Convert more tests to framework
[openssl.git] / test / constant_time_test.c
1 /*
2  * Copyright 2014-2016 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 <stdio.h>
11 #include <stdlib.h>
12
13 #include "e_os.h"
14 #include "internal/constant_time_locl.h"
15 #include "testutil.h"
16 #include "test_main.h"
17 #include "internal/numbers.h"
18
19 static const unsigned int CONSTTIME_TRUE = (unsigned)(~0);
20 static const unsigned int CONSTTIME_FALSE = 0;
21 static const unsigned char CONSTTIME_TRUE_8 = 0xff;
22 static const unsigned char CONSTTIME_FALSE_8 = 0;
23 static const size_t CONSTTIME_TRUE_S = ~((size_t)0);
24 static const size_t CONSTTIME_FALSE_S = 0;
25
26 static int test_binary_op(unsigned int (*op) (unsigned int a, unsigned int b),
27                           const char *op_name, unsigned int a, unsigned int b,
28                           int is_true)
29 {
30     if (is_true && !TEST_uint_eq(op(a, b), CONSTTIME_TRUE))
31         return 0;
32     if (!is_true && !TEST_uint_eq(op(a, b), CONSTTIME_FALSE))
33         return 0;
34     return 1;
35 }
36
37 static int test_binary_op_8(unsigned
38                             char (*op) (unsigned int a, unsigned int b),
39                             const char *op_name, unsigned int a,
40                             unsigned int b, int is_true)
41 {
42     if (is_true && !TEST_uint_eq(op(a, b), CONSTTIME_TRUE_8))
43         return 0;
44     if (!is_true && !TEST_uint_eq(op(a, b), CONSTTIME_FALSE_8))
45         return 0;
46     return 1;
47 }
48
49 static int test_binary_op_s(size_t (*op) (size_t a, size_t b),
50                             const char *op_name, size_t a, size_t b,
51                             int is_true)
52 {
53     if (is_true && !TEST_size_t_eq(op(a,b), CONSTTIME_TRUE_S))
54         return 0;
55     if (!is_true && !TEST_uint_eq(op(a,b), CONSTTIME_FALSE_S))
56         return 0;
57     return 1;
58 }
59
60 static int test_is_zero(unsigned int a)
61 {
62     if (a == 0 && !TEST_uint_eq(constant_time_is_zero(a), CONSTTIME_TRUE))
63         return 0;
64     if (a != 0 && !TEST_uint_eq(constant_time_is_zero(a), CONSTTIME_FALSE))
65         return 0;
66     return 1;
67 }
68
69 static int test_is_zero_8(unsigned int a)
70 {
71     if (a == 0 && !TEST_uint_eq(constant_time_is_zero_8(a), CONSTTIME_TRUE_8))
72         return 0;
73     if (a != 0 && !TEST_uint_eq(constant_time_is_zero_8(a), CONSTTIME_FALSE_8))
74         return 0;
75     return 1;
76 }
77
78 static int test_is_zero_s(unsigned int a)
79 {
80     if (a == 0 && !TEST_size_t_eq(constant_time_is_zero_s(a), CONSTTIME_TRUE_S))
81         return 0;
82     if (a != 0 && !TEST_uint_eq(constant_time_is_zero_s(a), CONSTTIME_FALSE_S))
83         return 0;
84     return 1;
85 }
86
87 static int test_select(unsigned int a, unsigned int b)
88 {
89     if (!TEST_uint_eq(constant_time_select(CONSTTIME_TRUE, a, b), a))
90         return 0;
91     if (!TEST_uint_eq(constant_time_select(CONSTTIME_FALSE, a, b), b))
92         return 0;
93     return 1;
94 }
95
96 static int test_select_8(unsigned char a, unsigned char b)
97 {
98     if (!TEST_uint_eq(constant_time_select_8(CONSTTIME_TRUE_8, a, b), a))
99         return 0;
100     if (!TEST_uint_eq(constant_time_select_8(CONSTTIME_FALSE_8, a, b), b))
101         return 0;
102     return 1;
103 }
104
105 static int test_select_s(unsigned char a, unsigned char b)
106 {
107     if (!TEST_uint_eq(constant_time_select_s(CONSTTIME_TRUE_S, a, b), a))
108         return 0;
109     if (!TEST_uint_eq(constant_time_select_s(CONSTTIME_FALSE_S, a, b), b))
110         return 0;
111     return 1;
112 }
113
114 static int test_select_int(int a, int b)
115 {
116     if (!TEST_int_eq(constant_time_select_int(CONSTTIME_TRUE, a, b), a))
117         return 0;
118     if (!TEST_int_eq(constant_time_select_int(CONSTTIME_FALSE, a, b), b))
119         return 0;
120     return 1;
121 }
122
123 static int test_eq_int_8(int a, int b)
124 {
125     if (a == b && !TEST_int_eq(constant_time_eq_int_8(a, b), CONSTTIME_TRUE_8))
126         return 0;
127     if (a != b && !TEST_int_eq(constant_time_eq_int_8(a, b), CONSTTIME_FALSE_8))
128         return 0;
129     return 1;
130 }
131
132 static int test_eq_s(size_t a, size_t b)
133 {
134     if (a == b && !TEST_size_t_eq(constant_time_eq_s(a, b), CONSTTIME_TRUE_S))
135         return 0;
136     if (a != b && !TEST_int_eq(constant_time_eq_s(a, b), CONSTTIME_FALSE_S))
137         return 0;
138     return 1;
139 }
140
141 static int test_eq_int(int a, int b)
142 {
143     if (a == b && !TEST_uint_eq(constant_time_eq_int(a, b), CONSTTIME_TRUE))
144         return 0;
145     if (a != b && !TEST_uint_eq(constant_time_eq_int(a, b), CONSTTIME_FALSE))
146         return 0;
147     return 1;
148 }
149
150 static unsigned int test_values[] =
