Move & split opensslconf.h.in
[openssl.git] / crypto / des / des_locl.h
1 /* crypto/des/des_locl.h */
2 /* Copyright (C) 1995-1997 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This package is an SSL implementation written
6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
8  *
9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
15  *
16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
17  * the code are not to be removed.
18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
19  * as the author of the parts of the library used.
20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
22  *
23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
24  * modification, are permitted provided that the following conditions
25  * are met:
26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
32  *    must display the following acknowledgement:
33  *    "This product includes cryptographic software written by
34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
36  *    being used are not cryptographic related :-).
37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
40  *
41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
51  * SUCH DAMAGE.
52  *
53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
55  * copied and put under another distribution licence
56  * [including the GNU Public Licence.]
57  */
58
59 #ifndef HEADER_DES_LOCL_H
60 # define HEADER_DES_LOCL_H
61
62 # include <openssl/e_os2.h>
63
64 # include "internal/des_conf.h"
65
66 # if defined(OPENSSL_SYS_WIN32)
67 #  ifndef OPENSSL_SYS_MSDOS
68 #   define OPENSSL_SYS_MSDOS
69 #  endif
70 # endif
71
72 # include <stdio.h>
73 # include <stdlib.h>
74
75 # ifndef OPENSSL_SYS_MSDOS
76 #  if !defined(OPENSSL_SYS_VMS) || defined(__DECC)
77 #   ifdef OPENSSL_UNISTD
78 #    include OPENSSL_UNISTD
79 #   else
80 #    include <unistd.h>
81 #   endif
82 #   include <math.h>
83 #  endif
84 # endif
85 # include <openssl/des.h>
86
87 # ifdef OPENSSL_SYS_MSDOS       /* Visual C++ 2.1 (Windows NT/95) */
88 #  include <stdlib.h>
89 #  include <errno.h>
90 #  include <time.h>
91 #  include <io.h>
92 # endif
93
94 # if defined(__STDC__) || defined(OPENSSL_SYS_VMS) || defined(M_XENIX) || defined(OPENSSL_SYS_MSDOS)
95 #  include <string.h>
96 # endif
97
98 # ifdef OPENSSL_BUILD_SHLIBCRYPTO
99 #  undef OPENSSL_EXTERN
100 #  define OPENSSL_EXTERN OPENSSL_EXPORT
101 # endif
102
103 # define ITERATIONS 16
104 # define HALF_ITERATIONS 8
105
106 /* used in des_read and des_write */
107 # define MAXWRITE        (1024*16)
108 # define BSIZE           (MAXWRITE+4)
109
110 # define c2l(c,l)        (l =((DES_LONG)(*((c)++)))    , \
111                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<< 8L, \
112                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<16L, \
113                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<24L)
114
115 /* NOTE - c is not incremented as per c2l */
116 # define c2ln(c,l1,l2,n) { \
117                         c+=n; \
118                         l1=l2=0; \
119                         switch (n) { \
120                         case 8: l2 =((DES_LONG)(*(--(c))))<<24L; \
121                         case 7: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))))<<16L; \
122                         case 6: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))))<< 8L; \
123                         case 5: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))));     \
124                         case 4: l1 =((DES_LONG)(*(--(c))))<<24L; \
125                         case 3: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))))<<16L; \
126                         case 2: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))))<< 8L; \
127                         case 1: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))));     \
128                                 } \
129                         }
130
131 # define l2c(l,c)        (*((c)++)=(unsigned char)(((l)     )&0xff), \
132                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>> 8L)&0xff), \
133                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>16L)&0xff), \
134                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>24L)&0xff))
135
136 /*
137  * replacements for htonl and ntohl since I have no idea what to do when
138  * faced with machines with 8 byte longs.
