crypto/modes/gcm128.c

   1 /*
   2  * Copyright 2010-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
   5  * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
   6  * in the file LICENSE in the source distribution or at
   7  * https://www.openssl.org/source/license.html
   8  */
   9
  10 #include <openssl/crypto.h>
  11 #include "modes_lcl.h"
  12 #include <string.h>
  13
  14 #if defined(BSWAP4) && defined(STRICT_ALIGNMENT)
  15 /* redefine, because alignment is ensured */
  16 # undef  GETU32
  17 # define GETU32(p)       BSWAP4(*(const u32 *)(p))
  18 # undef  PUTU32
  19 # define PUTU32(p,v)     *(u32 *)(p) = BSWAP4(v)
  20 #endif
  21
  22 #define PACK(s)         ((size_t)(s)<<(sizeof(size_t)*8-16))
  23 #define REDUCE1BIT(V)   do { \
  24         if (sizeof(size_t)==8) { \
  25                 u64 T = U64(0xe100000000000000) & (0-(V.lo&1)); \
  26                 V.lo  = (V.hi<<63)|(V.lo>>1); \
  27                 V.hi  = (V.hi>>1 )^T; \
  28         } \
  29         else { \
  30                 u32 T = 0xe1000000U & (0-(u32)(V.lo&1)); \
  31                 V.lo  = (V.hi<<63)|(V.lo>>1); \
  32                 V.hi  = (V.hi>>1 )^((u64)T<<32); \
  33         } \
  34 } while(0)
  35
  36 /*-
  37  * Even though permitted values for TABLE_BITS are 8, 4 and 1, it should
  38  * never be set to 8. 8 is effectively reserved for testing purposes.
  39  * TABLE_BITS>1 are lookup-table-driven implementations referred to as
  40  * "Shoup's" in GCM specification. In other words OpenSSL does not cover
  41  * whole spectrum of possible table driven implementations. Why? In
  42  * non-"Shoup's" case memory access pattern is segmented in such manner,
  43  * that it's trivial to see that cache timing information can reveal
  44  * fair portion of intermediate hash value. Given that ciphertext is
  45  * always available to attacker, it's possible for him to attempt to
  46  * deduce secret parameter H and if successful, tamper with messages
  47  * [which is nothing but trivial in CTR mode]. In "Shoup's" case it's
  48  * not as trivial, but there is no reason to believe that it's resistant
  49  * to cache-timing attack. And the thing about "8-bit" implementation is
  50  * that it consumes 16 (sixteen) times more memory, 4KB per individual
  51  * key + 1KB shared. Well, on pros side it should be twice as fast as
  52  * "4-bit" version. And for gcc-generated x86[_64] code, "8-bit" version
  53  * was observed to run ~75% faster, closer to 100% for commercial
  54  * compilers... Yet "4-bit" procedure is preferred, because it's
  55  * believed to provide better security-performance balance and adequate
  56  * all-round performance. "All-round" refers to things like:
  57  *
  58  * - shorter setup time effectively improves overall timing for
  59  *   handling short messages;
  60  * - larger table allocation can become unbearable because of VM
  61  *   subsystem penalties (for example on Windows large enough free
  62  *   results in VM working set trimming, meaning that consequent
  63  *   malloc would immediately incur working set expansion);
  64  * - larger table has larger cache footprint, which can affect
  65  *   performance of other code paths (not necessarily even from same
  66  *   thread in Hyper-Threading world);
  67  *
  68  * Value of 1 is not appropriate for performance reasons.
  69  */
  70 #if     TABLE_BITS==8
  71
  72 static void gcm_init_8bit(u128 Htable[256], u64 H[2])
  73 {
  74     int i, j;
  75     u128 V;
  76
  77     Htable[0].hi = 0;
  78     Htable[0].lo = 0;
  79     V.hi = H[0];
  80     V.lo = H[1];
  81
  82     for (Htable[128] = V, i = 64; i > 0; i >>= 1) {
  83         REDUCE1BIT(V);
  84         Htable[i] = V;
  85     }
  86
  87     for (i = 2; i < 256; i <<= 1) {
  88         u128 *Hi = Htable + i, H0 = *Hi;
  89         for (j = 1; j < i; ++j) {
  90             Hi[j].hi = H0.hi ^ Htable[j].hi;
  91             Hi[j].lo = H0.lo ^ Htable[j].lo;
  92         }
  93     }
  94 }
  95
  96 static void gcm_gmult_8bit(u64 Xi[2], const u128 Htable[256])
  97 {
  98     u128 Z = { 0, 0 };
  99     const u8 *xi = (const u8 *)Xi + 15;
 100     size_t rem, n = *xi;
 101     const union {
 102         long one;
 103         char little;
 104     } is_endian = { 1 };
 105     static const size_t rem_8bit[256] = {
 106         PACK(0x0000), PACK(0x01C2), PACK(0x0384), PACK(0x0246),
 107         PACK(0x0708), PACK(0x06CA), PACK(0x048C), PACK(0x054E),
 108         PACK(0x0E10), PACK(0x0FD2), PACK(0x0D94), PACK(0x0C56),
 109         PACK(0x0918), PACK(0x08DA), PACK(0x0A9C), PACK(0x0B5E),
 110         PACK(0x1C20), PACK(0x1DE2), PACK(0x1FA4), PACK(0x1E66),
 111         PACK(0x1B28), PACK(0x1AEA), PACK(0x18AC), PACK(0x196E),
 112         PACK(0x1230), PACK(0x13F2), PACK(0x11B4), PACK(0x1076),
 113         PACK(0x1538), PACK(0x14FA), PACK(0x16BC), PACK(0x177E),
 114         PACK(0x3840), PACK(0x3982), PACK(0x3BC4), PACK(0x3A06),
 115         PACK(0x3F48), PACK(0x3E8A), PACK(0x3CCC), PACK(0x3D0E),
 116         PACK(0x3650), PACK(0x3792), PACK(0x35D4), PACK(0x3416),
 117         PACK(0x3158), PACK(0x309A), PACK(0x32DC), PACK(0x331E),
 118         PACK(0x2460), PACK(0x25A2), PACK(0x27E4), PACK(0x2626),
 119         PACK(0x2368), PACK(0x22AA), PACK(0x20EC), PACK(0x212E),
 120         PACK(0x2A70), PACK(0x2BB2), PACK(0x29F4), PACK(0x2836),
 121         PACK(0x2D78), PACK(0x2CBA), PACK(0x2EFC), PACK(0x2F3E),
 122         PACK(0x7080), PACK(0x7142), PACK(0x7304), PACK(0x72C6),
 123         PACK(0x7788), PACK(0x764A), PACK(0x740C), PACK(0x75CE),
 124         PACK(0x7E90), PACK(0x7F52), PACK(0x7D14), PACK(0x7CD6),
 125         PACK(0x7998), PACK(0x785A), PACK(0x7A1C), PACK(0x7BDE),
 126         PACK(0x6CA0), PACK(0x6D62), PACK(0x6F24), PACK(0x6EE6),
 127         PACK(0x6BA8), PACK(0x6A6A), PACK(0x682C), PACK(0x69EE),
 128         PACK(0x62B0), PACK(0x6372), PACK(0x6134), PACK(0x60F6),
 129         PACK(0x65B8), PACK(0x647A), PACK(0x663C), PACK(0x67FE),
 130         PACK(0x48C0), PACK(0x4902), PACK(0x4B44), PACK(0x4A86),
 131         PACK(0x4FC8), PACK(0x4E0A), PACK(0x4C4C), PACK(0x4D8E),
 132         PACK(0x46D0), PACK(0x4712), PACK(0x4554), PACK(0x4496),
 133         PACK(0x41D8), PACK(0x401A), PACK(0x425C), PACK(0x439E),
 134         PACK(0x54E0), PACK(0x5522), PACK(0x5764), PACK(0x56A6),
 135         PACK(0x53E8), PACK(0x522A), PACK(0x506C), PACK(0x51AE),
 136         PACK(0x5AF0), PACK(0x5B32), PACK(0x5974), PACK(0x58B6),
 137         PACK(0x5DF8), PACK(0x5C3A), PACK(0x5E7C), PACK(0x5FBE),
 138         PACK(0xE100), PACK(0xE0C2), PACK(0xE284), PACK(0xE346),
 139         PACK(0xE608), PACK(0xE7CA), PACK(0xE58C), PACK(0xE44E),
 140         PACK(0xEF10), PACK(0xEED2), PACK(0xEC94), PACK(0xED56),
 141         PACK(0xE818), PACK(0xE9DA), PACK(0xEB9C), PACK(0xEA5E),
 142         PACK(0xFD20), PACK(0xFCE2), PACK(0xFEA4), PACK(0xFF66),
 143         PACK(0xFA28), PACK(0xFBEA), PACK(0xF9AC), PACK(0xF86E),
 144         PACK(0xF330), PACK(0xF2F2), PACK(0xF0B4), PACK(0xF176),
 145         PACK(0xF438), PACK(0xF5FA), PACK(0xF7BC), PACK(0xF67E),
 146         PACK(0xD940), PACK(0xD882), PACK(0xDAC4), PACK(0xDB06),
 147         PACK(0xDE48), PACK(0xDF8A), PACK(0xDDCC), PACK(0xDC0E),
 148         PACK(0xD750), PACK(0xD692), PACK(0xD4D4), PACK(0xD516),
 149         PACK(0xD058), PACK(0xD19A), PACK(0xD3DC), PACK(0xD21E),
 150         PACK(0xC560), PACK(0xC4A2), PACK(0xC6E4), PACK(0xC726),
 151         PACK(0xC268), PACK(0xC3AA), PACK(0xC1EC), PACK(0xC02E),
 152         PACK(0xCB70), PACK(0xCAB2), PACK(0xC8F4), PACK(0xC936),
