crypto/sha/sha_locl.h

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   3  *
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   5  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   6  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   7  *
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  11  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  12  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  13  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  14  *
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  33  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
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  39  *
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  48  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  49  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  50  * SUCH DAMAGE.
  51  *
  52  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  53  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  54  * copied and put under another distribution licence
  55  * [including the GNU Public Licence.]
  56  */
  57
  58 #include <stdlib.h>
  59 #include <string.h>
  60
  61 #include <openssl/opensslconf.h>
  62 #include <openssl/sha.h>
  63
  64 #define DATA_ORDER_IS_BIG_ENDIAN
  65
  66 #define HASH_LONG               SHA_LONG
  67 #define HASH_CTX                SHA_CTX
  68 #define HASH_CBLOCK             SHA_CBLOCK
  69 #define HASH_MAKE_STRING(c,s)   do {    \
  70         unsigned long ll;               \
  71         ll=(c)->h0; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  72         ll=(c)->h1; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  73         ll=(c)->h2; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  74         ll=(c)->h3; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  75         ll=(c)->h4; (void)HOST_l2c(ll,(s));     \
  76         } while (0)
  77
  78 #define HASH_UPDATE                     SHA1_Update
  79 #define HASH_TRANSFORM                  SHA1_Transform
  80 #define HASH_FINAL                      SHA1_Final
  81 #define HASH_INIT                       SHA1_Init
  82 #define HASH_BLOCK_DATA_ORDER           sha1_block_data_order
  83 #define Xupdate(a,ix,ia,ib,ic,id)       ( (a)=(ia^ib^ic^id),    \
  84                                           ix=(a)=ROTATE((a),1)  \
  85                                         )
  86
  87 #ifndef SHA1_ASM
  88 static void sha1_block_data_order(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num);
  89 #else
  90 void sha1_block_data_order(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num);
  91 #endif
  92
  93 #include "internal/md32_common.h"
  94
  95 #define INIT_DATA_h0 0x67452301UL
  96 #define INIT_DATA_h1 0xefcdab89UL
  97 #define INIT_DATA_h2 0x98badcfeUL
  98 #define INIT_DATA_h3 0x10325476UL
  99 #define INIT_DATA_h4 0xc3d2e1f0UL
 100
 101 int HASH_INIT(SHA_CTX *c)
 102 {
 103     memset(c, 0, sizeof(*c));
 104     c->h0 = INIT_DATA_h0;
 105     c->h1 = INIT_DATA_h1;
 106     c->h2 = INIT_DATA_h2;
 107     c->h3 = INIT_DATA_h3;
 108     c->h4 = INIT_DATA_h4;
 109     return 1;
 110 }
 111
 112 #define K_00_19 0x5a827999UL
 113 #define K_20_39 0x6ed9eba1UL
 114 #define K_40_59 0x8f1bbcdcUL
 115 #define K_60_79 0xca62c1d6UL
 116
 117 /*
 118  * As pointed out by Wei Dai <weidai@eskimo.com>, F() below can be simplified
 119  * to the code in F_00_19.  Wei attributes these optimisations to Peter
 120  * Gutmann's SHS code, and he attributes it to Rich Schroeppel. #define
 121  * F(x,y,z) (((x) & (y)) | ((~(x)) & (z))) I've just become aware of another
 122  * tweak to be made, again from Wei Dai, in F_40_59, (x&a)|(y&a) -> (x|y)&a
 123  */
 124 #define F_00_19(b,c,d)  ((((c) ^ (d)) & (b)) ^ (d))