139  */
140 # define HDRSIZE 4
141
142 # define n2l(c,l)        (l =((DES_LONG)(*((c)++)))<<24L, \
143                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<16L, \
144                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<< 8L, \
145                          l|=((DES_LONG)(*((c)++))))
146
147 # define l2n(l,c)        (*((c)++)=(unsigned char)(((l)>>24L)&0xff), \
148                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>16L)&0xff), \
149                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>> 8L)&0xff), \
150                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)     )&0xff))
151
152 /* NOTE - c is not incremented as per l2c */
153 # define l2cn(l1,l2,c,n) { \
154                         c+=n; \
155                         switch (n) { \
156                         case 8: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>>24L)&0xff); \
157                         case 7: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>>16L)&0xff); \
158                         case 6: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>> 8L)&0xff); \
159                         case 5: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)     )&0xff); \
160                         case 4: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>>24L)&0xff); \
161                         case 3: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>>16L)&0xff); \
162                         case 2: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>> 8L)&0xff); \
163                         case 1: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)     )&0xff); \
164                                 } \
165                         }
166
167 # if (defined(OPENSSL_SYS_WIN32) && defined(_MSC_VER))
168 #  define ROTATE(a,n)     (_lrotr(a,n))
169 # elif defined(__ICC)
170 #  define ROTATE(a,n)     (_rotr(a,n))
171 # elif defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2 && !defined(__STRICT_ANSI__) && !defined(OPENSSL_NO_ASM) && !defined(OPENSSL_NO_INLINE_ASM) && !defined(PEDANTIC)
172 #  if defined(__i386) || defined(__i386__) || defined(__x86_64) || defined(__x86_64__)
173 #   define ROTATE(a,n)   ({ register unsigned int ret;   \
174                                 asm ("rorl %1,%0"       \
175                                         : "=r"(ret)     \
176                                         : "I"(n),"0"(a) \
177                                         : "cc");        \
178                            ret;                         \
179                         })
180 #  endif
181 # endif
182 # ifndef ROTATE
183 #  define ROTATE(a,n)     (((a)>>(n))+((a)<<(32-(n))))
184 # endif
185
186 /*
187  * Don't worry about the LOAD_DATA() stuff, that is used by fcrypt() to add
188  * it's little bit to the front
189  */
190
191 # ifdef DES_FCRYPT
192
193 #  define LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1) \
194         { DES_LONG tmp; LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp); }
195
196 #  define LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp) \
197         t=R^(R>>16L); \
198         u=t&E0; t&=E1; \
199         tmp=(u<<16); u^=R^s[S  ]; u^=tmp; \
200         tmp=(t<<16); t^=R^s[S+1]; t^=tmp
201 # else
202 #  define LOAD_DATA_tmp(a,b,c,d,e,f) LOAD_DATA(a,b,c,d,e,f,g)
203 #  define LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp) \
204         u=R^s[S  ]; \
205         t=R^s[S+1]
206 # endif
207
208 /*
209  * The changes to this macro may help or hinder, depending on the compiler
210  * and the architecture.  gcc2 always seems to do well :-). Inspired by Dana
211  * How <how@isl.stanford.edu> DO NOT use the alternative version on machines
212  * with 8 byte longs. It does not seem to work on the Alpha, even when
213  * DES_LONG is 4 bytes, probably an issue of accessing non-word aligned
214  * objects :-(
215  */
216 # ifdef DES_PTR
217
218 /*
219  * It recently occurred to me that 0^0^0^0^0^0^0 == 0, so there is no reason
220  * to not xor all the sub items together.  This potentially saves a register
221  * since things can be xored directly into L
222  */
223
224 #  if defined(DES_RISC1) || defined(DES_RISC2)
225 #   ifdef DES_RISC1
226 #    define D_ENCRYPT(LL,R,S) { \
227         unsigned int u1,u2,u3; \
228         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
229         u2=(int)u>>8L; \
230         u1=(int)u&0xfc; \
231         u2&=0xfc; \
232         t=ROTATE(t,4); \
233         u>>=16L; \
234         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP      +u1); \
235         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x200+u2); \
236         u3=(int)(u>>8L); \
237         u1=(int)u&0xfc; \
238         u3&=0xfc; \
239         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x400+u1); \
240         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x600+u3); \
241         u2=(int)t>>8L; \
242         u1=(int)t&0xfc; \
243         u2&=0xfc; \
244         t>>=16L; \
245         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x100+u1); \
