c995ac8ddb87a06eb4375b837bd5c3bb44869faf
[openssl.git] / crypto / des / des_opts.c
1 /* crypto/des/des_opts.c */
2 /* Copyright (C) 1995-1998 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 /* define PART1, PART2, PART3 or PART4 to build only with a few of the options.
60  * This is for machines with 64k code segment size restrictions. */
61
62 #if !defined(MSDOS) && (!defined(VMS) || defined(__DECC))
63 #define TIMES
64 #endif
65
66 #include <stdio.h>
67 #ifndef MSDOS
68 #include <unistd.h>
69 #else
70 #include <io.h>
71 extern void exit();
72 #endif
73 #include <signal.h>
74 #ifndef _IRIX
75 #include <time.h>
76 #endif
77 #ifdef TIMES
78 #include <sys/types.h>
79 #include <sys/times.h>
80 #endif
81
82 /* Depending on the VMS version, the tms structure is perhaps defined.
83    The __TMS macro will show if it was.  If it wasn't defined, we should
84    undefine TIMES, since that tells the rest of the program how things
85    should be handled.                           -- Richard Levitte */
86 #if defined(VMS) && defined(__DECC) && !defined(__TMS)
87 #undef TIMES
88 #endif
89
90 #ifndef TIMES
91 #include <sys/timeb.h>
92 #endif
93
94
95 #if defined(sun) || defined(__ultrix)
96 #define _POSIX_SOURCE
97 #include <limits.h>
98 #include <sys/param.h>
99 #endif
100
101 #include <openssl/des.h>
102 #include "spr.h"
103
104 #define DES_DEFAULT_OPTIONS
105
106 #if !defined(PART1) && !defined(PART2) && !defined(PART3) && !defined(PART4)
107 #define PART1
108 #define PART2
109 #define PART3
110 #define PART4
111 #endif
112
113 #ifdef PART1
114
115 #undef DES_UNROLL
116 #undef DES_RISC1
117 #undef DES_RISC2
118 #undef DES_PTR
119 #undef D_ENCRYPT
120 #define des_encrypt  des_encrypt_u4_cisc_idx
121 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u4_cisc_idx
122 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u4_cisc_idx
123 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u4_cisc_idx
124 #undef HEADER_DES_LOCL_H
125 #include "des_enc.c"
126
127 #define DES_UNROLL
128 #undef DES_RISC1
129 #undef DES_RISC2
130 #undef DES_PTR
131 #undef D_ENCRYPT
132 #undef des_encrypt
133 #undef des_encrypt2
134 #undef des_encrypt3
135 #undef des_decrypt3
136 #define des_encrypt  des_encrypt_u16_cisc_idx
137 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u16_cisc_idx
138 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u16_cisc_idx
139 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u16_cisc_idx
140 #undef HEADER_DES_LOCL_H
141 #include "des_enc.c"
142
143 #undef DES_UNROLL
144 #define DES_RISC1
145 #undef DES_RISC2
146 #undef DES_PTR
147 #undef D_ENCRYPT
148 #undef des_encrypt
149 #undef des_encrypt2
150 #undef des_encrypt3
151 #undef des_decrypt3
152 #define des_encrypt  des_encrypt_u4_risc1_idx
153 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u4_risc1_idx
154 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u4_risc1_idx
155 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u4_risc1_idx
156 #undef HEADER_DES_LOCL_H
157 #include "des_enc.c"
158
159 #endif
160
161 #ifdef PART2
162
163 #undef DES_UNROLL
164 #undef DES_RISC1
165 #define DES_RISC2
166 #undef DES_PTR
167 #undef D_ENCRYPT
168 #undef des_encrypt
169 #undef des_encrypt2
170 #undef des_encrypt3
171 #undef des_decrypt3
172 #define des_encrypt  des_encrypt_u4_risc2_idx
173 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u4_risc2_idx
174 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u4_risc2_idx
