]> git.ipfire.org Git - thirdparty/openssl.git/commitdiff
Dual 1024/1536/2048-bit exponentiation optimization for Intel Sierra Forest CPU
authorZhiguo Zhou <zhiguo.zhou@intel.com>
Mon, 6 Jan 2025 14:05:55 +0000 (22:05 +0800)
committerZhiguo Zhou <zhiguo.zhou@intel.com>
Mon, 10 Feb 2025 07:14:33 +0000 (15:14 +0800)
It optimizes the RSA-2k/3k/4k via the AVXIFMA ISA on Sierra Forest.
The performance improvements of 1.8x-2.2x are observed in the speed
tests of sign and decryption operations on this CPU.

Reviewed-by: Neil Horman <nhorman@openssl.org>
Reviewed-by: Saša Nedvědický <sashan@openssl.org>
(Merged from https://github.com/openssl/openssl/pull/25751)

CHANGES.md
crypto/bn/asm/rsaz-2k-avxifma.pl [new file with mode: 0644]
crypto/bn/asm/rsaz-3k-avxifma.pl [new file with mode: 0644]
crypto/bn/asm/rsaz-4k-avxifma.pl [new file with mode: 0644]
crypto/bn/bn_exp.c
crypto/bn/build.info
crypto/bn/rsaz_exp.h
crypto/bn/rsaz_exp_x2.c
crypto/x86_64cpuid.pl

index e7f0b6a47255d274ea429e6c346bf901d1bbf5f7..c390c708d9513b8bf995e3dc314a3cf404154269 100644 (file)
@@ -331,6 +331,11 @@ OpenSSL 3.4
 
    *Watson Ladd*
 
+ * Parallel dual-prime 1024/1536/2048-bit modular exponentiation for
+   AVX_IFMA capable processors.
+
+   *Zhiguo Zhou, Wangyang Guo (Intel Corp)*
+
 OpenSSL 3.3
 -----------
 
