
 push    %rbp
 .cfi_push   %rbp
 push    %r12
 .cfi_push   %r12
 push    %r13
 .cfi_push   %r13
 push    %r14
 .cfi_push   %r14
 push    %r15
 .cfi_push   %r15
 ___
 $code.=<<___ if ($win64);
 lea     -168(%rsp),%rsp                 # 16*10 + (8 bytes to get correct 16-byte SIMD alignment)
 vmovdqa64   %xmm6, `0*16`(%rsp)         # save non-volatile registers
 vmovdqa64   %xmm7, `1*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm8, `2*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm9, `3*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm10,`4*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm11,`5*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm12,`6*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm13,`7*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm14,`8*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm15,`9*16`(%rsp)
 .Lossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256_body:
 ___
 $code.=<<___;
 # Zeroing accumulators
 vpxord   $zero, $zero, $zero
 vmovdqa64   $zero, $R0_0
 vmovdqa64   $zero, $R0_0h
 vmovdqa64   $zero, $R1_0
 vmovdqa64   $zero, $R1_0h
 vmovdqa64   $zero, $R2_0
 vmovdqa64   $zero, $R2_0h
 vmovdqa64   $zero, $R3_0
 vmovdqa64   $zero, $R3_0h
 vmovdqa64   $zero, $R4_0
 vmovdqa64   $zero, $R4_0h
 
 xorl    $acc0_0_low, $acc0_0_low
 
 movq    $b, $b_ptr                       # backup address of b
 movq    \$0xfffffffffffff, $mask52       # 52-bit mask
 
 # Loop over 40 digits unrolled by 4
 mov     \$10, $iter
 
 .align 32
 .Lloop10:
 ___
 foreach my $idx (0..3) {
 &amm52x40_x1(0,8*$idx,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h,$k0);
 }
 $code.=<<___;
 lea    `4*8`($b_ptr), $b_ptr
 dec    $iter
 jne    .Lloop10
 ___
 &amm52x40_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h);
 $code.=<<___;
 
 vmovdqu64   $R0_0,  `0*32`($res)
 vmovdqu64   $R0_0h, `1*32`($res)
 vmovdqu64   $R1_0,  `2*32`($res)
 vmovdqu64   $R1_0h, `3*32`($res)
 vmovdqu64   $R2_0,  `4*32`($res)
 vmovdqu64   $R2_0h, `5*32`($res)
 vmovdqu64   $R3_0,  `6*32`($res)
 vmovdqu64   $R3_0h, `7*32`($res)
 vmovdqu64   $R4_0,  `8*32`($res)
 vmovdqu64   $R4_0h, `9*32`($res)
 
 vzeroupper
 lea     (%rsp),%rax
 .cfi_def_cfa_register   %rax
 ___
 $code.=<<___ if ($win64);
 vmovdqa64   `0*16`(%rax),%xmm6
 vmovdqa64   `1*16`(%rax),%xmm7
 vmovdqa64   `2*16`(%rax),%xmm8
 vmovdqa64   `3*16`(%rax),%xmm9
 vmovdqa64   `4*16`(%rax),%xmm10
 vmovdqa64   `5*16`(%rax),%xmm11
 vmovdqa64   `6*16`(%rax),%xmm12
 vmovdqa64   `7*16`(%rax),%xmm13
 vmovdqa64   `8*16`(%rax),%xmm14
 vmovdqa64   `9*16`(%rax),%xmm15
 lea  168(%rsp),%rax
 ___
 $code.=<<___;
 mov  0(%rax),%r15
 .cfi_restore    %r15
 mov  8(%rax),%r14
 .cfi_restore    %r14
 mov  16(%rax),%r13
 .cfi_restore    %r13
 mov  24(%rax),%r12
 .cfi_restore    %r12
 mov  32(%rax),%rbp
 .cfi_restore    %rbp
 mov  40(%rax),%rbx
 .cfi_restore    %rbx
 lea  48(%rax),%rsp       # restore rsp
 .cfi_def_cfa %rsp,8
 .Lossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256_epilogue:
 
 ret
 .cfi_endproc
 .size   ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256, .-ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256
 ___
 