 153         PACK(0xCC78), PACK(0xCDBA), PACK(0xCFFC), PACK(0xCE3E),
 154         PACK(0x9180), PACK(0x9042), PACK(0x9204), PACK(0x93C6),
 155         PACK(0x9688), PACK(0x974A), PACK(0x950C), PACK(0x94CE),
 156         PACK(0x9F90), PACK(0x9E52), PACK(0x9C14), PACK(0x9DD6),
 157         PACK(0x9898), PACK(0x995A), PACK(0x9B1C), PACK(0x9ADE),
 158         PACK(0x8DA0), PACK(0x8C62), PACK(0x8E24), PACK(0x8FE6),
 159         PACK(0x8AA8), PACK(0x8B6A), PACK(0x892C), PACK(0x88EE),
 160         PACK(0x83B0), PACK(0x8272), PACK(0x8034), PACK(0x81F6),
 161         PACK(0x84B8), PACK(0x857A), PACK(0x873C), PACK(0x86FE),
 162         PACK(0xA9C0), PACK(0xA802), PACK(0xAA44), PACK(0xAB86),
 163         PACK(0xAEC8), PACK(0xAF0A), PACK(0xAD4C), PACK(0xAC8E),
 164         PACK(0xA7D0), PACK(0xA612), PACK(0xA454), PACK(0xA596),
 165         PACK(0xA0D8), PACK(0xA11A), PACK(0xA35C), PACK(0xA29E),
 166         PACK(0xB5E0), PACK(0xB422), PACK(0xB664), PACK(0xB7A6),
 167         PACK(0xB2E8), PACK(0xB32A), PACK(0xB16C), PACK(0xB0AE),
 168         PACK(0xBBF0), PACK(0xBA32), PACK(0xB874), PACK(0xB9B6),
 169         PACK(0xBCF8), PACK(0xBD3A), PACK(0xBF7C), PACK(0xBEBE)
 170     };
 171
 172     while (1) {
 173         Z.hi ^= Htable[n].hi;
 174         Z.lo ^= Htable[n].lo;
 175
 176         if ((u8 *)Xi == xi)
 177             break;
 178
 179         n = *(--xi);
 180
 181         rem = (size_t)Z.lo & 0xff;
 182         Z.lo = (Z.hi << 56) | (Z.lo >> 8);
 183         Z.hi = (Z.hi >> 8);
 184         if (sizeof(size_t) == 8)
 185             Z.hi ^= rem_8bit[rem];
 186         else
 187             Z.hi ^= (u64)rem_8bit[rem] << 32;
 188     }
 189
 190     if (is_endian.little) {
 191 # ifdef BSWAP8
 192         Xi[0] = BSWAP8(Z.hi);
 193         Xi[1] = BSWAP8(Z.lo);
 194 # else
 195         u8 *p = (u8 *)Xi;
 196         u32 v;
 197         v = (u32)(Z.hi >> 32);
 198         PUTU32(p, v);
 199         v = (u32)(Z.hi);
 200         PUTU32(p + 4, v);
 201         v = (u32)(Z.lo >> 32);
 202         PUTU32(p + 8, v);
 203         v = (u32)(Z.lo);
 204         PUTU32(p + 12, v);
 205 # endif
 206     } else {
 207         Xi[0] = Z.hi;
 208         Xi[1] = Z.lo;
 209     }
 210 }
 211
 212 # define GCM_MUL(ctx)      gcm_gmult_8bit(ctx->Xi.u,ctx->Htable)
 213
 214 #elif   TABLE_BITS==4
 215
 216 static void gcm_init_4bit(u128 Htable[16], u64 H[2])
 217 {
 218     u128 V;
 219 # if defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
 220     int i;
 221 # endif
 222
 223     Htable[0].hi = 0;
 224     Htable[0].lo = 0;
 225     V.hi = H[0];
 226     V.lo = H[1];
 227
 228 # if defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
 229     for (Htable[8] = V, i = 4; i > 0; i >>= 1) {
 230         REDUCE1BIT(V);
 231         Htable[i] = V;
 232     }
 233
 234     for (i = 2; i < 16; i <<= 1) {
 235         u128 *Hi = Htable + i;
 236         int j;
 237         for (V = *Hi, j = 1; j < i; ++j) {
 238             Hi[j].hi = V.hi ^ Htable[j].hi;
 239             Hi[j].lo = V.lo ^ Htable[j].lo;
 240         }
 241     }
 242 # else
 243     Htable[8] = V;
 244     REDUCE1BIT(V);
 245     Htable[4] = V;
 246     REDUCE1BIT(V);
 247     Htable[2] = V;
 248     REDUCE1BIT(V);
 249     Htable[1] = V;
 250     Htable[3].hi = V.hi ^ Htable[2].hi, Htable[3].lo = V.lo ^ Htable[2].lo;
 251     V = Htable[4];
 252     Htable[5].hi = V.hi ^ Htable[1].hi, Htable[5].lo = V.lo ^ Htable[1].lo;
 253     Htable[6].hi = V.hi ^ Htable[2].hi, Htable[6].lo = V.lo ^ Htable[2].lo;
 254     Htable[7].hi = V.hi ^ Htable[3].hi, Htable[7].lo = V.lo ^ Htable[3].lo;
 255     V = Htable[8];
 256     Htable[9].hi = V.hi ^ Htable[1].hi, Htable[9].lo = V.lo ^ Htable[1].lo;
 257     Htable[10].hi = V.hi ^ Htable[2].hi, Htable[10].lo = V.lo ^ Htable[2].lo;
 258     Htable[11].hi = V.hi ^ Htable[3].hi, Htable[11].lo = V.lo ^ Htable[3].lo;
 259     Htable[12].hi = V.hi ^ Htable[4].hi, Htable[12].lo = V.lo ^ Htable[4].lo;
 260     Htable[13].hi = V.hi ^ Htable[5].hi, Htable[13].lo = V.lo ^ Htable[5].lo;
 261     Htable[14].hi = V.hi ^ Htable[6].hi, Htable[14].lo = V.lo ^ Htable[6].lo;
 262     Htable[15].hi = V.hi ^ Htable[7].hi, Htable[15].lo = V.lo ^ Htable[7].lo;
 263 # endif
 264 # if defined(GHASH_ASM) && (defined(__arm__) || defined(__arm))
 265     /*
 266      * ARM assembler expects specific dword order in Htable.
 267      */
 268     {
 269         int j;
 270         const union {
 271             long one;
 272             char little;
 273         } is_endian = { 1 };
 274
 275         if (is_endian.little)
 276             for (j = 0; j < 16; ++j) {
 277                 V = Htable[j];
 278                 Htable[j].hi = V.lo;
 279                 Htable[j].lo = V.hi;
 280         } else
 281             for (j = 0; j < 16; ++j) {
 282                 V = Htable[j];
 283                 Htable[j].hi = V.lo << 32 | V.lo >> 32;
 284                 Htable[j].lo = V.hi << 32 | V.hi >> 32;
 285             }
 286     }
 287 # endif
 288 }
 289
 290 # ifndef GHASH_ASM
 291 static const size_t rem_4bit[16] = {
 292     PACK(0x0000), PACK(0x1C20), PACK(0x3840), PACK(0x2460),
 293     PACK(0x7080), PACK(0x6CA0), PACK(0x48C0), PACK(0x54E0),
 294     PACK(0xE100), PACK(0xFD20), PACK(0xD940), PACK(0xC560),
 295     PACK(0x9180), PACK(0x8DA0), PACK(0xA9C0), PACK(0xB5E0)
 296 };
 297
 298 static void gcm_gmult_4bit(u64 Xi[2], const u128 Htable[16])
 299 {
 300     u128 Z;
 301     int cnt = 15;
 302     size_t rem, nlo, nhi;
 303     const union {
 304         long one;
 305         char little;
 306     } is_endian = { 1 };
 307
 308     nlo = ((const u8 *)Xi)[15];
 309     nhi = nlo >> 4;
 310     nlo &= 0xf;
 311
 312     Z.hi = Htable[nlo].hi;
 313     Z.lo = Htable[nlo].lo;
 314
 315     while (1) {
 316         rem = (size_t)Z.lo & 0xf;
 317         Z.lo = (Z.hi << 60) | (Z.lo >> 4);
 318         Z.hi = (Z.hi >> 4);
 319         if (sizeof(size_t) == 8)
 320             Z.hi ^= rem_4bit[rem];
 321         else
 322             Z.hi ^= (u64)rem_4bit[rem] << 32;
 323
 324         Z.hi ^= Htable[nhi].hi;
 325         Z.lo ^= Htable[nhi].lo;
 326
 327         if (--cnt < 0)
 328             break;
 329
 330         nlo = ((const u8 *)Xi)[cnt];
 331         nhi = nlo >> 4;
 332         nlo &= 0xf;
 333
 334         rem = (size_t)Z.lo & 0xf;
 335         Z.lo = (Z.hi << 60) | (Z.lo >> 4);
 336         Z.hi = (Z.hi >> 4);
 337         if (sizeof(size_t) == 8)
 338             Z.hi ^= rem_4bit[rem];
 339         else
 340             Z.hi ^= (u64)rem_4bit[rem] << 32;
 341
 342         Z.hi ^= Htable[nlo].hi;
 343         Z.lo ^= Htable[nlo].lo;
 344     }
 345
 346     if (is_endian.little) {
 347 #  ifdef BSWAP8
 348         Xi[0] = BSWAP8(Z.hi);
 349         Xi[1] = BSWAP8(Z.lo);
 350 #  else
 351         u8 *p = (u8 *)Xi;
 352         u32 v;
 353         v = (u32)(Z.hi >> 32);
 354         PUTU32(p, v);
 355         v = (u32)(Z.hi);
 356         PUTU32(p + 4, v);
 357         v = (u32)(Z.lo >> 32);
 358         PUTU32(p + 8, v);
 359         v = (u32)(Z.lo);
 360         PUTU32(p + 12, v);
 361 #  endif
 362     } else {
 363         Xi[0] = Z.hi;
 364         Xi[1] = Z.lo;
 365     }
 366 }
 367
 368 #  if !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
 369 /*
 370  * Streamed gcm_mult_4bit, see CRYPTO_gcm128_[en|de]crypt for
 371  * details... Compiler-generated code doesn't seem to give any
 372  * performance improvement, at least not on x86[_64]. It's here
 373  * mostly as reference and a placeholder for possible future
 374  * non-trivial optimization[s]...