diff --git a/crypto/bn/asm/rsaz-2k-avxifma.pl b/crypto/bn/asm/rsaz-2k-avxifma.pl
new file mode 100644 (file)
index 0000000..476c13e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,863 @@
+# Copyright 2024 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+# Copyright (c) 2024, 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
+#
+# Written by Zhiguo Zhou <zhiguo.zhou@intel.com> and Wangyang Guo <wangyang.guo@intel.com>.
+# Special thanks to Tomasz Kantecki <tomasz.kantecki@intel.com> for his valuable suggestions.
+#
+# October 2024
+#
+# Initial release.
+#
+
+# $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/ || $output =~ /\.asm$/);
+$avxifma=0;
+
+$0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
+( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
+( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
+die "can't locate x86_64-xlate.pl";
+
+# TODO: Find out the version of NASM that supports VEX-encoded AVX-IFMA instructions
+if (`$ENV{CC} -Wa,-v -c -o /dev/null -x assembler /dev/null 2>&1`
+        =~ /GNU assembler version ([2-9]\.[0-9]+)/) {
+    $avxifma = ($1>=2.40);
+}
+
+if (!$avxifma && `$ENV{CC} -v 2>&1`
+    =~ /\s*((?:clang|LLVM) version|.*based on LLVM) ([0-9]+)\.([0-9]+)\.([0-9]+)?/) {
+    my $ver = $2 + $3/100.0 + $4/10000.0; # 3.1.0->3.01, 3.10.1->3.1001
+    $avxifma = ($ver>=16.0);
+}
+
+open OUT,"| \"$^X\" \"$xlate\" $flavour \"$output\""
+    or die "can't call $xlate: $!";
+*STDOUT=*OUT;
+
+if ($avxifma>0) {{{
+@_6_args_universal_ABI = ("%rdi","%rsi","%rdx","%rcx","%r8","%r9");
+
+$code.=<<___;
+.text
+.extern OPENSSL_ia32cap_P
+.globl  ossl_rsaz_avxifma_eligible
+.type   ossl_rsaz_avxifma_eligible,\@abi-omnipotent
+.align  32
+ossl_rsaz_avxifma_eligible:
+    mov OPENSSL_ia32cap_P+20(%rip), %ecx
+    xor %eax,%eax
+    and \$`1<<23`, %ecx     # avxifma
+    cmp \$`1<<23`, %ecx
+    cmove %ecx,%eax
+    ret
+.size   ossl_rsaz_avxifma_eligible, .-ossl_rsaz_avxifma_eligible
+___
+
+###############################################################################
+# Almost Montgomery Multiplication (AMM) for 20-digit number in radix 2^52.
+#
+# AMM is defined as presented in the paper [1].
+#
+# The input and output are presented in 2^52 radix domain, i.e.
+#   |res|, |a|, |b|, |m| are arrays of 20 64-bit qwords with 12 high bits zeroed.
+#   |k0| is a Montgomery coefficient, which is here k0 = -1/m mod 2^64
+#
+# NB: the AMM implementation does not perform "conditional" subtraction step
+# specified in the original algorithm as according to the Lemma 1 from the paper
+# [2], the result will be always < 2*m and can be used as a direct input to
+# the next AMM iteration.  This post-condition is true, provided the correct
+# parameter |s| (notion of the Lemma 1 from [2]) is chosen, i.e.  s >= n + 2 * k,
+# which matches our case: 1040 > 1024 + 2 * 1.
+#
+# [1] Gueron, S. Efficient software implementations of modular exponentiation.
+#     DOI: 10.1007/s13389-012-0031-5
+# [2] Gueron, S. Enhanced Montgomery Multiplication.
+#     DOI: 10.1007/3-540-36400-5_5
+#
+# void ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256(BN_ULONG *res,
+#                                       const BN_ULONG *a,
+#                                       const BN_ULONG *b,
+#                                       const BN_ULONG *m,
+#                                       BN_ULONG k0);
+###############################################################################
+{
+# input parameters ("%rdi","%rsi","%rdx","%rcx","%r8")
+my ($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 $Yi_xmm   = "%xmm2";
+my ($R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0) = ("%ymm3",map("%ymm$_",(5..8)));
+my ($R0_1,$R0_1h,$R1_1,$R1_1h,$R2_1) = ("%ymm4",map("%ymm$_",(9..12)));
+
+# Registers mapping for normalization.
+my ($T0,$T0h,$T1,$T1h,$T2,$tmp) = ("$zero", "$Bi", "$Yi", map("%ymm$_", (13..15)));
+my $T0_xmm   = "%xmm0";
+
+sub amm52x20_x1() {
+# _data_offset - offset in the |a| or |m| arrays pointing to the beginning
+#                of data for corresponding AMM operation;
+# _b_offset    - offset in the |b| array pointing to the next qword digit;
+my ($_data_offset,$_b_offset,$_acc,$_R0,$_R0h,$_R1,$_R1h,$_R2,$_k0) = @_;
+$code.=<<___;
+    movq    $_b_offset($b_ptr), %r13             # b[i]
+
+    vpbroadcastq    $_b_offset($b_ptr), $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
+
+    vmovq   %r13, $Yi_xmm
+    vpbroadcastq    $Yi_xmm, $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, $_acc                          # acc = ((acc >> 52) | (t2 << 12))
+
+    lea -168(%rsp), %rsp
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset`($a), $Bi, $_R0
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+32`($a), $Bi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
+
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset`($m), $Yi, $_R0
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+32`($m), $Yi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
+
+    # Shift accumulators right by 1 qword, zero extending the highest one
+    vmovdqu $_R0,   `32*0`(%rsp)
+    vmovdqu $_R0h,  `32*1`(%rsp)
+    vmovdqu $_R1,   `32*2`(%rsp)
+    vmovdqu $_R1h,  `32*3`(%rsp)
+    vmovdqu $_R2,   `32*4`(%rsp)
+    movq \$0, `32*5`(%rsp)
+
+    vmovdqu `32*0 + 8`(%rsp), $_R0
+    vmovdqu `32*1 + 8`(%rsp), $_R0h
+    vmovdqu `32*2 + 8`(%rsp), $_R1
+    vmovdqu `32*3 + 8`(%rsp), $_R1h
+    vmovdqu `32*4 + 8`(%rsp), $_R2
+
+    addq   8(%rsp), $_acc    # acc += R0[0]
+
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset`($a), $Bi, $_R0
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+32`($a), $Bi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
+
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset`($m), $Yi, $_R0
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+32`($m), $Yi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
+    lea 168(%rsp),%rsp
+___
+}
+
+# Normalization routine: handles carry bits and gets bignum qwords to normalized
+# 2^52 representation.
+#
+# Uses %r8-14,%e[bcd]x
+sub amm52x20_x1_norm {
+my ($_acc,$_R0,$_R0h,$_R1,$_R1h,$_R2) = @_;
+$code.=<<___;
+    # Put accumulator to low qword in R0
+    vmovq $_acc, $T0_xmm
+    vpbroadcastq    $T0_xmm, $T0
+    vpblendd \$3, $T0, $_R0, $_R0
+
+    # Extract "carries" (12 high bits) from each QW of R0..R2
+    # Save them to LSB of QWs in T0..T2
+    vpsrlq    \$52, $_R0,   $T0
+    vpsrlq    \$52, $_R0h,  $T0h
+    vpsrlq    \$52, $_R1,   $T1
+    vpsrlq    \$52, $_R1h,  $T1h
+    vpsrlq    \$52, $_R2,   $T2
+
+    # "Shift left" T0..T2 by 1 QW
+    vpermq      \$144, $T2, $T2
+    vpermq      \$3, $T1h, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $T2, $T2
+
+    vpermq      \$144, $T1h, $T1h
+    vpermq      \$3, $T1, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $T1h, $T1h
+
+    vpermq      \$144, $T1, $T1
+    vpermq      \$3, $T0h, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $T1, $T1
+
+    vpermq      \$144, $T0h, $T0h
+    vpermq      \$3, $T0, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $T0h, $T0h
+
+    vpermq      \$144, $T0, $T0
+    vpand       .Lhigh64x3(%rip), $T0, $T0
+
+    # Drop "carries" from R0..R2 QWs
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
+
+    # Sum R0..R2 with corresponding adjusted carries
+    vpaddq  $T0,  $_R0,  $_R0
+    vpaddq  $T0h, $_R0h, $_R0h
+    vpaddq  $T1,  $_R1,  $_R1
+    vpaddq  $T1h, $_R1h, $_R1h
+    vpaddq  $T2,  $_R2,  $_R2
+
+    # Now handle carry bits from this addition
+    # Get mask of QWs which 52-bit parts overflow...
+    vpcmpgtq .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $T0
+    vpcmpgtq .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $T0h
+    vpcmpgtq .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $T1
+    vpcmpgtq .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $T1h
+    vpcmpgtq .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $T2
+    vmovmskpd $T0, %r14d
+    vmovmskpd $T0h, %r13d
+    vmovmskpd $T1, %r12d
+    vmovmskpd $T1h, %r11d
+    vmovmskpd $T2, %r10d
+
+    # ...or saturated
+    vpcmpeqq .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $T0
+    vpcmpeqq .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $T0h
+    vpcmpeqq .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $T1
+    vpcmpeqq .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $T1h
+    vpcmpeqq .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $T2
+    vmovmskpd $T0, %r9d
+    vmovmskpd $T0h, %r8d
+    vmovmskpd $T1, %ebx
+    vmovmskpd $T1h, %ecx
+    vmovmskpd $T2, %edx
+
+    # Get mask of QWs where carries shall be propagated to.
+    # Merge 4-bit masks to 8-bit values to use add with carry.
+    shl   \$4, %r13b
+    or    %r13b, %r14b
+    shl   \$4, %r11b
+    or    %r11b, %r12b
+
+    add   %r14b, %r14b
+    adc   %r12b, %r12b
+    adc   %r10b, %r10b
+
+    shl   \$4, %r8b
+    or    %r8b,%r9b
+    shl   \$4, %cl
+    or    %cl, %bl
+
+    add   %r9b, %r14b
+    adc   %bl, %r12b
+    adc   %dl, %r10b
+
+    xor   %r9b, %r14b
+    xor   %bl, %r12b
+    xor   %dl, %r10b
+
+    lea .Lkmasklut(%rip), %rdx
+
+    mov %r14b, %r13b
+    and \$0xf, %r14
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $T0
+    shl \$5, %r14
+    vmovapd (%rdx, %r14), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R0, $_R0
+
+    shr \$4, %r13b
+    and \$0xf, %r13
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0h,  $T0
+    shl \$5, %r13
+    vmovapd (%rdx, %r13), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R0h, $_R0h
+
+    mov %r12b, %r11b
+    and \$0xf, %r12
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $T0
+    shl \$5, %r12
+    vmovapd (%rdx, %r12), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R1, $_R1
+
+    shr \$4, %r11b
+    and \$0xf, %r11
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1h,  $T0
+    shl \$5, %r11
+    vmovapd (%rdx, %r11), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R1h, $_R1h
+
+    and \$0xf, %r10
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $T0
+    shl \$5, %r10
+    vmovapd (%rdx, %r10), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R2, $_R2
+
+    # Add carries according to the obtained mask
+    vpand   .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
+    vpand   .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
+    vpand   .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
+    vpand   .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
+    vpand   .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
+___
+}
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256
+.type   ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256,\@function,5
+.align 32
+ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256:
+.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
+.Lossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256_body:
+
+    # Zeroing accumulators
+    vpxor    $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+
+    xorl    $acc0_0_low, $acc0_0_low
+
+    movq    $b, $b_ptr                       # backup address of b
+    movq    \$0xfffffffffffff, $mask52       # 52-bit mask
+
+    # Loop over 20 digits unrolled by 4
+    mov     \$5, $iter
+
+.align 32
+.Lloop5:
+___
+    foreach my $idx (0..3) {
+        &amm52x20_x1(0,8*$idx,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$k0);
+    }
+$code.=<<___;
+    lea    `4*8`($b_ptr), $b_ptr
+    dec    $iter
+    jne    .Lloop5
+___
+    &amm52x20_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0);
+$code.=<<___;
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `0*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `1*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `2*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `3*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `4*32`($res)
+
+    vzeroupper
+    mov  0(%rsp),%r15
+.cfi_restore    %r15
+    mov  8(%rsp),%r14
+.cfi_restore    %r14
+    mov  16(%rsp),%r13
+.cfi_restore    %r13
+    mov  24(%rsp),%r12
+.cfi_restore    %r12
+    mov  32(%rsp),%rbp
+.cfi_restore    %rbp
+    mov  40(%rsp),%rbx
+.cfi_restore    %rbx
+    lea  48(%rsp),%rsp
+.cfi_adjust_cfa_offset  -48
+.Lossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256_epilogue:
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256
+___
+
+$code.=<<___;
+.section .rodata align=32
+.align 32
+.Lmask52x4:
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+.Lhigh64x3:
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+.Lkmasklut:
+    #0000
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0001
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0010
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0011
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0100
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0101
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0110
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0111
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #1000
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1001
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1010
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1011
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1100
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1101
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1110
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1111
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+___
+
+###############################################################################
+# Dual Almost Montgomery Multiplication for 20-digit number in radix 2^52
+#
+# See description of ossl_rsaz_amm52x20_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_amm52x20_x2_avxifma256(BN_ULONG out[2][20],
+#                                       const BN_ULONG a[2][20],
+#                                       const BN_ULONG b[2][20],
+#                                       const BN_ULONG m[2][20],
+#                                       const BN_ULONG k0[2]);
+###############################################################################
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256
+.type   ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256,\@function,5
+.align 32
+ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256:
+.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
+.Lossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256_body:
+
+    # Zeroing accumulators
+    vpxor   $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+    vmovapd   $zero, $R0_1
+    vmovapd   $zero, $R0_1h
+    vmovapd   $zero, $R1_1
+    vmovapd   $zero, $R1_1h
+    vmovapd   $zero, $R2_1
+
+    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    \$20, $iter
+
+.align 32
+.Lloop20:
+___
+    &amm52x20_x1(   0,   0,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,"($k0)");
+    # 20*8 = offset of the next dimension in two-dimension array
+    &amm52x20_x1(20*8,20*8,$acc0_1,$R0_1,$R0_1h,$R1_1,$R1_1h,$R2_1,"8($k0)");
+$code.=<<___;
+    lea    8($b_ptr), $b_ptr
+    dec    $iter
+    jne    .Lloop20
+___
+    &amm52x20_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0);
+    &amm52x20_x1_norm($acc0_1,$R0_1,$R0_1h,$R1_1,$R1_1h,$R2_1);
+$code.=<<___;
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `0*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `1*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `2*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `3*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `4*32`($res)
+
+    vmovdqu   $R0_1,  `5*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_1h, `6*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_1,  `7*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_1h, `8*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_1,  `9*32`($res)
+
+    vzeroupper
+    mov  0(%rsp),%r15
+.cfi_restore    %r15
+    mov  8(%rsp),%r14
+.cfi_restore    %r14
+    mov  16(%rsp),%r13
+.cfi_restore    %r13
+    mov  24(%rsp),%r12
+.cfi_restore    %r12
+    mov  32(%rsp),%rbp
+.cfi_restore    %rbp
+    mov  40(%rsp),%rbx
+.cfi_restore    %rbx
+    lea  48(%rsp),%rsp
+.cfi_adjust_cfa_offset  -48
+.Lossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256_epilogue:
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256
+___
+}
+
+###############################################################################
+# 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 20 digit numbers in 2^52 radix.
+#
+# void ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx(BN_ULONG *red_Y,
+#                                            const BN_ULONG red_table[1 << EXP_WIN_SIZE][2][20],
+#                                            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$_", (6..9));
+my ($tmp,$cur_idx,$idx1,$idx2,$ones,$mask) = map("%ymm$_", (10..15));
+
+my @t = ($t0,$t1,$t2,$t3,$t4,$t5,$t6,$t7,$t8,$t9);
+my $t0xmm = $t0;
+my $tmp_xmm = "%xmm10";
+$t0xmm =~ s/%y/%x/;
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.align 32
+.globl  ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx
+.type   ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx,\@abi-omnipotent
+ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx:
+.cfi_startproc
+    endbranch
+    vmovapd   .Lones(%rip), $ones         # broadcast ones
+    vmovq $red_tbl_idx1, $tmp_xmm
+    vpbroadcastq    $tmp_xmm, $idx1
+    vmovq $red_tbl_idx2, $tmp_xmm
+    vpbroadcastq    $tmp_xmm, $idx2
+    leaq   `(1<<5)*2*20*8`($red_tbl), %rax  # holds end of the tbl
+
+    # zeroing t0..n, cur_idx
+    vpxor   $t0xmm, $t0xmm, $t0xmm
+    vmovapd   $t0, $cur_idx
+___
+foreach (1..9) {
+    $code.="vmovapd   $t0, $t[$_] \n";
+}
+$code.=<<___;
+
+.align 32
+.Lloop:
+    vpcmpeqq  $cur_idx, $idx1, $mask      # mask of (idx1 == cur_idx)
+___
+foreach (0..4) {
+$code.=<<___;
+    vmovdqu  `${_}*32`($red_tbl), $tmp     # load data from red_tbl
+    vblendvpd  $mask, $tmp, $t[$_], ${t[$_]} # extract data when mask is not zero
+___
+}
+$code.=<<___;
+    vpcmpeqq  $cur_idx, $idx2, $mask      # mask of (idx2 == cur_idx)
+___
+foreach (5..9) {
+$code.=<<___;
+    vmovdqu  `${_}*32`($red_tbl), $tmp     # load data from red_tbl
+    vblendvpd  $mask, $tmp, $t[$_], ${t[$_]} # extract data when mask is not zero
+___
+}
+$code.=<<___;
+    vpaddq  $ones, $cur_idx, $cur_idx      # increment cur_idx
+    addq    \$`2*20*8`, $red_tbl
+    cmpq    $red_tbl, %rax
+    jne .Lloop
+___
+# store t0..n
+foreach (0..9) {
+    $code.="vmovdqu   $t[$_], `${_}*32`($out) \n";
+}
+$code.=<<___;
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx, .-ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx
+___
+$code.=<<___;
+.section .rodata align=32
+.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_def_handler,\@abi-omnipotent
+.align  16
+rsaz_def_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     152($context),%rax # pull context->Rsp
+
+    mov     4(%r11),%r10d      # HandlerData[1]
+    lea     (%rsi,%r10),%r10   # epilogue label
+    cmp     %r10,%rbx          # context->Rip>=.Lepilogue
+    jae     .Lcommon_seh_tail
+
+    lea     48(%rax),%rax
+
+    mov     -8(%rax),%rbx
+    mov     -16(%rax),%rbp
+    mov     -24(%rax),%r12
+    mov     -32(%rax),%r13
+    mov     -40(%rax),%r14
+    mov     -48(%rax),%r15
+    mov     %rbx,144($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     $disp,%rsi
+    xor     %rcx,%rcx          # arg1, UNW_FLAG_NHANDLER
+    mov     8(%rsi),%rdx       # arg2, disp->ImageBase
+    mov     0(%rsi),%r8        # arg3, disp->ControlPc
+    mov     16(%rsi),%r9       # arg4, disp->FunctionEntry
+    mov     40(%rsi),%r10      # disp->ContextRecord
+    lea     56(%rsi),%r11      # &disp->HandlerData
+    lea     24(%rsi),%r12      # &disp->EstablisherFrame
+    mov     %r10,32(%rsp)      # arg5
+    mov     %r11,40(%rsp)      # arg6
+    mov     %r12,48(%rsp)      # arg7
+    mov     %rcx,56(%rsp)      # arg8, (NULL)
+    call    *__imp_RtlVirtualUnwind(%rip)
