crypto/des/des_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 #ifndef HEADER_DES_LOCL_H
  11 # define HEADER_DES_LOCL_H
  12
  13 # include <openssl/e_os2.h>
  14
  15 # include <stdio.h>
  16 # include <stdlib.h>
  17 # include <string.h>
  18
  19 # include <openssl/des.h>
  20
  21 # ifdef OPENSSL_BUILD_SHLIBCRYPTO
  22 #  undef OPENSSL_EXTERN
  23 #  define OPENSSL_EXTERN OPENSSL_EXPORT
  24 # endif
  25
  26 # define ITERATIONS 16
  27 # define HALF_ITERATIONS 8
  28
  29 # define c2l(c,l)        (l =((DES_LONG)(*((c)++)))    , \
  30                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<< 8L, \
  31                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<16L, \
  32                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<24L)
  33
  34 /* NOTE - c is not incremented as per c2l */
  35 # define c2ln(c,l1,l2,n) { \
  36                         c+=n; \
  37                         l1=l2=0; \
  38                         switch (n) { \
  39                         case 8: l2 =((DES_LONG)(*(--(c))))<<24L; \
  40                         case 7: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))))<<16L; \
  41                         case 6: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))))<< 8L; \
  42                         case 5: l2|=((DES_LONG)(*(--(c))));     \
  43                         case 4: l1 =((DES_LONG)(*(--(c))))<<24L; \
  44                         case 3: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))))<<16L; \
  45                         case 2: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))))<< 8L; \
  46                         case 1: l1|=((DES_LONG)(*(--(c))));     \
  47                                 } \
  48                         }
  49
  50 # define l2c(l,c)        (*((c)++)=(unsigned char)(((l)     )&0xff), \
  51                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>> 8L)&0xff), \
  52                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>16L)&0xff), \
  53                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>24L)&0xff))
  54
  55 /*
  56  * replacements for htonl and ntohl since I have no idea what to do when
  57  * faced with machines with 8 byte longs.
  58  */
  59
  60 # define n2l(c,l)        (l =((DES_LONG)(*((c)++)))<<24L, \
  61                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<<16L, \
  62                          l|=((DES_LONG)(*((c)++)))<< 8L, \
  63                          l|=((DES_LONG)(*((c)++))))
  64
  65 # define l2n(l,c)        (*((c)++)=(unsigned char)(((l)>>24L)&0xff), \
  66                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>>16L)&0xff), \
  67                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)>> 8L)&0xff), \
  68                          *((c)++)=(unsigned char)(((l)     )&0xff))
  69
  70 /* NOTE - c is not incremented as per l2c */
  71 # define l2cn(l1,l2,c,n) { \
  72                         c+=n; \
  73                         switch (n) { \
  74                         case 8: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>>24L)&0xff); \
  75                         case 7: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>>16L)&0xff); \
  76                         case 6: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)>> 8L)&0xff); \
  77                         case 5: *(--(c))=(unsigned char)(((l2)     )&0xff); \
  78                         case 4: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>>24L)&0xff); \
  79                         case 3: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>>16L)&0xff); \
  80                         case 2: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)>> 8L)&0xff); \
  81                         case 1: *(--(c))=(unsigned char)(((l1)     )&0xff); \
  82                                 } \
  83                         }
  84
  85 # if defined(_MSC_VER)
  86 #  define ROTATE(a,n)     (_lrotr(a,n))
  87 # elif defined(__ICC)
  88 #  define ROTATE(a,n)     (_rotr(a,n))
  89 # elif defined(__GNUC__) && __GNUC__>=2 && !defined(__STRICT_ANSI__) && !defined(OPENSSL_NO_ASM) && !defined(OPENSSL_NO_INLINE_ASM) && !defined(PEDANTIC)
  90 #  if defined(__i386) || defined(__i386__) || defined(__x86_64) || defined(__x86_64__)
  91 #   define ROTATE(a,n)   ({ register unsigned int ret;   \
  92                                 asm ("rorl %1,%0"       \
  93                                         : "=r"(ret)     \
  94                                         : "I"(n),"0"(a) \
  95                                         : "cc");        \