 375  */
 376 static void gcm_ghash_4bit(u64 Xi[2], const u128 Htable[16],
 377                            const u8 *inp, size_t len)
 378 {
 379     u128 Z;
 380     int cnt;
 381     size_t rem, nlo, nhi;
 382     const union {
 383         long one;
 384         char little;
 385     } is_endian = { 1 };
 386
 387 #   if 1
 388     do {
 389         cnt = 15;
 390         nlo = ((const u8 *)Xi)[15];
 391         nlo ^= inp[15];
 392         nhi = nlo >> 4;
 393         nlo &= 0xf;
 394
 395         Z.hi = Htable[nlo].hi;
 396         Z.lo = Htable[nlo].lo;
 397
 398         while (1) {
 399             rem = (size_t)Z.lo & 0xf;
 400             Z.lo = (Z.hi << 60) | (Z.lo >> 4);
 401             Z.hi = (Z.hi >> 4);
 402             if (sizeof(size_t) == 8)
 403                 Z.hi ^= rem_4bit[rem];
 404             else
 405                 Z.hi ^= (u64)rem_4bit[rem] << 32;
 406
 407             Z.hi ^= Htable[nhi].hi;
 408             Z.lo ^= Htable[nhi].lo;
 409
 410             if (--cnt < 0)
 411                 break;
 412
 413             nlo = ((const u8 *)Xi)[cnt];
 414             nlo ^= inp[cnt];
 415             nhi = nlo >> 4;
 416             nlo &= 0xf;
 417
 418             rem = (size_t)Z.lo & 0xf;
 419             Z.lo = (Z.hi << 60) | (Z.lo >> 4);
 420             Z.hi = (Z.hi >> 4);
 421             if (sizeof(size_t) == 8)
 422                 Z.hi ^= rem_4bit[rem];
 423             else
 424                 Z.hi ^= (u64)rem_4bit[rem] << 32;
 425
 426             Z.hi ^= Htable[nlo].hi;
 427             Z.lo ^= Htable[nlo].lo;
 428         }
 429 #   else
 430     /*
 431      * Extra 256+16 bytes per-key plus 512 bytes shared tables
 432      * [should] give ~50% improvement... One could have PACK()-ed
 433      * the rem_8bit even here, but the priority is to minimize
 434      * cache footprint...
 435      */
 436     u128 Hshr4[16];             /* Htable shifted right by 4 bits */
 437     u8 Hshl4[16];               /* Htable shifted left by 4 bits */
 438     static const unsigned short rem_8bit[256] = {
 439         0x0000, 0x01C2, 0x0384, 0x0246, 0x0708, 0x06CA, 0x048C, 0x054E,
 440         0x0E10, 0x0FD2, 0x0D94, 0x0C56, 0x0918, 0x08DA, 0x0A9C, 0x0B5E,
 441         0x1C20, 0x1DE2, 0x1FA4, 0x1E66, 0x1B28, 0x1AEA, 0x18AC, 0x196E,
 442         0x1230, 0x13F2, 0x11B4, 0x1076, 0x1538, 0x14FA, 0x16BC, 0x177E,
 443         0x3840, 0x3982, 0x3BC4, 0x3A06, 0x3F48, 0x3E8A, 0x3CCC, 0x3D0E,
 444         0x3650, 0x3792, 0x35D4, 0x3416, 0x3158, 0x309A, 0x32DC, 0x331E,
 445         0x2460, 0x25A2, 0x27E4, 0x2626, 0x2368, 0x22AA, 0x20EC, 0x212E,
 446         0x2A70, 0x2BB2, 0x29F4, 0x2836, 0x2D78, 0x2CBA, 0x2EFC, 0x2F3E,
 447         0x7080, 0x7142, 0x7304, 0x72C6, 0x7788, 0x764A, 0x740C, 0x75CE,
 448         0x7E90, 0x7F52, 0x7D14, 0x7CD6, 0x7998, 0x785A, 0x7A1C, 0x7BDE,
 449         0x6CA0, 0x6D62, 0x6F24, 0x6EE6, 0x6BA8, 0x6A6A, 0x682C, 0x69EE,
 450         0x62B0, 0x6372, 0x6134, 0x60F6, 0x65B8, 0x647A, 0x663C, 0x67FE,
 451         0x48C0, 0x4902, 0x4B44, 0x4A86, 0x4FC8, 0x4E0A, 0x4C4C, 0x4D8E,
 452         0x46D0, 0x4712, 0x4554, 0x4496, 0x41D8, 0x401A, 0x425C, 0x439E,
 453         0x54E0, 0x5522, 0x5764, 0x56A6, 0x53E8, 0x522A, 0x506C, 0x51AE,
 454         0x5AF0, 0x5B32, 0x5974, 0x58B6, 0x5DF8, 0x5C3A, 0x5E7C, 0x5FBE,
 455         0xE100, 0xE0C2, 0xE284, 0xE346, 0xE608, 0xE7CA, 0xE58C, 0xE44E,
 456         0xEF10, 0xEED2, 0xEC94, 0xED56, 0xE818, 0xE9DA, 0xEB9C, 0xEA5E,
 457         0xFD20, 0xFCE2, 0xFEA4, 0xFF66, 0xFA28, 0xFBEA, 0xF9AC, 0xF86E,
 458         0xF330, 0xF2F2, 0xF0B4, 0xF176, 0xF438, 0xF5FA, 0xF7BC, 0xF67E,
 459         0xD940, 0xD882, 0xDAC4, 0xDB06, 0xDE48, 0xDF8A, 0xDDCC, 0xDC0E,
 460         0xD750, 0xD692, 0xD4D4, 0xD516, 0xD058, 0xD19A, 0xD3DC, 0xD21E,
 461         0xC560, 0xC4A2, 0xC6E4, 0xC726, 0xC268, 0xC3AA, 0xC1EC, 0xC02E,
 462         0xCB70, 0xCAB2, 0xC8F4, 0xC936, 0xCC78, 0xCDBA, 0xCFFC, 0xCE3E,
 463         0x9180, 0x9042, 0x9204, 0x93C6, 0x9688, 0x974A, 0x950C, 0x94CE,
 464         0x9F90, 0x9E52, 0x9C14, 0x9DD6, 0x9898, 0x995A, 0x9B1C, 0x9ADE,
 465         0x8DA0, 0x8C62, 0x8E24, 0x8FE6, 0x8AA8, 0x8B6A, 0x892C, 0x88EE,
 466         0x83B0, 0x8272, 0x8034, 0x81F6, 0x84B8, 0x857A, 0x873C, 0x86FE,
 467         0xA9C0, 0xA802, 0xAA44, 0xAB86, 0xAEC8, 0xAF0A, 0xAD4C, 0xAC8E,
 468         0xA7D0, 0xA612, 0xA454, 0xA596, 0xA0D8, 0xA11A, 0xA35C, 0xA29E,
 469         0xB5E0, 0xB422, 0xB664, 0xB7A6, 0xB2E8, 0xB32A, 0xB16C, 0xB0AE,
 470         0xBBF0, 0xBA32, 0xB874, 0xB9B6, 0xBCF8, 0xBD3A, 0xBF7C, 0xBEBE
 471     };
 472     /*
 473      * This pre-processing phase slows down procedure by approximately
 474      * same time as it makes each loop spin faster. In other words
 475      * single block performance is approximately same as straightforward
 476      * "4-bit" implementation, and then it goes only faster...