 $code.=<<___;
 .data
 .align 32
 .Lmask52x4:
 .quad   0xfffffffffffff
 .quad   0xfffffffffffff
 .quad   0xfffffffffffff
 .quad   0xfffffffffffff
 ___
 
 ###############################################################################
 # Dual Almost Montgomery Multiplication for 40-digit number in radix 2^52
 #
 # See description of ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256() above for details about Almost
 # Montgomery Multiplication algorithm and function input parameters description.
 #
 # This function does two AMMs for two independent inputs, hence dual.
 #
 # void ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256(BN_ULONG out[2][40],
 #                                    const BN_ULONG a[2][40],
 #                                    const BN_ULONG b[2][40],
 #                                    const BN_ULONG m[2][40],
 #                                    const BN_ULONG k0[2]);
 ###############################################################################
 
 $code.=<<___;
 .text
 
 .globl  ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256
 .type   ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256,\@function,5
 .align 32
 ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256:
 .cfi_startproc
 endbranch
 push    %rbx
 .cfi_push   %rbx
 push    %rbp
 .cfi_push   %rbp
 push    %r12
 .cfi_push   %r12
 push    %r13
 .cfi_push   %r13
 push    %r14
 .cfi_push   %r14
 push    %r15
 .cfi_push   %r15
 ___
 $code.=<<___ if ($win64);
 lea     -168(%rsp),%rsp
 vmovdqa64   %xmm6, `0*16`(%rsp)        # save non-volatile registers
 vmovdqa64   %xmm7, `1*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm8, `2*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm9, `3*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm10,`4*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm11,`5*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm12,`6*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm13,`7*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm14,`8*16`(%rsp)
 vmovdqa64   %xmm15,`9*16`(%rsp)
 .Lossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256_body:
 ___
 $code.=<<___;
 # Zeroing accumulators
 vpxord   $zero, $zero, $zero
 vmovdqa64   $zero, $R0_0
 vmovdqa64   $zero, $R0_0h
 vmovdqa64   $zero, $R1_0
 vmovdqa64   $zero, $R1_0h
 vmovdqa64   $zero, $R2_0
 vmovdqa64   $zero, $R2_0h
 vmovdqa64   $zero, $R3_0
 vmovdqa64   $zero, $R3_0h
 vmovdqa64   $zero, $R4_0
 vmovdqa64   $zero, $R4_0h
 
 vmovdqa64   $zero, $R0_1
 vmovdqa64   $zero, $R0_1h
 vmovdqa64   $zero, $R1_1
 vmovdqa64   $zero, $R1_1h
 vmovdqa64   $zero, $R2_1
 vmovdqa64   $zero, $R2_1h
 vmovdqa64   $zero, $R3_1
 vmovdqa64   $zero, $R3_1h
 vmovdqa64   $zero, $R4_1
 vmovdqa64   $zero, $R4_1h
 
 
 xorl    $acc0_0_low, $acc0_0_low
 xorl    $acc0_1_low, $acc0_1_low
 
 movq    $b, $b_ptr                       # backup address of b
 movq    \$0xfffffffffffff, $mask52       # 52-bit mask
 
 mov    \$40, $iter
 
 .align 32
 .Lloop40:
 ___
 &amm52x40_x1(   0,   0,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h,"($k0)");
 # 40*8 = offset of the next dimension in two-dimension array
 &amm52x40_x1(40*8,40*8,$acc0_1,$R0_1,$R0_1h,$R1_1,$R1_1h,$R2_1,$R2_1h,$R3_1,$R3_1h,$R4_1,$R4_1h,"8($k0)");
 $code.=<<___;
 lea    8($b_ptr), $b_ptr
 dec    $iter
 jne    .Lloop40
 ___
 &amm52x40_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h);
 &amm52x40_x1_norm($acc0_1,$R0_1,$R0_1h,$R1_1,$R1_1h,$R2_1,$R2_1h,$R3_1,$R3_1h,$R4_1,$R4_1h);
 $code.=<<___;
 
