crypto/sha/sha_locl.h

   1 /*
   2  * Copyright 1995-2016 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 <stdlib.h>
  11 #include <string.h>
  12
  13 #include <openssl/opensslconf.h>
  14 #include <openssl/sha.h>
  15
  16 #define DATA_ORDER_IS_BIG_ENDIAN
  17
  18 #define HASH_LONG               SHA_LONG
  19 #define HASH_CTX                SHA_CTX
  20 #define HASH_CBLOCK             SHA_CBLOCK
  21 #define HASH_MAKE_STRING(c,s)   do {    \
  22         unsigned long ll;               \
  23         ll=(c)->h0; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  24         ll=(c)->h1; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  25         ll=(c)->h2; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  26         ll=(c)->h3; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  27         ll=(c)->h4; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  28         } while (0)
  29
  30 #define HASH_UPDATE                     SHA1_Update
  31 #define HASH_TRANSFORM                  SHA1_Transform
  32 #define HASH_FINAL                      SHA1_Final
  33 #define HASH_INIT                       SHA1_Init
  34 #define HASH_BLOCK_DATA_ORDER           sha1_block_data_order
  35 #define Xupdate(a,ix,ia,ib,ic,id)       ( (a)=(ia^ib^ic^id),    \
  36                                           ix=(a)=ROTATE((a),1)  \
  37                                         )
  38
  39 #ifndef SHA1_ASM
  40 static void sha1_block_data_order(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num);
  41 #else
  42 void sha1_block_data_order(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num);
  43 #endif
  44
  45 #include "internal/md32_common.h"
  46
  47 #define INIT_DATA_h0 0x67452301UL
  48 #define INIT_DATA_h1 0xefcdab89UL
  49 #define INIT_DATA_h2 0x98badcfeUL
  50 #define INIT_DATA_h3 0x10325476UL
  51 #define INIT_DATA_h4 0xc3d2e1f0UL
  52
  53 int HASH_INIT(SHA_CTX *c)
  54 {
  55     memset(c, 0, sizeof(*c));
  56     c->h0 = INIT_DATA_h0;
  57     c->h1 = INIT_DATA_h1;
  58     c->h2 = INIT_DATA_h2;
  59     c->h3 = INIT_DATA_h3;
  60     c->h4 = INIT_DATA_h4;
  61     return 1;
  62 }
  63
  64 #define K_00_19 0x5a827999UL
  65 #define K_20_39 0x6ed9eba1UL
  66 #define K_40_59 0x8f1bbcdcUL
  67 #define K_60_79 0xca62c1d6UL
  68
  69 /*
  70  * As pointed out by Wei Dai, F() below can be simplified to the code in
  71  * F_00_19.  Wei attributes these optimizations to Peter Gutmann's SHS code,
  72  * and he attributes it to Rich Schroeppel.
  73  *      #define F(x,y,z) (((x) & (y)) | ((~(x)) & (z)))
  74  * I've just become aware of another tweak to be made, again from Wei Dai,
  75  * in F_40_59, (x&a)|(y&a) -> (x|y)&a
  76  */
  77 #define F_00_19(b,c,d)  ((((c) ^ (d)) & (b)) ^ (d))
  78 #define F_20_39(b,c,d)  ((b) ^ (c) ^ (d))
  79 #define F_40_59(b,c,d)  (((b) & (c)) | (((b)|(c)) & (d)))
  80 #define F_60_79(b,c,d)  F_20_39(b,c,d)
  81
  82 #ifndef OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT
  83
  84 # define BODY_00_15(i,a,b,c,d,e,f,xi) \
  85         (f)=xi+(e)+K_00_19+ROTATE((a),5)+F_00_19((b),(c),(d)); \
  86         (b)=ROTATE((b),30);
  87
  88 # define BODY_16_19(i,a,b,c,d,e,f,xi,xa,xb,xc,xd) \
  89         Xupdate(f,xi,xa,xb,xc,xd); \
  90         (f)+=(e)+K_00_19+ROTATE((a),5)+F_00_19((b),(c),(d)); \
  91         (b)=ROTATE((b),30);
  92
  93 # define BODY_20_31(i,a,b,c,d,e,f,xi,xa,xb,xc,xd) \
  94         Xupdate(f,xi,xa,xb,xc,xd); \
  95         (f)+=(e)+K_20_39+ROTATE((a),5)+F_20_39((b),(c),(d)); \
  96         (b)=ROTATE((b),30);
  97