 477      */
 478     for (cnt = 0; cnt < 16; ++cnt) {
 479         Z.hi = Htable[cnt].hi;
 480         Z.lo = Htable[cnt].lo;
 481         Hshr4[cnt].lo = (Z.hi << 60) | (Z.lo >> 4);
 482         Hshr4[cnt].hi = (Z.hi >> 4);
 483         Hshl4[cnt] = (u8)(Z.lo << 4);
 484     }
 485
 486     do {
 487         for (Z.lo = 0, Z.hi = 0, cnt = 15; cnt; --cnt) {
 488             nlo = ((const u8 *)Xi)[cnt];
 489             nlo ^= inp[cnt];
 490             nhi = nlo >> 4;
 491             nlo &= 0xf;
 492
 493             Z.hi ^= Htable[nlo].hi;
 494             Z.lo ^= Htable[nlo].lo;
 495
 496             rem = (size_t)Z.lo & 0xff;
 497
 498             Z.lo = (Z.hi << 56) | (Z.lo >> 8);
 499             Z.hi = (Z.hi >> 8);
 500
 501             Z.hi ^= Hshr4[nhi].hi;
 502             Z.lo ^= Hshr4[nhi].lo;
 503             Z.hi ^= (u64)rem_8bit[rem ^ Hshl4[nhi]] << 48;
 504         }
 505
 506         nlo = ((const u8 *)Xi)[0];
 507         nlo ^= inp[0];
 508         nhi = nlo >> 4;
 509         nlo &= 0xf;
 510
 511         Z.hi ^= Htable[nlo].hi;
 512         Z.lo ^= Htable[nlo].lo;
 513
 514         rem = (size_t)Z.lo & 0xf;
 515
 516         Z.lo = (Z.hi << 60) | (Z.lo >> 4);
 517         Z.hi = (Z.hi >> 4);
 518
 519         Z.hi ^= Htable[nhi].hi;
 520         Z.lo ^= Htable[nhi].lo;
 521         Z.hi ^= ((u64)rem_8bit[rem << 4]) << 48;
 522 #   endif
 523
 524         if (is_endian.little) {
 525 #   ifdef BSWAP8
 526             Xi[0] = BSWAP8(Z.hi);
 527             Xi[1] = BSWAP8(Z.lo);
 528 #   else
 529             u8 *p = (u8 *)Xi;
 530             u32 v;
 531             v = (u32)(Z.hi >> 32);
 532             PUTU32(p, v);
 533             v = (u32)(Z.hi);
 534             PUTU32(p + 4, v);
 535             v = (u32)(Z.lo >> 32);
 536             PUTU32(p + 8, v);
 537             v = (u32)(Z.lo);
 538             PUTU32(p + 12, v);
 539 #   endif
 540         } else {
 541             Xi[0] = Z.hi;
 542             Xi[1] = Z.lo;
 543         }
 544     } while (inp += 16, len -= 16);
 545 }
 546 #  endif
 547 # else
 548 void gcm_gmult_4bit(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 549 void gcm_ghash_4bit(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 550                     size_t len);
 551 # endif
 552
 553 # define GCM_MUL(ctx)      gcm_gmult_4bit(ctx->Xi.u,ctx->Htable)
 554 # if defined(GHASH_ASM) || !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
 555 #  define GHASH(ctx,in,len) gcm_ghash_4bit((ctx)->Xi.u,(ctx)->Htable,in,len)
 556 /*
 557  * GHASH_CHUNK is "stride parameter" missioned to mitigate cache trashing
 558  * effect. In other words idea is to hash data while it's still in L1 cache
 559  * after encryption pass...
 560  */
 561 #  define GHASH_CHUNK       (3*1024)
 562 # endif
 563
 564 #else                           /* TABLE_BITS */
 565
 566 static void gcm_gmult_1bit(u64 Xi[2], const u64 H[2])
 567 {
 568     u128 V, Z = { 0, 0 };
 569     long X;
 570     int i, j;
 571     const long *xi = (const long *)Xi;
 572     const union {
 573         long one;
 574         char little;
 575     } is_endian = { 1 };
 576
 577     V.hi = H[0];                /* H is in host byte order, no byte swapping */
 578     V.lo = H[1];
 579
 580     for (j = 0; j < 16 / sizeof(long); ++j) {
 581         if (is_endian.little) {
 582             if (sizeof(long) == 8) {
 583 # ifdef BSWAP8
 584                 X = (long)(BSWAP8(xi[j]));
 585 # else
 586                 const u8 *p = (const u8 *)(xi + j);
 587                 X = (long)((u64)GETU32(p) << 32 | GETU32(p + 4));
 588 # endif
 589             } else {
 590                 const u8 *p = (const u8 *)(xi + j);
 591                 X = (long)GETU32(p);
 592             }
 593         } else
 594             X = xi[j];
 595
 596         for (i = 0; i < 8 * sizeof(long); ++i, X <<= 1) {
 597             u64 M = (u64)(X >> (8 * sizeof(long) - 1));
 598             Z.hi ^= V.hi & M;
 599             Z.lo ^= V.lo & M;
 600
 601             REDUCE1BIT(V);
 602         }
 603     }
 604
 605     if (is_endian.little) {
 606 # ifdef BSWAP8
 607         Xi[0] = BSWAP8(Z.hi);
 608         Xi[1] = BSWAP8(Z.lo);
 609 # else
 610         u8 *p = (u8 *)Xi;
 611         u32 v;
 612         v = (u32)(Z.hi >> 32);
 613         PUTU32(p, v);
 614         v = (u32)(Z.hi);
 615         PUTU32(p + 4, v);
 616         v = (u32)(Z.lo >> 32);
 617         PUTU32(p + 8, v);
 618         v = (u32)(Z.lo);
 619         PUTU32(p + 12, v);
 620 # endif
 621     } else {
 622         Xi[0] = Z.hi;
 623         Xi[1] = Z.lo;
 624     }
 625 }
 626
 627 # define GCM_MUL(ctx)      gcm_gmult_1bit(ctx->Xi.u,ctx->H.u)
 628
 629 #endif
 630
 631 #if     TABLE_BITS==4 && (defined(GHASH_ASM) || defined(OPENSSL_CPUID_OBJ))
 632 # if    !defined(I386_ONLY) && \
 633         (defined(__i386)        || defined(__i386__)    || \
 634          defined(__x86_64)      || defined(__x86_64__)  || \
 635          defined(_M_IX86)       || defined(_M_AMD64)    || defined(_M_X64))
 636 #  define GHASH_ASM_X86_OR_64
 637 #  define GCM_FUNCREF_4BIT
 638 extern unsigned int OPENSSL_ia32cap_P[];
 639
 640 void gcm_init_clmul(u128 Htable[16], const u64 Xi[2]);
 641 void gcm_gmult_clmul(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 642 void gcm_ghash_clmul(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 643                      size_t len);
 644
 645 #  if defined(__i386) || defined(__i386__) || defined(_M_IX86)
 646 #   define gcm_init_avx   gcm_init_clmul
 647 #   define gcm_gmult_avx  gcm_gmult_clmul
 648 #   define gcm_ghash_avx  gcm_ghash_clmul
 649 #  else
 650 void gcm_init_avx(u128 Htable[16], const u64 Xi[2]);
 651 void gcm_gmult_avx(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 652 void gcm_ghash_avx(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 653                    size_t len);
 654 #  endif
 655
 656 #  if   defined(__i386) || defined(__i386__) || defined(_M_IX86)
 657 #   define GHASH_ASM_X86
 658 void gcm_gmult_4bit_mmx(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 659 void gcm_ghash_4bit_mmx(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 660                         size_t len);
 661
 662 void gcm_gmult_4bit_x86(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 663 void gcm_ghash_4bit_x86(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 664                         size_t len);
 665 #  endif
 666 # elif defined(__arm__) || defined(__arm) || defined(__aarch64__)
 667 #  include "arm_arch.h"
 668 #  if __ARM_MAX_ARCH__>=7
 669 #   define GHASH_ASM_ARM
 670 #   define GCM_FUNCREF_4BIT
 671 #   define PMULL_CAPABLE        (OPENSSL_armcap_P & ARMV8_PMULL)
 672 #   if defined(__arm__) || defined(__arm)
 673 #    define NEON_CAPABLE        (OPENSSL_armcap_P & ARMV7_NEON)
 674 #   endif
 675 void gcm_init_neon(u128 Htable[16], const u64 Xi[2]);
 676 void gcm_gmult_neon(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 677 void gcm_ghash_neon(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 678                     size_t len);
 679 void gcm_init_v8(u128 Htable[16], const u64 Xi[2]);
 680 void gcm_gmult_v8(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 681 void gcm_ghash_v8(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 682                   size_t len);
 683 #  endif
 684 # elif defined(__sparc__) || defined(__sparc)
 685 #  include "sparc_arch.h"
 686 #  define GHASH_ASM_SPARC
 687 #  define GCM_FUNCREF_4BIT
 688 extern unsigned int OPENSSL_sparcv9cap_P[];
 689 void gcm_init_vis3(u128 Htable[16], const u64 Xi[2]);
 690 void gcm_gmult_vis3(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 691 void gcm_ghash_vis3(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 692                     size_t len);
 693 # elif defined(OPENSSL_CPUID_OBJ) && (defined(__powerpc__) || defined(__ppc__) || defined(_ARCH_PPC))
 694 #  include "ppc_arch.h"
 695 #  define GHASH_ASM_PPC
 696 #  define GCM_FUNCREF_4BIT
 697 void gcm_init_p8(u128 Htable[16], const u64 Xi[2]);
 698 void gcm_gmult_p8(u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 699 void gcm_ghash_p8(u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 700                   size_t len);
 701 # endif
 702 #endif
 703
 704 #ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
 705 # undef  GCM_MUL
 706 # define GCM_MUL(ctx)           (*gcm_gmult_p)(ctx->Xi.u,ctx->Htable)
 707 # ifdef GHASH
 708 #  undef  GHASH
 709 #  define GHASH(ctx,in,len)     (*gcm_ghash_p)(ctx->Xi.u,ctx->Htable,in,len)
 710 # endif
 711 #endif
 712
 713 void CRYPTO_gcm128_init(GCM128_CONTEXT *ctx, void *key, block128_f block)
 714 {
 715     const union {
 716         long one;
 717         char little;
 718     } is_endian = { 1 };
 719
 720     memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
 721     ctx->block = block;
 722     ctx->key = key;
 723
 724     (*block) (ctx->H.c, ctx->H.c, key);
 725
 726     if (is_endian.little) {
 727         /* H is stored in host byte order */
 728 #ifdef BSWAP8
 729         ctx->H.u[0] = BSWAP8(ctx->H.u[0]);
 730         ctx->H.u[1] = BSWAP8(ctx->H.u[1]);
 731 #else
 732         u8 *p = ctx->H.c;
 733         u64 hi, lo;
 734         hi = (u64)GETU32(p) << 32 | GETU32(p + 4);
 735         lo = (u64)GETU32(p + 8) << 32 | GETU32(p + 12);
 736         ctx->H.u[0] = hi;
 737         ctx->H.u[1] = lo;
 738 #endif
 739     }
 740 #if     TABLE_BITS==8