175 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u4_risc2_idx
176 #undef HEADER_DES_LOCL_H
177 #include "des_enc.c"
178
179 #define DES_UNROLL
180 #define DES_RISC1
181 #undef DES_RISC2
182 #undef DES_PTR
183 #undef D_ENCRYPT
184 #undef des_encrypt
185 #undef des_encrypt2
186 #undef des_encrypt3
187 #undef des_decrypt3
188 #define des_encrypt  des_encrypt_u16_risc1_idx
189 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u16_risc1_idx
190 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u16_risc1_idx
191 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u16_risc1_idx
192 #undef HEADER_DES_LOCL_H
193 #include "des_enc.c"
194
195 #define DES_UNROLL
196 #undef DES_RISC1
197 #define DES_RISC2
198 #undef DES_PTR
199 #undef D_ENCRYPT
200 #undef des_encrypt
201 #undef des_encrypt2
202 #undef des_encrypt3
203 #undef des_decrypt3
204 #define des_encrypt  des_encrypt_u16_risc2_idx
205 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u16_risc2_idx
206 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u16_risc2_idx
207 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u16_risc2_idx
208 #undef HEADER_DES_LOCL_H
209 #include "des_enc.c"
210
211 #endif
212
213 #ifdef PART3
214
215 #undef DES_UNROLL
216 #undef DES_RISC1
217 #undef DES_RISC2
218 #define DES_PTR
219 #undef D_ENCRYPT
220 #undef des_encrypt
221 #undef des_encrypt2
222 #undef des_encrypt3
223 #undef des_decrypt3
224 #define des_encrypt  des_encrypt_u4_cisc_ptr
225 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u4_cisc_ptr
226 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u4_cisc_ptr
227 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u4_cisc_ptr
228 #undef HEADER_DES_LOCL_H
229 #include "des_enc.c"
230
231 #define DES_UNROLL
232 #undef DES_RISC1
233 #undef DES_RISC2
234 #define DES_PTR
235 #undef D_ENCRYPT
236 #undef des_encrypt
237 #undef des_encrypt2
238 #undef des_encrypt3
239 #undef des_decrypt3
240 #define des_encrypt  des_encrypt_u16_cisc_ptr
241 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u16_cisc_ptr
242 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u16_cisc_ptr
243 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u16_cisc_ptr
244 #undef HEADER_DES_LOCL_H
245 #include "des_enc.c"
246
247 #undef DES_UNROLL
248 #define DES_RISC1
249 #undef DES_RISC2
250 #define DES_PTR
251 #undef D_ENCRYPT
252 #undef des_encrypt
253 #undef des_encrypt2
254 #undef des_encrypt3
255 #undef des_decrypt3
256 #define des_encrypt  des_encrypt_u4_risc1_ptr
257 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u4_risc1_ptr
258 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u4_risc1_ptr
259 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u4_risc1_ptr
260 #undef HEADER_DES_LOCL_H
261 #include "des_enc.c"
262
263 #endif
264
265 #ifdef PART4
266
267 #undef DES_UNROLL
268 #undef DES_RISC1
269 #define DES_RISC2
270 #define DES_PTR
271 #undef D_ENCRYPT
272 #undef des_encrypt
273 #undef des_encrypt2
274 #undef des_encrypt3
275 #undef des_decrypt3
276 #define des_encrypt  des_encrypt_u4_risc2_ptr
277 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u4_risc2_ptr
278 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u4_risc2_ptr
279 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u4_risc2_ptr
280 #undef HEADER_DES_LOCL_H
281 #include "des_enc.c"
282
283 #define DES_UNROLL
284 #define DES_RISC1
285 #undef DES_RISC2
286 #define DES_PTR
287 #undef D_ENCRYPT
288 #undef des_encrypt
289 #undef des_encrypt2
290 #undef des_encrypt3