  98 # define BODY_32_39(i,a,b,c,d,e,f,xa,xb,xc,xd) \
  99         Xupdate(f,xa,xa,xb,xc,xd); \
 100         (f)+=(e)+K_20_39+ROTATE((a),5)+F_20_39((b),(c),(d)); \
 101         (b)=ROTATE((b),30);
 102
 103 # define BODY_40_59(i,a,b,c,d,e,f,xa,xb,xc,xd) \
 104         Xupdate(f,xa,xa,xb,xc,xd); \
 105         (f)+=(e)+K_40_59+ROTATE((a),5)+F_40_59((b),(c),(d)); \
 106         (b)=ROTATE((b),30);
 107
 108 # define BODY_60_79(i,a,b,c,d,e,f,xa,xb,xc,xd) \
 109         Xupdate(f,xa,xa,xb,xc,xd); \
 110         (f)=xa+(e)+K_60_79+ROTATE((a),5)+F_60_79((b),(c),(d)); \
 111         (b)=ROTATE((b),30);
 112
 113 # ifdef X
 114 #  undef X
 115 # endif
 116 # ifndef MD32_XARRAY
 117   /*
 118    * Originally X was an array. As it's automatic it's natural
 119    * to expect RISC compiler to accommodate at least part of it in
 120    * the register bank, isn't it? Unfortunately not all compilers
 121    * "find" this expectation reasonable:-( On order to make such
 122    * compilers generate better code I replace X[] with a bunch of
 123    * X0, X1, etc. See the function body below...
 124    */
 125 #  define X(i)   XX##i
 126 # else
 127   /*
 128    * However! Some compilers (most notably HP C) get overwhelmed by
 129    * that many local variables so that we have to have the way to
 130    * fall down to the original behavior.
 131    */
 132 #  define X(i)   XX[i]
 133 # endif
 134
 135 # if !defined(SHA1_ASM)
 136 static void HASH_BLOCK_DATA_ORDER(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num)
 137 {
 138     const unsigned char *data = p;
 139     register unsigned MD32_REG_T A, B, C, D, E, T, l;
 140 #  ifndef MD32_XARRAY
 141     unsigned MD32_REG_T XX0, XX1, XX2, XX3, XX4, XX5, XX6, XX7,
 142         XX8, XX9, XX10, XX11, XX12, XX13, XX14, XX15;
 143 #  else
 144     SHA_LONG XX[16];
 145 #  endif
 146
 147     A = c->h0;
 148     B = c->h1;
 149     C = c->h2;
 150     D = c->h3;
 151     E = c->h4;
 152
 153     for (;;) {
 154         const union {
 155             long one;
 156             char little;
 157         } is_endian = {
 158             1
 159         };
 160
 161         if (!is_endian.little && sizeof(SHA_LONG) == 4
 162             && ((size_t)p % 4) == 0) {
 163             const SHA_LONG *W = (const SHA_LONG *)data;
 164
 165             X(0) = W[0];
 166             X(1) = W[1];
 167             BODY_00_15(0, A, B, C, D, E, T, X(0));
 168             X(2) = W[2];
 169             BODY_00_15(1, T, A, B, C, D, E, X(1));
 170             X(3) = W[3];
 171             BODY_00_15(2, E, T, A, B, C, D, X(2));
 172             X(4) = W[4];
 173             BODY_00_15(3, D, E, T, A, B, C, X(3));
 174             X(5) = W[5];
 175             BODY_00_15(4, C, D, E, T, A, B, X(4));
 176             X(6) = W[6];
 177             BODY_00_15(5, B, C, D, E, T, A, X(5));
 178             X(7) = W[7];
 179             BODY_00_15(6, A, B, C, D, E, T, X(6));
 180             X(8) = W[8];
 181             BODY_00_15(7, T, A, B, C, D, E, X(7));
 182             X(9) = W[9];
 183             BODY_00_15(8, E, T, A, B, C, D, X(8));
 184             X(10) = W[10];
 185             BODY_00_15(9, D, E, T, A, B, C, X(9));
 186             X(11) = W[11];
 187             BODY_00_15(10, C, D, E, T, A, B, X(10));
 188             X(12) = W[12];
 189             BODY_00_15(11, B, C, D, E, T, A, X(11));
 190             X(13) = W[13];
 191             BODY_00_15(12, A, B, C, D, E, T, X(12));
 192             X(14) = W[14];
 193             BODY_00_15(13, T, A, B, C, D, E, X(13));
 194             X(15) = W[15];
