@@@ i386 wip
[catacomb] / symm / chacha-x86ish-sse2.S
index 0989fd4..d21a624 100644 (file)
 /// MA 02111-1307, USA.
 
 ///--------------------------------------------------------------------------
-/// External definitions.
+/// Preliminaries.
 
 #include "config.h"
 #include "asm-common.h"
 
+       .text
+
 ///--------------------------------------------------------------------------
 /// Main code.
 
-       .arch pentium4
-       .text
+FUNC(chacha_core_x86ish_avx)
+       .arch   .avx
+       vzeroupper
+  endprologue
+       // drop through...
+ENDFUNC
+
+       .arch   pentium4
 
 FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
 
@@ -42,12 +50,12 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
 
 #if CPUFAM_X86
        // Arguments come in on the stack, and will need to be collected.  We
-       // we can get away with just the scratch registers for integer work,
-       // but we'll run out of XMM registers and will need some properly
-       // aligned space which we'll steal from the stack.  I don't trust the
-       // stack pointer's alignment, so I'll have to mask the stack pointer,
-       // which in turn means I'll need to keep track of the old value.
-       // Hence I'm making a full i386-style stack frame here.
+       // can get away with just the scratch registers for integer work, but
+       // we'll run out of XMM registers and will need some properly aligned
+       // space which we'll steal from the stack.  I don't trust the stack
+       // pointer's alignment, so I'll have to mask the stack pointer, which
+       // in turn means I'll need to keep track of the old value.  Hence I'm
+       // making a full i386-style stack frame here.
        //
        // The Windows and SysV ABIs are sufficiently similar that we don't
        // need to worry about the differences here.
@@ -58,15 +66,15 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
 #  define SAVE0 xmm5
 #  define SAVE1 xmm6
 #  define SAVE2 xmm7
-#  define SAVE3 [esp]
-
-       pushreg ebp
-       setfp   ebp
-       sub     esp, 16
-       mov     IN, [ebp + 12]
-       mov     OUT, [ebp + 16]
-       and     esp, ~15
-       mov     NR, [ebp + 8]
+#  define SAVE3 [SP]
+
+       pushreg BP
+       setfp
+       stalloc 16
+       mov     IN, [BP + 12]
+       mov     OUT, [BP + 16]
+       and     SP, ~15
+       mov     NR, [BP + 8]
 #endif
 
 #if CPUFAM_AMD64 && ABI_SYSV
@@ -97,9 +105,9 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
 #  define IN rdx
 #  define OUT r8
 #  define SAVE0 xmm5
-#  define SAVE1 [rsp +  0]
-#  define SAVE2 [rsp + 16]
-#  define SAVE3 [rsp + 32]
+#  define SAVE1 [SP +  0]
+#  define SAVE2 [SP + 16]
+#  define SAVE3 [SP + 32]
 
        stalloc 48 + 8
 #endif
@@ -156,9 +164,9 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
 
        // c += d; b ^= c; b <<<=  7
        paddd   xmm2, xmm3
-        pshufd xmm3, xmm3, SHUF(2, 1, 0, 3)
+        pshufd xmm3, xmm3, SHUF(3, 0, 1, 2)
        pxor    xmm1, xmm2
-        pshufd xmm2, xmm2, SHUF(1, 0, 3, 2)
+        pshufd xmm2, xmm2, SHUF(2, 3, 0, 1)
        movdqa  xmm4, xmm1
        pslld   xmm1, 7
        psrld   xmm4, 25
@@ -176,7 +184,7 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
        //
        // The shuffles have quite high latency, so they've mostly been
        // pushed upwards.  The remaining one can't be moved, though.
-       pshufd  xmm1, xmm1, SHUF(0, 3, 2, 1)
+       pshufd  xmm1, xmm1, SHUF(1, 2, 3, 0)
 
        // Apply the diagonal quarterround to each of the columns
        // simultaneously.
@@ -207,9 +215,9 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
 
        // c += d; b ^= c; b <<<=  7
        paddd   xmm2, xmm3
-        pshufd xmm3, xmm3, SHUF(0, 3, 2, 1)
+        pshufd xmm3, xmm3, SHUF(1, 2, 3, 0)
        pxor    xmm1, xmm2
-        pshufd xmm2, xmm2, SHUF(1, 0, 3, 2)
+        pshufd xmm2, xmm2, SHUF(2, 3, 0, 1)
        movdqa  xmm4, xmm1
        pslld   xmm1, 7
        psrld   xmm4, 25
@@ -218,7 +226,7 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
        // Finally, finish off undoing the transpose, and we're done for this
        // doubleround.  Again, most of this was done above so we don't have
        // to wait for the shuffles.
-       pshufd  xmm1, xmm1, SHUF(2, 1, 0, 3)
+       pshufd  xmm1, xmm1, SHUF(3, 0, 1, 2)
 