291 #undef des_decrypt3
292 #define des_encrypt  des_encrypt_u16_risc1_ptr
293 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u16_risc1_ptr
294 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u16_risc1_ptr
295 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u16_risc1_ptr
296 #undef HEADER_DES_LOCL_H
297 #include "des_enc.c"
298
299 #define DES_UNROLL
300 #undef DES_RISC1
301 #define DES_RISC2
302 #define DES_PTR
303 #undef D_ENCRYPT
304 #undef des_encrypt
305 #undef des_encrypt2
306 #undef des_encrypt3
307 #undef des_decrypt3
308 #define des_encrypt  des_encrypt_u16_risc2_ptr
309 #define des_encrypt2 des_encrypt2_u16_risc2_ptr
310 #define des_encrypt3 des_encrypt3_u16_risc2_ptr
311 #define des_decrypt3 des_decrypt3_u16_risc2_ptr
312 #undef HEADER_DES_LOCL_H
313 #include "des_enc.c"
314
315 #endif
316
317 /* The following if from times(3) man page.  It may need to be changed */
318 #ifndef HZ
319 # ifndef CLK_TCK
320 #  ifndef _BSD_CLK_TCK_ /* FreeBSD fix */
321 #   define HZ   100.0
322 #  else /* _BSD_CLK_TCK_ */
323 #   define HZ ((double)_BSD_CLK_TCK_)
324 #  endif
325 # else /* CLK_TCK */
326 #  define HZ ((double)CLK_TCK)
327 # endif
328 #endif
329
330 #define BUFSIZE ((long)1024)
331 long run=0;
332
333 double Time_F(int s);
334 #ifdef SIGALRM
335 #if defined(__STDC__) || defined(sgi)
336 #define SIGRETTYPE void
337 #else
338 #define SIGRETTYPE int
339 #endif
340
341 SIGRETTYPE sig_done(int sig);
342 SIGRETTYPE sig_done(int sig)
343         {
344         signal(SIGALRM,sig_done);
345         run=0;
346 #ifdef LINT
347         sig=sig;
348 #endif
349         }
350 #endif
351
352 #define START   0
353 #define STOP    1
354
355 double Time_F(int s)
356         {
357         double ret;
358 #ifdef TIMES
359         static struct tms tstart,tend;
360
361         if (s == START)
362                 {
363                 times(&tstart);
364                 return(0);
365                 }
366         else
367                 {
368                 times(&tend);
369                 ret=((double)(tend.tms_utime-tstart.tms_utime))/HZ;
370                 return((ret == 0.0)?1e-6:ret);
371                 }
372 #else /* !times() */
373         static struct timeb tstart,tend;
374         long i;
375
376         if (s == START)
377                 {
378                 ftime(&tstart);
379                 return(0);
380                 }
381         else
382                 {
383                 ftime(&tend);
384                 i=(long)tend.millitm-(long)tstart.millitm;
385                 ret=((double)(tend.time-tstart.time))+((double)i)/1000.0;
386                 return((ret == 0.0)?1e-6:ret);
387                 }
388 #endif
389         }
390
391 #ifdef SIGALRM
392 #define print_name(name) fprintf(stderr,"Doing %s's for 10 seconds\n",name); alarm(10);
393 #else
394 #define print_name(name) fprintf(stderr,"Doing %s %ld times\n",name,cb);
395 #endif
396         
397 #define time_it(func,name,index) \
398         print_name(name); \
399         Time_F(START); \
400         for (count=0,run=1; COND(cb); count++) \
401                 { \
402                 unsigned long d[2]; \
403                 func(d,&(sch[0]),DES_ENCRYPT); \
404                 } \
405         tm[index]=Time_F(STOP); \
406         fprintf(stderr,"%ld %s's in %.2f second\n",count,name,tm[index]); \
407         tm[index]=((double)COUNT(cb))/tm[index];
408
409 #define print_it(name,index) \
410         fprintf(stderr,"%s bytes per sec = %12.2f (%5.1fuS)\n",name, \