+
+    mov     \$1,%eax           # ExceptionContinueSearch
+    add     \$64,%rsp
+    popfq
+    pop     %r15
+    pop     %r14
+    pop     %r13
+    pop     %r12
+    pop     %rbp
+    pop     %rbx
+    pop     %rdi
+    pop     %rsi
+    ret
+.size   rsaz_def_handler,.-rsaz_def_handler
+
+.section    .pdata
+.align  4
+    .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256
+    .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256
+    .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256
+
+    .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256
+    .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256
+    .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256
+
+.section    .xdata
+.align  8
+.LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256:
+    .byte   9,0,0,0
+    .rva    rsaz_def_handler
+    .rva    .Lossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256_epilogue
+.LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256:
+    .byte   9,0,0,0
+    .rva    rsaz_def_handler
+    .rva    .Lossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256_epilogue
+___
+}
+}}} else {{{                # fallback for old assembler
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_avxifma_eligible
+.type   ossl_rsaz_avxifma_eligible,\@abi-omnipotent
+ossl_rsaz_avxifma_eligible:
+    xor     %eax,%eax
+    ret
+.size   ossl_rsaz_avxifma_eligible, .-ossl_rsaz_avxifma_eligible
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256
+.globl  ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256
+.globl  ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx
+.type   ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256,\@abi-omnipotent
+ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256:
+ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256:
+ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx:
+    .byte   0x0f,0x0b    # ud2
+    ret
+.size   ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256
+___
+}}}
+
+$code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval $1/gem;
+print $code;
+close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";
diff --git a/crypto/bn/asm/rsaz-3k-avxifma.pl b/crypto/bn/asm/rsaz-3k-avxifma.pl
new file mode 100644 (file)
index 0000000..82b45e8
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1087 @@
+# Copyright 2024 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+# Copyright (c) 2024, 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
+#
+# Written by Zhiguo Zhou <zhiguo.zhou@intel.com> and Wangyang Guo <wangyang.guo@intel.com>.
+# Special thanks to Tomasz Kantecki <tomasz.kantecki@intel.com> for his valuable suggestions.
+#
+# October 2024
+#
+# Initial release.
+#
+
+# $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/ || $output =~ /\.asm$/);
+$avxifma=0;
+
+$0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
+( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
+( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
+die "can't locate x86_64-xlate.pl";
+
+# TODO: Find out the version of NASM that supports VEX-encoded AVX-IFMA instructions
+if (`$ENV{CC} -Wa,-v -c -o /dev/null -x assembler /dev/null 2>&1`
+        =~ /GNU assembler version ([2-9]\.[0-9]+)/) {
+    $avxifma = ($1>=2.40);
+}
+
+if (!$avxifma && `$ENV{CC} -v 2>&1`
+    =~ /\s*((?:clang|LLVM) version|.*based on LLVM) ([0-9]+)\.([0-9]+)\.([0-9]+)?/) {
+    my $ver = $2 + $3/100.0 + $4/10000.0; # 3.1.0->3.01, 3.10.1->3.1001
+    $avxifma = ($ver>=16.0);
+}
+
+open OUT,"| \"$^X\" \"$xlate\" $flavour \"$output\""
+    or die "can't call $xlate: $!";
+*STDOUT=*OUT;
+
+if ($avxifma>0) {{{
+@_6_args_universal_ABI = ("%rdi","%rsi","%rdx","%rcx","%r8","%r9");
+
+###############################################################################
+# Almost Montgomery Multiplication (AMM) for 30-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 32 64-bit qwords with 12 high bits zeroed
+#
+#   NOTE: the function uses zero-padded data - 2 high QWs is a padding.
+#
+#   |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: 1560 > 1536 + 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_amm52x30_x1_avxifma256(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 $Bi_xmm   = "%xmm1";
+my $Yi   = "%ymm2";
+my $Yi_xmm   = "%xmm2";
+my ($R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h) = map("%ymm$_",(3..10));
+
+# Registers mapping for normalization
+my ($T0,$T0h,$T1,$T1h,$T2,$T2h,$T3,$T3h) = ("$zero", "$Bi", "$Yi", map("%ymm$_", (11..15)));
+my $T0_xmm = "%xmm0";
+
+sub amm52x30_x1() {
+# _data_offset - offset in the |a| or |m| arrays pointing to the beginning
+#                of data for corresponding AMM operation;
+# _b_offset    - offset in the |b| array pointing to the next qword digit;
+my ($_data_offset,$_b_offset,$_acc,$_R0,$_R0h,$_R1,$_R1h,$_R2,$_R2h,$_R3,$_R3h,$_k0) = @_;
+$code.=<<___;
+    movq    $_b_offset($b_ptr), %r13             # b[i]
+
+    vpbroadcastq    $_b_offset($b_ptr), $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
+
+    vmovq   %r13, $Yi_xmm
+    vpbroadcastq    $Yi_xmm, $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, $_acc                          # acc = ((acc >> 52) | (t2 << 12))
+
+    lea -264(%rsp), %rsp
+
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset`($a), $Bi, $_R0
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+32`($a), $Bi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2+32`($a), $Bi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3`($a), $Bi, $_R3
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3+32`($a), $Bi, $_R3h
+
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset`($m), $Yi, $_R0
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+32`($m), $Yi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2+32`($m), $Yi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3`($m), $Yi, $_R3
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3+32`($m), $Yi, $_R3h
+
+    # Shift accumulators right by 1 qword, zero extending the highest one
+    vmovdqu $_R0,   `32*0`(%rsp)
+    vmovdqu $_R0h,  `32*1`(%rsp)
+    vmovdqu $_R1,   `32*2`(%rsp)
+    vmovdqu $_R1h,  `32*3`(%rsp)
+    vmovdqu $_R2,   `32*4`(%rsp)
+    vmovdqu $_R2h,  `32*5`(%rsp)
+    vmovdqu $_R3,   `32*6`(%rsp)
+    vmovdqu $_R3h,  `32*7`(%rsp)
+    movq \$0, `32*8`(%rsp)
+
+    vmovdqu `32*0 + 8`(%rsp), $_R0
+    vmovdqu `32*1 + 8`(%rsp), $_R0h
+    vmovdqu `32*2 + 8`(%rsp), $_R1
+    vmovdqu `32*3 + 8`(%rsp), $_R1h
+    vmovdqu `32*4 + 8`(%rsp), $_R2
+    vmovdqu `32*5 + 8`(%rsp), $_R2h
+    vmovdqu `32*6 + 8`(%rsp), $_R3
+    vmovdqu `32*7 + 8`(%rsp), $_R3h
+
+    addq   8(%rsp), $_acc    # acc += R0[0]
+
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset`($a), $Bi, $_R0
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+32`($a), $Bi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2+32`($a), $Bi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3`($a), $Bi, $_R3
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3+32`($a), $Bi, $_R3h
+
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset`($m), $Yi, $_R0
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+32`($m), $Yi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2+32`($m), $Yi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3`($m), $Yi, $_R3
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3+32`($m), $Yi, $_R3h
+
+    lea 264(%rsp),%rsp
+___
+}
+
+# Normalization routine: handles carry bits and gets bignum qwords to normalized
+# 2^52 representation.
+#
+# Uses %r8-14,%e[abcd]x
+sub amm52x30_x1_norm {
+my ($_acc,$_R0,$_R0h,$_R1,$_R1h,$_R2,$_R2h,$_R3,$_R3h) = @_;
+$code.=<<___;
+    # Put accumulator to low qword in R0
+    vmovq $_acc, $T0_xmm
+    vpbroadcastq    $T0_xmm, $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
+
+    lea -32(%rsp),%rsp
+    vmovupd $_R0, (%rsp)
+
+    # "Shift left" T0..Tn by 1 QW
+    vpermq      \$144, $T3h, $T3h
+    vpermq      \$3, $T3, $_R0
+    vblendpd    \$1, $_R0, $T3h, $T3h
+
+    vpermq      \$144, $T3, $T3
+    vpermq      \$3, $T2h, $_R0
+    vblendpd    \$1, $_R0, $T3, $T3
+
+    vpermq      \$144, $T2h, $T2h
+    vpermq      \$3, $T2, $_R0
+    vblendpd    \$1, $_R0, $T2h, $T2h
+
+    vpermq      \$144, $T2, $T2
+    vpermq      \$3, $T1h, $_R0
+    vblendpd    \$1, $_R0, $T2, $T2
+
+    vpermq      \$144, $T1h, $T1h
+    vpermq      \$3, $T1, $_R0
+    vblendpd    \$1, $_R0, $T1h, $T1h
+
+    vpermq      \$144, $T1, $T1
+    vpermq      \$3, $T0h, $_R0
+    vblendpd    \$1, $_R0, $T1, $T1
+
+    vpermq      \$144, $T0h, $T0h
+    vpermq      \$3, $T0, $_R0
+    vblendpd    \$1, $_R0, $T0h, $T0h
+
+    vpermq      \$144, $T0, $T0
+    vpand       .Lhigh64x3(%rip), $T0, $T0
+
+    vmovupd (%rsp), $_R0
+    lea 32(%rsp),%rsp
+
+    # Drop "carries" from R0..Rn QWs
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R2h, $_R2h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $_R3
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R3h, $_R3h
+
+    # 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, $_R3h
+
+    # Now handle carry bits from this addition
+    # Get mask of QWs whose 52-bit parts overflow
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R0},$T0    # OP=nle (i.e. gt)
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R0h},$T0h
+    vmovmskpd  $T0, %r14d
+    vmovmskpd  $T0h,%r13d
+    shl        \$4,%r13b
+    or         %r13b,%r14b
+
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R1},$T1
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R1h},$T1h
+    vmovmskpd  $T1, %r13d
+    vmovmskpd  $T1h,%r12d
+    shl        \$4,%r12b
+    or         %r12b,%r13b
+
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R2},$T2
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R2h},$T2h
+    vmovmskpd  $T2, %r12d
+    vmovmskpd  $T2h,%r11d
+    shl        \$4,%r11b
+    or         %r11b,%r12b
+
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R3},$T3
+    vpcmpgtq   .Lmask52x4(%rip),${_R3h},$T3h
+    vmovmskpd  $T3, %r11d
+    vmovmskpd  $T3h,%r10d
+    shl        \$4,%r10b
+    or         %r10b,%r11b
+
+    addb       %r14b,%r14b
+    adcb       %r13b,%r13b
+    adcb       %r12b,%r12b
+    adcb       %r11b,%r11b
+
+    # Get mask of QWs whose 52-bit parts saturated
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R0},$T0    # OP=eq
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R0h},$T0h
+    vmovmskpd  $T0, %r9d
+    vmovmskpd  $T0h,%r8d
+    shl        \$4,%r8b
+    or         %r8b,%r9b
+
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R1},$T1
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R1h},$T1h
+    vmovmskpd  $T1, %r8d
+    vmovmskpd  $T1h,%edx
+    shl        \$4,%dl
+    or         %dl,%r8b
+
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R2},$T2
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R2h},$T2h
+    vmovmskpd  $T2, %edx
+    vmovmskpd  $T2h,%ecx
+    shl        \$4,%cl
+    or         %cl,%dl
+
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R3},$T3
+    vpcmpeqq   .Lmask52x4(%rip),${_R3h},$T3h
+    vmovmskpd  $T3, %ecx
+    vmovmskpd  $T3h,%ebx
+    shl        \$4,%bl
+    or         %bl,%cl
+
+    addb     %r9b,%r14b
+    adcb     %r8b,%r13b
+    adcb     %dl,%r12b
+    adcb     %cl,%r11b
+
+    xor      %r9b,%r14b
+    xor      %r8b,%r13b
+    xor      %dl,%r12b
+    xor      %cl,%r11b
+
+    lea .Lkmasklut(%rip), %rdx
+
+    mov %r14b, %r10b
+    and \$0xf, %r14
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $T0
+    shl \$5, %r14
+    vmovapd (%rdx, %r14), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R0, $_R0
+
+    shr \$4, %r10b
+    and \$0xf, %r10
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0h,  $T0
+    shl \$5, %r10
+    vmovapd (%rdx, %r10), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R0h, $_R0h
+
+    mov %r13b, %r10b
+    and \$0xf, %r13
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $T0
+    shl \$5, %r13
+    vmovapd (%rdx, %r13), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R1, $_R1
+
+    shr \$4, %r10b
+    and \$0xf, %r10
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1h,  $T0
+    shl \$5, %r10
+    vmovapd (%rdx, %r10), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R1h, $_R1h
+
+    mov %r12b, %r10b
+    and \$0xf, %r12
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $T0
+    shl \$5, %r12
+    vmovapd (%rdx, %r12), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R2, $_R2
+
+    shr \$4, %r10b
+    and \$0xf, %r10
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R2h,  $T0
+    shl \$5, %r10
+    vmovapd (%rdx, %r10), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R2h, $_R2h
+
+    mov %r11b, %r10b
+    and \$0xf, %r11
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $T0
+    shl \$5, %r11
+    vmovapd (%rdx, %r11), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R3, $_R3
+
+    shr \$4, %r10b
+    and \$0xf, %r10
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R3h,  $T0
+    shl \$5, %r10
+    vmovapd (%rdx, %r10), $T1
+    vblendvpd $T1, $T0, $_R3h, $_R3h
+
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R2h, $_R2h
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $_R3
+
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R3h, $_R3h
+___
+}
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256
+.type   ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256,\@function,5
+.align 32
+ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256:
+.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)
+    vmovapd   %xmm6, `0*16`(%rsp)         # save non-volatile registers
+    vmovapd   %xmm7, `1*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm8, `2*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm9, `3*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm10,`4*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm11,`5*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm12,`6*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm13,`7*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm14,`8*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm15,`9*16`(%rsp)
+.Lossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256_body:
+___
+$code.=<<___;
+    # Zeroing accumulators
+    vpxor   $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+    vmovapd   $zero, $R2_0h
+    vmovapd   $zero, $R3_0
+    vmovapd   $zero, $R3_0h
+
+    xorl    $acc0_0_low, $acc0_0_low
+
+    movq    $b, $b_ptr                       # backup address of b
+    movq    \$0xfffffffffffff, $mask52       # 52-bit mask
+
+    # Loop over 30 digits unrolled by 4
+    mov     \$7, $iter
+
+.align 32
+.Lloop7:
+___
+    foreach my $idx (0..3) {
+        &amm52x30_x1(0,8*$idx,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$k0);
+    }
+$code.=<<___;
+    lea    `4*8`($b_ptr), $b_ptr
+    dec    $iter
+    jne    .Lloop7
+___
+    &amm52x30_x1(0,8*0,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$k0);
+    &amm52x30_x1(0,8*1,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$k0);
+
+    &amm52x30_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h);
+$code.=<<___;
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `0*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `1*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `2*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `3*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `4*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0h, `5*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0,  `6*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0h, `7*32`($res)
+
+    vzeroupper
+    lea     (%rsp),%rax
+.cfi_def_cfa_register   %rax
+___
+$code.=<<___ if ($win64);
+    vmovapd   `0*16`(%rax),%xmm6
+    vmovapd   `1*16`(%rax),%xmm7
+    vmovapd   `2*16`(%rax),%xmm8
+    vmovapd   `3*16`(%rax),%xmm9
+    vmovapd   `4*16`(%rax),%xmm10
+    vmovapd   `5*16`(%rax),%xmm11
+    vmovapd   `6*16`(%rax),%xmm12
+    vmovapd   `7*16`(%rax),%xmm13
+    vmovapd   `8*16`(%rax),%xmm14
+    vmovapd   `9*16`(%rax),%xmm15
+    lea  168(%rsp),%rax
+___
+$code.=<<___;
+    mov  0(%rax),%r15
+.cfi_restore    %r15
+    mov  8(%rax),%r14
+.cfi_restore    %r14
+    mov  16(%rax),%r13
+.cfi_restore    %r13
+    mov  24(%rax),%r12
+.cfi_restore    %r12
+    mov  32(%rax),%rbp
+.cfi_restore    %rbp
+    mov  40(%rax),%rbx
+.cfi_restore    %rbx
+    lea  48(%rax),%rsp       # restore rsp
+.cfi_def_cfa %rsp,8
+.Lossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256_epilogue:
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256
+___
+
+$code.=<<___;
+.section .rodata align=32
+.align 32
+.Lmask52x4:
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+.Lhigh64x3:
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+.Lkmasklut:
+    #0000
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0001
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0010
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0011
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0100
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0101
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0110
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0111
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #1000
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1001
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1010
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1011
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1100
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1101
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1110
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1111
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+___
+
+###############################################################################
+# Dual Almost Montgomery Multiplication for 30-digit number in radix 2^52
+#
+# See description of ossl_rsaz_amm52x30_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.
+#
+# NOTE: the function uses zero-padded data - 2 high QWs is a padding.
+#
+# void ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256(BN_ULONG out[2][32],
+#                                       const BN_ULONG a[2][32],
+#                                       const BN_ULONG b[2][32],
+#                                       const BN_ULONG m[2][32],
+#                                       const BN_ULONG k0[2]);
+###############################################################################
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256
+.type   ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256,\@function,5
+.align 32
+ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256:
+.cfi_startproc
+    endbranch
+    push    %rbx
+.cfi_push   %rbx
+    push    %rbp
+.cfi_push   %rbp
+    push    %r12
+.cfi_push   %r12
+    push    %r13
+.cfi_push   %r13
+    push    %r14
+.cfi_push   %r14
+    push    %r15
+.cfi_push   %r15
+___
+$code.=<<___ if ($win64);
+    lea     -168(%rsp),%rsp
+    vmovapd   %xmm6, `0*16`(%rsp)        # save non-volatile registers
+    vmovapd   %xmm7, `1*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm8, `2*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm9, `3*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm10,`4*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm11,`5*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm12,`6*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm13,`7*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm14,`8*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm15,`9*16`(%rsp)
+.Lossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256_body:
+___
+$code.=<<___;
+    # Zeroing accumulators
+    vpxor   $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+    vmovapd   $zero, $R2_0h
+    vmovapd   $zero, $R3_0
+    vmovapd   $zero, $R3_0h
+
+    xorl    $acc0_0_low, $acc0_0_low
+
+    movq    $b, $b_ptr                       # backup address of b
+    movq    \$0xfffffffffffff, $mask52       # 52-bit mask
