Code

Merge branch 'maint'
[git.git] / block-sha1 / sha1.c
1 /*
2  * Based on the Mozilla SHA1 (see mozilla-sha1/sha1.c),
3  * optimized to do word accesses rather than byte accesses,
4  * and to avoid unnecessary copies into the context array.
5  */
7 #include <string.h>
8 #include <arpa/inet.h>
10 #include "sha1.h"
12 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__)
14 /*
15  * Force usage of rol or ror by selecting the one with the smaller constant.
16  * It _can_ generate slightly smaller code (a constant of 1 is special), but
17  * perhaps more importantly it's possibly faster on any uarch that does a
18  * rotate with a loop.
19  */
21 #define SHA_ASM(op, x, n) ({ unsigned int __res; __asm__(op " %1,%0":"=r" (__res):"i" (n), "0" (x)); __res; })
22 #define SHA_ROL(x,n)    SHA_ASM("rol", x, n)
23 #define SHA_ROR(x,n)    SHA_ASM("ror", x, n)
25 #else
27 #define SHA_ROT(X,l,r)  (((X) << (l)) | ((X) >> (r)))
28 #define SHA_ROL(X,n)    SHA_ROT(X,n,32-(n))
29 #define SHA_ROR(X,n)    SHA_ROT(X,32-(n),n)
31 #endif
33 /*
34  * If you have 32 registers or more, the compiler can (and should)
35  * try to change the array[] accesses into registers. However, on
36  * machines with less than ~25 registers, that won't really work,
37  * and at least gcc will make an unholy mess of it.
38  *
39  * So to avoid that mess which just slows things down, we force
40  * the stores to memory to actually happen (we might be better off
41  * with a 'W(t)=(val);asm("":"+m" (W(t))' there instead, as
42  * suggested by Artur Skawina - that will also make gcc unable to
43  * try to do the silly "optimize away loads" part because it won't
44  * see what the value will be).
45  *
46  * Ben Herrenschmidt reports that on PPC, the C version comes close
47  * to the optimized asm with this (ie on PPC you don't want that
48  * 'volatile', since there are lots of registers).
49  *
50  * On ARM we get the best code generation by forcing a full memory barrier
51  * between each SHA_ROUND, otherwise gcc happily get wild with spilling and
52  * the stack frame size simply explode and performance goes down the drain.
53  */
55 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__)
56   #define setW(x, val) (*(volatile unsigned int *)&W(x) = (val))
57 #elif defined(__arm__)
58   #define setW(x, val) do { W(x) = (val); __asm__("":::"memory"); } while (0)
59 #else
60   #define setW(x, val) (W(x) = (val))
61 #endif
63 /*
64  * Performance might be improved if the CPU architecture is OK with
65  * unaligned 32-bit loads and a fast ntohl() is available.
66  * Otherwise fall back to byte loads and shifts which is portable,
67  * and is faster on architectures with memory alignment issues.
68  */
70 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__) || \
71     defined(__ppc__) || defined(__ppc64__) || \
72     defined(__powerpc__) || defined(__powerpc64__) || \
73     defined(__s390__) || defined(__s390x__)
75 #define get_be32(p)     ntohl(*(unsigned int *)(p))
76 #define put_be32(p, v)  do { *(unsigned int *)(p) = htonl(v); } while (0)
78 #else
80 #define get_be32(p)     ( \
81         (*((unsigned char *)(p) + 0) << 24) | \
82         (*((unsigned char *)(p) + 1) << 16) | \
83         (*((unsigned char *)(p) + 2) <<  8) | \
84         (*((unsigned char *)(p) + 3) <<  0) )
85 #define put_be32(p, v)  do { \
86         unsigned int __v = (v); \
87         *((unsigned char *)(p) + 0) = __v >> 24; \
88         *((unsigned char *)(p) + 1) = __v >> 16; \
89         *((unsigned char *)(p) + 2) = __v >>  8; \
90         *((unsigned char *)(p) + 3) = __v >>  0; } while (0)
92 #endif
94 /* This "rolls" over the 512-bit array */
95 #define W(x) (array[(x)&15])
97 /*
98  * Where do we get the source from? The first 16 iterations get it from
99  * the input data, the next mix it from the 512-bit array.
