Some more cleanups of curve448 code
[openssl.git] / crypto / ec / curve448 / word.h
index 7c7644ad2cdc26f2bfab7591ce9bb48147089929..a48b9e053a5c9e29343ee92b2640ed98955b7d2a 100644 (file)
-/* Copyright (c) 2014 Cryptography Research, Inc.
- * Released under the MIT License.  See LICENSE.txt for license information.
- */
-
-#ifndef __WORD_H__
-#define __WORD_H__
-
-/* for posix_memalign */
-#define _XOPEN_SOURCE 600
-#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 1 /* for memset_s */
-#include <string.h>
-#if defined(__sun) && defined(__SVR4)
-extern int posix_memalign(void **, size_t, size_t);
-#endif
-
-#include <assert.h>
-#include <stdint.h>
-#include "arch_intrinsics.h"
-
-#include <decaf/common.h>
-
-#ifndef _BSD_SOURCE
-#define _BSD_SOURCE 1
-#endif
-
-#ifndef _DEFAULT_SOURCE
-#define _DEFAULT_SOURCE 1
-#endif
-
-#include "portable_endian.h"
-
-#include <stdlib.h>
-#include <sys/types.h>
-#include <inttypes.h>
-
-#if defined(__ARM_NEON__)
-#include <arm_neon.h>
-#elif defined(__SSE2__)
-    #if !defined(__GNUC__) || __clang__ || __GNUC__ >= 5 || (__GNUC__==4 && __GNUC_MINOR__ >= 4)
-        #include <immintrin.h>
-    #else
-        #include <emmintrin.h>
-    #endif
-#endif
-
-#if (ARCH_WORD_BITS == 64)
-    typedef uint64_t word_t, mask_t;
-    typedef __uint128_t dword_t;
-    typedef int32_t hsword_t;
-    typedef int64_t sword_t;
-    typedef __int128_t dsword_t;
-#elif (ARCH_WORD_BITS == 32)
-    typedef uint32_t word_t, mask_t;
-    typedef uint64_t dword_t;
-    typedef int16_t hsword_t;
-    typedef int32_t sword_t;
-    typedef int64_t dsword_t;
-#else
-    #error "For now, libdecaf only supports 32- and 64-bit architectures."
-#endif
-    
-/* Scalar limbs are keyed off of the API word size instead of the arch word size. */
-#if DECAF_WORD_BITS == 64
-    #define SC_LIMB(x) (x##ull)
-#elif DECAF_WORD_BITS == 32
-    #define SC_LIMB(x) ((uint32_t)x##ull),(x##ull>>32)
-#else
-    #error "For now, libdecaf only supports 32- and 64-bit architectures."
-#endif
-
-#ifdef __ARM_NEON__
-    typedef uint32x4_t vecmask_t;
-#elif __clang__
-    typedef uint64_t uint64x2_t __attribute__((ext_vector_type(2)));
-    typedef int64_t  int64x2_t __attribute__((ext_vector_type(2)));
-    typedef uint64_t uint64x4_t __attribute__((ext_vector_type(4)));
-    typedef int64_t  int64x4_t __attribute__((ext_vector_type(4)));
-    typedef uint32_t uint32x4_t __attribute__((ext_vector_type(4)));
-    typedef int32_t  int32x4_t __attribute__((ext_vector_type(4)));
-    typedef uint32_t uint32x2_t __attribute__((ext_vector_type(2)));
-    typedef int32_t  int32x2_t __attribute__((ext_vector_type(2)));
-    typedef uint32_t uint32x8_t __attribute__((ext_vector_type(8)));
-    typedef int32_t  int32x8_t __attribute__((ext_vector_type(8)));
-    typedef word_t vecmask_t __attribute__((ext_vector_type(4)));
-#else /* GCC, hopefully? */
-    typedef uint64_t uint64x2_t __attribute__((vector_size(16)));
-    typedef int64_t  int64x2_t __attribute__((vector_size(16)));
-    typedef uint64_t uint64x4_t __attribute__((vector_size(32)));
-    typedef int64_t  int64x4_t __attribute__((vector_size(32)));
-    typedef uint32_t uint32x4_t __attribute__((vector_size(16)));
-    typedef int32_t  int32x4_t __attribute__((vector_size(16)));
-    typedef uint32_t uint32x2_t __attribute__((vector_size(8)));
-    typedef int32_t  int32x2_t __attribute__((vector_size(8)));
-    typedef uint32_t uint32x8_t __attribute__((vector_size(32)));
-    typedef int32_t  int32x8_t __attribute__((vector_size(32)));
-    typedef word_t vecmask_t __attribute__((vector_size(32)));
-#endif
-
-#if __AVX2__
-    #define VECTOR_ALIGNED __attribute__((aligned(32)))
-    typedef uint32x8_t big_register_t;
-    typedef uint64x4_t uint64xn_t;
-    typedef uint32x8_t uint32xn_t;
-