+
+    mov    \$30, $iter
+
+.align 32
+.Lloop30:
+___
+    &amm52x30_x1(   0,   0,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,"($k0)");
+$code.=<<___;
+    lea    8($b_ptr), $b_ptr
+    dec    $iter
+    jne    .Lloop30
+
+    push $b_ptr
+    push $a
+    push $m
+    push $k0
+___
+    &amm52x30_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h);
+$code.=<<___;
+    pop $k0
+    pop $m
+    pop $a
+    pop $b_ptr
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `0*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `1*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `2*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `3*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `4*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0h, `5*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0,  `6*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0h, `7*32`($res)
+
+    xorl    $acc0_1_low, $acc0_1_low
+
+    lea    16($b_ptr), $b_ptr
+    movq    \$0xfffffffffffff, $mask52       # 52-bit mask
+
+    mov    \$30, $iter
+
+    vpxor   $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+    vmovapd   $zero, $R2_0h
+    vmovapd   $zero, $R3_0
+    vmovapd   $zero, $R3_0h
+.align 32
+.Lloop40:
+___
+    # 32*8 = offset of the next dimension in two-dimension array
+    &amm52x30_x1(32*8, 0,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,"8($k0)");
+$code.=<<___;
+    lea    8($b_ptr), $b_ptr
+    dec    $iter
+    jne    .Lloop40
+___
+    &amm52x30_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h);
+$code.=<<___;
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `8*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `9*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `10*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `11*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `12*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0h, `13*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0,  `14*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0h, `15*32`($res)
+
+    vzeroupper
+    lea     (%rsp),%rax
+.cfi_def_cfa_register   %rax
+___
+$code.=<<___ if ($win64);
+    vmovapd   `0*16`(%rax),%xmm6
+    vmovapd   `1*16`(%rax),%xmm7
+    vmovapd   `2*16`(%rax),%xmm8
+    vmovapd   `3*16`(%rax),%xmm9
+    vmovapd   `4*16`(%rax),%xmm10
+    vmovapd   `5*16`(%rax),%xmm11
+    vmovapd   `6*16`(%rax),%xmm12
+    vmovapd   `7*16`(%rax),%xmm13
+    vmovapd   `8*16`(%rax),%xmm14
+    vmovapd   `9*16`(%rax),%xmm15
+    lea     168(%rsp),%rax
+___
+$code.=<<___;
+    mov  0(%rax),%r15
+.cfi_restore    %r15
+    mov  8(%rax),%r14
+.cfi_restore    %r14
+    mov  16(%rax),%r13
+.cfi_restore    %r13
+    mov  24(%rax),%r12
+.cfi_restore    %r12
+    mov  32(%rax),%rbp
+.cfi_restore    %rbp
+    mov  40(%rax),%rbx
+.cfi_restore    %rbx
+    lea  48(%rax),%rsp
+.cfi_def_cfa    %rsp,8
+.Lossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256_epilogue:
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256
+___
+}
+
+###############################################################################
+# Constant time extraction from the precomputed table of powers base^i, where
+#    i = 0..2^EXP_WIN_SIZE-1
+#
+# The input |red_table| contains precomputations for two independent base values.
+# |red_table_idx1| and |red_table_idx2| are corresponding power indexes.
+#
+# Extracted value (output) is 2 (30 + 2) digits numbers in 2^52 radix.
+# (2 high QW is zero padding)
+#
+# void ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx(BN_ULONG *red_Y,
+#                                            const BN_ULONG red_table[1 << EXP_WIN_SIZE][2][32],
+#                                            int red_table_idx1, int red_table_idx2);
+#
+# EXP_WIN_SIZE = 5
+###############################################################################
+{
+# input parameters
+my ($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,$t6,$t7) = map("%ymm$_", (0..7));
+my ($t8,$t9,$t10,$t11,$t12,$t13,$t14,$t15) = map("%ymm$_", (0..7));
+my ($tmp,$cur_idx,$idx1,$idx2,$ones,$mask) = map("%ymm$_", (8..13));
+
+my @t = ($t0,$t1,$t2,$t3,$t4,$t5,$t6,$t7,$t8,$t9,$t10,$t11,$t12,$t13,$t14,$t15);
+my $t0xmm = $t0;
+my $tmp_xmm = "%xmm8";
+$t0xmm =~ s/%y/%x/;
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.align 32
+.globl  ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx
+.type   ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx,\@abi-omnipotent
+ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx:
+.cfi_startproc
+    endbranch
+    vmovapd   .Lones(%rip), $ones         # broadcast ones
+    vmovq    $red_tbl_idx1, $tmp_xmm
+    vpbroadcastq    $tmp_xmm, $idx1
+    vmovq    $red_tbl_idx2, $tmp_xmm
+    vpbroadcastq    $tmp_xmm, $idx2
+    leaq   `(1<<5)*2*32*8`($red_tbl), %rax  # holds end of the tbl
+
+    # zeroing t0..n, cur_idx
+    vpxor   $t0xmm, $t0xmm, $t0xmm
+    vmovapd   $t0, $cur_idx
+___
+foreach (1..7) {
+    $code.="vmovapd   $t0, $t[$_] \n";
+}
+$code.=<<___;
+
+.align 32
+.Lloop:
+    vpcmpeqq  $cur_idx, $idx1, $mask      # mask of (idx1 == cur_idx)
+___
+foreach (0..7) {
+$code.=<<___;
+    vmovdqu  `${_}*32`($red_tbl), $tmp     # load data from red_tbl
+    #vpblendmq  $tmp, $t[$_], ${t[$_]}{%k1} # extract data when mask is not zero
+    vblendvpd  $mask, $tmp, $t[$_], ${t[$_]} # extract data when mask is not zero
+___
+}
+$code.=<<___;
+    vpaddq  $ones, $cur_idx, $cur_idx      # increment cur_idx
+    addq    \$`2*32*8`, $red_tbl
+    cmpq    $red_tbl, %rax
+    jne .Lloop
+___
+# store t0..n
+foreach (0..7) {
+    $code.="vmovdqu   $t[$_], `${_}*32`($out) \n";
+}
+
+#second half
+$code.=<<___;
+    leaq   `-(1<<5)*2*32*8`(%rax), $red_tbl
+
+    # zeroing t0..n, cur_idx
+    vpxor   $t0xmm, $t0xmm, $t0xmm
+    vmovapd   $t0, $cur_idx
+___
+foreach (8..15) {
+    $code.="vmovapd   $t0, $t[$_] \n";
+}
+$code.=<<___;
+
+.align 32
+.Lloop_8_15:
+    vpcmpeqq  $cur_idx, $idx2, $mask     # mask of (idx2 == cur_idx)
+___
+foreach (8..15) {
+$code.=<<___;
+    vmovdqu  `${_}*32`($red_tbl), $tmp     # load data from red_tbl
+    #vpblendmq  $tmp, $t[$_], ${t[$_]}{%k2} # extract data when mask is not zero
+    vblendvpd  $mask, $tmp, $t[$_], ${t[$_]} # extract data when mask is not zero
+___
+}
+$code.=<<___;
+    vpaddq  $ones, $cur_idx, $cur_idx      # increment cur_idx
+    addq    \$`2*32*8`, $red_tbl
+    cmpq    $red_tbl, %rax
+    jne .Lloop_8_15
+___
+# store t0..n
+foreach (8..15) {
+    $code.="vmovdqu   $t[$_], `${_}*32`($out) \n";
+}
+
+
+$code.=<<___;
+
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx, .-ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx
+___
+$code.=<<___;
+.section .rodata align=32
+.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     $disp,%rsi
+    xor     %rcx,%rcx          # arg1, UNW_FLAG_NHANDLER
+    mov     8(%rsi),%rdx       # arg2, disp->ImageBase
+    mov     0(%rsi),%r8        # arg3, disp->ControlPc
+    mov     16(%rsi),%r9       # arg4, disp->FunctionEntry
+    mov     40(%rsi),%r10      # disp->ContextRecord
+    lea     56(%rsi),%r11      # &disp->HandlerData
+    lea     24(%rsi),%r12      # &disp->EstablisherFrame
+    mov     %r10,32(%rsp)      # arg5
+    mov     %r11,40(%rsp)      # arg6
+    mov     %r12,48(%rsp)      # arg7
+    mov     %rcx,56(%rsp)      # arg8, (NULL)
+    call    *__imp_RtlVirtualUnwind(%rip)
+
+    mov     \$1,%eax           # ExceptionContinueSearch
+    add     \$64,%rsp
+    popfq
+    pop     %r15
+    pop     %r14
+    pop     %r13
+    pop     %r12
+    pop     %rbp
+    pop     %rbx
+    pop     %rdi
+    pop     %rsi
+    ret
+.size   rsaz_avx_handler,.-rsaz_avx_handler
+
+.section    .pdata
+.align  4
+    .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256
+    .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256
+    .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256
+
+    .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256
+    .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256
+    .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256
+
+.section    .xdata
+.align  8
+.LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256:
+    .byte   9,0,0,0
+    .rva    rsaz_avx_handler
+    .rva    .Lossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256_epilogue
+.LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256:
+    .byte   9,0,0,0
+    .rva    rsaz_avx_handler
+    .rva    .Lossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256_epilogue
+___
+}
+}}} else {{{                # fallback for old assembler
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256
+.globl  ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256
+.globl  ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx
+.type   ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256,\@abi-omnipotent
+ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256:
+ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256:
+ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx:
+    .byte   0x0f,0x0b    # ud2
+    ret
+.size   ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256
+___
+}}}
+
+$code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval $1/gem;
+print $code;
+close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";
diff --git a/crypto/bn/asm/rsaz-4k-avxifma.pl b/crypto/bn/asm/rsaz-4k-avxifma.pl
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d3dfb09
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,1157 @@
+# Copyright 2024 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+# Copyright (c) 2024, 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
+#
+# Written by Zhiguo Zhou <zhiguo.zhou@intel.com> and Wangyang Guo <wangyang.guo@intel.com>.
+# Special thanks to Tomasz Kantecki <tomasz.kantecki@intel.com> for his valuable suggestions.
+#
+# October 2024
+#
+# Initial release.
+#
+
+# $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/ || $output =~ /\.asm$/);
+$avxifma=0;
+
+$0 =~ m/(.*[\/\\])[^\/\\]+$/; $dir=$1;
+( $xlate="${dir}x86_64-xlate.pl" and -f $xlate ) or
+( $xlate="${dir}../../perlasm/x86_64-xlate.pl" and -f $xlate) or
+die "can't locate x86_64-xlate.pl";
+
+# TODO: Find out the version of NASM that supports VEX-encoded AVX-IFMA instructions
+if (`$ENV{CC} -Wa,-v -c -o /dev/null -x assembler /dev/null 2>&1`
+        =~ /GNU assembler version ([2-9]\.[0-9]+)/) {
+    $avxifma = ($1>=2.40);
+}
+
+if (!$avxifma && `$ENV{CC} -v 2>&1`
+    =~ /\s*((?:clang|LLVM) version|.*based on LLVM) ([0-9]+)\.([0-9]+)\.([0-9]+)?/) {
+    my $ver = $2 + $3/100.0 + $4/10000.0; # 3.1.0->3.01, 3.10.1->3.1001
+    $avxifma = ($ver>=16.0);
+}
+
+open OUT,"| \"$^X\" \"$xlate\" $flavour \"$output\""
+    or die "can't call $xlate: $!";
+*STDOUT=*OUT;
+
+if ($avxifma>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_avxifma256(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 $zero_xmm = "%xmm0";
+my $Bi   = "%ymm1";
+my $Bi_xmm   = "%xmm1";
+my $Yi   = "%ymm2";
+my $Yi_xmm   = "%xmm2";
+my $tmp  = "%ymm13";
+my $tmp2  = "%ymm14";
+my ($R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h) = map("%ymm$_",(3..12));
+
+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) = @_;
+$code.=<<___;
+    movq    $_b_offset($b_ptr), %r13             # b[i]
+
+    vpbroadcastq    $_b_offset($b_ptr),$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
+
+    vmovq   %r13, $Yi_xmm
+    vpbroadcastq    $Yi_xmm, $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, $_acc                          # acc = ((acc >> 52) | (t2 << 12))
+
+    lea -328(%rsp), %rsp
+
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset`($a), $Bi, $_R0
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+32`($a), $Bi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2+32`($a), $Bi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3`($a), $Bi, $_R3
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3+32`($a), $Bi, $_R3h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*4`($a), $Bi, $_R4
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*4+32`($a), $Bi, $_R4h
+
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset`($m), $Yi, $_R0
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+32`($m), $Yi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*2+32`($m), $Yi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3`($m), $Yi, $_R3
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*3+32`($m), $Yi, $_R3h
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*4`($m), $Yi, $_R4
+    {vex} vpmadd52luq `$_data_offset+64*4+32`($m), $Yi, $_R4h
+    vmovdqu $_R0,   `32*0`(%rsp)
+    vmovdqu $_R0h,  `32*1`(%rsp)
+    vmovdqu $_R1,   `32*2`(%rsp)
+    vmovdqu $_R1h,  `32*3`(%rsp)
+    vmovdqu $_R2,   `32*4`(%rsp)
+    vmovdqu $_R2h,  `32*5`(%rsp)
+    vmovdqu $_R3,   `32*6`(%rsp)
+    vmovdqu $_R3h,  `32*7`(%rsp)
+    vmovdqu $_R4,   `32*8`(%rsp)
+    vmovdqu $_R4h,  `32*9`(%rsp)
+    movq \$0, `32*10`(%rsp)
+
+    vmovdqu `32*0 + 8`(%rsp), $_R0
+    vmovdqu `32*1 + 8`(%rsp), $_R0h
+    vmovdqu `32*2 + 8`(%rsp), $_R1
+    vmovdqu `32*3 + 8`(%rsp), $_R1h
+    vmovdqu `32*4 + 8`(%rsp), $_R2
+    vmovdqu `32*5 + 8`(%rsp), $_R2h
+    vmovdqu `32*6 + 8`(%rsp), $_R3
+    vmovdqu `32*7 + 8`(%rsp), $_R3h
+    vmovdqu `32*8 + 8`(%rsp), $_R4
+    vmovdqu `32*9 + 8`(%rsp), $_R4h
+
+    addq   8(%rsp), $_acc    # acc += R0[0]
+
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset`($a), $Bi, $_R0
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+32`($a), $Bi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($a), $Bi, $_R1
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($a), $Bi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($a), $Bi, $_R2
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2+32`($a), $Bi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3`($a), $Bi, $_R3
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3+32`($a), $Bi, $_R3h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*4`($a), $Bi, $_R4
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*4+32`($a), $Bi, $_R4h
+
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset`($m), $Yi, $_R0
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+32`($m), $Yi, $_R0h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1`($m), $Yi, $_R1
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*1+32`($m), $Yi, $_R1h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2`($m), $Yi, $_R2
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*2+32`($m), $Yi, $_R2h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3`($m), $Yi, $_R3
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*3+32`($m), $Yi, $_R3h
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*4`($m), $Yi, $_R4
+    {vex} vpmadd52huq `$_data_offset+64*4+32`($m), $Yi, $_R4h
+    lea 328(%rsp),%rsp
+___
+}
+
+# Normalization routine: handles carry bits and gets bignum qwords to normalized
+# 2^52 representation.
+#
+# Uses %r8-14,%e[abcd]x
+sub amm52x40_x1_norm {
+my ($_acc,$_R0,$_R0h,$_R1,$_R1h,$_R2,$_R2h,$_R3,$_R3h,$_R4,$_R4h) = @_;
+$code.=<<___;
+    # Put accumulator to low qword in R0
+    vmovq $_acc, $zero_xmm
+    vpbroadcastq    $zero_xmm, $zero
+    vpblendd \$3, $zero, $_R0, $_R0
+
+    lea -640(%rsp),%rsp
+    vmovupd $_R0,  `0*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R0h, `1*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R1,  `2*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R1h, `3*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R2,  `4*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R2h, `5*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R3,  `6*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R3h, `7*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R4,  `8*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R4h, `9*32`(%rsp)
+
+    # Extract "carries" (12 high bits) from each QW of the bignum
+    # Save them to LSB of QWs in T0..Tn
+    vpsrlq    \$52, $_R0,   $_R0
+    vpsrlq    \$52, $_R0h,  $_R0h
+    vpsrlq    \$52, $_R1,   $_R1
+    vpsrlq    \$52, $_R1h,  $_R1h
+    vpsrlq    \$52, $_R2,   $_R2
+    vpsrlq    \$52, $_R2h,  $_R2h
+    vpsrlq    \$52, $_R3,   $_R3
+    vpsrlq    \$52, $_R3h,  $_R3h
+    vpsrlq    \$52, $_R4,   $_R4
+    vpsrlq    \$52, $_R4h,  $_R4h
+
+    # "Shift left" _R0.._Rn by 1 QW
+    vpermq      \$144, $_R4h, $_R4h
+    vpermq      \$3, $_R4, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R4h, $_R4h
+
+    vpermq      \$144, $_R4, $_R4
+    vpermq      \$3, $_R3h, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R4, $_R4
+
+    vpermq      \$144, $_R3h, $_R3h
+    vpermq      \$3, $_R3, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R3h, $_R3h
+
+    vpermq      \$144, $_R3, $_R3
+    vpermq      \$3, $_R2h, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R3, $_R3
+
+    vpermq      \$144, $_R2h, $_R2h
+    vpermq      \$3, $_R2, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R2h, $_R2h
+
+    vpermq      \$144, $_R2, $_R2
+    vpermq      \$3, $_R1h, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R2, $_R2
+
+    vpermq      \$144, $_R1h, $_R1h
+    vpermq      \$3, $_R1, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R1h, $_R1h
+
+    vpermq      \$144, $_R1, $_R1
+    vpermq      \$3, $_R0h, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R1, $_R1
+
+    vpermq      \$144, $_R0h, $_R0h
+    vpermq      \$3, $_R0, $tmp
+    vblendpd    \$1, $tmp, $_R0h, $_R0h
+
+    vpermq      \$144, $_R0, $_R0
+    vpand       .Lhigh64x3(%rip), $_R0, $_R0
+
+    vmovupd $_R0,  `10*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R0h, `11*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R1,  `12*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R1h, `13*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R2,  `14*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R2h, `15*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R3,  `16*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R3h, `17*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R4,  `18*32`(%rsp)
+    vmovupd $_R4h, `19*32`(%rsp)
+
+    vmovupd `0*32`(%rsp), $_R0
+    vmovupd `1*32`(%rsp), $_R0h
+    vmovupd `2*32`(%rsp), $_R1
+    vmovupd `3*32`(%rsp), $_R1h
+    vmovupd `4*32`(%rsp), $_R2
+    vmovupd `5*32`(%rsp), $_R2h
+    vmovupd `6*32`(%rsp), $_R3
+    vmovupd `7*32`(%rsp), $_R3h
+    vmovupd `8*32`(%rsp), $_R4
+    vmovupd `9*32`(%rsp), $_R4h
+
+    # Drop "carries" from R0..Rn QWs
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R2h, $_R2h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $_R3
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R3h, $_R3h
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R4,  $_R4
+    vpand    .Lmask52x4(%rip), $_R4h, $_R4h
+
+    # Sum R0..Rn with corresponding adjusted carries
+    vpaddq  `10*32`(%rsp),  $_R0,  $_R0
+    vpaddq  `11*32`(%rsp), $_R0h, $_R0h
+    vpaddq  `12*32`(%rsp),  $_R1,  $_R1
+    vpaddq  `13*32`(%rsp), $_R1h, $_R1h
+    vpaddq  `14*32`(%rsp),  $_R2,  $_R2
+    vpaddq  `15*32`(%rsp), $_R2h, $_R2h
+    vpaddq  `16*32`(%rsp),  $_R3,  $_R3
+    vpaddq  `17*32`(%rsp), $_R3h, $_R3h
+    vpaddq  `18*32`(%rsp),  $_R4,  $_R4
+    vpaddq  `19*32`(%rsp), $_R4h, $_R4h
+
+    lea 640(%rsp),%rsp
+
+    # Now handle carry bits from this addition
+    # Get mask of QWs whose 52-bit parts overflow
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R0},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%r14d
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R0h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%r13d
+    shl        \$4,%r13b
+    or         %r13b,%r14b
+
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R1},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%r13d
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R1h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%r12d
+    shl        \$4,%r12b
+    or         %r12b,%r13b
+
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R2},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%r12d