 195             BODY_00_15(14, E, T, A, B, C, D, X(14));
 196             BODY_00_15(15, D, E, T, A, B, C, X(15));
 197
 198             data += SHA_CBLOCK;
 199         } else {
 200             (void)HOST_c2l(data, l);
 201             X(0) = l;
 202             (void)HOST_c2l(data, l);
 203             X(1) = l;
 204             BODY_00_15(0, A, B, C, D, E, T, X(0));
 205             (void)HOST_c2l(data, l);
 206             X(2) = l;
 207             BODY_00_15(1, T, A, B, C, D, E, X(1));
 208             (void)HOST_c2l(data, l);
 209             X(3) = l;
 210             BODY_00_15(2, E, T, A, B, C, D, X(2));
 211             (void)HOST_c2l(data, l);
 212             X(4) = l;
 213             BODY_00_15(3, D, E, T, A, B, C, X(3));
 214             (void)HOST_c2l(data, l);
 215             X(5) = l;
 216             BODY_00_15(4, C, D, E, T, A, B, X(4));
 217             (void)HOST_c2l(data, l);
 218             X(6) = l;
 219             BODY_00_15(5, B, C, D, E, T, A, X(5));
 220             (void)HOST_c2l(data, l);
 221             X(7) = l;
 222             BODY_00_15(6, A, B, C, D, E, T, X(6));
 223             (void)HOST_c2l(data, l);
 224             X(8) = l;
 225             BODY_00_15(7, T, A, B, C, D, E, X(7));
 226             (void)HOST_c2l(data, l);
 227             X(9) = l;
 228             BODY_00_15(8, E, T, A, B, C, D, X(8));
 229             (void)HOST_c2l(data, l);
 230             X(10) = l;
 231             BODY_00_15(9, D, E, T, A, B, C, X(9));
 232             (void)HOST_c2l(data, l);
 233             X(11) = l;
 234             BODY_00_15(10, C, D, E, T, A, B, X(10));
 235             (void)HOST_c2l(data, l);
 236             X(12) = l;
 237             BODY_00_15(11, B, C, D, E, T, A, X(11));
 238             (void)HOST_c2l(data, l);
 239             X(13) = l;
 240             BODY_00_15(12, A, B, C, D, E, T, X(12));
 241             (void)HOST_c2l(data, l);
 242             X(14) = l;
 243             BODY_00_15(13, T, A, B, C, D, E, X(13));
 244             (void)HOST_c2l(data, l);
 245             X(15) = l;
 246             BODY_00_15(14, E, T, A, B, C, D, X(14));
 247             BODY_00_15(15, D, E, T, A, B, C, X(15));
 248         }
 249
 250         BODY_16_19(16, C, D, E, T, A, B, X(0), X(0), X(2), X(8), X(13));
 251         BODY_16_19(17, B, C, D, E, T, A, X(1), X(1), X(3), X(9), X(14));
 252         BODY_16_19(18, A, B, C, D, E, T, X(2), X(2), X(4), X(10), X(15));
 253         BODY_16_19(19, T, A, B, C, D, E, X(3), X(3), X(5), X(11), X(0));
 254
 255         BODY_20_31(20, E, T, A, B, C, D, X(4), X(4), X(6), X(12), X(1));
 256         BODY_20_31(21, D, E, T, A, B, C, X(5), X(5), X(7), X(13), X(2));
 257         BODY_20_31(22, C, D, E, T, A, B, X(6), X(6), X(8), X(14), X(3));
 258         BODY_20_31(23, B, C, D, E, T, A, X(7), X(7), X(9), X(15), X(4));
 259         BODY_20_31(24, A, B, C, D, E, T, X(8), X(8), X(10), X(0), X(5));
 260         BODY_20_31(25, T, A, B, C, D, E, X(9), X(9), X(11), X(1), X(6));
 261         BODY_20_31(26, E, T, A, B, C, D, X(10), X(10), X(12), X(2), X(7));
 262         BODY_20_31(27, D, E, T, A, B, C, X(11), X(11), X(13), X(3), X(8));
 263         BODY_20_31(28, C, D, E, T, A, B, X(12), X(12), X(14), X(4), X(9));
 264         BODY_20_31(29, B, C, D, E, T, A, X(13), X(13), X(15), X(5), X(10));
 265         BODY_20_31(30, A, B, C, D, E, T, X(14), X(14), X(0), X(6), X(11));
 266         BODY_20_31(31, T, A, B, C, D, E, X(15), X(15), X(1), X(7), X(12));
 267
 268         BODY_32_39(32, E, T, A, B, C, D, X(0), X(2), X(8), X(13));