 125 #define F_20_39(b,c,d)  ((b) ^ (c) ^ (d))
 126 #define F_40_59(b,c,d)  (((b) & (c)) | (((b)|(c)) & (d)))
 127 #define F_60_79(b,c,d)  F_20_39(b,c,d)
 128
 129 #ifndef OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT
 130
 131 # define BODY_00_15(i,a,b,c,d,e,f,xi) \
 132         (f)=xi+(e)+K_00_19+ROTATE((a),5)+F_00_19((b),(c),(d)); \
 133         (b)=ROTATE((b),30);
 134
 135 # define BODY_16_19(i,a,b,c,d,e,f,xi,xa,xb,xc,xd) \
 136         Xupdate(f,xi,xa,xb,xc,xd); \
 137         (f)+=(e)+K_00_19+ROTATE((a),5)+F_00_19((b),(c),(d)); \
 138         (b)=ROTATE((b),30);
 139
 140 # define BODY_20_31(i,a,b,c,d,e,f,xi,xa,xb,xc,xd) \
 141         Xupdate(f,xi,xa,xb,xc,xd); \
 142         (f)+=(e)+K_20_39+ROTATE((a),5)+F_20_39((b),(c),(d)); \
 143         (b)=ROTATE((b),30);
 144
 145 # define BODY_32_39(i,a,b,c,d,e,f,xa,xb,xc,xd) \
 146         Xupdate(f,xa,xa,xb,xc,xd); \
 147         (f)+=(e)+K_20_39+ROTATE((a),5)+F_20_39((b),(c),(d)); \
 148         (b)=ROTATE((b),30);
 149
 150 # define BODY_40_59(i,a,b,c,d,e,f,xa,xb,xc,xd) \
 151         Xupdate(f,xa,xa,xb,xc,xd); \
 152         (f)+=(e)+K_40_59+ROTATE((a),5)+F_40_59((b),(c),(d)); \
 153         (b)=ROTATE((b),30);
 154
 155 # define BODY_60_79(i,a,b,c,d,e,f,xa,xb,xc,xd) \
 156         Xupdate(f,xa,xa,xb,xc,xd); \
 157         (f)=xa+(e)+K_60_79+ROTATE((a),5)+F_60_79((b),(c),(d)); \
 158         (b)=ROTATE((b),30);
 159
 160 # ifdef X
 161 #  undef X
 162 # endif
 163 # ifndef MD32_XARRAY
 164   /*
 165    * Originally X was an array. As it's automatic it's natural
 166    * to expect RISC compiler to accommodate at least part of it in
 167    * the register bank, isn't it? Unfortunately not all compilers
 168    * "find" this expectation reasonable:-( On order to make such
 169    * compilers generate better code I replace X[] with a bunch of
 170    * X0, X1, etc. See the function body below...
 171    *                                    <appro@fy.chalmers.se>
 172    */
 173 #  define X(i)   XX##i
 174 # else
 175   /*
 176    * However! Some compilers (most notably HP C) get overwhelmed by
 177    * that many local variables so that we have to have the way to
 178    * fall down to the original behavior.
 179    */
 180 #  define X(i)   XX[i]
 181 # endif
 182
 183 # if !defined(SHA1_ASM)
 184 static void HASH_BLOCK_DATA_ORDER(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num)
 185 {
 186     const unsigned char *data = p;
 187     register unsigned MD32_REG_T A, B, C, D, E, T, l;
 188 #  ifndef MD32_XARRAY
 189     unsigned MD32_REG_T XX0, XX1, XX2, XX3, XX4, XX5, XX6, XX7,
 190         XX8, XX9, XX10, XX11, XX12, XX13, XX14, XX15;
 191 #  else
 192     SHA_LONG XX[16];
 193 #  endif
 194
 195     A = c->h0;
 196     B = c->h1;
 197     C = c->h2;
 198     D = c->h3;
 199     E = c->h4;
 200
 201     for (;;) {
 202         const union {
 203             long one;
 204             char little;
 205         } is_endian = {
 206             1
 207         };
 208
 209         if (!is_endian.little && sizeof(SHA_LONG) == 4
 210             && ((size_t)p % 4) == 0) {
 211             const SHA_LONG *W = (const SHA_LONG *)data;
 212
 213             X(0) = W[0];
 214             X(1) = W[1];
 215             BODY_00_15(0, A, B, C, D, E, T, X(0));
 216             X(2) = W[2];
 217             BODY_00_15(1, T, A, B, C, D, E, X(1));
 218             X(3) = W[3];
 219             BODY_00_15(2, E, T, A, B, C, D, X(2));
 220             X(4) = W[4];
 221             BODY_00_15(3, D, E, T, A, B, C, X(3));
 222             X(5) = W[5];
 223             BODY_00_15(4, C, D, E, T, A, B, X(4));
 224             X(6) = W[6];
 225             BODY_00_15(5, B, C, D, E, T, A, X(5));
 226             X(7) = W[7];
 227             BODY_00_15(6, A, B, C, D, E, T, X(6));