246         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x300+u2); \
247         u3=(int)t>>8L; \
248         u1=(int)t&0xfc; \
249         u3&=0xfc; \
250         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x500+u1); \
251         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x700+u3); }
252 #   endif
253 #   ifdef DES_RISC2
254 #    define D_ENCRYPT(LL,R,S) { \
255         unsigned int u1,u2,s1,s2; \
256         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
257         u2=(int)u>>8L; \
258         u1=(int)u&0xfc; \
259         u2&=0xfc; \
260         t=ROTATE(t,4); \
261         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP      +u1); \
262         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x200+u2); \
263         s1=(int)(u>>16L); \
264         s2=(int)(u>>24L); \
265         s1&=0xfc; \
266         s2&=0xfc; \
267         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x400+s1); \
268         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x600+s2); \
269         u2=(int)t>>8L; \
270         u1=(int)t&0xfc; \
271         u2&=0xfc; \
272         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x100+u1); \
273         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x300+u2); \
274         s1=(int)(t>>16L); \
275         s2=(int)(t>>24L); \
276         s1&=0xfc; \
277         s2&=0xfc; \
278         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x500+s1); \
279         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x700+s2); }
280 #   endif
281 #  else
282 #   define D_ENCRYPT(LL,R,S) { \
283         LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1); \
284         t=ROTATE(t,4); \
285         LL^= \
286         *(const DES_LONG *)(des_SP      +((u     )&0xfc))^ \
287         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x200+((u>> 8L)&0xfc))^ \
288         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x400+((u>>16L)&0xfc))^ \
289         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x600+((u>>24L)&0xfc))^ \
290         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x100+((t     )&0xfc))^ \
291         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x300+((t>> 8L)&0xfc))^ \
292         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x500+((t>>16L)&0xfc))^ \
293         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x700+((t>>24L)&0xfc)); }
294 #  endif
295
296 # else                          /* original version */
297
298 #  if defined(DES_RISC1) || defined(DES_RISC2)
299 #   ifdef DES_RISC1
300 #    define D_ENCRYPT(LL,R,S) {\
301         unsigned int u1,u2,u3; \
302         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
303         u>>=2L; \
304         t=ROTATE(t,6); \
305         u2=(int)u>>8L; \
306         u1=(int)u&0x3f; \
307         u2&=0x3f; \
308         u>>=16L; \
309         LL^=DES_SPtrans[0][u1]; \
310         LL^=DES_SPtrans[2][u2]; \
311         u3=(int)u>>8L; \
312         u1=(int)u&0x3f; \
313         u3&=0x3f; \
314         LL^=DES_SPtrans[4][u1]; \
315         LL^=DES_SPtrans[6][u3]; \
316         u2=(int)t>>8L; \
317         u1=(int)t&0x3f; \
318         u2&=0x3f; \
319         t>>=16L; \
320         LL^=DES_SPtrans[1][u1]; \
321         LL^=DES_SPtrans[3][u2]; \
322         u3=(int)t>>8L; \
323         u1=(int)t&0x3f; \
324         u3&=0x3f; \
325         LL^=DES_SPtrans[5][u1]; \
326         LL^=DES_SPtrans[7][u3]; }
327 #   endif
328 #   ifdef DES_RISC2
329 #    define D_ENCRYPT(LL,R,S) {\
330         unsigned int u1,u2,s1,s2; \
331         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
332         u>>=2L; \
333         t=ROTATE(t,6); \
334         u2=(int)u>>8L; \
335         u1=(int)u&0x3f; \
336         u2&=0x3f; \
337         LL^=DES_SPtrans[0][u1]; \
338         LL^=DES_SPtrans[2][u2]; \
339         s1=(int)u>>16L; \
340         s2=(int)u>>24L; \
341         s1&=0x3f; \
342         s2&=0x3f; \
343         LL^=DES_SPtrans[4][s1]; \
344         LL^=DES_SPtrans[6][s2]; \
345         u2=(int)t>>8L; \
346         u1=(int)t&0x3f; \
347         u2&=0x3f; \
348         LL^=DES_SPtrans[1][u1]; \
349         LL^=DES_SPtrans[3][u2]; \
350         s1=(int)t>>16; \
351         s2=(int)t>>24L; \
352         s1&=0x3f; \
353         s2&=0x3f; \
354         LL^=DES_SPtrans[5][s1]; \
355         LL^=DES_SPtrans[7][s2]; }
356 #   endif
357
358 #  else
359
360 #   define D_ENCRYPT(LL,R,S) {\
361         LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1); \
362         t=ROTATE(t,4); \
363         LL^=\
364                 DES_SPtrans[0][(u>> 2L)&0x3f]^ \
365                 DES_SPtrans[2][(u>>10L)&0x3f]^ \
366                 DES_SPtrans[4][(u>>18L)&0x3f]^ \
367                 DES_SPtrans[6][(u>>26L)&0x3f]^ \
368                 DES_SPtrans[1][(t>> 2L)&0x3f]^ \
369                 DES_SPtrans[3][(t>>10L)&0x3f]^ \
370                 DES_SPtrans[5][(t>>18L)&0x3f]^ \
371                 DES_SPtrans[7][(t>>26L)&0x3f]; }
372 #  endif
373 # endif
374
375         /*-
376          * IP and FP
377          * The problem is more of a geometric problem that random bit fiddling.
