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Created: 2022-06-23 06:44

/src/botan/src/lib/block/serpent/serpent_avx2/serpent_avx2.cpp
Line
Count
Source (jump to first uncovered line)
1
/*
2
* (C) 2018 Jack Lloyd
3
*
4
* Botan is released under the Simplified BSD License (see license.txt)
5
*/
6
7
#include <botan/internal/serpent.h>
8
#include <botan/internal/simd_avx2.h>
9
#include <botan/internal/serpent_sbox.h>
10
11
namespace Botan {
12
13
#if defined(__GNUG__)
14
15
// These macros are redundant with the versions in serpent_sbox.h
16
// but unfortunately removing them seems to trigger a bug in GCC
17
// when building in amalgamation mode
18
19
#define transform(B0, B1, B2, B3)                                  \
20
0
   do {                                                            \
21
0
      B0 = B0.rotl<13>();                                          \
22
0
      B2 = B2.rotl<3>();                                           \
23
0
      B1 ^= B0 ^ B2;                                               \
24
0
      B3 ^= B2 ^ B0.shl<3>();                                      \
25
0
      B1 = B1.rotl<1>();                                           \
26
0
      B3 = B3.rotl<7>();                                           \
27
0
      B0 ^= B1 ^ B3;                                               \
28
0
      B2 ^= B3 ^ B1.shl<7>();                                      \
29
0
      B0 = B0.rotl<5>();                                           \
30
0
      B2 = B2.rotl<22>();                                          \
31
0
   } while(0)
32
33
#define i_transform(B0, B1, B2, B3)                                \
34
0
   do {                                                            \
35
0
      B2 = B2.rotr<22>();                                          \
36
0
      B0 = B0.rotr<5>();                                           \
37
0
      B2 ^= B3 ^ B1.shl<7>();                                      \
38
0
      B0 ^= B1 ^ B3;                                               \
39
0
      B3 = B3.rotr<7>();                                           \
40
0
      B1 = B1.rotr<1>();                                           \
41
0
      B3 ^= B2 ^ B0.shl<3>();                                      \
42
0
      B1 ^= B0 ^ B2;                                               \
43
0
      B2 = B2.rotr<3>();                                           \
44
0
      B0 = B0.rotr<13>();                                          \
45
0
   } while(0)
46
47
#endif
48
49
BOTAN_FUNC_ISA("avx2")
50
void Serpent::avx2_encrypt_8(const uint8_t in[128], uint8_t out[128]) const
51
0
   {
52
0
   using namespace Botan::Serpent_F;
53
54
0
   SIMD_8x32::reset_registers();
55
56
0
   SIMD_8x32 B0 = SIMD_8x32::load_le(in);
57
0
   SIMD_8x32 B1 = SIMD_8x32::load_le(in + 32);
58
0
   SIMD_8x32 B2 = SIMD_8x32::load_le(in + 64);
59
0
   SIMD_8x32 B3 = SIMD_8x32::load_le(in + 96);
60
61
0
   SIMD_8x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
62
63
0
   const Key_Inserter key_xor(m_round_key.data());
64
65
0
   key_xor( 0,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
66
0
   key_xor( 1,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
67
0
   key_xor( 2,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
68
0
   key_xor( 3,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
69
0
   key_xor( 4,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
70
0
   key_xor( 5,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
71
0
   key_xor( 6,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
72
0
   key_xor( 7,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
73
74
0
   key_xor( 8,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
75
0
   key_xor( 9,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
76
0
   key_xor(10,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
77
0
   key_xor(11,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
78
0
   key_xor(12,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
79
0
   key_xor(13,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
80
0
   key_xor(14,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
81
0
   key_xor(15,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
82
83
0
   key_xor(16,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
84
0
   key_xor(17,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
85
0
   key_xor(18,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
86
0
   key_xor(19,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
87
0
   key_xor(20,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
88
0
   key_xor(21,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