 741     gcm_init_8bit(ctx->Htable, ctx->H.u);
 742 #elif   TABLE_BITS==4
 743 # if    defined(GHASH)
 744 #  define CTX__GHASH(f) (ctx->ghash = (f))
 745 # else
 746 #  define CTX__GHASH(f) (ctx->ghash = NULL)
 747 # endif
 748 # if    defined(GHASH_ASM_X86_OR_64)
 749 #  if   !defined(GHASH_ASM_X86) || defined(OPENSSL_IA32_SSE2)
 750     if (OPENSSL_ia32cap_P[1] & (1 << 1)) { /* check PCLMULQDQ bit */
 751         if (((OPENSSL_ia32cap_P[1] >> 22) & 0x41) == 0x41) { /* AVX+MOVBE */
 752             gcm_init_avx(ctx->Htable, ctx->H.u);
 753             ctx->gmult = gcm_gmult_avx;
 754             CTX__GHASH(gcm_ghash_avx);
 755         } else {
 756             gcm_init_clmul(ctx->Htable, ctx->H.u);
 757             ctx->gmult = gcm_gmult_clmul;
 758             CTX__GHASH(gcm_ghash_clmul);
 759         }
 760         return;
 761     }
 762 #  endif
 763     gcm_init_4bit(ctx->Htable, ctx->H.u);
 764 #  if   defined(GHASH_ASM_X86)  /* x86 only */
 765 #   if  defined(OPENSSL_IA32_SSE2)
 766     if (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 25)) { /* check SSE bit */
 767 #   else
 768     if (OPENSSL_ia32cap_P[0] & (1 << 23)) { /* check MMX bit */
 769 #   endif
 770         ctx->gmult = gcm_gmult_4bit_mmx;
 771         CTX__GHASH(gcm_ghash_4bit_mmx);
 772     } else {
 773         ctx->gmult = gcm_gmult_4bit_x86;
 774         CTX__GHASH(gcm_ghash_4bit_x86);
 775     }
 776 #  else
 777     ctx->gmult = gcm_gmult_4bit;
 778     CTX__GHASH(gcm_ghash_4bit);
 779 #  endif
 780 # elif  defined(GHASH_ASM_ARM)
 781 #  ifdef PMULL_CAPABLE
 782     if (PMULL_CAPABLE) {
 783         gcm_init_v8(ctx->Htable, ctx->H.u);
 784         ctx->gmult = gcm_gmult_v8;
 785         CTX__GHASH(gcm_ghash_v8);
 786     } else
 787 #  endif
 788 #  ifdef NEON_CAPABLE
 789     if (NEON_CAPABLE) {
 790         gcm_init_neon(ctx->Htable, ctx->H.u);
 791         ctx->gmult = gcm_gmult_neon;
 792         CTX__GHASH(gcm_ghash_neon);
 793     } else
 794 #  endif
 795     {
 796         gcm_init_4bit(ctx->Htable, ctx->H.u);
 797         ctx->gmult = gcm_gmult_4bit;
 798         CTX__GHASH(gcm_ghash_4bit);
 799     }
 800 # elif  defined(GHASH_ASM_SPARC)
 801     if (OPENSSL_sparcv9cap_P[0] & SPARCV9_VIS3) {
 802         gcm_init_vis3(ctx->Htable, ctx->H.u);
 803         ctx->gmult = gcm_gmult_vis3;
 804         CTX__GHASH(gcm_ghash_vis3);
 805     } else {
 806         gcm_init_4bit(ctx->Htable, ctx->H.u);
 807         ctx->gmult = gcm_gmult_4bit;
 808         CTX__GHASH(gcm_ghash_4bit);
 809     }
 810 # elif  defined(GHASH_ASM_PPC)
 811     if (OPENSSL_ppccap_P & PPC_CRYPTO207) {
 812         gcm_init_p8(ctx->Htable, ctx->H.u);
 813         ctx->gmult = gcm_gmult_p8;
 814         CTX__GHASH(gcm_ghash_p8);
 815     } else {
 816         gcm_init_4bit(ctx->Htable, ctx->H.u);
 817         ctx->gmult = gcm_gmult_4bit;
 818         CTX__GHASH(gcm_ghash_4bit);
 819     }
 820 # else
 821     gcm_init_4bit(ctx->Htable, ctx->H.u);
 822 # endif
 823 # undef CTX__GHASH
 824 #endif
 825 }
 826
 827 void CRYPTO_gcm128_setiv(GCM128_CONTEXT *ctx, const unsigned char *iv,
 828                          size_t len)
 829 {
 830     const union {
 831         long one;
 832         char little;
 833     } is_endian = { 1 };
 834     unsigned int ctr;
 835 #ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
 836     void (*gcm_gmult_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]) = ctx->gmult;
 837 #endif
 838
 839     ctx->len.u[0] = 0;          /* AAD length */
 840     ctx->len.u[1] = 0;          /* message length */
 841     ctx->ares = 0;
 842     ctx->mres = 0;
 843
 844     if (len == 12) {
 845         memcpy(ctx->Yi.c, iv, 12);
 846         ctx->Yi.c[12] = 0;
 847         ctx->Yi.c[13] = 0;
 848         ctx->Yi.c[14] = 0;
 849         ctx->Yi.c[15] = 1;
 850         ctr = 1;
 851     } else {
 852         size_t i;
 853         u64 len0 = len;
 854
 855         /* Borrow ctx->Xi to calculate initial Yi */
 856         ctx->Xi.u[0] = 0;
 857         ctx->Xi.u[1] = 0;
 858
 859         while (len >= 16) {
 860             for (i = 0; i < 16; ++i)
 861                 ctx->Xi.c[i] ^= iv[i];
 862             GCM_MUL(ctx);
 863             iv += 16;
 864             len -= 16;
 865         }
 866         if (len) {
 867             for (i = 0; i < len; ++i)
 868                 ctx->Xi.c[i] ^= iv[i];
 869             GCM_MUL(ctx);
 870         }
 871         len0 <<= 3;
 872         if (is_endian.little) {
 873 #ifdef BSWAP8
 874             ctx->Xi.u[1] ^= BSWAP8(len0);
 875 #else
 876             ctx->Xi.c[8] ^= (u8)(len0 >> 56);
 877             ctx->Xi.c[9] ^= (u8)(len0 >> 48);
 878             ctx->Xi.c[10] ^= (u8)(len0 >> 40);
 879             ctx->Xi.c[11] ^= (u8)(len0 >> 32);
 880             ctx->Xi.c[12] ^= (u8)(len0 >> 24);
 881             ctx->Xi.c[13] ^= (u8)(len0 >> 16);
 882             ctx->Xi.c[14] ^= (u8)(len0 >> 8);
 883             ctx->Xi.c[15] ^= (u8)(len0);
 884 #endif
 885         } else {
 886             ctx->Xi.u[1] ^= len0;
 887         }
 888
 889         GCM_MUL(ctx);
 890
 891         if (is_endian.little)
 892 #ifdef BSWAP4
 893             ctr = BSWAP4(ctx->Xi.d[3]);
 894 #else
 895             ctr = GETU32(ctx->Xi.c + 12);
 896 #endif
 897         else
 898             ctr = ctx->Xi.d[3];
 899
 900         /* Copy borrowed Xi to Yi */
 901         ctx->Yi.u[0] = ctx->Xi.u[0];
 902         ctx->Yi.u[1] = ctx->Xi.u[1];
 903     }
 904
 905     ctx->Xi.u[0] = 0;
 906     ctx->Xi.u[1] = 0;
 907
 908     (*ctx->block) (ctx->Yi.c, ctx->EK0.c, ctx->key);
 909     ++ctr;
 910     if (is_endian.little)
 911 #ifdef BSWAP4
 912         ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
 913 #else
 914         PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
 915 #endif
 916     else
 917         ctx->Yi.d[3] = ctr;
 918 }
 919
 920 int CRYPTO_gcm128_aad(GCM128_CONTEXT *ctx, const unsigned char *aad,
 921                       size_t len)
 922 {
 923     size_t i;
 924     unsigned int n;
 925     u64 alen = ctx->len.u[0];
 926 #ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
 927     void (*gcm_gmult_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]) = ctx->gmult;
 928 # ifdef GHASH
 929     void (*gcm_ghash_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16],
 930                          const u8 *inp, size_t len) = ctx->ghash;
 931 # endif
 932 #endif
 933
 934     if (ctx->len.u[1])
 935         return -2;
 936
 937     alen += len;
 938     if (alen > (U64(1) << 61) || (sizeof(len) == 8 && alen < len))
 939         return -1;
 940     ctx->len.u[0] = alen;
 941
 942     n = ctx->ares;
 943     if (n) {
 944         while (n && len) {
 945             ctx->Xi.c[n] ^= *(aad++);
 946             --len;
 947             n = (n + 1) % 16;
 948         }
 949         if (n == 0)
 950             GCM_MUL(ctx);
 951         else {
 952             ctx->ares = n;
 953             return 0;
 954         }
 955     }
 956 #ifdef GHASH
 957     if ((i = (len & (size_t)-16))) {
 958         GHASH(ctx, aad, i);
 959         aad += i;
 960         len -= i;
 961     }
 962 #else
 963     while (len >= 16) {
 964         for (i = 0; i < 16; ++i)
 965             ctx->Xi.c[i] ^= aad[i];
 966         GCM_MUL(ctx);
 967         aad += 16;
 968         len -= 16;
 969     }
 970 #endif
 971     if (len) {
 972         n = (unsigned int)len;
 973         for (i = 0; i < len; ++i)
 974             ctx->Xi.c[i] ^= aad[i];
 975     }
 976
 977     ctx->ares = n;
 978     return 0;
 979 }
 980
 981 int CRYPTO_gcm128_encrypt(GCM128_CONTEXT *ctx,
 982                           const unsigned char *in, unsigned char *out,
 983                           size_t len)
 984 {
 985     const union {
 986         long one;
 987         char little;
 988     } is_endian = { 1 };
 989     unsigned int n, ctr, mres;
 990     size_t i;
 991     u64 mlen = ctx->len.u[1];
 992     block128_f block = ctx->block;
 993     void *key = ctx->key;
 994 #ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
 995     void (*gcm_gmult_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]) = ctx->gmult;
 996 # if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
 997     void (*gcm_ghash_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16],
 998                          const u8 *inp, size_t len) = ctx->ghash;
 999 # endif
1000 #endif
1001
1002     mlen += len;
1003     if (mlen > ((U64(1) << 36) - 32) || (sizeof(len) == 8 && mlen < len))
1004         return -1;
1005     ctx->len.u[1] = mlen;
1006
1007     mres = ctx->mres;
1008
1009     if (ctx->ares) {
1010         /* First call to encrypt finalizes GHASH(AAD) */
1011 #if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1012         if (len == 0) {
1013             GCM_MUL(ctx);
1014             ctx->ares = 0;
1015             return 0;
1016         }
1017         memcpy(ctx->Xn, ctx->Xi.c, sizeof(ctx->Xi));
1018         ctx->Xi.u[0] = 0;
1019         ctx->Xi.u[1] = 0;
1020         mres = sizeof(ctx->Xi);
1021 #else
1022         GCM_MUL(ctx);
1023 #endif
1024         ctx->ares = 0;
1025     }
1026
1027     if (is_endian.little)
1028 #ifdef BSWAP4
1029         ctr = BSWAP4(ctx->Yi.d[3]);
1030 #else
1031         ctr = GETU32(ctx->Yi.c + 12);
1032 #endif
1033     else
1034         ctr = ctx->Yi.d[3];
1035
1036     n = mres % 16;