151     { 0, 1, 1024, 12345, 32000, UINT_MAX / 2 - 1,
152     UINT_MAX / 2, UINT_MAX / 2 + 1, UINT_MAX - 1,
153     UINT_MAX
154 };
155
156 static unsigned char test_values_8[] =
157     { 0, 1, 2, 20, 32, 127, 128, 129, 255 };
158
159 static int signed_test_values[] = { 0, 1, -1, 1024, -1024, 12345, -12345,
160     32000, -32000, INT_MAX, INT_MIN, INT_MAX - 1,
161     INT_MIN + 1
162 };
163
164 static size_t test_values_s[] =
165     { 0, 1, 1024, 12345, 32000, SIZE_MAX / 2 - 1,
166     SIZE_MAX / 2, SIZE_MAX / 2 + 1, SIZE_MAX - 1,
167     SIZE_MAX
168 };
169
170 static int test_sizeofs(void)
171 {
172     if (!TEST_uint_eq(OSSL_NELEM(test_values), OSSL_NELEM(test_values_s)))
173         return 0;
174     return 1;
175 }
176
177 static int test_binops(int i)
178 {
179     unsigned int a = test_values[i];
180     unsigned int g = test_values_s[i];
181     int j;
182     int ret = 1;
183
184     if (!test_is_zero(a) || !test_is_zero_8(a) || !test_is_zero_s(g))
185         ret = 0;
186
187     for (j = 0; j < (int)OSSL_NELEM(test_values); ++j) {
188         unsigned int b = test_values[j];
189         unsigned int h = test_values[j];
190
191         if (!test_select(a, b)
192                 || !test_select_s(g, h)
193                 || !test_eq_s(g, h)
194                 || !test_binary_op(&constant_time_lt, "ct_lt",
195                                    a, b, a < b)
196                 || !test_binary_op_8(&constant_time_lt_8, "constant_time_lt_8",
197                                      a, b, a < b)
198                 || !test_binary_op_s(&constant_time_lt_s, "constant_time_lt_s",
199                                      g, h, g < h)
200                 || !test_binary_op(&constant_time_lt, "constant_time_lt",
201                                    b, a, b < a)
202                 || !test_binary_op_8(&constant_time_lt_8, "constant_time_lt_8",
203                                      b, a, b < a)
204                 || !test_binary_op_s(&constant_time_lt_s, "constant_time_lt_s",
205                                      h, g, h < g)
206                 || !test_binary_op(&constant_time_ge, "constant_time_ge",
207                                    a, b, a >= b)
208                 || !test_binary_op_8(&constant_time_ge_8, "constant_time_ge_8",
209                                      a, b, a >= b)
210                 || !test_binary_op_s(&constant_time_ge_s, "constant_time_ge_s",
211                                      g, h, g >= h)
212                 || !test_binary_op(&constant_time_ge, "constant_time_ge",
213                                    b, a, b >= a)
214                 || !test_binary_op_8(&constant_time_ge_8, "constant_time_ge_8",
215                                      b, a, b >= a)
216                 || !test_binary_op_s(&constant_time_ge_s, "constant_time_ge_s",
217                                      h, g, h >= g)
218                 || !test_binary_op(&constant_time_eq, "constant_time_eq",
219                                    a, b, a == b)
220                 || !test_binary_op_8(&constant_time_eq_8, "constant_time_eq_8",
221                                      a, b, a == b)
222                 || !test_binary_op_s(&constant_time_eq_s, "constant_time_eq_s",
223                                      g, h, g == h)
224                 || !test_binary_op(&constant_time_eq, "constant_time_eq",
225                                    b, a, b == a)
226                 || !test_binary_op_8(&constant_time_eq_8, "constant_time_eq_8",
227                                      b, a, b == a)
228                 || !test_binary_op_s(&constant_time_eq_s, "constant_time_eq_s",
229                                      h, g, h == g)) {
230             ret = 0;
231         }
232     }
233     return ret;
234 }
235
236 static int test_signed(int i)
237 {
238     int c = signed_test_values[i];
239     unsigned int j;
240     int ret = 1;
241
242     for (j = 0; j < OSSL_NELEM(signed_test_values); ++j) {
243         int d = signed_test_values[j];
244
245         if (!test_select_int(c, d)
246                 || !test_eq_int(c, d)
247                 || !test_eq_int_8(c, d))
248             ret = 0;
249     }
250     return ret;
251 }
252
253 static int test_8values(int i)
254 {
255     unsigned char e = test_values_8[i];
256     unsigned int j;
257     int ret = 1;
258
259     for (j = 0; j < sizeof(test_values_8); ++j) {
260         unsigned char f = test_values_8[j];
261
262         if (!test_select_8(e, f))
263             ret = 0;
264     }
265     return ret;
266 }
267
268
269 void register_tests(void)
270 {
271     ADD_TEST(test_sizeofs);
272     ADD_ALL_TESTS(test_binops, OSSL_NELEM(test_values));
273     ADD_ALL_TESTS(test_signed, OSSL_NELEM(signed_test_values));
274     ADD_ALL_TESTS(test_8values, sizeof(test_values_8));
275 }