 228             X(8) = W[8];
 229             BODY_00_15(7, T, A, B, C, D, E, X(7));
 230             X(9) = W[9];
 231             BODY_00_15(8, E, T, A, B, C, D, X(8));
 232             X(10) = W[10];
 233             BODY_00_15(9, D, E, T, A, B, C, X(9));
 234             X(11) = W[11];
 235             BODY_00_15(10, C, D, E, T, A, B, X(10));
 236             X(12) = W[12];
 237             BODY_00_15(11, B, C, D, E, T, A, X(11));
 238             X(13) = W[13];
 239             BODY_00_15(12, A, B, C, D, E, T, X(12));
 240             X(14) = W[14];
 241             BODY_00_15(13, T, A, B, C, D, E, X(13));
 242             X(15) = W[15];
 243             BODY_00_15(14, E, T, A, B, C, D, X(14));
 244             BODY_00_15(15, D, E, T, A, B, C, X(15));
 245
 246             data += SHA_CBLOCK;
 247         } else {
 248             (void)HOST_c2l(data, l);
 249             X(0) = l;
 250             (void)HOST_c2l(data, l);
 251             X(1) = l;
 252             BODY_00_15(0, A, B, C, D, E, T, X(0));
 253             (void)HOST_c2l(data, l);
 254             X(2) = l;
 255             BODY_00_15(1, T, A, B, C, D, E, X(1));
 256             (void)HOST_c2l(data, l);
 257             X(3) = l;
 258             BODY_00_15(2, E, T, A, B, C, D, X(2));
 259             (void)HOST_c2l(data, l);
 260             X(4) = l;
 261             BODY_00_15(3, D, E, T, A, B, C, X(3));
 262             (void)HOST_c2l(data, l);
 263             X(5) = l;
 264             BODY_00_15(4, C, D, E, T, A, B, X(4));
 265             (void)HOST_c2l(data, l);
 266             X(6) = l;
 267             BODY_00_15(5, B, C, D, E, T, A, X(5));
 268             (void)HOST_c2l(data, l);
 269             X(7) = l;
 270             BODY_00_15(6, A, B, C, D, E, T, X(6));
 271             (void)HOST_c2l(data, l);
 272             X(8) = l;
 273             BODY_00_15(7, T, A, B, C, D, E, X(7));
 274             (void)HOST_c2l(data, l);
 275             X(9) = l;
 276             BODY_00_15(8, E, T, A, B, C, D, X(8));
 277             (void)HOST_c2l(data, l);
 278             X(10) = l;
 279             BODY_00_15(9, D, E, T, A, B, C, X(9));
 280             (void)HOST_c2l(data, l);
 281             X(11) = l;
 282             BODY_00_15(10, C, D, E, T, A, B, X(10));
 283             (void)HOST_c2l(data, l);
 284             X(12) = l;
 285             BODY_00_15(11, B, C, D, E, T, A, X(11));
 286             (void)HOST_c2l(data, l);
 287             X(13) = l;
 288             BODY_00_15(12, A, B, C, D, E, T, X(12));
 289             (void)HOST_c2l(data, l);
 290             X(14) = l;
 291             BODY_00_15(13, T, A, B, C, D, E, X(13));
 292             (void)HOST_c2l(data, l);
 293             X(15) = l;
 294             BODY_00_15(14, E, T, A, B, C, D, X(14));
 295             BODY_00_15(15, D, E, T, A, B, C, X(15));
 296         }
 297
 298         BODY_16_19(16, C, D, E, T, A, B, X(0), X(0), X(2), X(8), X(13));
 299         BODY_16_19(17, B, C, D, E, T, A, X(1), X(1), X(3), X(9), X(14));
 300         BODY_16_19(18, A, B, C, D, E, T, X(2), X(2), X(4), X(10), X(15));
 301         BODY_16_19(19, T, A, B, C, D, E, X(3), X(3), X(5), X(11), X(0));
 302
 303         BODY_20_31(20, E, T, A, B, C, D, X(4), X(4), X(6), X(12), X(1));
 304         BODY_20_31(21, D, E, T, A, B, C, X(5), X(5), X(7), X(13), X(2));
 305         BODY_20_31(22, C, D, E, T, A, B, X(6), X(6), X(8), X(14), X(3));
 306         BODY_20_31(23, B, C, D, E, T, A, X(7), X(7), X(9), X(15), X(4));
 307         BODY_20_31(24, A, B, C, D, E, T, X(8), X(8), X(10), X(0), X(5));
 308         BODY_20_31(25, T, A, B, C, D, E, X(9), X(9), X(11), X(1), X(6));
 309         BODY_20_31(26, E, T, A, B, C, D, X(10), X(10), X(12), X(2), X(7));