1037 #if !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1038     if (16 % sizeof(size_t) == 0) { /* always true actually */
1039         do {
1040             if (n) {
1041 # if defined(GHASH)
1042                 while (n && len) {
1043                     ctx->Xn[mres++] = *(out++) = *(in++) ^ ctx->EKi.c[n];
1044                     --len;
1045                     n = (n + 1) % 16;
1046                 }
1047                 if (n == 0) {
1048                     GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1049                     mres = 0;
1050                 } else {
1051                     ctx->mres = mres;
1052                     return 0;
1053                 }
1054 # else
1055                 while (n && len) {
1056                     ctx->Xi.c[n] ^= *(out++) = *(in++) ^ ctx->EKi.c[n];
1057                     --len;
1058                     n = (n + 1) % 16;
1059                 }
1060                 if (n == 0) {
1061                     GCM_MUL(ctx);
1062                     mres = 0;
1063                 } else {
1064                     ctx->mres = n;
1065                     return 0;
1066                 }
1067 # endif
1068             }
1069 # if defined(STRICT_ALIGNMENT)
1070             if (((size_t)in | (size_t)out) % sizeof(size_t) != 0)
1071                 break;
1072 # endif
1073 # if defined(GHASH)
1074             if (len >= 16 && mres) {
1075                 GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1076                 mres = 0;
1077             }
1078 #  if defined(GHASH_CHUNK)
1079             while (len >= GHASH_CHUNK) {
1080                 size_t j = GHASH_CHUNK;
1081
1082                 while (j) {
1083                     size_t *out_t = (size_t *)out;
1084                     const size_t *in_t = (const size_t *)in;
1085
1086                     (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1087                     ++ctr;
1088                     if (is_endian.little)
1089 #   ifdef BSWAP4
1090                         ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1091 #   else
1092                         PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1093 #   endif
1094                     else
1095                         ctx->Yi.d[3] = ctr;
1096                     for (i = 0; i < 16 / sizeof(size_t); ++i)
1097                         out_t[i] = in_t[i] ^ ctx->EKi.t[i];
1098                     out += 16;
1099                     in += 16;
1100                     j -= 16;
1101                 }
1102                 GHASH(ctx, out - GHASH_CHUNK, GHASH_CHUNK);
1103                 len -= GHASH_CHUNK;
1104             }
1105 #  endif
1106             if ((i = (len & (size_t)-16))) {
1107                 size_t j = i;
1108
1109                 while (len >= 16) {
1110                     size_t *out_t = (size_t *)out;
1111                     const size_t *in_t = (const size_t *)in;
1112
1113                     (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1114                     ++ctr;
1115                     if (is_endian.little)
1116 #  ifdef BSWAP4
1117                         ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1118 #  else
1119                         PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1120 #  endif
1121                     else
1122                         ctx->Yi.d[3] = ctr;
1123                     for (i = 0; i < 16 / sizeof(size_t); ++i)
1124                         out_t[i] = in_t[i] ^ ctx->EKi.t[i];
1125                     out += 16;
1126                     in += 16;
1127                     len -= 16;
1128                 }
1129                 GHASH(ctx, out - j, j);
1130             }
1131 # else
1132             while (len >= 16) {
1133                 size_t *out_t = (size_t *)out;
1134                 const size_t *in_t = (const size_t *)in;
1135
1136                 (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1137                 ++ctr;
1138                 if (is_endian.little)
1139 #  ifdef BSWAP4
1140                     ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1141 #  else
1142                     PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1143 #  endif
1144                 else
1145                     ctx->Yi.d[3] = ctr;
1146                 for (i = 0; i < 16 / sizeof(size_t); ++i)
1147                     ctx->Xi.t[i] ^= out_t[i] = in_t[i] ^ ctx->EKi.t[i];
1148                 GCM_MUL(ctx);
1149                 out += 16;
1150                 in += 16;
1151                 len -= 16;
1152             }
1153 # endif
1154             if (len) {
1155                 (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1156                 ++ctr;
1157                 if (is_endian.little)
1158 # ifdef BSWAP4
1159                     ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1160 # else
1161                     PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1162 # endif
1163                 else
1164                     ctx->Yi.d[3] = ctr;
1165 # if defined(GHASH)
1166                 while (len--) {
1167                     ctx->Xn[mres++] = out[n] = in[n] ^ ctx->EKi.c[n];
1168                     ++n;
1169                 }
1170 # else
1171                 while (len--) {
1172                     ctx->Xi.c[n] ^= out[n] = in[n] ^ ctx->EKi.c[n];
1173                     ++n;
1174                 }
1175                 mres = n;
1176 # endif
1177             }
1178
1179             ctx->mres = mres;
1180             return 0;
1181         } while (0);
1182     }
1183 #endif
1184     for (i = 0; i < len; ++i) {
1185         if (n == 0) {
1186             (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1187             ++ctr;
1188             if (is_endian.little)
1189 #ifdef BSWAP4
1190                 ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1191 #else
1192                 PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1193 #endif
1194             else
1195                 ctx->Yi.d[3] = ctr;
1196         }
1197 #if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1198         ctx->Xn[mres++] = out[i] = in[i] ^ ctx->EKi.c[n];
1199         n = (n + 1) % 16;
1200         if (mres == sizeof(ctx->Xn)) {
1201             GHASH(ctx,ctx->Xn,sizeof(ctx->Xn));
1202             mres = 0;
1203         }
1204 #else
1205         ctx->Xi.c[n] ^= out[i] = in[i] ^ ctx->EKi.c[n];
1206         mres = n = (n + 1) % 16;
1207         if (n == 0)
1208             GCM_MUL(ctx);
1209 #endif
1210     }
1211
1212     ctx->mres = mres;
1213     return 0;
1214 }
1215
1216 int CRYPTO_gcm128_decrypt(GCM128_CONTEXT *ctx,
1217                           const unsigned char *in, unsigned char *out,
1218                           size_t len)
1219 {
1220     const union {
1221         long one;
1222         char little;
1223     } is_endian = { 1 };
1224     unsigned int n, ctr, mres;
1225     size_t i;
1226     u64 mlen = ctx->len.u[1];
1227     block128_f block = ctx->block;
1228     void *key = ctx->key;
1229 #ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
1230     void (*gcm_gmult_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]) = ctx->gmult;
1231 # if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1232     void (*gcm_ghash_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16],
1233                          const u8 *inp, size_t len) = ctx->ghash;
1234 # endif
1235 #endif
1236
1237     mlen += len;
1238     if (mlen > ((U64(1) << 36) - 32) || (sizeof(len) == 8 && mlen < len))
1239         return -1;
1240     ctx->len.u[1] = mlen;
1241
1242     mres = ctx->mres;
1243
1244     if (ctx->ares) {
1245         /* First call to decrypt finalizes GHASH(AAD) */
1246 #if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1247         if (len == 0) {
1248             GCM_MUL(ctx);
1249             ctx->ares = 0;
1250             return 0;
1251         }
1252         memcpy(ctx->Xn, ctx->Xi.c, sizeof(ctx->Xi));
1253         ctx->Xi.u[0] = 0;
1254         ctx->Xi.u[1] = 0;
1255         mres = sizeof(ctx->Xi);
1256 #else
1257         GCM_MUL(ctx);
1258 #endif
1259         ctx->ares = 0;
1260     }
1261
1262     if (is_endian.little)
1263 #ifdef BSWAP4
1264         ctr = BSWAP4(ctx->Yi.d[3]);
1265 #else
1266         ctr = GETU32(ctx->Yi.c + 12);
1267 #endif
1268     else
1269         ctr = ctx->Yi.d[3];
1270
1271     n = mres % 16;
1272 #if !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1273     if (16 % sizeof(size_t) == 0) { /* always true actually */
1274         do {
1275             if (n) {
1276 # if defined(GHASH)
1277                 while (n && len) {
1278                     *(out++) = (ctx->Xn[mres++] = *(in++)) ^ ctx->EKi.c[n];
1279                     --len;
1280                     n = (n + 1) % 16;
1281                 }
1282                 if (n == 0) {
1283                     GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1284                     mres = 0;
1285                 } else {
1286                     ctx->mres = mres;
1287                     return 0;
1288                 }
1289 # else
1290                 while (n && len) {
1291                     u8 c = *(in++);
1292                     *(out++) = c ^ ctx->EKi.c[n];
1293                     ctx->Xi.c[n] ^= c;
1294                     --len;
1295                     n = (n + 1) % 16;
1296                 }
1297                 if (n == 0) {
1298                     GCM_MUL(ctx);