 vmovdqu64   $R0_0,  `0*32`($res)
 vmovdqu64   $R0_0h, `1*32`($res)
 vmovdqu64   $R1_0,  `2*32`($res)
 vmovdqu64   $R1_0h, `3*32`($res)
 vmovdqu64   $R2_0,  `4*32`($res)
 vmovdqu64   $R2_0h, `5*32`($res)
 vmovdqu64   $R3_0,  `6*32`($res)
 vmovdqu64   $R3_0h, `7*32`($res)
 vmovdqu64   $R4_0,  `8*32`($res)
 vmovdqu64   $R4_0h, `9*32`($res)
 
 vmovdqu64   $R0_1,  `10*32`($res)
 vmovdqu64   $R0_1h, `11*32`($res)
 vmovdqu64   $R1_1,  `12*32`($res)
 vmovdqu64   $R1_1h, `13*32`($res)
 vmovdqu64   $R2_1,  `14*32`($res)
 vmovdqu64   $R2_1h, `15*32`($res)
 vmovdqu64   $R3_1,  `16*32`($res)
 vmovdqu64   $R3_1h, `17*32`($res)
 vmovdqu64   $R4_1,  `18*32`($res)
 vmovdqu64   $R4_1h, `19*32`($res)
 
 vzeroupper
 lea     (%rsp),%rax
 .cfi_def_cfa_register   %rax
 ___
 $code.=<<___ if ($win64);
 vmovdqa64   `0*16`(%rax),%xmm6
 vmovdqa64   `1*16`(%rax),%xmm7
 vmovdqa64   `2*16`(%rax),%xmm8
 vmovdqa64   `3*16`(%rax),%xmm9
 vmovdqa64   `4*16`(%rax),%xmm10
 vmovdqa64   `5*16`(%rax),%xmm11
 vmovdqa64   `6*16`(%rax),%xmm12
 vmovdqa64   `7*16`(%rax),%xmm13
 vmovdqa64   `8*16`(%rax),%xmm14
 vmovdqa64   `9*16`(%rax),%xmm15
 lea     168(%rsp),%rax
 ___
 $code.=<<___;
 mov  0(%rax),%r15
 .cfi_restore    %r15
 mov  8(%rax),%r14
 .cfi_restore    %r14
 mov  16(%rax),%r13
 .cfi_restore    %r13
 mov  24(%rax),%r12
 .cfi_restore    %r12
 mov  32(%rax),%rbp
 .cfi_restore    %rbp
 mov  40(%rax),%rbx
 .cfi_restore    %rbx
 lea  48(%rax),%rsp
 .cfi_def_cfa    %rsp,8
 .Lossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256_epilogue:
 ret
 .cfi_endproc
 .size   ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256, .-ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256
 ___
 }
 
 ###############################################################################
 # Constant time extraction from the precomputed table of powers base^i, where
 #    i = 0..2^EXP_WIN_SIZE-1
 #
 # The input |red_table| contains precomputations for two independent base values.
 # |red_table_idx1| and |red_table_idx2| are corresponding power indexes.
 #
 # Extracted value (output) is 2 40 digits numbers in 2^52 radix.
 #
 # void ossl_extract_multiplier_2x40_win5(BN_ULONG *red_Y,
 #                                        const BN_ULONG red_table[1 << EXP_WIN_SIZE][2][40],
 #                                        int red_table_idx1, int red_table_idx2);
 #
 # EXP_WIN_SIZE = 5
 ###############################################################################
 {
 # input parameters
 my ($out,$red_tbl,$red_tbl_idx1,$red_tbl_idx2)=$win64 ? ("%rcx","%rdx","%r8", "%r9") :  # Win64 order
 ("%rdi","%rsi","%rdx","%rcx");  # Unix order
 