 310         BODY_20_31(27, D, E, T, A, B, C, X(11), X(11), X(13), X(3), X(8));
 311         BODY_20_31(28, C, D, E, T, A, B, X(12), X(12), X(14), X(4), X(9));
 312         BODY_20_31(29, B, C, D, E, T, A, X(13), X(13), X(15), X(5), X(10));
 313         BODY_20_31(30, A, B, C, D, E, T, X(14), X(14), X(0), X(6), X(11));
 314         BODY_20_31(31, T, A, B, C, D, E, X(15), X(15), X(1), X(7), X(12));
 315
 316         BODY_32_39(32, E, T, A, B, C, D, X(0), X(2), X(8), X(13));
 317         BODY_32_39(33, D, E, T, A, B, C, X(1), X(3), X(9), X(14));
 318         BODY_32_39(34, C, D, E, T, A, B, X(2), X(4), X(10), X(15));
 319         BODY_32_39(35, B, C, D, E, T, A, X(3), X(5), X(11), X(0));
 320         BODY_32_39(36, A, B, C, D, E, T, X(4), X(6), X(12), X(1));
 321         BODY_32_39(37, T, A, B, C, D, E, X(5), X(7), X(13), X(2));
 322         BODY_32_39(38, E, T, A, B, C, D, X(6), X(8), X(14), X(3));
 323         BODY_32_39(39, D, E, T, A, B, C, X(7), X(9), X(15), X(4));
 324
 325         BODY_40_59(40, C, D, E, T, A, B, X(8), X(10), X(0), X(5));
 326         BODY_40_59(41, B, C, D, E, T, A, X(9), X(11), X(1), X(6));
 327         BODY_40_59(42, A, B, C, D, E, T, X(10), X(12), X(2), X(7));
 328         BODY_40_59(43, T, A, B, C, D, E, X(11), X(13), X(3), X(8));
 329         BODY_40_59(44, E, T, A, B, C, D, X(12), X(14), X(4), X(9));
 330         BODY_40_59(45, D, E, T, A, B, C, X(13), X(15), X(5), X(10));
 331         BODY_40_59(46, C, D, E, T, A, B, X(14), X(0), X(6), X(11));
 332         BODY_40_59(47, B, C, D, E, T, A, X(15), X(1), X(7), X(12));
 333         BODY_40_59(48, A, B, C, D, E, T, X(0), X(2), X(8), X(13));
 334         BODY_40_59(49, T, A, B, C, D, E, X(1), X(3), X(9), X(14));
 335         BODY_40_59(50, E, T, A, B, C, D, X(2), X(4), X(10), X(15));
 336         BODY_40_59(51, D, E, T, A, B, C, X(3), X(5), X(11), X(0));
 337         BODY_40_59(52, C, D, E, T, A, B, X(4), X(6), X(12), X(1));
 338         BODY_40_59(53, B, C, D, E, T, A, X(5), X(7), X(13), X(2));
 339         BODY_40_59(54, A, B, C, D, E, T, X(6), X(8), X(14), X(3));
 340         BODY_40_59(55, T, A, B, C, D, E, X(7), X(9), X(15), X(4));
 341         BODY_40_59(56, E, T, A, B, C, D, X(8), X(10), X(0), X(5));
 342         BODY_40_59(57, D, E, T, A, B, C, X(9), X(11), X(1), X(6));
 343         BODY_40_59(58, C, D, E, T, A, B, X(10), X(12), X(2), X(7));
 344         BODY_40_59(59, B, C, D, E, T, A, X(11), X(13), X(3), X(8));
 345
 346         BODY_60_79(60, A, B, C, D, E, T, X(12), X(14), X(4), X(9));
 347         BODY_60_79(61, T, A, B, C, D, E, X(13), X(15), X(5), X(10));
 348         BODY_60_79(62, E, T, A, B, C, D, X(14), X(0), X(6), X(11));
 349         BODY_60_79(63, D, E, T, A, B, C, X(15), X(1), X(7), X(12));
 350         BODY_60_79(64, C, D, E, T, A, B, X(0), X(2), X(8), X(13));
 351         BODY_60_79(65, B, C, D, E, T, A, X(1), X(3), X(9), X(14));
 352         BODY_60_79(66, A, B, C, D, E, T, X(2), X(4), X(10), X(15));
 353         BODY_60_79(67, T, A, B, C, D, E, X(3), X(5), X(11), X(0));
 354         BODY_60_79(68, E, T, A, B, C, D, X(4), X(6), X(12), X(1));
 355         BODY_60_79(69, D, E, T, A, B, C, X(5), X(7), X(13), X(2));
 356         BODY_60_79(70, C, D, E, T, A, B, X(6), X(8), X(14), X(3));
 357         BODY_60_79(71, B, C, D, E, T, A, X(7), X(9), X(15), X(4));
 358         BODY_60_79(72, A, B, C, D, E, T, X(8), X(10), X(0), X(5));
 359         BODY_60_79(73, T, A, B, C, D, E, X(9), X(11), X(1), X(6));
 360         BODY_60_79(74, E, T, A, B, C, D, X(10), X(12), X(2), X(7));
 361         BODY_60_79(75, D, E, T, A, B, C, X(11), X(13), X(3), X(8));
 362         BODY_60_79(76, C, D, E, T, A, B, X(12), X(14), X(4), X(9));
 363         BODY_60_79(77, B, C, D, E, T, A, X(13), X(15), X(5), X(10));