378          0  1  2  3  4  5  6  7      62 54 46 38 30 22 14  6
379          8  9 10 11 12 13 14 15      60 52 44 36 28 20 12  4
380         16 17 18 19 20 21 22 23      58 50 42 34 26 18 10  2
381         24 25 26 27 28 29 30 31  to  56 48 40 32 24 16  8  0
382
383         32 33 34 35 36 37 38 39      63 55 47 39 31 23 15  7
384         40 41 42 43 44 45 46 47      61 53 45 37 29 21 13  5
385         48 49 50 51 52 53 54 55      59 51 43 35 27 19 11  3
386         56 57 58 59 60 61 62 63      57 49 41 33 25 17  9  1
387
388         The output has been subject to swaps of the form
389         0 1 -> 3 1 but the odd and even bits have been put into
390         2 3    2 0
391         different words.  The main trick is to remember that
392         t=((l>>size)^r)&(mask);
393         r^=t;
394         l^=(t<<size);
395         can be used to swap and move bits between words.
396
397         So l =  0  1  2  3  r = 16 17 18 19
398                 4  5  6  7      20 21 22 23
399                 8  9 10 11      24 25 26 27
400                12 13 14 15      28 29 30 31
401         becomes (for size == 2 and mask == 0x3333)
402            t =   2^16  3^17 -- --   l =  0  1 16 17  r =  2  3 18 19
403                  6^20  7^21 -- --        4  5 20 21       6  7 22 23
404                 10^24 11^25 -- --        8  9 24 25      10 11 24 25
405                 14^28 15^29 -- --       12 13 28 29      14 15 28 29
406
407         Thanks for hints from Richard Outerbridge - he told me IP&FP
408         could be done in 15 xor, 10 shifts and 5 ands.
409         When I finally started to think of the problem in 2D
410         I first got ~42 operations without xors.  When I remembered
411         how to use xors :-) I got it to its final state.
412         */
413 # define PERM_OP(a,b,t,n,m) ((t)=((((a)>>(n))^(b))&(m)),\
414         (b)^=(t),\
415         (a)^=((t)<<(n)))
416
417 # define IP(l,r) \
418         { \
419         register DES_LONG tt; \
420         PERM_OP(r,l,tt, 4,0x0f0f0f0fL); \
421         PERM_OP(l,r,tt,16,0x0000ffffL); \
422         PERM_OP(r,l,tt, 2,0x33333333L); \
423         PERM_OP(l,r,tt, 8,0x00ff00ffL); \
424         PERM_OP(r,l,tt, 1,0x55555555L); \
425         }
426
427 # define FP(l,r) \
428         { \
429         register DES_LONG tt; \
430         PERM_OP(l,r,tt, 1,0x55555555L); \
431         PERM_OP(r,l,tt, 8,0x00ff00ffL); \
432         PERM_OP(l,r,tt, 2,0x33333333L); \
433         PERM_OP(r,l,tt,16,0x0000ffffL); \
434         PERM_OP(l,r,tt, 4,0x0f0f0f0fL); \
435         }
436
437 extern const DES_LONG DES_SPtrans[8][64];
438
439 void fcrypt_body(DES_LONG *out, DES_key_schedule *ks,
440                  DES_LONG Eswap0, DES_LONG Eswap1);
441
442 # ifdef OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT
443 #  undef DES_UNROLL
444 # endif
445 #endif