        // Decrement the loop counter and see if we should go round again.
        sub     NR, 2
@@ -240,7 +248,7 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
        // Tidy things up.
 #if CPUFAM_X86
        dropfp
-       popreg  ebp
+       popreg  BP
 #endif
 #if CPUFAM_AMD64 && ABI_WIN
        stfree  48 + 8
@@ -251,4 +259,138 @@ FUNC(chacha_core_x86ish_sse2)
 
 ENDFUNC
 
+FUNC(chacha_multi_i386_sse2)
+       // Arguments are on the stack:
+       //
+       // [sp +  4]    pointer to state
+       // [sp +  8]    input pointer (or null)
+       // [sp + 12]    output pointer
+       // [sp + 16]    number of blocks to process
+       // [sp + 20]    number of rounds per block
+
+       pushreg SI
+       pushreg DI
+       pushreg BX
+       stalloc 4*64
+  endprologue
+
+       // Load the arguments.
+       mov     BX, [SP + 272]          // = state pointer
+       mov     SI, [SP + 276]          // = source pointer
+       mov     DI, [SP + 280]          // = destination pointer
+       mov     CX, [SP + 284]          // = block count
+       mov     DX, [SP + 288]          // = (initial) round count
+
+       // Do chunks of four blocks at a time.
+       sub     CX, 4
+       jb      8f
+
+       // Inhale the initial state.
+       movdqu  xmm1, [BX +  0]
+       movdqu  xmm3, [BX + 16]
+       movdqu  xmm5, [BX + 32]
+       movdqu  xmm0, [BX + 48]
+
+       // Set the counters and initialize the working blocks.
+       pxor    xmm2, xmm2
+       pxor    xmm4, xmm4
+       pxor    xmm6, xmm6
+       pxor    xmm7, xmm7
+
+       xor     eax, eax
+       mov     al, 1
+       pinsrw  xmm2, eax, 4
+       mov     al, 2
+       pinsrw  xmm4, eax, 4
+       mov     al, 3
+       pinsrw  xmm6, eax, 4
+       mov     al, 4
+       pinsrw  xmm7, eax, 4
+
+       movdqa  [SP +  16], xmm3
+       movdqa  [SP +  32], xmm5
+       movdqa  [SP +  48], xmm0
+
+       paddq   xmm2, xmm3
+       paddq   xmm4, xmm3
+       paddq   xmm6, xmm3
+       paddq   xmm7, xmm3
+
+       movdqu  [BX + 48], xmm7
+
+       // a += b; d ^= a; d <<<= 16
+       paddd   xmm1, xmm3              // a += b
+
+       movdqa  [SP +   0], xmm1
+
+       pxor    xmm0, xmm1              // d ^= a
+       pxor    xmm2, xmm1
+       pxor    xmm4, xmm1
+       pxor    xmm6, xmm1
+
+       movdqa  xmm1, xmm0
+       movdqa  xmm3, xmm2
+       movdqa  xmm5, xmm4
+       movdqa  xmm7, xmm6
+
+       pslld   xmm0, 16                // d << 16
+       pslld   xmm2, 16
+       pslld   xmm4, 16
+       pslld   xmm6, 16
+
+       pslrd   xmm1, 16                // d >> 16
+       pslrd   xmm3, 16
+       pslrd   xmm5, 16
+       pslrd   xmm7, 16
+
+       por     xmm0, xmm1              // d <<<= 16
+        movdqa xmm1, [SP + 32]
+       por     xmm2, xmm3
+        movdqa xmm3, [SP + 48]
+       por     xmm4, xmm5
+       por     xmm6, xmm7
+
+       movdqa  [SP +  48], xmm0
+       movdqa  [SP + 112], xmm2
+       movdqa  [SP + 176], xmm4
+       movdqa  [SP + 240], xmm6
+
+       // c += d; b ^= c; c <<<= 12
+       paddd   xmm0, xmm1              // c += d
+       paddd   xmm2, xmm1
+       paddd   xmm4, xmm1
+       paddd   xmm6, xmm1
+
+       movdqa  [SP +  32], xmm0
+       movdqa  [SP +  96], xmm0
+       movdqa  [SP + 160], xmm0
+       movdqa  [SP + 224], xmm0
+
+       pxor    xmm0, xmm3              // b ^= c
+       pxor    xmm2, xmm3
+       pxor    xmm4, xmm3
+       pxor    xmm6, xmm3
+
+       movdqa  xmm1, xmm0
+       movdqa  xmm3, xmm2
+       movdqa  xmm5, xmm4
+       movdqa  xmm7, xmm6
+
+       pslld   xmm0, 16                // d << 16
+       pslld   xmm2, 16
+       pslld   xmm4, 16
+       pslld   xmm6, 16
+
+       pslrd   xmm1, 16                // d >> 16
+       pslrd   xmm3, 16
+       pslrd   xmm5, 16
+       pslrd   xmm7, 16
+
+       por     xmm0, xmm1              // d <<<= 16
+       por     xmm2, xmm3
+       por     xmm4, xmm5
+       por     xmm6, xmm7
+
+ENDFUNC
+
 ///----- That's all, folks --------------------------------------------------