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R2h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%r11d
+    shl        \$4,%r11b
+    or         %r11b,%r12b
+
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R3},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%r11d
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R3h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%r10d
+    shl        \$4,%r10b
+    or         %r10b,%r11b
+
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R4},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%r10d
+    vpcmpgtq    .Lmask52x4(%rip),${_R4h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%r9d
+    shl        \$4,%r9b
+    or         %r9b,%r10b
+
+    addb       %r14b,%r14b
+    adcb       %r13b,%r13b
+    adcb       %r12b,%r12b
+    adcb       %r11b,%r11b
+    adcb       %r10b,%r10b
+
+    # Get mask of QWs whose 52-bit parts saturated
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R0},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%r9d
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R0h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%r8d
+    shl        \$4,%r8b
+    or         %r8b,%r9b
+
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R1},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%r8d
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R1h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%edx
+    shl        \$4,%dl
+    or         %dl,%r8b
+
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R2},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%edx
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R2h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%ecx
+    shl        \$4,%cl
+    or         %cl,%dl
+
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R3},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%ecx
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R3h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%ebx
+    shl        \$4,%bl
+    or         %bl,%cl
+
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R4},$tmp    # OP=nle (i.e. gt)
+    vmovmskpd   $tmp,%ebx
+    vpcmpeqq    .Lmask52x4(%rip),${_R4h},$tmp
+    vmovmskpd   $tmp,%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
+
+    push %r9
+    push %r8
+
+    lea .Lkmasklut(%rip), %r8
+
+    movb    %r14b,%r9b
+    and \$0xf, %r14
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $tmp
+    shl \$5, %r14
+    vmovapd (%r8, %r14), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R0, $_R0
+
+    shr \$4, %r9b
+    and \$0xf, %r9
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R0h,  $tmp
+    shl \$5, %r9
+    vmovapd (%r8, %r9), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R0h, $_R0h
+
+    movb    %r13b,%r9b
+    and \$0xf, %r13
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $tmp
+    shl \$5, %r13
+    vmovapd (%r8, %r13), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R1, $_R1
+
+    shr \$4, %r9b
+    and \$0xf, %r9
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R1h,  $tmp
+    shl \$5, %r9
+    vmovapd (%r8, %r9), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R1h, $_R1h
+
+    movb    %r12b,%r9b
+    and \$0xf, %r12
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $tmp
+    shl \$5, %r12
+    vmovapd (%r8, %r12), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R2, $_R2
+
+    shr \$4, %r9b
+    and \$0xf, %r9
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R2h,  $tmp
+    shl \$5, %r9
+    vmovapd (%r8, %r9), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R2h, $_R2h
+
+    movb    %r11b,%r9b
+    and \$0xf, %r11
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $tmp
+    shl \$5, %r11
+    vmovapd (%r8, %r11), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R3, $_R3
+
+    shr \$4, %r9b
+    and \$0xf, %r9
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R3h,  $tmp
+    shl \$5, %r9
+    vmovapd (%r8, %r9), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R3h, $_R3h
+
+    movb    %r10b,%r9b
+    and \$0xf, %r10
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R4,  $tmp
+    shl \$5, %r10
+    vmovapd (%r8, %r10), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R4, $_R4
+
+    shr \$4, %r9b
+    and \$0xf, %r9
+    vpsubq  .Lmask52x4(%rip), $_R4h,  $tmp
+    shl \$5, %r9
+    vmovapd (%r8, %r9), $tmp2
+    vblendvpd $tmp2, $tmp, $_R4h, $_R4h
+
+    pop %r8
+    pop %r9
+
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R0,  $_R0
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R0h, $_R0h
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R1,  $_R1
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R1h, $_R1h
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R2,  $_R2
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R2h, $_R2h
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R3,  $_R3
+
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R3h, $_R3h
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R4,  $_R4
+    vpand  .Lmask52x4(%rip), $_R4h, $_R4h
+___
+}
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256
+.type   ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256,\@function,5
+.align 32
+ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256:
+.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)
+    vmovapd   %xmm6, `0*16`(%rsp)         # save non-volatile registers
+    vmovapd   %xmm7, `1*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm8, `2*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm9, `3*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm10,`4*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm11,`5*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm12,`6*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm13,`7*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm14,`8*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm15,`9*16`(%rsp)
+.Lossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256_body:
+___
+$code.=<<___;
+    # Zeroing accumulators
+    vpxor   $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+    vmovapd   $zero, $R2_0h
+    vmovapd   $zero, $R3_0
+    vmovapd   $zero, $R3_0h
+    vmovapd   $zero, $R4_0
+    vmovapd   $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.=<<___;
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `0*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `1*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `2*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `3*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `4*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0h, `5*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0,  `6*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0h, `7*32`($res)
+    vmovdqu   $R4_0,  `8*32`($res)
+    vmovdqu   $R4_0h, `9*32`($res)
+
+    vzeroupper
+    lea     (%rsp),%rax
+.cfi_def_cfa_register   %rax
+___
+$code.=<<___ if ($win64);
+    vmovapd   `0*16`(%rax),%xmm6
+    vmovapd   `1*16`(%rax),%xmm7
+    vmovapd   `2*16`(%rax),%xmm8
+    vmovapd   `3*16`(%rax),%xmm9
+    vmovapd   `4*16`(%rax),%xmm10
+    vmovapd   `5*16`(%rax),%xmm11
+    vmovapd   `6*16`(%rax),%xmm12
+    vmovapd   `7*16`(%rax),%xmm13
+    vmovapd   `8*16`(%rax),%xmm14
+    vmovapd   `9*16`(%rax),%xmm15
+    lea  168(%rsp),%rax
+___
+$code.=<<___;
+    mov  0(%rax),%r15
+.cfi_restore    %r15
+    mov  8(%rax),%r14
+.cfi_restore    %r14
+    mov  16(%rax),%r13
+.cfi_restore    %r13
+    mov  24(%rax),%r12
+.cfi_restore    %r12
+    mov  32(%rax),%rbp
+.cfi_restore    %rbp
+    mov  40(%rax),%rbx
+.cfi_restore    %rbx
+    lea  48(%rax),%rsp       # restore rsp
+.cfi_def_cfa %rsp,8
+.Lossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256_epilogue:
+
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256
+___
+
+$code.=<<___;
+.section .rodata align=32
+.align 32
+.Lmask52x4:
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+    .quad   0xfffffffffffff
+.Lhigh64x3:
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+.Lkmasklut:
+    #0000
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0001
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0010
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0011
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    #0100
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0101
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0110
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #0111
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    #1000
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1001
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1010
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1011
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1100
+    .quad   0x0
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1101
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1110
+    .quad   0x0
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    #1111
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+    .quad   0xffffffffffffffff
+___
+
+###############################################################################
+# 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_avxifma256(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]);
+###############################################################################
+
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256
+.type   ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256,\@function,5
+.align 32
+ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256:
+.cfi_startproc
+    endbranch
+    push    %rbx
+.cfi_push   %rbx
+    push    %rbp
+.cfi_push   %rbp
+    push    %r12
+.cfi_push   %r12
+    push    %r13
+.cfi_push   %r13
+    push    %r14
+.cfi_push   %r14
+    push    %r15
+.cfi_push   %r15
+___
+$code.=<<___ if ($win64);
+    lea     -168(%rsp),%rsp
+    vmovapd   %xmm6, `0*16`(%rsp)        # save non-volatile registers
+    vmovapd   %xmm7, `1*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm8, `2*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm9, `3*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm10,`4*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm11,`5*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm12,`6*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm13,`7*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm14,`8*16`(%rsp)
+    vmovapd   %xmm15,`9*16`(%rsp)
+.Lossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256_body:
+___
+$code.=<<___;
+    # Zeroing accumulators
+    vpxor   $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+    vmovapd   $zero, $R2_0h
+    vmovapd   $zero, $R3_0
+    vmovapd   $zero, $R3_0h
+    vmovapd   $zero, $R4_0
+    vmovapd   $zero, $R4_0h
+
+    xorl    $acc0_0_low, $acc0_0_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,"($k0)");
+$code.=<<___;
+    lea    8($b_ptr), $b_ptr
+    dec    $iter
+    jne    .Lloop40
+
+    push $b_ptr
+    push $a
+    push $m
+    push $k0
+___
+    &amm52x40_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h);
+$code.=<<___;
+
+    pop $k0
+    pop $m
+    pop $a
+    pop $b_ptr
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `0*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `1*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `2*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `3*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `4*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0h, `5*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0,  `6*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0h, `7*32`($res)
+    vmovdqu   $R4_0,  `8*32`($res)
+    vmovdqu   $R4_0h, `9*32`($res)
+
+    xorl    $acc0_1_low, $acc0_1_low
+
+    movq    \$0xfffffffffffff, $mask52
+
+    mov    \$40, $iter
+
+    vpxor   $zero, $zero, $zero
+    vmovapd   $zero, $R0_0
+    vmovapd   $zero, $R0_0h
+    vmovapd   $zero, $R1_0
+    vmovapd   $zero, $R1_0h
+    vmovapd   $zero, $R2_0
+    vmovapd   $zero, $R2_0h
+    vmovapd   $zero, $R3_0
+    vmovapd   $zero, $R3_0h
+    vmovapd   $zero, $R4_0
+    vmovapd   $zero, $R4_0h
+.align 32
+.Lloop40_1:
+___
+    # 40*8 = offset of the next dimension in two-dimension array
+    &amm52x40_x1(40*8, 0,$acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h,"8($k0)");
+$code.=<<___;
+    lea    8($b_ptr), $b_ptr
+    dec    $iter
+    jne    .Lloop40_1
+___
+    &amm52x40_x1_norm($acc0_0,$R0_0,$R0_0h,$R1_0,$R1_0h,$R2_0,$R2_0h,$R3_0,$R3_0h,$R4_0,$R4_0h);
+$code.=<<___;
+
+    vmovdqu   $R0_0,  `10*32`($res)
+    vmovdqu   $R0_0h, `11*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0,  `12*32`($res)
+    vmovdqu   $R1_0h, `13*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0,  `14*32`($res)
+    vmovdqu   $R2_0h, `15*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0,  `16*32`($res)
+    vmovdqu   $R3_0h, `17*32`($res)
+    vmovdqu   $R4_0,  `18*32`($res)
+    vmovdqu   $R4_0h, `19*32`($res)
+
+    vzeroupper
+    lea     (%rsp),%rax
+.cfi_def_cfa_register   %rax
+___
+$code.=<<___ if ($win64);
+    vmovapd   `0*16`(%rax),%xmm6
+    vmovapd   `1*16`(%rax),%xmm7
+    vmovapd   `2*16`(%rax),%xmm8
+    vmovapd   `3*16`(%rax),%xmm9
+    vmovapd   `4*16`(%rax),%xmm10
+    vmovapd   `5*16`(%rax),%xmm11
+    vmovapd   `6*16`(%rax),%xmm12
+    vmovapd   `7*16`(%rax),%xmm13
+    vmovapd   `8*16`(%rax),%xmm14
+    vmovapd   `9*16`(%rax),%xmm15
+    lea     168(%rsp),%rax
+___
+$code.=<<___;
+    mov  0(%rax),%r15
+.cfi_restore    %r15
+    mov  8(%rax),%r14
+.cfi_restore    %r14
+    mov  16(%rax),%r13
+.cfi_restore    %r13
+    mov  24(%rax),%r12
+.cfi_restore    %r12
+    mov  32(%rax),%rbp
+.cfi_restore    %rbp
+    mov  40(%rax),%rbx
+.cfi_restore    %rbx
+    lea  48(%rax),%rsp
+.cfi_def_cfa    %rsp,8
+.Lossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256_epilogue:
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256
+___
+}
+
+###############################################################################
+# Constant time extraction from the precomputed table of powers base^i, where
+#    i = 0..2^EXP_WIN_SIZE-1
+#
+# The input |red_table| contains precomputations for two independent base values.
+# |red_table_idx1| and |red_table_idx2| are corresponding power indexes.
+#
+# Extracted value (output) is 2 40 digits numbers in 2^52 radix.
+#
+# void ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx(BN_ULONG *red_Y,
+#                                            const BN_ULONG red_table[1 << EXP_WIN_SIZE][2][40],
+#                                            int red_table_idx1, int red_table_idx2);
+#
+# EXP_WIN_SIZE = 5
+###############################################################################
+{
+# input parameters
+my ($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,$t9) = map("%ymm$_", (6..9));
+my ($tmp,$cur_idx,$idx1,$idx2,$ones,$mask) = map("%ymm$_", (10..15));
+my $tmp_xmm = "%xmm10";
+
+my @t = ($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.=<<___;
+    vpxor   $cur_idx, $cur_idx, $cur_idx
+.align 32
+.Lloop_$_offset:
+    vpcmpeqq  $cur_idx, $_idx, $mask      # mask of (idx == cur_idx)
+___
+foreach (0..9) {
+$code.=<<___;
+    vmovdqu  `$_offset+${_}*32`($red_tbl), $tmp   # load data from red_tbl
+    #vpblendmq  $tmp, $t[$_], ${t[$_]}{%k1}          # extract data when mask is not zero
+    vblendvpd  $mask, $tmp, $t[$_], ${t[$_]}          # 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_avx
+.type   ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx,\@abi-omnipotent
+ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx:
+.cfi_startproc
+    endbranch
+    vmovapd   .Lones(%rip), $ones         # broadcast ones
+    vmovq $red_tbl_idx1, $tmp_xmm
+    vpbroadcastq    $tmp_xmm, $idx1
+    vmovq $red_tbl_idx2, $tmp_xmm
+    vpbroadcastq    $tmp_xmm, $idx2
+    leaq   `(1<<5)*2*40*8`($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.="vmovapd   $t0, $t[$_] \n";
+}
+
+&get_table_value_consttime($idx1, 0);
+foreach (0..9) {
+    $code.="vmovdqu   $t[$_], `(0+$_)*32`($out) \n";
+}
+$code.="movq    %r10, $red_tbl \n";
+&get_table_value_consttime($idx2, 40*8);
+foreach (0..9) {
+    $code.="vmovdqu   $t[$_], `(10+$_)*32`($out) \n";
+}
+$code.=<<___;
+
+    ret
+.cfi_endproc
+.size   ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx, .-ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx
+___
+$code.=<<___;
+.section .rodata align=32
+.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     $disp,%rsi
+    xor     %rcx,%rcx          # arg1, UNW_FLAG_NHANDLER
+    mov     8(%rsi),%rdx       # arg2, disp->ImageBase
+    mov     0(%rsi),%r8        # arg3, disp->ControlPc
+    mov     16(%rsi),%r9       # arg4, disp->FunctionEntry
+    mov     40(%rsi),%r10      # disp->ContextRecord
+    lea     56(%rsi),%r11      # &disp->HandlerData
+    lea     24(%rsi),%r12      # &disp->EstablisherFrame
+    mov     %r10,32(%rsp)      # arg5
+    mov     %r11,40(%rsp)      # arg6
+    mov     %r12,48(%rsp)      # arg7
+    mov     %rcx,56(%rsp)      # arg8, (NULL)
+    call    *__imp_RtlVirtualUnwind(%rip)
+
+    mov     \$1,%eax           # ExceptionContinueSearch
+    add     \$64,%rsp
+    popfq
+    pop     %r15
+    pop     %r14
+    pop     %r13
+    pop     %r12
+    pop     %rbp
+    pop     %rbx
+    pop     %rdi
+    pop     %rsi
+    ret
+.size   rsaz_avx_handler,.-rsaz_avx_handler
+
+.section    .pdata
+.align  4
+    .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256
+    .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256
+    .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256
+
+    .rva    .LSEH_begin_ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256
+    .rva    .LSEH_end_ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256
+    .rva    .LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256
+
+.section    .xdata
+.align  8
+.LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256:
+    .byte   9,0,0,0
+    .rva    rsaz_avx_handler
+    .rva    .Lossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256_epilogue
+.LSEH_info_ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256:
+    .byte   9,0,0,0
+    .rva    rsaz_avx_handler
+    .rva    .Lossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256_body,.Lossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256_epilogue
+___
+}
+}}} else {{{                # fallback for old assembler
+$code.=<<___;
+.text
+
+.globl  ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256
+.globl  ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256
+.globl  ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx
+.type   ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256,\@abi-omnipotent
+ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256:
+ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256:
+ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx:
+    .byte   0x0f,0x0b    # ud2
+    ret
+.size   ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256, .-ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256
+___
+}}}
+
+$code =~ s/\`([^\`]*)\`/eval $1/gem;
+print $code;
+close STDOUT or die "error closing STDOUT: $!";
index af52e2ced6914b2b7e109548ee4d6915977095e7..5ba02cba9d8416cb5d94d32c7f9dd76925979bb0 100644 (file)
@@ -1452,7 +1452,7 @@ int BN_mod_exp_simple(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p,
 /*
  * This is a variant of modular exponentiation optimization that does
  * parallel 2-primes exponentiation using 256-bit (AVX512VL) AVX512_IFMA ISA
- * in 52-bit binary redundant representation.
+ * or AVX_IFMA ISA in 52-bit binary redundant representation.
  * If such instructions are not available, or input data size is not supported,
  * it falls back to two BN_mod_exp_mont_consttime() calls.
  */
@@ -1468,7 +1468,7 @@ int BN_mod_exp_mont_consttime_x2(BIGNUM *rr1, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1
     BN_MONT_CTX *mont1 = NULL;
     BN_MONT_CTX *mont2 = NULL;
 
