Remove references to .org header file names.
[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 #if defined(WIN32) || defined(WIN16)
63 #ifndef MSDOS
64 #define MSDOS
65 #endif
66 #endif
67
68 #include <stdio.h>
69 #include <stdlib.h>
70 #ifndef MSDOS
71 #include <unistd.h>
72 #endif
73 #include "des.h"
74
75 #include "opensslconf.h"
76
77 #ifdef MSDOS            /* Visual C++ 2.1 (Windows NT/95) */
78 #include <stdlib.h>
79 #include <errno.h>
80 #include <time.h>
81 #include <io.h>
82 #ifndef RAND
83 #define RAND
84 #endif
85 #undef NOPROTO
86 #endif
87
88 #if defined(__STDC__) || defined(VMS) || defined(M_XENIX) || defined(MSDOS)
89 #include <string.h>
90 #endif
91
92 #ifndef RAND
93 #define RAND
94 #endif
95
96 #ifdef linux
97 #undef RAND
98 #endif
99
100 #ifdef MSDOS
101 #define getpid() 2
102 #define RAND
103 #undef NOPROTO
104 #endif
105
106 #if defined(NOCONST)
107 #define const
108 #endif
109
110 #ifdef __STDC__
111 #undef NOPROTO
112 #endif
113
114 #ifdef RAND
115 #define srandom(s) srand(s)
116 #define random rand
117 #endif
118
119 #define ITERATIONS 16
120 #define HALF_ITERATIONS 8
121
122 /* used in des_read and des_write */
123 #define MAXWRITE        (1024*16)
124 #define BSIZE           (MAXWRITE+4)
125
126 #define c2l(c,l)        (l =((DES_LONG)(*((c)++)))    , \
127                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<< 8L, \
128                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<16L, \
129                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<24L)
130
131 /* NOTE - c is not incremented as per c2l */
132 #define c2ln(c,l1,l2,n) { \
133                         c+=n; \
134                         l1=l2=0; \
135                         switch (n) { \
136                         case 8: l2 =((DES_LONG)(*(--(c))))<<24L; \
137                         case 7: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))))<<16L; \
138                         case 6: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))))<< 8L; \
139                         case 5: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))));     \
140                         case 4: l1 =((DES_LONG)(*(--(c))))<<24L; \
141                         case 3: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))))<<16L; \
142                         case 2: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))))<< 8L; \
143                         case 1: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))));     \
144                                 } \
145                         }
146
147 #define l2c(l,c)        (*((c)++)=(unsigned char)(((l)     )&0xff), \
148                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>> 8L)&0xff), \
149                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>16L)&0xff), \
150                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>24L)&0xff))
151
152 /* replacements for htonl and ntohl since I have no idea what to do
153  * when faced with machines with 8 byte longs. */
154 #define HDRSIZE 4
155
156 #define n2l(c,l)        (l =((DES_LONG)(*((c)++)))<<24L, \
157                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<16L, \
158                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<< 8L, \
159                          l|=((DES_LONG)(*((c)++))))
160
161 #define l2n(l,c)        (*((c)++)=(unsigned char)(((l)>>24L)&0xff), \
162                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>16L)&0xff), \
163                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>> 8L)&0xff), \
164                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)     )&0xff))
165
166 /* NOTE - c is not incremented as per l2c */
167 #define l2cn(l1,l2,c,n) { \
168                         c+=n; \
169                         switch (n) { \
170                         case 8: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>>24L)&0xff); \
171                         case 7: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>>16L)&0xff); \
172                         case 6: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>> 8L)&0xff); \
173                         case 5: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)     )&0xff); \
174                         case 4: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>>24L)&0xff); \
175                         case 3: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>>16L)&0xff); \
176                         case 2: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>> 8L)&0xff); \
177                         case 1: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)     )&0xff); \
178                                 } \
179                         }
180
181 #if defined(WIN32)
182 #define ROTATE(a,n)     (_lrotr(a,n))
183 #else
184 #define ROTATE(a,n)     (((a)>>(n))+((a)<<(32-(n))))
185 #endif
186
187 /* Don't worry about the LOAD_DATA() stuff, that is used by
188  * fcrypt() to add it's little bit to the front */
189
190 #ifdef DES_FCRYPT
191
192 #define LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1) \
193         { DES_LONG tmp; LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp); }
194
195 #define LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp) \
196         t=R^(R>>16L); \
197         u=t&E0; t&=E1; \
198         tmp=(u<<16); u^=R^s[S  ]; u^=tmp; \
199         tmp=(t<<16); t^=R^s[S+1]; t^=tmp
200 #else
201 #define LOAD_DATA_tmp(a,b,c,d,e,f) LOAD_DATA(a,b,c,d,e,f,g)
202 #define LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp) \
203         u=R^s[S  ]; \
204         t=R^s[S+1]
205 #endif
206
207 /* The changes to this macro may help or hinder, depending on the
208  * compiler and the achitecture.  gcc2 always seems to do well :-).