1299                     mres = 0;
1300                 } else {
1301                     ctx->mres = n;
1302                     return 0;
1303                 }
1304 # endif
1305             }
1306 # if defined(STRICT_ALIGNMENT)
1307             if (((size_t)in | (size_t)out) % sizeof(size_t) != 0)
1308                 break;
1309 # endif
1310 # if defined(GHASH)
1311             if (len >= 16 && mres) {
1312                 GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1313                 mres = 0;
1314             }
1315 #  if defined(GHASH_CHUNK)
1316             while (len >= GHASH_CHUNK) {
1317                 size_t j = GHASH_CHUNK;
1318
1319                 GHASH(ctx, in, GHASH_CHUNK);
1320                 while (j) {
1321                     size_t *out_t = (size_t *)out;
1322                     const size_t *in_t = (const size_t *)in;
1323
1324                     (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1325                     ++ctr;
1326                     if (is_endian.little)
1327 #   ifdef BSWAP4
1328                         ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1329 #   else
1330                         PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1331 #   endif
1332                     else
1333                         ctx->Yi.d[3] = ctr;
1334                     for (i = 0; i < 16 / sizeof(size_t); ++i)
1335                         out_t[i] = in_t[i] ^ ctx->EKi.t[i];
1336                     out += 16;
1337                     in += 16;
1338                     j -= 16;
1339                 }
1340                 len -= GHASH_CHUNK;
1341             }
1342 #  endif
1343             if ((i = (len & (size_t)-16))) {
1344                 GHASH(ctx, in, i);
1345                 while (len >= 16) {
1346                     size_t *out_t = (size_t *)out;
1347                     const size_t *in_t = (const size_t *)in;
1348
1349                     (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1350                     ++ctr;
1351                     if (is_endian.little)
1352 #  ifdef BSWAP4
1353                         ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1354 #  else
1355                         PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1356 #  endif
1357                     else
1358                         ctx->Yi.d[3] = ctr;
1359                     for (i = 0; i < 16 / sizeof(size_t); ++i)
1360                         out_t[i] = in_t[i] ^ ctx->EKi.t[i];
1361                     out += 16;
1362                     in += 16;
1363                     len -= 16;
1364                 }
1365             }
1366 # else
1367             while (len >= 16) {
1368                 size_t *out_t = (size_t *)out;
1369                 const size_t *in_t = (const size_t *)in;
1370
1371                 (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1372                 ++ctr;
1373                 if (is_endian.little)
1374 #  ifdef BSWAP4
1375                     ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1376 #  else
1377                     PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1378 #  endif
1379                 else
1380                     ctx->Yi.d[3] = ctr;
1381                 for (i = 0; i < 16 / sizeof(size_t); ++i) {
1382                     size_t c = in[i];
1383                     out[i] = c ^ ctx->EKi.t[i];
1384                     ctx->Xi.t[i] ^= c;
1385                 }
1386                 GCM_MUL(ctx);
1387                 out += 16;
1388                 in += 16;
1389                 len -= 16;
1390             }
1391 # endif
1392             if (len) {
1393                 (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1394                 ++ctr;
1395                 if (is_endian.little)
1396 # ifdef BSWAP4
1397                     ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1398 # else
1399                     PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1400 # endif
1401                 else
1402                     ctx->Yi.d[3] = ctr;
1403 # if defined(GHASH)
1404                 while (len--) {
1405                     out[n] = (ctx->Xn[mres++] = in[n]) ^ ctx->EKi.c[n];
1406                     ++n;
1407                 }
1408 # else
1409                 while (len--) {
1410                     u8 c = in[n];
1411                     ctx->Xi.c[n] ^= c;
1412                     out[n] = c ^ ctx->EKi.c[n];
1413                     ++n;
1414                 }
1415                 mres = n;
1416 # endif
1417             }
1418
1419             ctx->mres = mres;
1420             return 0;
1421         } while (0);
1422     }
1423 #endif
1424     for (i = 0; i < len; ++i) {
1425         u8 c;
1426         if (n == 0) {
1427             (*block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1428             ++ctr;
1429             if (is_endian.little)
1430 #ifdef BSWAP4
1431                 ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1432 #else
1433                 PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1434 #endif
1435             else
1436                 ctx->Yi.d[3] = ctr;
1437         }
1438 #if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1439         out[i] = (ctx->Xn[mres++] = c = in[i]) ^ ctx->EKi.c[n];
1440         n = (n + 1) % 16;
1441         if (mres == sizeof(ctx->Xn)) {
1442             GHASH(ctx,ctx->Xn,sizeof(ctx->Xn));
1443             mres = 0;
1444         }
1445 #else
1446         c = in[i];
1447         out[i] = c ^ ctx->EKi.c[n];
1448         ctx->Xi.c[n] ^= c;
1449         mres = n = (n + 1) % 16;
1450         if (n == 0)
1451             GCM_MUL(ctx);
1452 #endif
1453     }
1454
1455     ctx->mres = mres;
1456     return 0;
1457 }
1458
1459 int CRYPTO_gcm128_encrypt_ctr32(GCM128_CONTEXT *ctx,
1460                                 const unsigned char *in, unsigned char *out,
1461                                 size_t len, ctr128_f stream)
1462 {
1463 #if defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1464     return CRYPTO_gcm128_encrypt(ctx, in, out, len);
1465 #else
1466     const union {
1467         long one;
1468         char little;
1469     } is_endian = { 1 };
1470     unsigned int n, ctr, mres;
1471     size_t i;
1472     u64 mlen = ctx->len.u[1];
1473     void *key = ctx->key;
1474 # ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
1475     void (*gcm_gmult_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]) = ctx->gmult;
1476 #  ifdef GHASH
1477     void (*gcm_ghash_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16],
1478                          const u8 *inp, size_t len) = ctx->ghash;
1479 #  endif
1480 # endif
1481
1482     mlen += len;
1483     if (mlen > ((U64(1) << 36) - 32) || (sizeof(len) == 8 && mlen < len))
1484         return -1;
1485     ctx->len.u[1] = mlen;
1486
1487     mres = ctx->mres;
1488
1489     if (ctx->ares) {
1490         /* First call to encrypt finalizes GHASH(AAD) */
1491 #if defined(GHASH)
1492         if (len == 0) {
1493             GCM_MUL(ctx);
1494             ctx->ares = 0;
1495             return 0;
1496         }
1497         memcpy(ctx->Xn, ctx->Xi.c, sizeof(ctx->Xi));
1498         ctx->Xi.u[0] = 0;
1499         ctx->Xi.u[1] = 0;
1500         mres = sizeof(ctx->Xi);
1501 #else
1502         GCM_MUL(ctx);
1503 #endif
1504         ctx->ares = 0;
1505     }
1506
1507     if (is_endian.little)
1508 # ifdef BSWAP4
1509         ctr = BSWAP4(ctx->Yi.d[3]);
1510 # else
1511         ctr = GETU32(ctx->Yi.c + 12);
1512 # endif
1513     else
1514         ctr = ctx->Yi.d[3];
1515
1516     n = mres % 16;
1517     if (n) {
1518 # if defined(GHASH)
1519         while (n && len) {
1520             ctx->Xn[mres++] = *(out++) = *(in++) ^ ctx->EKi.c[n];
1521             --len;
1522             n = (n + 1) % 16;
1523         }
1524         if (n == 0) {
1525             GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1526             mres = 0;
1527         } else {
1528             ctx->mres = mres;
1529             return 0;
1530         }
1531 # else
1532         while (n && len) {
1533             ctx->Xi.c[n] ^= *(out++) = *(in++) ^ ctx->EKi.c[n];
1534             --len;
1535             n = (n + 1) % 16;
1536         }
1537         if (n == 0) {
1538             GCM_MUL(ctx);
1539             mres = 0;
1540         } else {
1541             ctx->mres = n;
1542             return 0;
1543         }
1544 # endif
1545     }
1546 # if defined(GHASH)
1547         if (len >= 16 && mres) {
1548             GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1549             mres = 0;
1550         }
1551 #  if defined(GHASH_CHUNK)
1552     while (len >= GHASH_CHUNK) {
1553         (*stream) (in, out, GHASH_CHUNK / 16, key, ctx->Yi.c);
1554         ctr += GHASH_CHUNK / 16;
1555         if (is_endian.little)
1556 #   ifdef BSWAP4
1557             ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1558 #   else
1559             PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1560 #   endif
1561         else
1562             ctx->Yi.d[3] = ctr;
1563         GHASH(ctx, out, GHASH_CHUNK);
1564         out += GHASH_CHUNK;
1565         in += GHASH_CHUNK;
1566         len -= GHASH_CHUNK;
1567     }
1568 #  endif
1569 # endif
1570     if ((i = (len & (size_t)-16))) {
1571         size_t j = i / 16;
1572
1573         (*stream) (in, out, j, key, ctx->Yi.c);