-    if (ossl_rsaz_avx512ifma_eligible() &&
+    if ((ossl_rsaz_avx512ifma_eligible() || ossl_rsaz_avxifma_eligible()) &&
         (((a1->top == 16) && (p1->top == 16) && (BN_num_bits(m1) == 1024) &&
           (a2->top == 16) && (p2->top == 16) && (BN_num_bits(m2) == 1024)) ||
          ((a1->top == 24) && (p1->top == 24) && (BN_num_bits(m1) == 1536) &&
index 2f30681b3b26776f523d39c2612646efa5e87988..a82271136cbab7af6080e58f9dc5aa13d11cce5d 100644 (file)
@@ -24,7 +24,8 @@ IF[{- !$disabled{asm} -}]
 
   $BNASM_x86_64=\
           x86_64-mont.s x86_64-mont5.s x86_64-gf2m.s rsaz_exp.c rsaz-x86_64.s \
-          rsaz-avx2.s rsaz_exp_x2.c rsaz-2k-avx512.s rsaz-3k-avx512.s rsaz-4k-avx512.s
+          rsaz-avx2.s rsaz_exp_x2.c rsaz-2k-avx512.s rsaz-3k-avx512.s rsaz-4k-avx512.s \
+          rsaz-2k-avxifma.s rsaz-3k-avxifma.s rsaz-4k-avxifma.s
   IF[{- $config{target} !~ /^VC/ -}]
     $BNASM_x86_64=asm/x86_64-gcc.c $BNASM_x86_64
   ELSE
@@ -158,6 +159,9 @@ GENERATE[rsaz-avx2.s]=asm/rsaz-avx2.pl
 GENERATE[rsaz-2k-avx512.s]=asm/rsaz-2k-avx512.pl
 GENERATE[rsaz-3k-avx512.s]=asm/rsaz-3k-avx512.pl
 GENERATE[rsaz-4k-avx512.s]=asm/rsaz-4k-avx512.pl
+GENERATE[rsaz-2k-avxifma.s]=asm/rsaz-2k-avxifma.pl
+GENERATE[rsaz-3k-avxifma.s]=asm/rsaz-3k-avxifma.pl
+GENERATE[rsaz-4k-avxifma.s]=asm/rsaz-4k-avxifma.pl
 