89
0
   key_xor(22,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
90
0
   key_xor(23,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
91
92
0
   key_xor(24,B0,B1,B2,B3); SBoxE0(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
93
0
   key_xor(25,B0,B1,B2,B3); SBoxE1(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
94
0
   key_xor(26,B0,B1,B2,B3); SBoxE2(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
95
0
   key_xor(27,B0,B1,B2,B3); SBoxE3(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
96
0
   key_xor(28,B0,B1,B2,B3); SBoxE4(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
97
0
   key_xor(29,B0,B1,B2,B3); SBoxE5(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
98
0
   key_xor(30,B0,B1,B2,B3); SBoxE6(B0,B1,B2,B3); transform(B0,B1,B2,B3);
99
0
   key_xor(31,B0,B1,B2,B3); SBoxE7(B0,B1,B2,B3); key_xor(32,B0,B1,B2,B3);
100
101
0
   SIMD_8x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
102
0
   B0.store_le(out);
103
0
   B1.store_le(out + 32);
104
0
   B2.store_le(out + 64);
105
0
   B3.store_le(out + 96);
106
107
0
   SIMD_8x32::zero_registers();
108
0
   }
109
110
BOTAN_FUNC_ISA("avx2")
111
void Serpent::avx2_decrypt_8(const uint8_t in[128], uint8_t out[128]) const
112
0
   {
113
0
   using namespace Botan::Serpent_F;
114
115
0
   SIMD_8x32::reset_registers();
116
117
0
   SIMD_8x32 B0 = SIMD_8x32::load_le(in);
118
0
   SIMD_8x32 B1 = SIMD_8x32::load_le(in + 32);
119
0
   SIMD_8x32 B2 = SIMD_8x32::load_le(in + 64);
120
0
   SIMD_8x32 B3 = SIMD_8x32::load_le(in + 96);
121
122
0
   SIMD_8x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
123
124
0
   const Key_Inserter key_xor(m_round_key.data());
125
126
0
   key_xor(32,B0,B1,B2,B3);  SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor(31,B0,B1,B2,B3);
127
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor(30,B0,B1,B2,B3);
128
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor(29,B0,B1,B2,B3);
129
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor(28,B0,B1,B2,B3);
130
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor(27,B0,B1,B2,B3);
131
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor(26,B0,B1,B2,B3);
132
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor(25,B0,B1,B2,B3);
133
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor(24,B0,B1,B2,B3);
134
135
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor(23,B0,B1,B2,B3);
136
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor(22,B0,B1,B2,B3);
137
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor(21,B0,B1,B2,B3);
138
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor(20,B0,B1,B2,B3);
139
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor(19,B0,B1,B2,B3);
140
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor(18,B0,B1,B2,B3);
141
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor(17,B0,B1,B2,B3);
142
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor(16,B0,B1,B2,B3);
143
144
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor(15,B0,B1,B2,B3);
145
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor(14,B0,B1,B2,B3);
146
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor(13,B0,B1,B2,B3);
147
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor(12,B0,B1,B2,B3);
148
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor(11,B0,B1,B2,B3);
149
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor(10,B0,B1,B2,B3);
150
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor( 9,B0,B1,B2,B3);
151
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor( 8,B0,B1,B2,B3);
152
153
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD7(B0,B1,B2,B3); key_xor( 7,B0,B1,B2,B3);
154
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD6(B0,B1,B2,B3); key_xor( 6,B0,B1,B2,B3);
155
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD5(B0,B1,B2,B3); key_xor( 5,B0,B1,B2,B3);
156
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD4(B0,B1,B2,B3); key_xor( 4,B0,B1,B2,B3);
157
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD3(B0,B1,B2,B3); key_xor( 3,B0,B1,B2,B3);
158
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD2(B0,B1,B2,B3); key_xor( 2,B0,B1,B2,B3);
159
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD1(B0,B1,B2,B3); key_xor( 1,B0,B1,B2,B3);
160
0
   i_transform(B0,B1,B2,B3); SBoxD0(B0,B1,B2,B3); key_xor( 0,B0,B1,B2,B3);
161
162
0
   SIMD_8x32::transpose(B0, B1, B2, B3);
163
164
0
   B0.store_le(out);
165
0
   B1.store_le(out + 32);
166
0
   B2.store_le(out + 64);
167
0
   B3.store_le(out + 96);
168
169
0
   SIMD_8x32::zero_registers();
170
0
   }
171
172
#undef transform
173
#undef i_transform
174
175
}