 my ($t0,$t1,$t2,$t3,$t4,$t5) = map("%ymm$_", (0..5));
 my ($t6,$t7,$t8,$t9) = map("%ymm$_", (16..19));
 my ($tmp,$cur_idx,$idx1,$idx2,$ones) = map("%ymm$_", (20..24));
 
 my @t = ($t0,$t1,$t2,$t3,$t4,$t5,$t6,$t7,$t8,$t9);
 my $t0xmm = $t0;
 $t0xmm =~ s/%y/%x/;
 
 sub get_table_value_consttime() {
 my ($_idx,$_offset) = @_;
 $code.=<<___;
 vpxorq   $cur_idx, $cur_idx, $cur_idx
 .align 32
 .Lloop_$_offset:
 vpcmpq  \$0, $cur_idx, $_idx, %k1      # mask of (idx == cur_idx)
 ___
 foreach (0..9) {
 $code.=<<___;
 vmovdqu64  `$_offset+${_}*32`($red_tbl), $tmp   # load data from red_tbl
 vpblendmq  $tmp, $t[$_], ${t[$_]}{%k1}          # extract data when mask is not zero
 ___
 }
 $code.=<<___;
 vpaddq  $ones, $cur_idx, $cur_idx # increment cur_idx
 addq    \$`2*40*8`, $red_tbl
 cmpq    $red_tbl, %rax
 jne .Lloop_$_offset
 ___
 }
 
 $code.=<<___;
 .text
 
 .align 32
 .globl  ossl_extract_multiplier_2x40_win5
 .type   ossl_extract_multiplier_2x40_win5,\@abi-omnipotent
 ossl_extract_multiplier_2x40_win5:
 .cfi_startproc
 endbranch
 vmovdqa64   .Lones(%rip), $ones         # broadcast ones
 vpbroadcastq    $red_tbl_idx1, $idx1
 vpbroadcastq    $red_tbl_idx2, $idx2
 leaq   `(1<<5)*2*40*8`($red_tbl), %rax  # holds end of the tbl
 
 # backup red_tbl address
 movq    $red_tbl, %r10
 
 # zeroing t0..n, cur_idx
 vpxor   $t0xmm, $t0xmm, $t0xmm
 ___
 foreach (1..9) {
 $code.="vmovdqa64   $t0, $t[$_] \n";
 }
 
 &get_table_value_consttime($idx1, 0);
 foreach (0..9) {
 $code.="vmovdqu64   $t[$_], `(0+$_)*32`($out) \n";
 }
 $code.="movq    %r10, $red_tbl \n";
 &get_table_value_consttime($idx2, 40*8);
 foreach (0..9) {
 $code.="vmovdqu64   $t[$_], `(10+$_)*32`($out) \n";
 }
 $code.=<<___;
 
 ret
 .cfi_endproc
 .size   ossl_extract_multiplier_2x40_win5, .-ossl_extract_multiplier_2x40_win5
 ___
 $code.=<<___;
 .data
 .align 32
 .Lones:
 .quad   1,1,1,1
 .Lzeros:
 .quad   0,0,0,0
 ___
 }
 
 if ($win64) {
 $rec="%rcx";
 $frame="%rdx";
 $context="%r8";
 $disp="%r9";
 
 $code.=<<___;
 .extern     __imp_RtlVirtualUnwind
 .type   rsaz_avx_handler,\@abi-omnipotent
 .align  16
 rsaz_avx_handler:
 push    %rsi
 push    %rdi
 push    %rbx
 push    %rbp
 push    %r12
 push    %r13
 push    %r14
 push    %r15
 pushfq
 sub     \$64,%rsp
 
 mov     120($context),%rax # pull context->Rax
 mov     248($context),%rbx # pull context->Rip
 
 mov     8($disp),%rsi      # disp->ImageBase
 mov     56($disp),%r11     # disp->HandlerData
 
 mov     0(%r11),%r10d      # HandlerData[0]
 lea     (%rsi,%r10),%r10   # prologue label
 cmp     %r10,%rbx          # context->Rip<.Lprologue
 jb  .Lcommon_seh_tail
 