  96                            ret;                         \
  97                         })
  98 #  endif
  99 # endif
 100 # ifndef ROTATE
 101 #  define ROTATE(a,n)     (((a)>>(n))+((a)<<(32-(n))))
 102 # endif
 103
 104 /*
 105  * Don't worry about the LOAD_DATA() stuff, that is used by fcrypt() to add
 106  * it's little bit to the front
 107  */
 108
 109 # ifdef DES_FCRYPT
 110
 111 #  define LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1) \
 112         { DES_LONG tmp; LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp); }
 113
 114 #  define LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp) \
 115         t=R^(R>>16L); \
 116         u=t&E0; t&=E1; \
 117         tmp=(u<<16); u^=R^s[S  ]; u^=tmp; \
 118         tmp=(t<<16); t^=R^s[S+1]; t^=tmp
 119 # else
 120 #  define LOAD_DATA_tmp(a,b,c,d,e,f) LOAD_DATA(a,b,c,d,e,f,g)
 121 #  define LOAD_DATA(R,S,u,t,E0,E1,tmp) \
 122         u=R^s[S  ]; \
 123         t=R^s[S+1]
 124 # endif
 125
 126 /*
 127  * It recently occurred to me that 0^0^0^0^0^0^0 == 0, so there is no reason
 128  * to not xor all the sub items together.  This potentially saves a register
 129  * since things can be xored directly into L
 130  */
 131
 132 # define D_ENCRYPT(LL,R,S) { \
 133         LOAD_DATA_tmp(R,S,u,t,E0,E1); \
 134         t=ROTATE(t,4); \
 135         LL^= \
 136             DES_SPtrans[0][(u>> 2L)&0x3f]^ \
 137             DES_SPtrans[2][(u>>10L)&0x3f]^ \
 138             DES_SPtrans[4][(u>>18L)&0x3f]^ \
 139             DES_SPtrans[6][(u>>26L)&0x3f]^ \
 140             DES_SPtrans[1][(t>> 2L)&0x3f]^ \
 141             DES_SPtrans[3][(t>>10L)&0x3f]^ \
 142             DES_SPtrans[5][(t>>18L)&0x3f]^ \
 143             DES_SPtrans[7][(t>>26L)&0x3f]; }
 144
 145         /*-
 146          * IP and FP
 147          * The problem is more of a geometric problem that random bit fiddling.
 148          0  1  2  3  4  5  6  7      62 54 46 38 30 22 14  6
 149          8  9 10 11 12 13 14 15      60 52 44 36 28 20 12  4
 150         16 17 18 19 20 21 22 23      58 50 42 34 26 18 10  2
 151         24 25 26 27 28 29 30 31  to  56 48 40 32 24 16  8  0
 152
 153         32 33 34 35 36 37 38 39      63 55 47 39 31 23 15  7
 154         40 41 42 43 44 45 46 47      61 53 45 37 29 21 13  5
 155         48 49 50 51 52 53 54 55      59 51 43 35 27 19 11  3
 156         56 57 58 59 60 61 62 63      57 49 41 33 25 17  9  1
 157
 158         The output has been subject to swaps of the form
 159         0 1 -> 3 1 but the odd and even bits have been put into
 160         2 3    2 0
 161         different words.  The main trick is to remember that
 162         t=((l>>size)^r)&(mask);
 163         r^=t;
 164         l^=(t<<size);
 165         can be used to swap and move bits between words.
 166
 167         So l =  0  1  2  3  r = 16 17 18 19
 168                 4  5  6  7      20 21 22 23
 169                 8  9 10 11      24 25 26 27
 170                12 13 14 15      28 29 30 31
 171         becomes (for size == 2 and mask == 0x3333)
 172            t =   2^16  3^17 -- --   l =  0  1 16 17  r =  2  3 18 19
 173                  6^20  7^21 -- --        4  5 20 21       6  7 22 23
 174                 10^24 11^25 -- --        8  9 24 25      10 11 24 25
 175                 14^28 15^29 -- --       12 13 28 29      14 15 28 29
 176
 177         Thanks for hints from Richard Outerbridge - he told me IP&FP
 178         could be done in 15 xor, 10 shifts and 5 ands.
 179         When I finally started to think of the problem in 2D
 180         I first got ~42 operations without xors.  When I remembered
 181         how to use xors :-) I got it to its final state.
 182         */
 183 # define PERM_OP(a,b,t,n,m) ((t)=((((a)>>(n))^(b))&(m)),\
 184         (b)^=(t),\
 185         (a)^=((t)<<(n)))
 186
 187 # define IP(l,r) \
 188         { \
 189         register DES_LONG tt; \
 190         PERM_OP(r,l,tt, 4,0x0f0f0f0fL); \
 191         PERM_OP(l,r,tt,16,0x0000ffffL); \
 192         PERM_OP(r,l,tt, 2,0x33333333L); \
 193         PERM_OP(l,r,tt, 8,0x00ff00ffL); \
 194         PERM_OP(r,l,tt, 1,0x55555555L); \
 195         }
 196
 197 # define FP(l,r) \
 198         { \
 199         register DES_LONG tt; \
 200         PERM_OP(l,r,tt, 1,0x55555555L); \
 201         PERM_OP(r,l,tt, 8,0x00ff00ffL); \
 202         PERM_OP(l,r,tt, 2,0x33333333L); \
 203         PERM_OP(r,l,tt,16,0x0000ffffL); \
 204         PERM_OP(l,r,tt, 4,0x0f0f0f0fL); \
 205         }
 206
 207 extern const DES_LONG DES_SPtrans[8][64];
 208
 209 void fcrypt_body(DES_LONG *out, DES_key_schedule *ks,
 210                  DES_LONG Eswap0, DES_LONG Eswap1);
 211
 212 #endif