include/crypto/modes.h

   1 /*
   2  * Copyright 2010-2020 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License 2.0 (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 /* TODO(3.0) Move this header into provider when dependencies are removed */
  11 #include <openssl/modes.h>
  12
  13 #if (defined(_WIN32) || defined(_WIN64)) && !defined(__MINGW32__)
  14 typedef __int64 i64;
  15 typedef unsigned __int64 u64;
  16 # define U64(C) C##UI64
  17 #elif defined(__arch64__)
  18 typedef long i64;
  19 typedef unsigned long u64;
  20 # define U64(C) C##UL
  21 #else
  22 typedef long long i64;
  23 typedef unsigned long long u64;
  24 # define U64(C) C##ULL
  25 #endif
  26
  27 typedef unsigned int u32;
  28 typedef unsigned char u8;
  29
  30 #define STRICT_ALIGNMENT 1
  31 #ifndef PEDANTIC
  32 # if defined(__i386)    || defined(__i386__)    || \
  33      defined(__x86_64)  || defined(__x86_64__)  || \
  34      defined(_M_IX86)   || defined(_M_AMD64)    || defined(_M_X64) || \
  35      defined(__aarch64__)                       || \
  36      defined(__s390__)  || defined(__s390x__)
  37 #  undef STRICT_ALIGNMENT
  38 # endif
  39 #endif
  40
  41 #if !defined(PEDANTIC) && !defined(OPENSSL_NO_ASM) && !defined(OPENSSL_NO_INLINE_ASM)
  42 # if defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2
  43 #  if defined(__x86_64) || defined(__x86_64__)
  44 #   define BSWAP8(x) ({ u64 ret_=(x);                   \
  45                         asm ("bswapq %0"                \
  46                         : "+r"(ret_));   ret_;          })
  47 #   define BSWAP4(x) ({ u32 ret_=(x);                   \
  48                         asm ("bswapl %0"                \
  49                         : "+r"(ret_));   ret_;          })
  50 #  elif (defined(__i386) || defined(__i386__)) && !defined(I386_ONLY)
  51 #   define BSWAP8(x) ({ u32 lo_=(u64)(x)>>32,hi_=(x);   \
  52                         asm ("bswapl %0; bswapl %1"     \
  53                         : "+r"(hi_),"+r"(lo_));         \
  54                         (u64)hi_<<32|lo_;               })
  55 #   define BSWAP4(x) ({ u32 ret_=(x);                   \
  56                         asm ("bswapl %0"                \
  57                         : "+r"(ret_));   ret_;          })
  58 #  elif defined(__aarch64__)
  59 #   if defined(__BYTE_ORDER__) && defined(__ORDER_LITTLE_ENDIAN__) && \
  60        __BYTE_ORDER__==__ORDER_LITTLE_ENDIAN__
  61 #    define BSWAP8(x) ({ u64 ret_;                       \
  62                         asm ("rev %0,%1"                \
  63                         : "=r"(ret_) : "r"(x)); ret_;   })
  64 #    define BSWAP4(x) ({ u32 ret_;                       \
  65                         asm ("rev %w0,%w1"              \
  66                         : "=r"(ret_) : "r"(x)); ret_;   })
  67 #   endif
  68 #  elif (defined(__arm__) || defined(__arm)) && !defined(STRICT_ALIGNMENT)
  69 #   define BSWAP8(x) ({ u32 lo_=(u64)(x)>>32,hi_=(x);   \
  70                         asm ("rev %0,%0; rev %1,%1"     \
  71                         : "+r"(hi_),"+r"(lo_));         \
  72                         (u64)hi_<<32|lo_;               })
  73 #   define BSWAP4(x) ({ u32 ret_;                       \
  74                         asm ("rev %0,%1"                \
  75                         : "=r"(ret_) : "r"((u32)(x)));  \
  76                         ret_;                           })
  77 #  endif
  78 # elif defined(_MSC_VER)
  79 #  if _MSC_VER>=1300
  80 #   include <stdlib.h>
  81 #   pragma intrinsic(_byteswap_uint64,_byteswap_ulong)
  82 #   define BSWAP8(x)    _byteswap_uint64((u64)(x))
  83 #   define BSWAP4(x)    _byteswap_ulong((u32)(x))
  84 #  elif defined(_M_IX86)
  85 __inline u32 _bswap4(u32 val)
  86 {
  87 _asm mov eax, val _asm bswap eax}
  88 #   define BSWAP4(x)    _bswap4(x)
  89 #  endif
  90 # endif
  91 #endif
  92 #if defined(BSWAP4) && !defined(STRICT_ALIGNMENT)
  93 # define GETU32(p)       BSWAP4(*(const u32 *)(p))
  94 # define PUTU32(p,v)     *(u32 *)(p) = BSWAP4(v)
  95 #else
  96 # define GETU32(p)       ((u32)(p)[0]<<24|(u32)(p)[1]<<16|(u32)(p)[2]<<8|(u32)(p)[3])
  97 # define PUTU32(p,v)     ((p)[0]=(u8)((v)>>24),(p)[1]=(u8)((v)>>16),(p)[2]=(u8)((v)>>8),(p)[3]=(u8)(v))
  98 #endif
  99 /*- GCM definitions */ typedef struct {
 100     u64 hi, lo;
 101 } u128;
 102
 103 #ifdef  TABLE_BITS
 104 # undef  TABLE_BITS
 105 #endif
 106 /*
 107  * Even though permitted values for TABLE_BITS are 8, 4 and 1, it should
 108  * never be set to 8 [or 1]. For further information see gcm128.c.