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_set_to_mask(mask_t x) {
-        uint32_t y = (uint32_t)x;
-        big_register_t ret = {y,y,y,y,y,y,y,y};
-        return ret;
-    }
-#elif __SSE2__
-    #define VECTOR_ALIGNED __attribute__((aligned(16)))
-    typedef uint32x4_t big_register_t;
-    typedef uint64x2_t uint64xn_t;
-    typedef uint32x4_t uint32xn_t;
-
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_set_to_mask(mask_t x) {
-        uint32_t y = x;
-        big_register_t ret = {y,y,y,y};
-        return ret;
-    }
-#elif __ARM_NEON__
-    #define VECTOR_ALIGNED __attribute__((aligned(16)))
-    typedef uint32x4_t big_register_t;
-    typedef uint64x2_t uint64xn_t;
-    typedef uint32x4_t uint32xn_t;
-    
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_set_to_mask(mask_t x) {
-        return vdupq_n_u32(x);
-    }
-#elif _WIN64 || __amd64__ || __X86_64__ || __aarch64__
-    #define VECTOR_ALIGNED __attribute__((aligned(8)))
-    typedef uint64_t big_register_t, uint64xn_t;
-
-    typedef uint32_t uint32xn_t;
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_set_to_mask(mask_t x) {
-        return (big_register_t)x;
-    }
-#else
-    #define VECTOR_ALIGNED __attribute__((aligned(4)))
-    typedef uint64_t uint64xn_t;
-    typedef uint32_t uint32xn_t;
-    typedef uint32_t big_register_t;
-
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_set_to_mask(mask_t x) {
-        return (big_register_t)x;
-    }
-#endif
-
-typedef struct {
-    uint64xn_t unaligned;
-} __attribute__((packed)) unaligned_uint64xn_t;
-
-typedef struct {
-    uint32xn_t unaligned;
-} __attribute__((packed)) unaligned_uint32xn_t;
-
-#if __AVX2__
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_is_zero(big_register_t x) {
-        return (big_register_t)(x == br_set_to_mask(0));
-    }
-#elif __SSE2__
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_is_zero(big_register_t x) {
-        return (big_register_t)_mm_cmpeq_epi32((__m128i)x, _mm_setzero_si128());
-        //return (big_register_t)(x == br_set_to_mask(0));
-    }
-#elif __ARM_NEON__
-    static DECAF_INLINE big_register_t
-    br_is_zero(big_register_t x) {
-        return vceqq_u32(x,x^x);
-    }
-#else
-    #define br_is_zero word_is_zero
-#endif
-
-/**
- * Really call memset, in a way that prevents the compiler from optimizing it out.
- * @param p The object to zeroize.
- * @param c The char to set it to (probably zero).
- * @param s The size of the object.
- */
-#if defined(__DARWIN_C_LEVEL) || defined(__STDC_LIB_EXT1__)
-#define HAS_MEMSET_S
-#endif
-
-#if !defined(__STDC_WANT_LIB_EXT1__) || __STDC_WANT_LIB_EXT1__ != 1
-#define NEED_MEMSET_S_EXTERN
-#endif
-
-#ifdef HAS_MEMSET_S
-    #ifdef NEED_MEMSET_S_EXTERN
-        extern int memset_s(void *, size_t, int, size_t);
-    #endif
-    static DECAF_INLINE void
-    really_memset(void *p, char c, size_t s) {
-        memset_s(p, s, c, s);
-    }
-#else
-    /* PERF: use words? */
-    static DECAF_INLINE void
-    really_memset(void *p, char c, size_t s) {
-        volatile char *pv = (volatile char *)p;
-        size_t i;
-        for (i=0; i<s; i++) pv[i] = c;
-    }
-#endif
-
-/**
- * Allocate memory which is sufficiently aligned to be used for the
- * largest vector on the system (for now that's a big_register_t).
+/*
+ * Copyright 2017-2018 The OpenSSL Project Authors. All Rights Reserved.
+ * Copyright 2014 Cryptography Research, Inc.
  *
- * Man malloc says that it does this, but at least for AVX2 on MacOS X,
- * it's lying.
+ * Licensed under the OpenSSL license (the "License").  You may not use
+ * this file except in compliance with the License.  You can obtain a copy
+ * in the file LICENSE in the source distribution or at
+ * https://www.openssl.org/source/license.html
  *
- * @param size The size of the region to allocate.