1574         ctr += (unsigned int)j;
1575         if (is_endian.little)
1576 # ifdef BSWAP4
1577             ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1578 # else
1579             PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1580 # endif
1581         else
1582             ctx->Yi.d[3] = ctr;
1583         in += i;
1584         len -= i;
1585 # if defined(GHASH)
1586         GHASH(ctx, out, i);
1587         out += i;
1588 # else
1589         while (j--) {
1590             for (i = 0; i < 16; ++i)
1591                 ctx->Xi.c[i] ^= out[i];
1592             GCM_MUL(ctx);
1593             out += 16;
1594         }
1595 # endif
1596     }
1597     if (len) {
1598         (*ctx->block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1599         ++ctr;
1600         if (is_endian.little)
1601 # ifdef BSWAP4
1602             ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1603 # else
1604             PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1605 # endif
1606         else
1607             ctx->Yi.d[3] = ctr;
1608         while (len--) {
1609 # if defined(GHASH)
1610             ctx->Xn[mres++] = out[n] = in[n] ^ ctx->EKi.c[n];
1611 # else
1612             ctx->Xi.c[mres++] ^= out[n] = in[n] ^ ctx->EKi.c[n];
1613 # endif
1614             ++n;
1615         }
1616     }
1617
1618     ctx->mres = mres;
1619     return 0;
1620 #endif
1621 }
1622
1623 int CRYPTO_gcm128_decrypt_ctr32(GCM128_CONTEXT *ctx,
1624                                 const unsigned char *in, unsigned char *out,
1625                                 size_t len, ctr128_f stream)
1626 {
1627 #if defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1628     return CRYPTO_gcm128_decrypt(ctx, in, out, len);
1629 #else
1630     const union {
1631         long one;
1632         char little;
1633     } is_endian = { 1 };
1634     unsigned int n, ctr, mres;
1635     size_t i;
1636     u64 mlen = ctx->len.u[1];
1637     void *key = ctx->key;
1638 # ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
1639     void (*gcm_gmult_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]) = ctx->gmult;
1640 #  ifdef GHASH
1641     void (*gcm_ghash_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16],
1642                          const u8 *inp, size_t len) = ctx->ghash;
1643 #  endif
1644 # endif
1645
1646     mlen += len;
1647     if (mlen > ((U64(1) << 36) - 32) || (sizeof(len) == 8 && mlen < len))
1648         return -1;
1649     ctx->len.u[1] = mlen;
1650
1651     mres = ctx->mres;
1652
1653     if (ctx->ares) {
1654         /* First call to decrypt finalizes GHASH(AAD) */
1655 # if defined(GHASH)
1656         if (len == 0) {
1657             GCM_MUL(ctx);
1658             ctx->ares = 0;
1659             return 0;
1660         }
1661         memcpy(ctx->Xn, ctx->Xi.c, sizeof(ctx->Xi));
1662         ctx->Xi.u[0] = 0;
1663         ctx->Xi.u[1] = 0;
1664         mres = sizeof(ctx->Xi);
1665 # else
1666         GCM_MUL(ctx);
1667 # endif
1668         ctx->ares = 0;
1669     }
1670
1671     if (is_endian.little)
1672 # ifdef BSWAP4
1673         ctr = BSWAP4(ctx->Yi.d[3]);
1674 # else
1675         ctr = GETU32(ctx->Yi.c + 12);
1676 # endif
1677     else
1678         ctr = ctx->Yi.d[3];
1679
1680     n = mres % 16;
1681     if (n) {
1682 # if defined(GHASH)
1683         while (n && len) {
1684             *(out++) = (ctx->Xn[mres++] = *(in++)) ^ ctx->EKi.c[n];
1685             --len;
1686             n = (n + 1) % 16;
1687         }
1688         if (n == 0) {
1689             GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1690             mres = 0;
1691         } else {
1692             ctx->mres = mres;
1693             return 0;
1694         }
1695 # else
1696         while (n && len) {
1697             u8 c = *(in++);
1698             *(out++) = c ^ ctx->EKi.c[n];
1699             ctx->Xi.c[n] ^= c;
1700             --len;
1701             n = (n + 1) % 16;
1702         }
1703         if (n == 0) {
1704             GCM_MUL(ctx);
1705             mres = 0;
1706         } else {
1707             ctx->mres = n;
1708             return 0;
1709         }
1710 # endif
1711     }
1712 # if defined(GHASH)
1713     if (len >= 16 && mres) {
1714         GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1715         mres = 0;
1716     }
1717 #  if defined(GHASH_CHUNK)
1718     while (len >= GHASH_CHUNK) {
1719         GHASH(ctx, in, GHASH_CHUNK);
1720         (*stream) (in, out, GHASH_CHUNK / 16, key, ctx->Yi.c);
1721         ctr += GHASH_CHUNK / 16;
1722         if (is_endian.little)
1723 #   ifdef BSWAP4
1724             ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1725 #   else
1726             PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1727 #   endif
1728         else
1729             ctx->Yi.d[3] = ctr;
1730         out += GHASH_CHUNK;
1731         in += GHASH_CHUNK;
1732         len -= GHASH_CHUNK;
1733     }
1734 #  endif
1735 # endif
1736     if ((i = (len & (size_t)-16))) {
1737         size_t j = i / 16;
1738
1739 # if defined(GHASH)
1740         GHASH(ctx, in, i);
1741 # else
1742         while (j--) {
1743             size_t k;
1744             for (k = 0; k < 16; ++k)
1745                 ctx->Xi.c[k] ^= in[k];
1746             GCM_MUL(ctx);
1747             in += 16;
1748         }
1749         j = i / 16;
1750         in -= i;
1751 # endif
1752         (*stream) (in, out, j, key, ctx->Yi.c);
1753         ctr += (unsigned int)j;
1754         if (is_endian.little)
1755 # ifdef BSWAP4
1756             ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1757 # else
1758             PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1759 # endif
1760         else
1761             ctx->Yi.d[3] = ctr;
1762         out += i;
1763         in += i;
1764         len -= i;
1765     }
1766     if (len) {
1767         (*ctx->block) (ctx->Yi.c, ctx->EKi.c, key);
1768         ++ctr;
1769         if (is_endian.little)
1770 # ifdef BSWAP4
1771             ctx->Yi.d[3] = BSWAP4(ctr);
1772 # else
1773             PUTU32(ctx->Yi.c + 12, ctr);
1774 # endif
1775         else
1776             ctx->Yi.d[3] = ctr;
1777         while (len--) {
1778 # if defined(GHASH)
1779             out[n] = (ctx->Xn[mres++] = in[n]) ^ ctx->EKi.c[n];
1780 # else
1781             u8 c = in[n];
1782             ctx->Xi.c[mres++] ^= c;
1783             out[n] = c ^ ctx->EKi.c[n];
1784 # endif
1785             ++n;
1786         }
1787     }
1788
1789     ctx->mres = mres;
1790     return 0;
1791 #endif
1792 }
1793
1794 int CRYPTO_gcm128_finish(GCM128_CONTEXT *ctx, const unsigned char *tag,
1795                          size_t len)
1796 {
1797     const union {
1798         long one;
1799         char little;
1800     } is_endian = { 1 };
1801     u64 alen = ctx->len.u[0] << 3;
1802     u64 clen = ctx->len.u[1] << 3;
1803 #ifdef GCM_FUNCREF_4BIT
1804     void (*gcm_gmult_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]) = ctx->gmult;
1805 # if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1806     void (*gcm_ghash_p) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16],
1807                          const u8 *inp, size_t len) = ctx->ghash;
1808 # endif
1809 #endif
1810
1811 #if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1812     u128 bitlen;
1813     unsigned int mres = ctx->mres;
1814
1815     if (mres) {
1816         unsigned blocks = (mres + 15) & -16;
1817
1818         memset(ctx->Xn + mres, 0, blocks - mres);
1819         mres = blocks;
1820         if (mres == sizeof(ctx->Xn)) {
1821             GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1822             mres = 0;
1823         }
1824     } else if (ctx->ares) {
1825         GCM_MUL(ctx);
1826     }
1827 #else
1828     if (ctx->mres || ctx->ares)
1829         GCM_MUL(ctx);
1830 #endif
1831
1832     if (is_endian.little) {
1833 #ifdef BSWAP8
1834         alen = BSWAP8(alen);
1835         clen = BSWAP8(clen);
1836 #else
1837         u8 *p = ctx->len.c;
1838
1839         ctx->len.u[0] = alen;
1840         ctx->len.u[1] = clen;
1841
1842         alen = (u64)GETU32(p) << 32 | GETU32(p + 4);
1843         clen = (u64)GETU32(p + 8) << 32 | GETU32(p + 12);
1844 #endif
1845     }
1846
1847 #if defined(GHASH) && !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
1848     bitlen.hi = alen;
1849     bitlen.lo = clen;
1850     memcpy(ctx->Xn + mres, &bitlen, sizeof(bitlen));
1851     mres += sizeof(bitlen);
1852     GHASH(ctx, ctx->Xn, mres);
1853 #else
1854     ctx->Xi.u[0] ^= alen;
1855     ctx->Xi.u[1] ^= clen;
1856     GCM_MUL(ctx);
1857 #endif
1858
1859     ctx->Xi.u[0] ^= ctx->EK0.u[0];
1860     ctx->Xi.u[1] ^= ctx->EK0.u[1];
1861
1862     if (tag && len <= sizeof(ctx->Xi))
1863         return CRYPTO_memcmp(ctx->Xi.c, tag, len);
1864     else
1865         return -1;
1866 }
1867
1868 void CRYPTO_gcm128_tag(GCM128_CONTEXT *ctx, unsigned char *tag, size_t len)
1869 {
1870     CRYPTO_gcm128_finish(ctx, NULL, 0);
1871     memcpy(tag, ctx->Xi.c,
1872            len <= sizeof(ctx->Xi.c) ? len : sizeof(ctx->Xi.c));
1873 }
1874
1875 GCM128_CONTEXT *CRYPTO_gcm128_new(void *key, block128_f block)
1876 {
1877     GCM128_CONTEXT *ret;
1878
1879     if ((ret = OPENSSL_malloc(sizeof(*ret))) != NULL)
1880         CRYPTO_gcm128_init(ret, key, block);
1881
1882     return ret;
1883 }
1884
1885 void CRYPTO_gcm128_release(GCM128_CONTEXT *ctx)
1886 {
1887     OPENSSL_clear_free(ctx, sizeof(*ctx));
1888 }