 GENERATE[bn-ia64.s]=asm/ia64.S
 GENERATE[ia64-mont.s]=asm/ia64-mont.pl
index 45dc9cc197d000b689922f9b9f65bfbd7d7c4f1e..b509039fe8c1e327de2eb09eab5c640bd9f9acd1 100644 (file)
@@ -40,6 +40,8 @@ void RSAZ_512_mod_exp(BN_ULONG result[8],
 
 int ossl_rsaz_avx512ifma_eligible(void);
 
+int ossl_rsaz_avxifma_eligible(void);
+
 int ossl_rsaz_mod_exp_avx512_x2(BN_ULONG *res1,
                                 const BN_ULONG *base1,
                                 const BN_ULONG *exponent1,
index 9361400757d81d8b01112071b710ccd4729e8f3d..b19cbf62a6ecebb42f54d773b3d0c02196c0ebbe 100644 (file)
@@ -62,6 +62,7 @@ static ossl_inline int number_of_digits(int bitsize, int digit_size)
  *  52xZZ - data represented as array of ZZ digits in 52-bit radix
  *  _x1_/_x2_ - 1 or 2 independent inputs/outputs
  *  _ifma256 - uses 256-bit wide IFMA ISA (AVX512_IFMA256)
+ *  _avxifma256 - uses 256-bit wide AVXIFMA ISA (AVX_IFMA256)
  */
 