411                 tm[index]*8,1.0e6/tm[index]);
412
413 int main(int argc, char **argv)
414         {
415         long count;
416         static unsigned char buf[BUFSIZE];
417         static des_cblock key ={0x12,0x34,0x56,0x78,0x9a,0xbc,0xde,0xf0};
418         static des_cblock key2={0x34,0x56,0x78,0x9a,0xbc,0xde,0xf0,0x12};
419         static des_cblock key3={0x56,0x78,0x9a,0xbc,0xde,0xf0,0x12,0x34};
420         des_key_schedule sch,sch2,sch3;
421         double d,tm[16],max=0;
422         int rank[16];
423         char *str[16];
424         int max_idx=0,i,num=0,j;
425 #ifndef SIGALARM
426         long ca,cb,cc,cd,ce;
427 #endif
428
429         for (i=0; i<12; i++)
430                 {
431                 tm[i]=0.0;
432                 rank[i]=0;
433                 }
434
435 #ifndef TIMES
436         fprintf(stderr,"To get the most acurate results, try to run this\n");
437         fprintf(stderr,"program when this computer is idle.\n");
438 #endif
439
440         des_set_key((C_Block *)key,sch);
441         des_set_key((C_Block *)key2,sch2);
442         des_set_key((C_Block *)key3,sch3);
443
444 #ifndef SIGALRM
445         fprintf(stderr,"First we calculate the approximate speed ...\n");
446         des_set_key((C_Block *)key,sch);
447         count=10;
448         do      {
449                 long i;
450                 unsigned long data[2];
451
452                 count*=2;
453                 Time_F(START);
454                 for (i=count; i; i--)
455                         des_encrypt(data,&(sch[0]),DES_ENCRYPT);
456                 d=Time_F(STOP);
457                 } while (d < 3.0);
458         ca=count;
459         cb=count*3;
460         cc=count*3*8/BUFSIZE+1;
461         cd=count*8/BUFSIZE+1;
462
463         ce=count/20+1;
464 #define COND(d) (count != (d))
465 #define COUNT(d) (d)
466 #else
467 #define COND(c) (run)
468 #define COUNT(d) (count)
469         signal(SIGALRM,sig_done);
470         alarm(10);
471 #endif
472
473 #ifdef PART1
474         time_it(des_encrypt_u4_cisc_idx,  "des_encrypt_u4_cisc_idx  ", 0);
475         time_it(des_encrypt_u16_cisc_idx, "des_encrypt_u16_cisc_idx ", 1);
476         time_it(des_encrypt_u4_risc1_idx, "des_encrypt_u4_risc1_idx ", 2);
477         num+=3;
478 #endif
479 #ifdef PART2
480         time_it(des_encrypt_u16_risc1_idx,"des_encrypt_u16_risc1_idx", 3);
481         time_it(des_encrypt_u4_risc2_idx, "des_encrypt_u4_risc2_idx ", 4);
482         time_it(des_encrypt_u16_risc2_idx,"des_encrypt_u16_risc2_idx", 5);
483         num+=3;
484 #endif
485 #ifdef PART3
486         time_it(des_encrypt_u4_cisc_ptr,  "des_encrypt_u4_cisc_ptr  ", 6);
487         time_it(des_encrypt_u16_cisc_ptr, "des_encrypt_u16_cisc_ptr ", 7);
488         time_it(des_encrypt_u4_risc1_ptr, "des_encrypt_u4_risc1_ptr ", 8);
489         num+=3;
490 #endif
491 #ifdef PART4
492         time_it(des_encrypt_u16_risc1_ptr,"des_encrypt_u16_risc1_ptr", 9);
493         time_it(des_encrypt_u4_risc2_ptr, "des_encrypt_u4_risc2_ptr ",10);
494         time_it(des_encrypt_u16_risc2_ptr,"des_encrypt_u16_risc2_ptr",11);
495         num+=3;
496 #endif
497
498 #ifdef PART1
499         str[0]=" 4  c i";
500         print_it("des_encrypt_u4_cisc_idx  ",0);
501         max=tm[0];
502         max_idx=0;
503         str[1]="16  c i";
504         print_it("des_encrypt_u16_cisc_idx ",1);
505         if (max < tm[1]) { max=tm[1]; max_idx=1; }
506         str[2]=" 4 r1 i";