- * @return A suitable pointer, which can be free'd with free(),
- * or NULL if no memory can be allocated.
+ * Originally written by Mike Hamburg
  */
-static DECAF_INLINE void *
-malloc_vector(size_t size) {
-    void *out = NULL;
-    
-    int ret = posix_memalign(&out, sizeof(big_register_t), size);
-    
-    if (ret) {
-        return NULL;
-    } else {
-        return out;
-    }
-}
-
-/* PERF: vectorize vs unroll */
-#ifdef __clang__
-#if 100*__clang_major__ + __clang_minor__ > 305
-#define UNROLL _Pragma("clang loop unroll(full)")
-#endif
-#endif
 
-#ifndef UNROLL
-#define UNROLL
-#endif
-
-/* The plan on booleans:
- *
- * The external interface uses decaf_bool_t, but this might be a different
- * size than our particular arch's word_t (and thus mask_t).  Also, the caller
- * isn't guaranteed to pass it as nonzero.  So bool_to_mask converts word sizes
- * and checks nonzero.
- *
- * On the flip side, mask_t is always -1 or 0, but it might be a different size
- * than decaf_bool_t.
- *
- * On the third hand, we have success vs boolean types, but that's handled in
- * common.h: it converts between decaf_bool_t and decaf_error_t.
+#ifndef HEADER_WORD_H
+# define HEADER_WORD_H
+
+# include <string.h>
+# include <assert.h>
+# include <stdlib.h>
+# include <openssl/e_os2.h>
+# include "arch_intrinsics.h"
+# include "curve448utils.h"
+
+# if (ARCH_WORD_BITS == 64)
+typedef uint64_t word_t, mask_t;
+typedef __uint128_t dword_t;
+typedef int32_t hsword_t;
+typedef int64_t sword_t;
+typedef __int128_t dsword_t;
+# elif (ARCH_WORD_BITS == 32)
+typedef uint32_t word_t, mask_t;
+typedef uint64_t dword_t;
+typedef int16_t hsword_t;
+typedef int32_t sword_t;
+typedef int64_t dsword_t;
+# else
+#  error "For now, we only support 32- and 64-bit architectures."
+# endif
+
+/*
+ * Scalar limbs are keyed off of the API word size instead of the arch word
+ * size.
+ */
+# if C448_WORD_BITS == 64
+#  define SC_LIMB(x) (x)
+# elif C448_WORD_BITS == 32
+#  define SC_LIMB(x) ((uint32_t)(x)),((x) >> 32)
+# else
+#  error "For now we only support 32- and 64-bit architectures."
+# endif
+
+/*
+ * The plan on booleans: The external interface uses c448_bool_t, but this
+ * might be a different size than our particular arch's word_t (and thus
+ * mask_t).  Also, the caller isn't guaranteed to pass it as nonzero.  So
+ * bool_to_mask converts word sizes and checks nonzero. On the flip side,
+ * mask_t is always -1 or 0, but it might be a different size than
+ * c448_bool_t. On the third hand, we have success vs boolean types, but
+ * that's handled in common.h: it converts between c448_bool_t and
+ * c448_error_t.
  */
-static DECAF_INLINE decaf_bool_t mask_to_bool (mask_t m) {
-    return (decaf_sword_t)(sword_t)m;
+static ossl_inline c448_bool_t mask_to_bool(mask_t m)
+{
+    return (c448_sword_t)(sword_t)m;
 }
 
-static DECAF_INLINE mask_t bool_to_mask (decaf_bool_t m) {
+static ossl_inline mask_t bool_to_mask(c448_bool_t m)
+{
     /* On most arches this will be optimized to a simple cast. */
     mask_t ret = 0;
-    unsigned int limit = sizeof(decaf_bool_t)/sizeof(mask_t);
-    if (limit < 1) limit = 1;
-    for (unsigned int i=0; i<limit; i++) {
-        ret |= ~ word_is_zero(m >> (i*8*sizeof(word_t)));
-    }
-    return ret;
-}
+    unsigned int i;
+    unsigned int limit = sizeof(c448_bool_t) / sizeof(mask_t);
 
-static DECAF_INLINE void ignore_result ( decaf_bool_t boo ) {
-    (void)boo;
+    if (limit < 1)
+        limit = 1;
+    for (i = 0; i < limit; i++)
+        ret |= ~word_is_zero(m >> (i * 8 * sizeof(word_t)));
+
+    return ret;
 }
 
-#endif /* __WORD_H__ */
+#endif                          /* HEADER_WORD_H */