 269         BODY_32_39(33, D, E, T, A, B, C, X(1), X(3), X(9), X(14));
 270         BODY_32_39(34, C, D, E, T, A, B, X(2), X(4), X(10), X(15));
 271         BODY_32_39(35, B, C, D, E, T, A, X(3), X(5), X(11), X(0));
 272         BODY_32_39(36, A, B, C, D, E, T, X(4), X(6), X(12), X(1));
 273         BODY_32_39(37, T, A, B, C, D, E, X(5), X(7), X(13), X(2));
 274         BODY_32_39(38, E, T, A, B, C, D, X(6), X(8), X(14), X(3));
 275         BODY_32_39(39, D, E, T, A, B, C, X(7), X(9), X(15), X(4));
 276
 277         BODY_40_59(40, C, D, E, T, A, B, X(8), X(10), X(0), X(5));
 278         BODY_40_59(41, B, C, D, E, T, A, X(9), X(11), X(1), X(6));
 279         BODY_40_59(42, A, B, C, D, E, T, X(10), X(12), X(2), X(7));
 280         BODY_40_59(43, T, A, B, C, D, E, X(11), X(13), X(3), X(8));
 281         BODY_40_59(44, E, T, A, B, C, D, X(12), X(14), X(4), X(9));
 282         BODY_40_59(45, D, E, T, A, B, C, X(13), X(15), X(5), X(10));
 283         BODY_40_59(46, C, D, E, T, A, B, X(14), X(0), X(6), X(11));
 284         BODY_40_59(47, B, C, D, E, T, A, X(15), X(1), X(7), X(12));
 285         BODY_40_59(48, A, B, C, D, E, T, X(0), X(2), X(8), X(13));
 286         BODY_40_59(49, T, A, B, C, D, E, X(1), X(3), X(9), X(14));
 287         BODY_40_59(50, E, T, A, B, C, D, X(2), X(4), X(10), X(15));
 288         BODY_40_59(51, D, E, T, A, B, C, X(3), X(5), X(11), X(0));
 289         BODY_40_59(52, C, D, E, T, A, B, X(4), X(6), X(12), X(1));
 290         BODY_40_59(53, B, C, D, E, T, A, X(5), X(7), X(13), X(2));
 291         BODY_40_59(54, A, B, C, D, E, T, X(6), X(8), X(14), X(3));
 292         BODY_40_59(55, T, A, B, C, D, E, X(7), X(9), X(15), X(4));
 293         BODY_40_59(56, E, T, A, B, C, D, X(8), X(10), X(0), X(5));
 294         BODY_40_59(57, D, E, T, A, B, C, X(9), X(11), X(1), X(6));
 295         BODY_40_59(58, C, D, E, T, A, B, X(10), X(12), X(2), X(7));
 296         BODY_40_59(59, B, C, D, E, T, A, X(11), X(13), X(3), X(8));
 297
 298         BODY_60_79(60, A, B, C, D, E, T, X(12), X(14), X(4), X(9));
 299         BODY_60_79(61, T, A, B, C, D, E, X(13), X(15), X(5), X(10));
 300         BODY_60_79(62, E, T, A, B, C, D, X(14), X(0), X(6), X(11));
 301         BODY_60_79(63, D, E, T, A, B, C, X(15), X(1), X(7), X(12));
 302         BODY_60_79(64, C, D, E, T, A, B, X(0), X(2), X(8), X(13));
 303         BODY_60_79(65, B, C, D, E, T, A, X(1), X(3), X(9), X(14));
 304         BODY_60_79(66, A, B, C, D, E, T, X(2), X(4), X(10), X(15));
 305         BODY_60_79(67, T, A, B, C, D, E, X(3), X(5), X(11), X(0));
 306         BODY_60_79(68, E, T, A, B, C, D, X(4), X(6), X(12), X(1));
 307         BODY_60_79(69, D, E, T, A, B, C, X(5), X(7), X(13), X(2));
 308         BODY_60_79(70, C, D, E, T, A, B, X(6), X(8), X(14), X(3));
 309         BODY_60_79(71, B, C, D, E, T, A, X(7), X(9), X(15), X(4));
 310         BODY_60_79(72, A, B, C, D, E, T, X(8), X(10), X(0), X(5));
 311         BODY_60_79(73, T, A, B, C, D, E, X(9), X(11), X(1), X(6));
 312         BODY_60_79(74, E, T, A, B, C, D, X(10), X(12), X(2), X(7));
 313         BODY_60_79(75, D, E, T, A, B, C, X(11), X(13), X(3), X(8));
 314         BODY_60_79(76, C, D, E, T, A, B, X(12), X(14), X(4), X(9));
 315         BODY_60_79(77, B, C, D, E, T, A, X(13), X(15), X(5), X(10));
 316         BODY_60_79(78, A, B, C, D, E, T, X(14), X(0), X(6), X(11));
 317         BODY_60_79(79, T, A, B, C, D, E, X(15), X(1), X(7), X(12));
 318
 319         c->h0 = (c->h0 + E) & 0xffffffffL;
 320         c->h1 = (c->h1 + T) & 0xffffffffL;
 321         c->h2 = (c->h2 + A) & 0xffffffffL;