507         print_it("des_encrypt_u4_risc1_idx ",2);
508         if (max < tm[2]) { max=tm[2]; max_idx=2; }
509 #endif
510 #ifdef PART2
511         str[3]="16 r1 i";
512         print_it("des_encrypt_u16_risc1_idx",3);
513         if (max < tm[3]) { max=tm[3]; max_idx=3; }
514         str[4]=" 4 r2 i";
515         print_it("des_encrypt_u4_risc2_idx ",4);
516         if (max < tm[4]) { max=tm[4]; max_idx=4; }
517         str[5]="16 r2 i";
518         print_it("des_encrypt_u16_risc2_idx",5);
519         if (max < tm[5]) { max=tm[5]; max_idx=5; }
520 #endif
521 #ifdef PART3
522         str[6]=" 4  c p";
523         print_it("des_encrypt_u4_cisc_ptr  ",6);
524         if (max < tm[6]) { max=tm[6]; max_idx=6; }
525         str[7]="16  c p";
526         print_it("des_encrypt_u16_cisc_ptr ",7);
527         if (max < tm[7]) { max=tm[7]; max_idx=7; }
528         str[8]=" 4 r1 p";
529         print_it("des_encrypt_u4_risc1_ptr ",8);
530         if (max < tm[8]) { max=tm[8]; max_idx=8; }
531 #endif
532 #ifdef PART4
533         str[9]="16 r1 p";
534         print_it("des_encrypt_u16_risc1_ptr",9);
535         if (max < tm[9]) { max=tm[9]; max_idx=9; }
536         str[10]=" 4 r2 p";
537         print_it("des_encrypt_u4_risc2_ptr ",10);
538         if (max < tm[10]) { max=tm[10]; max_idx=10; }
539         str[11]="16 r2 p";
540         print_it("des_encrypt_u16_risc2_ptr",11);
541         if (max < tm[11]) { max=tm[11]; max_idx=11; }
542 #endif
543         printf("options    des ecb/s\n");
544         printf("%s %12.2f 100.0%%\n",str[max_idx],tm[max_idx]);
545         d=tm[max_idx];
546         tm[max_idx]= -2.0;
547         max= -1.0;
548         for (;;)
549                 {
550                 for (i=0; i<12; i++)
551                         {
552                         if (max < tm[i]) { max=tm[i]; j=i; }
553                         }
554                 if (max < 0.0) break;
555                 printf("%s %12.2f  %4.1f%%\n",str[j],tm[j],tm[j]/d*100.0);
556                 tm[j]= -2.0;
557                 max= -1.0;
558                 }
559
560         switch (max_idx)
561                 {
562         case 0:
563                 printf("-DDES_DEFAULT_OPTIONS\n");
564                 break;
565         case 1:
566                 printf("-DDES_UNROLL\n");
567                 break;
568         case 2:
569                 printf("-DDES_RISC1\n");
570                 break;
571         case 3:
572                 printf("-DDES_UNROLL -DDES_RISC1\n");
573                 break;
574         case 4:
575                 printf("-DDES_RISC2\n");
576                 break;
577         case 5:
578                 printf("-DDES_UNROLL -DDES_RISC2\n");
579                 break;
580         case 6:
581                 printf("-DDES_PTR\n");
582                 break;
583         case 7:
584                 printf("-DDES_UNROLL -DDES_PTR\n");
585                 break;
586         case 8:
587                 printf("-DDES_RISC1 -DDES_PTR\n");
588                 break;
589         case 9:
590                 printf("-DDES_UNROLL -DDES_RISC1 -DDES_PTR\n");
591                 break;
592         case 10:
593                 printf("-DDES_RISC2 -DDES_PTR\n");
594                 break;
595         case 11:
596                 printf("-DDES_UNROLL -DDES_RISC2 -DDES_PTR\n");
597                 break;
598                 }
599         exit(0);
600 #if defined(LINT) || defined(MSDOS)
601         return(0);
602 #endif
603         }