 364         BODY_60_79(78, A, B, C, D, E, T, X(14), X(0), X(6), X(11));
 365         BODY_60_79(79, T, A, B, C, D, E, X(15), X(1), X(7), X(12));
 366
 367         c->h0 = (c->h0 + E) & 0xffffffffL;
 368         c->h1 = (c->h1 + T) & 0xffffffffL;
 369         c->h2 = (c->h2 + A) & 0xffffffffL;
 370         c->h3 = (c->h3 + B) & 0xffffffffL;
 371         c->h4 = (c->h4 + C) & 0xffffffffL;
 372
 373         if (--num == 0)
 374             break;
 375
 376         A = c->h0;
 377         B = c->h1;
 378         C = c->h2;
 379         D = c->h3;
 380         E = c->h4;
 381
 382     }
 383 }
 384 # endif
 385
 386 #else                           /* OPENSSL_SMALL_FOOTPRINT */
 387
 388 # define BODY_00_15(xi)           do {   \
 389         T=E+K_00_19+F_00_19(B,C,D);     \
 390         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 391         A=ROTATE(A,5)+T+xi;         } while(0)
 392
 393 # define BODY_16_19(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 394         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 395         T+=E+K_00_19+F_00_19(B,C,D);    \
 396         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 397         A=ROTATE(A,5)+T;            } while(0)
 398
 399 # define BODY_20_39(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 400         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 401         T+=E+K_20_39+F_20_39(B,C,D);    \
 402         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 403         A=ROTATE(A,5)+T;            } while(0)
 404
 405 # define BODY_40_59(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 406         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 407         T+=E+K_40_59+F_40_59(B,C,D);    \
 408         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 409         A=ROTATE(A,5)+T;            } while(0)
 410
 411 # define BODY_60_79(xa,xb,xc,xd)  do {   \
 412         Xupdate(T,xa,xa,xb,xc,xd);      \
 413         T=E+K_60_79+F_60_79(B,C,D);     \
 414         E=D, D=C, C=ROTATE(B,30), B=A;  \
 415         A=ROTATE(A,5)+T+xa;         } while(0)
 416
 417 # if !defined(SHA1_ASM)
 418 static void HASH_BLOCK_DATA_ORDER(SHA_CTX *c, const void *p, size_t num)
 419 {
 420     const unsigned char *data = p;
 421     register unsigned MD32_REG_T A, B, C, D, E, T, l;
 422     int i;
 423     SHA_LONG X[16];
 424
 425     A = c->h0;
 426     B = c->h1;
 427     C = c->h2;
 428     D = c->h3;
 429     E = c->h4;
 430
 431     for (;;) {
 432         for (i = 0; i < 16; i++) {
 433             (void)HOST_c2l(data, l);
 434             X[i] = l;
 435             BODY_00_15(X[i]);
 436         }
 437         for (i = 0; i < 4; i++) {
 438             BODY_16_19(X[i], X[i + 2], X[i + 8], X[(i + 13) & 15]);
 439         }
 440         for (; i < 24; i++) {
 441             BODY_20_39(X[i & 15], X[(i + 2) & 15], X[(i + 8) & 15],
 442                        X[(i + 13) & 15]);
 443         }
 444         for (i = 0; i < 20; i++) {
 445             BODY_40_59(X[(i + 8) & 15], X[(i + 10) & 15], X[i & 15],
 446                        X[(i + 5) & 15]);
 447         }
 448         for (i = 4; i < 24; i++) {
 449             BODY_60_79(X[(i + 8) & 15], X[(i + 10) & 15], X[i & 15],
 450                        X[(i + 5) & 15]);
 451         }
 452
 453         c->h0 = (c->h0 + A) & 0xffffffffL;
 454         c->h1 = (c->h1 + B) & 0xffffffffL;
 455         c->h2 = (c->h2 + C) & 0xffffffffL;
 456         c->h3 = (c->h3 + D) & 0xffffffffL;
 457         c->h4 = (c->h4 + E) & 0xffffffffL;
 458
 459         if (--num == 0)
 460             break;
 461
 462         A = c->h0;
 463         B = c->h1;
 464         C = c->h2;
 465         D = c->h3;
 466         E = c->h4;
 467
 468     }
 469 }
 470 # endif
 471
 472 #endif