 void ossl_rsaz_amm52x20_x1_ifma256(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a,
@@ -94,6 +95,66 @@ void ossl_extract_multiplier_2x40_win5(BN_ULONG *red_Y,
                                        const BN_ULONG *red_table,
                                        int red_table_idx1, int red_table_idx2);
 
+void ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a,
+                                      const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m,
+                                      BN_ULONG k0);
+void ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256(BN_ULONG *out, const BN_ULONG *a,
+                                      const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m,
+                                      const BN_ULONG k0[2]);
+void ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx(BN_ULONG *red_Y,
+                                           const BN_ULONG *red_table,
+                                           int red_table_idx1,
+                                           int red_table_idx2);
+
+void ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a,
+                                      const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m,
+                                      BN_ULONG k0);
+void ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256(BN_ULONG *out, const BN_ULONG *a,
+                                      const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m,
+                                      const BN_ULONG k0[2]);
+void ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx(BN_ULONG *red_Y,
+                                           const BN_ULONG *red_table,
+                                           int red_table_idx1,
+                                           int red_table_idx2);
+
+void ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a,
+                                      const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m,
+                                      BN_ULONG k0);
+void ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256(BN_ULONG *out, const BN_ULONG *a,
+                                      const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m,
+                                      const BN_ULONG k0[2]);
+void ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx(BN_ULONG *red_Y,
+                                           const BN_ULONG *red_table,
+                                           int red_table_idx1,
+                                           int red_table_idx2);
+
+typedef void (*AMM)(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b,
+                    const BN_ULONG *m, BN_ULONG k0);
+
+static AMM ossl_rsaz_amm52_x1[] = {
+    ossl_rsaz_amm52x20_x1_avxifma256, ossl_rsaz_amm52x20_x1_ifma256,
+    ossl_rsaz_amm52x30_x1_avxifma256, ossl_rsaz_amm52x30_x1_ifma256,
+    ossl_rsaz_amm52x40_x1_avxifma256, ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256,
+};
+
+typedef void (*DAMM)(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b,
+                     const BN_ULONG *m, const BN_ULONG k0[2]);
+
+static DAMM ossl_rsaz_amm52_x2[] = {
+    ossl_rsaz_amm52x20_x2_avxifma256, ossl_rsaz_amm52x20_x2_ifma256,
+    ossl_rsaz_amm52x30_x2_avxifma256, ossl_rsaz_amm52x30_x2_ifma256,
+    ossl_rsaz_amm52x40_x2_avxifma256, ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256,
+};
+
+typedef void (*DEXTRACT)(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *red_table,
+                         int red_table_idx, int tbl_idx);
+
+static DEXTRACT ossl_extract_multiplier_win5[] = {
+    ossl_extract_multiplier_2x20_win5_avx, ossl_extract_multiplier_2x20_win5,
+    ossl_extract_multiplier_2x30_win5_avx, ossl_extract_multiplier_2x30_win5,
+    ossl_extract_multiplier_2x40_win5_avx, ossl_extract_multiplier_2x40_win5,
+};
+
 static int RSAZ_mod_exp_x2_ifma256(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *base,
                                    const BN_ULONG *exp[2], const BN_ULONG *m,
                                    const BN_ULONG *rr, const BN_ULONG k0[2],
@@ -101,7 +162,7 @@ static int RSAZ_mod_exp_x2_ifma256(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *base,
 
 /*
  * Dual Montgomery modular exponentiation using prime moduli of the
- * same bit size, optimized with AVX512 ISA.
+ * same bit size, optimized with AVX512 ISA or AVXIFMA ISA.
  *
  * Input and output parameters for each exponentiation are independent and
  * denoted here by index |i|, i = 1..2.
@@ -142,8 +203,6 @@ int ossl_rsaz_mod_exp_avx512_x2(BN_ULONG *res1,
                                 BN_ULONG k0_2,
                                 int factor_size)
 {
-    typedef void (*AMM)(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a,
-                        const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m, BN_ULONG k0);
     int ret = 0;
 
     /*
@@ -170,20 +229,12 @@ int ossl_rsaz_mod_exp_avx512_x2(BN_ULONG *res1,
     BN_ULONG k0[2] = {0};
     /* AMM = Almost Montgomery Multiplication */
     AMM amm = NULL;
+    int avx512ifma = !!ossl_rsaz_avx512ifma_eligible();
 
-    switch (factor_size) {
-    case 1024:
-        amm = ossl_rsaz_amm52x20_x1_ifma256;
-        break;
-    case 1536:
-        amm = ossl_rsaz_amm52x30_x1_ifma256;
-        break;
-    case 2048:
-        amm = ossl_rsaz_amm52x40_x1_ifma256;
-        break;
-    default:
+    if (factor_size % 512)
         goto err;
-    }
+
+    amm = ossl_rsaz_amm52_x1[(factor_size / 512 - 2) * 2 + avx512ifma];
 
     storage = (BN_ULONG *)OPENSSL_malloc(storage_len_bytes);
     if (storage == NULL)
@@ -293,12 +344,6 @@ int RSAZ_mod_exp_x2_ifma256(BN_ULONG *out,
                             const BN_ULONG k0[2],
                             int modulus_bitsize)
 {
-    typedef void (*DAMM)(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *a,
-                         const BN_ULONG *b, const BN_ULONG *m,
-                         const BN_ULONG k0[2]);
-    typedef void (*DEXTRACT)(BN_ULONG *res, const BN_ULONG *red_table,
-                             int red_table_idx, int tbl_idx);
-
     int ret = 0;
     int idx;
 
@@ -329,6 +374,7 @@ int RSAZ_mod_exp_x2_ifma256(BN_ULONG *out,
     DAMM damm = NULL;
     /* Extractor from red_table */
     DEXTRACT extract = NULL;
+    int avx512ifma = !!ossl_rsaz_avx512ifma_eligible();
 
 /*
  * Squaring is done using multiplication now. That can be a subject of
@@ -336,25 +382,25 @@ int RSAZ_mod_exp_x2_ifma256(BN_ULONG *out,
  */
 # define DAMS(r,a,m,k0) damm((r),(a),(a),(m),(k0))
 
+    if (modulus_bitsize % 512)
+        goto err;
+
+    damm = ossl_rsaz_amm52_x2[(modulus_bitsize / 512 - 2) * 2 + avx512ifma];
+    extract = ossl_extract_multiplier_win5[(modulus_bitsize / 512 - 2) * 2 + avx512ifma];
+
     switch (modulus_bitsize) {
     case 1024:
         red_digits = 20;
         exp_digits = 16;
-        damm = ossl_rsaz_amm52x20_x2_ifma256;
-        extract = ossl_extract_multiplier_2x20_win5;
         break;
     case 1536:
         /* Extended with 2 digits padding to avoid mask ops in high YMM register */
         red_digits = 30 + 2;
         exp_digits = 24;
-        damm = ossl_rsaz_amm52x30_x2_ifma256;
-        extract = ossl_extract_multiplier_2x30_win5;
         break;
     case 2048:
         red_digits = 40;
         exp_digits = 32;
-        damm = ossl_rsaz_amm52x40_x2_ifma256;
-        extract = ossl_extract_multiplier_2x40_win5;
         break;
     default:
         goto err;
index f0eb8510ed2e916b1190b08dbb8afdcb9cc3cfe1..46a6a1ca167aea4800107d62ae26633a9f30baae 100644 (file)
@@ -78,6 +78,7 @@ OPENSSL_ia32_cpuid:
 
        xor     %eax,%eax
        mov     %rax,8(%rdi)            # clear extended feature flags
+       mov     %rax,16(%rdi)
        cpuid
        mov     %eax,%r11d              # max value for standard query level