 109  */
 110 #define TABLE_BITS 4
 111
 112 struct gcm128_context {
 113     /* Following 6 names follow names in GCM specification */
 114     union {
 115         u64 u[2];
 116         u32 d[4];
 117         u8 c[16];
 118         size_t t[16 / sizeof(size_t)];
 119     } Yi, EKi, EK0, len, Xi, H;
 120     /*
 121      * Relative position of Xi, H and pre-computed Htable is used in some
 122      * assembler modules, i.e. don't change the order!
 123      */
 124 #if TABLE_BITS==8
 125     u128 Htable[256];
 126 #else
 127     u128 Htable[16];
 128     void (*gmult) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16]);
 129     void (*ghash) (u64 Xi[2], const u128 Htable[16], const u8 *inp,
 130                    size_t len);
 131 #endif
 132     unsigned int mres, ares;
 133     block128_f block;
 134     void *key;
 135 #if !defined(OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT)
 136     unsigned char Xn[48];
 137 #endif
 138 };
 139
 140 /*
 141  * The maximum permitted number of cipher blocks per data unit in XTS mode.
 142  * Reference IEEE Std 1619-2018.
 143  */
 144 #define XTS_MAX_BLOCKS_PER_DATA_UNIT            (1<<20)
 145
 146 struct xts128_context {
 147     void *key1, *key2;
 148     block128_f block1, block2;
 149 };
 150
 151 struct ccm128_context {
 152     union {
 153         u64 u[2];
 154         u8 c[16];
 155     } nonce, cmac;
 156     u64 blocks;
 157     block128_f block;
 158     void *key;
 159 };
 160
 161 #ifndef OPENSSL_NO_OCB
 162
 163 typedef union {
 164     u64 a[2];
 165     unsigned char c[16];
 166 } OCB_BLOCK;
 167 # define ocb_block16_xor(in1,in2,out) \
 168     ( (out)->a[0]=(in1)->a[0]^(in2)->a[0], \
 169       (out)->a[1]=(in1)->a[1]^(in2)->a[1] )
 170 # if STRICT_ALIGNMENT
 171 #  define ocb_block16_xor_misaligned(in1,in2,out) \
 172     ocb_block_xor((in1)->c,(in2)->c,16,(out)->c)
 173 # else
 174 #  define ocb_block16_xor_misaligned ocb_block16_xor
 175 # endif
 176
 177 struct ocb128_context {
 178     /* Need both encrypt and decrypt key schedules for decryption */
 179     block128_f encrypt;
 180     block128_f decrypt;
 181     void *keyenc;
 182     void *keydec;
 183     ocb128_f stream;    /* direction dependent */
 184     /* Key dependent variables. Can be reused if key remains the same */
 185     size_t l_index;
 186     size_t max_l_index;
 187     OCB_BLOCK l_star;
 188     OCB_BLOCK l_dollar;
 189     OCB_BLOCK *l;
 190     /* Must be reset for each session */
 191     struct {
 192         u64 blocks_hashed;
 193         u64 blocks_processed;
 194         OCB_BLOCK offset_aad;
 195         OCB_BLOCK sum;
 196         OCB_BLOCK offset;
 197         OCB_BLOCK checksum;
 198     } sess;
 199 };
 200 #endif                          /* OPENSSL_NO_OCB */
 201
 202 #ifndef OPENSSL_NO_SIV
 203
 204 #define SIV_LEN 16
 205
 206 typedef union siv_block_u {
 207     uint64_t word[SIV_LEN/sizeof(uint64_t)];
 208     unsigned char byte[SIV_LEN];
 209 } SIV_BLOCK;
 210
 211 struct siv128_context {
 212     /* d stores intermediate results of S2V; it corresponds to D from the
 213        pseudocode in section 2.4 of RFC 5297. */
 214     SIV_BLOCK d;
 215     SIV_BLOCK tag;
 216     EVP_CIPHER_CTX *cipher_ctx;
 217     EVP_MAC *mac;
 218     EVP_MAC_CTX *mac_ctx_init;
 219     int final_ret;
 220     int crypto_ok;
 221 };
 222
 223 #endif /* OPENSSL_NO_SIV */