209  * Inspired by Dana How <how@isl.stanford.edu>
210  * DO NOT use the alternative version on machines with 8 byte longs.
211  * It does not seem to work on the Alpha, even when DES_LONG is 4
212  * bytes, probably an issue of accessing non-word aligned objects :-( */
213 #ifdef DES_PTR
214
215 /* It recently occured to me that 0^0^0^0^0^0^0 == 0, so there
216  * is no reason to not xor all the sub items together.  This potentially
217  * saves a register since things can be xored directly into L */
218
219 #if defined(DES_RISC1) || defined(DES_RISC2)
220 #ifdef DES_RISC1
221 #define D_ENCRYPT(LL,R,S) { \
222         unsigned int u1,u2,u3; \
223         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
224         u2=(int)u>>8L; \
225         u1=(int)u&0xfc; \
226         u2&=0xfc; \
227         t=ROTATE(t,4); \
228         u>>=16L; \
229         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP      +u1); \
230         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x200+u2); \
231         u3=(int)(u>>8L); \
232         u1=(int)u&0xfc; \
233         u3&=0xfc; \
234         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x400+u1); \
235         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x600+u3); \
236         u2=(int)t>>8L; \
237         u1=(int)t&0xfc; \
238         u2&=0xfc; \
239         t>>=16L; \
240         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x100+u1); \
241         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x300+u2); \
242         u3=(int)t>>8L; \
243         u1=(int)t&0xfc; \
244         u3&=0xfc; \
245         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x500+u1); \
246         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x700+u3); }
247 #endif
248 #ifdef DES_RISC2
249 #define D_ENCRYPT(LL,R,S) { \
250         unsigned int u1,u2,s1,s2; \
251         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
252         u2=(int)u>>8L; \
253         u1=(int)u&0xfc; \
254         u2&=0xfc; \
255         t=ROTATE(t,4); \
256         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP      +u1); \
257         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x200+u2); \
258         s1=(int)(u>>16L); \
259         s2=(int)(u>>24L); \
260         s1&=0xfc; \
261         s2&=0xfc; \
262         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x400+s1); \
263         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x600+s2); \
264         u2=(int)t>>8L; \
265         u1=(int)t&0xfc; \
266         u2&=0xfc; \
267         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x100+u1); \
268         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x300+u2); \
269         s1=(int)(t>>16L); \
270         s2=(int)(t>>24L); \
271         s1&=0xfc; \
272         s2&=0xfc; \
273         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x500+s1); \
274         LL^= *(const DES_LONG *)(des_SP+0x700+s2); }
275 #endif
276 #else
277 #define D_ENCRYPT(LL,R,S) { \
278         LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1); \
279         t=ROTATE(t,4); \
280         LL^= \
281         *(const DES_LONG *)(des_SP      +((u     )&0xfc))^ \
282         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x200+((u>> 8L)&0xfc))^ \
283         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x400+((u>>16L)&0xfc))^ \
284         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x600+((u>>24L)&0xfc))^ \
285         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x100+((t     )&0xfc))^ \
286         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x300+((t>> 8L)&0xfc))^ \
287         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x500+((t>>16L)&0xfc))^ \
288         *(const DES_LONG *)(des_SP+0x700+((t>>24L)&0xfc)); }
289 #endif
290
291 #else /* original version */
292
293 #if defined(DES_RISC1) || defined(DES_RISC2)
294 #ifdef DES_RISC1
295 #define D_ENCRYPT(LL,R,S) {\
296         unsigned int u1,u2,u3; \
297         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
298         u>>=2L; \
299         t=ROTATE(t,6); \
300         u2=(int)u>>8L; \
301         u1=(int)u&0x3f; \
302         u2&=0x3f; \
303         u>>=16L; \
304         LL^=des_SPtrans[0][u1]; \
305         LL^=des_SPtrans[2][u2]; \
306         u3=(int)u>>8L; \
307         u1=(int)u&0x3f; \
308         u3&=0x3f; \
309         LL^=des_SPtrans[4][u1]; \
310         LL^=des_SPtrans[6][u3]; \
311         u2=(int)t>>8L; \
312         u1=(int)t&0x3f; \
313         u2&=0x3f; \
314         t>>=16L; \
315         LL^=des_SPtrans[1][u1]; \
316         LL^=des_SPtrans[3][u2]; \