 mov     4(%r11),%r10d      # HandlerData[1]
 lea     (%rsi,%r10),%r10   # epilogue label
 cmp     %r10,%rbx          # context->Rip>=.Lepilogue
 jae     .Lcommon_seh_tail
 
 mov     152($context),%rax # pull context->Rsp
 
 lea     (%rax),%rsi         # %xmm save area
 lea     512($context),%rdi  # & context.Xmm6
 mov     \$20,%ecx           # 10*sizeof(%xmm0)/sizeof(%rax)
 .long   0xa548f3fc          # cld; rep movsq
 
 lea     `48+168`(%rax),%rax
 
 mov     -8(%rax),%rbx
 mov     -16(%rax),%rbp
 mov     -24(%rax),%r12
 mov     -32(%rax),%r13
 mov     -40(%rax),%r14
 mov     -48(%rax),%r15
 mov     %rbx,144($context) # restore context->Rbx
 mov     %rbp,160($context) # restore context->Rbp
 mov     %r12,216($context) # restore context->R12
 mov     %r13,224($context) # restore context->R13
 mov     %r14,232($context) # restore context->R14
 mov     %r15,240($context) # restore context->R14
 
 .Lcommon_seh_tail:
 mov     8(%rax),%rdi
 mov     16(%rax),%rsi
 mov     %rax,152($context) # restore context->Rsp
 mov     %rsi,168($context) # restore context->Rsi
 mov     %rdi,176($context) # restore context->Rdi
 
 mov     40($disp),%rdi     # disp->ContextRecord
 mov     $context,%rsi      # context
 mov     \$154,%ecx         # sizeof(CONTEXT)
 .long   0xa548f3fc         # cld; rep movsq
 
 mov     $disp,%rsi
 xor     %rcx,%rcx          # arg1, UNW_FLAG_NHANDLER
 mov     8(%rsi),%rdx       # arg2, disp->ImageBase
 mov     0(%rsi),%r8        # arg3, disp->ControlPc
 mov     16(%rsi),%r9       # arg4, disp->FunctionEntry
 mov     40(%rsi),%r10      # disp->ContextRecord
 lea     56(%rsi),%r11      # &disp->HandlerData
 lea     24(%rsi),%r12      # &disp->EstablisherFrame
 mov     %r10,32(%rsp)      # arg5
 mov     %r11,40(%rsp)      # arg6
 mov     %r12,48(%rsp)      # arg7
 mov     %rcx,56(%rsp)      # arg8, (NULL)
 call    *__imp_RtlVirtualUnwind(%rip)
 
 mov     \$1,%eax           # ExceptionContinueSearch
 add     \$64,%rsp
 popfq
 pop     %r15
 pop     %r14
 pop     %r13
 pop     %r12
 pop     %rbp
 pop     %rbx
 pop     %rdi
 pop     %rsi
 ret
 .size   rsaz_avx_handler,.-rsaz_avx_handler
 
 .section    .pdata
 .align  4
 .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256
 .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256
 .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256
 
 .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256
 .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256
 .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256
 
 .section    .xdata
 .align  8
 .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256:
 .byte   9,0,0,0
 .rva    rsaz_avx_handler
 .rva    .Lossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256_epilogue
 .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256:
 .byte   9,0,0,0
 .rva    rsaz_avx_handler
 .rva    .Lossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256_epilogue
 ___
 }
 }}} else {{{                # fallback for old assembler
 $code.=<<___;
 .text
 
 .globl  ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256
 .globl  ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256
 .globl  ossl_extract_multiplier_2x40_win5
 .type   ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256,\@abi-omnipotent
 ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256:
 ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256:
 ossl_extract_multiplier_2x40_win5:
 .byte   0x0f,0x0b    # ud2
 ret
 .size   ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256, .-ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256
 ___
 }}}
 
 $code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval $1/gem;
 print $code;
 close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";
 
 |