 322         c->h3 = (c->h3 + B) & 0xffffffffL;
 323         c->h4 = (c->h4 + C) & 0xffffffffL;
 324
 325         if (--num == 0)
 326             break;
 327
 328         A = c->h0;
 329         B = c->h1;
 330         C = c->h2;
 331         D = c->h3;
 332         E = c->h4;
 333
 334     }
 335 }
 336 # endif
 337
 338 #else                           /* OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT */
 339
 340 # define BODY_00_15(xi)           do {   \
 341         T=E+K_00_19+F_00_19(B,C,D);     \
 342         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 343         A=ROTATE(A,5)+T+xi;         } while(0)
 344
 345 # define BODY_16_19(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 346         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 347         T+=E+K_00_19+F_00_19(B,C,D);    \
 348         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 349         A=ROTATE(A,5)+T;            } while(0)
 350
 351 # define BODY_20_39(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 352         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 353         T+=E+K_20_39+F_20_39(B,C,D);    \
 354         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 355         A=ROTATE(A,5)+T;            } while(0)
 356
 357 # define BODY_40_59(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 358         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 359         T+=E+K_40_59+F_40_59(B,C,D);    \
 360         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 361         A=ROTATE(A,5)+T;            } while(0)
 362
 363 # define BODY_60_79(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 364         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 365         T=E+K_60_79+F_60_79(B,C,D);     \
 366         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 367         A=ROTATE(A,5)+T+xa;         } while(0)
 368
 369 # if !defined(SHA1_ASM)
 370 static void HASH_BLOCK_DATA_ORDER(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num)
 371 {
 372     const unsigned char *data = p;
 373     register unsigned MD32_REG_T A, B, C, D, E, T, l;
 374     int i;
 375     SHA_LONG X[16];
 376
 377     A = c->h0;
 378     B = c->h1;
 379     C = c->h2;
 380     D = c->h3;
 381     E = c->h4;
 382
 383     for (;;) {
 384         for (i = 0; i < 16; i++) {
 385             (void)HOST_c2l(data, l);
 386             X[i] = l;
 387             BODY_00_15(X[i]);
 388         }
 389         for (i = 0; i < 4; i++) {
 390             BODY_16_19(X[i], X[i + 2], X[i + 8], X[(i + 13) & 15]);
 391         }
 392         for (; i < 24; i++) {
 393             BODY_20_39(X[i & 15], X[(i + 2) & 15], X[(i + 8) & 15],
 394                        X[(i + 13) & 15]);
 395         }
 396         for (i = 0; i < 20; i++) {
 397             BODY_40_59(X[(i + 8) & 15], X[(i + 10) & 15], X[i & 15],
 398                        X[(i + 5) & 15]);
 399         }
 400         for (i = 4; i < 24; i++) {
 401             BODY_60_79(X[(i + 8) & 15], X[(i + 10) & 15], X[i & 15],
 402                        X[(i + 5) & 15]);
 403         }
 404
 405         c->h0 = (c->h0 + A) & 0xffffffffL;
 406         c->h1 = (c->h1 + B) & 0xffffffffL;
 407         c->h2 = (c->h2 + C) & 0xffffffffL;
 408         c->h3 = (c->h3 + D) & 0xffffffffL;
 409         c->h4 = (c->h4 + E) & 0xffffffffL;
 410
 411         if (--num == 0)
 412             break;
 413
 414         A = c->h0;
 415         B = c->h1;
 416         C = c->h2;
 417         D = c->h3;
 418         E = c->h4;
 419
 420     }
 421 }
 422 # endif
 423
 424 #endif