317         u3=(int)t>>8L; \
318         u1=(int)t&0x3f; \
319         u3&=0x3f; \
320         LL^=des_SPtrans[5][u1]; \
321         LL^=des_SPtrans[7][u3]; }
322 #endif
323 #ifdef DES_RISC2
324 #define D_ENCRYPT(LL,R,S) {\
325         unsigned int u1,u2,s1,s2; \
326         LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,u1); \
327         u>>=2L; \
328         t=ROTATE(t,6); \
329         u2=(int)u>>8L; \
330         u1=(int)u&0x3f; \
331         u2&=0x3f; \
332         LL^=des_SPtrans[0][u1]; \
333         LL^=des_SPtrans[2][u2]; \
334         s1=(int)u>>16L; \
335         s2=(int)u>>24L; \
336         s1&=0x3f; \
337         s2&=0x3f; \
338         LL^=des_SPtrans[4][s1]; \
339         LL^=des_SPtrans[6][s2]; \
340         u2=(int)t>>8L; \
341         u1=(int)t&0x3f; \
342         u2&=0x3f; \
343         LL^=des_SPtrans[1][u1]; \
344         LL^=des_SPtrans[3][u2]; \
345         s1=(int)t>>16; \
346         s2=(int)t>>24L; \
347         s1&=0x3f; \
348         s2&=0x3f; \
349         LL^=des_SPtrans[5][s1]; \
350         LL^=des_SPtrans[7][s2]; }
351 #endif
352
353 #else
354
355 #define D_ENCRYPT(LL,R,S) {\
356         LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1); \
357         t=ROTATE(t,4); \
358         LL^=\
359                 des_SPtrans[0][(u>> 2L)&0x3f]^ \
360                 des_SPtrans[2][(u>>10L)&0x3f]^ \
361                 des_SPtrans[4][(u>>18L)&0x3f]^ \
362                 des_SPtrans[6][(u>>26L)&0x3f]^ \
363                 des_SPtrans[1][(t>> 2L)&0x3f]^ \
364                 des_SPtrans[3][(t>>10L)&0x3f]^ \
365                 des_SPtrans[5][(t>>18L)&0x3f]^ \
366                 des_SPtrans[7][(t>>26L)&0x3f]; }
367 #endif
368 #endif
369
370         /* IP and FP
371          * The problem is more of a geometric problem that random bit fiddling.
372          0  1  2  3  4  5  6  7      62 54 46 38 30 22 14  6
373          8  9 10 11 12 13 14 15      60 52 44 36 28 20 12  4
374         16 17 18 19 20 21 22 23      58 50 42 34 26 18 10  2
375         24 25 26 27 28 29 30 31  to  56 48 40 32 24 16  8  0
376
377         32 33 34 35 36 37 38 39      63 55 47 39 31 23 15  7
378         40 41 42 43 44 45 46 47      61 53 45 37 29 21 13  5
379         48 49 50 51 52 53 54 55      59 51 43 35 27 19 11  3
380         56 57 58 59 60 61 62 63      57 49 41 33 25 17  9  1
381
382         The output has been subject to swaps of the form
383         0 1 -> 3 1 but the odd and even bits have been put into
384         2 3    2 0
385         different words.  The main trick is to remember that
386         t=((l>>size)^r)&(mask);
387         r^=t;
388         l^=(t<<size);
389         can be used to swap and move bits between words.
390
391         So l =  0  1  2  3  r = 16 17 18 19
392                 4  5  6  7      20 21 22 23
393                 8  9 10 11      24 25 26 27
394                12 13 14 15      28 29 30 31
395         becomes (for size == 2 and mask == 0x3333)
396            t =   2^16  3^17 -- --   l =  0  1 16 17  r =  2  3 18 19
397                  6^20  7^21 -- --        4  5 20 21       6  7 22 23
398                 10^24 11^25 -- --        8  9 24 25      10 11 24 25
399                 14^28 15^29 -- --       12 13 28 29      14 15 28 29
400
401         Thanks for hints from Richard Outerbridge - he told me IP&FP
402         could be done in 15 xor, 10 shifts and 5 ands.
403         When I finally started to think of the problem in 2D
404         I first got ~42 operations without xors.  When I remembered
405         how to use xors :-) I got it to its final state.
406         */
407 #define PERM_OP(a,b,t,n,m) ((t)=((((a)>>(n))^(b))&(m)),\
408         (b)^=(t),\
409         (a)^=((t)<<(n)))
410
411 #define IP(l,r) \
412         { \
413         register DES_LONG tt; \
414         PERM_OP(r,l,tt, 4,0x0f0f0f0fL); \
415         PERM_OP(l,r,tt,16,0x0000ffffL); \
416         PERM_OP(r,l,tt, 2,0x33333333L); \
417         PERM_OP(l,r,tt, 8,0x00ff00ffL); \
418         PERM_OP(r,l,tt, 1,0x55555555L); \
419         }
420
421 #define FP(l,r) \
422         { \
423         register DES_LONG tt; \
424         PERM_OP(l,r,tt, 1,0x55555555L); \
425         PERM_OP(r,l,tt, 8,0x00ff00ffL); \
426         PERM_OP(l,r,tt, 2,0x33333333L); \
427         PERM_OP(r,l,tt,16,0x0000ffffL); \
428         PERM_OP(l,r,tt, 4,0x0f0f0f0fL); \
429         }
430
431 extern const DES_LONG des_SPtrans[8][64];
432
433 #ifndef NOPROTO
434 void fcrypt_body(DES_LONG *out,des_key_schedule ks,
435         DES_LONG Eswap0, DES_LONG Eswap1);
436 #else
437 void fcrypt_body();
438 #endif
439
440 #endif