100  */
101 #define SHA_SRC(t) get_be32(data + t)
102 #define SHA_MIX(t) SHA_ROL(W(t+13) ^ W(t+8) ^ W(t+2) ^ W(t), 1)
104 #define SHA_ROUND(t, input, fn, constant, A, B, C, D, E) do { \
105         unsigned int TEMP = input(t); setW(t, TEMP); \
106         E += TEMP + SHA_ROL(A,5) + (fn) + (constant); \
107         B = SHA_ROR(B, 2); } while (0)
109 #define T_0_15(t, A, B, C, D, E)  SHA_ROUND(t, SHA_SRC, (((C^D)&B)^D) , 0x5a827999, A, B, C, D, E )
110 #define T_16_19(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (((C^D)&B)^D) , 0x5a827999, A, B, C, D, E )
111 #define T_20_39(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) , 0x6ed9eba1, A, B, C, D, E )
112 #define T_40_59(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, ((B&C)+(D&(B^C))) , 0x8f1bbcdc, A, B, C, D, E )
113 #define T_60_79(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) ,  0xca62c1d6, A, B, C, D, E )
115 static void blk_SHA1_Block(blk_SHA_CTX *ctx, const unsigned int *data)
117         unsigned int A,B,C,D,E;
118         unsigned int array[16];
120         A = ctx->H[0];
121         B = ctx->H[1];
122         C = ctx->H[2];
123         D = ctx->H[3];
124         E = ctx->H[4];
126         /* Round 1 - iterations 0-16 take their input from 'data' */
127         T_0_15( 0, A, B, C, D, E);
128         T_0_15( 1, E, A, B, C, D);
129         T_0_15( 2, D, E, A, B, C);
130         T_0_15( 3, C, D, E, A, B);
131         T_0_15( 4, B, C, D, E, A);
132         T_0_15( 5, A, B, C, D, E);
133         T_0_15( 6, E, A, B, C, D);
134         T_0_15( 7, D, E, A, B, C);
135         T_0_15( 8, C, D, E, A, B);
136         T_0_15( 9, B, C, D, E, A);
137         T_0_15(10, A, B, C, D, E);
138         T_0_15(11, E, A, B, C, D);
139         T_0_15(12, D, E, A, B, C);
140         T_0_15(13, C, D, E, A, B);
141         T_0_15(14, B, C, D, E, A);
142         T_0_15(15, A, B, C, D, E);
144         /* Round 1 - tail. Input from 512-bit mixing array */
145         T_16_19(16, E, A, B, C, D);
146         T_16_19(17, D, E, A, B, C);
147         T_16_19(18, C, D, E, A, B);
148         T_16_19(19, B, C, D, E, A);
150         /* Round 2 */
151         T_20_39(20, A, B, C, D, E);
152         T_20_39(21, E, A, B, C, D);
153         T_20_39(22, D, E, A, B, C);
154         T_20_39(23, C, D, E, A, B);
155         T_20_39(24, B, C, D, E, A);
156         T_20_39(25, A, B, C, D, E);
157         T_20_39(26, E, A, B, C, D);
158         T_20_39(27, D, E, A, B, C);
159         T_20_39(28, C, D, E, A, B);
160         T_20_39(29, B, C, D, E, A);
161         T_20_39(30, A, B, C, D, E);
162         T_20_39(31, E, A, B, C, D);
163         T_20_39(32, D, E, A, B, C);
164         T_20_39(33, C, D, E, A, B);
165         T_20_39(34, B, C, D, E, A);
166         T_20_39(35, A, B, C, D, E);
167         T_20_39(36, E, A, B, C, D);
168         T_20_39(37, D, E, A, B, C);
169         T_20_39(38, C, D, E, A, B);
170         T_20_39(39, B, C, D, E, A);
172         /* Round 3 */
173         T_40_59(40, A, B, C, D, E);
174         T_40_59(41, E, A, B, C, D);
175         T_40_59(42, D, E, A, B, C);
176         T_40_59(43, C, D, E, A, B);
177         T_40_59(44, B, C, D, E, A);
178         T_40_59(45, A, B, C, D, E);
179         T_40_59(46, E, A, B, C, D);
180         T_40_59(47, D, E, A, B, C);
181         T_40_59(48, C, D, E, A, B);
182         T_40_59(49, B, C, D, E, A);
183         T_40_59(50, A, B, C, D, E);
184         T_40_59(51, E, A, B, C, D);
185         T_40_59(52, D, E, A, B, C);
186         T_40_59(53, C, D, E, A, B);
187         T_40_59(54, B, C, D, E, A);
188         T_40_59(55, A, B, C, D, E);
189         T_40_59(56, E, A, B, C, D);
190         T_40_59(57, D, E, A, B, C);
191         T_40_59(58, C, D, E, A, B);
192         T_40_59(59, B, C, D, E, A);
194         /* Round 4 */
195         T_60_79(60, A, B, C, D, E);
196         T_60_79(61, E, A, B, C, D);
197         T_60_79(62, D, E, A, B, C);
198         T_60_79(63, C, D, E, A, B);
199         T_60_79(64, B, C, D, E, A);
200         T_60_79(65, A, B, C, D, E);
201         T_60_79(66, E, A, B, C, D);
202         T_60_79(67, D, E, A, B, C);
203         T_60_79(68, C, D, E, A, B);
204         T_60_79(69, B, C, D, E, A);
205         T_60_79(70, A, B, C, D, E);
206         T_60_79(71, E, A, B, C, D);
207         T_60_79(72, D, E, A, B, C);
208         T_60_79(73, C, D, E, A, B);
209         T_60_79(74, B, C, D, E, A);
210         T_60_79(75, A, B, C, D, E);
211         T_60_79(76, E, A, B, C, D);
212         T_60_79(77, D, E, A, B, C);
213         T_60_79(78, C, D, E, A, B);
214         T_60_79(79, B, C, D, E, A);
216         ctx->H[0] += A;
217         ctx->H[1] += B;
218         ctx->H[2] += C;
219         ctx->H[3] += D;
220         ctx->H[4] += E;
223 void blk_SHA1_Init(blk_SHA_CTX *ctx)
225         ctx->size = 0;
227         /* Initialize H with the magic constants (see FIPS180 for constants) */
228         ctx->H[0] = 0x67452301;
229         ctx->H[1] = 0xefcdab89;
230         ctx->H[2] = 0x98badcfe;
231         ctx->H[3] = 0x10325476;
232         ctx->H[4] = 0xc3d2e1f0;
235 void blk_SHA1_Update(blk_SHA_CTX *ctx, const void *data, unsigned long len)
237         int lenW = ctx->size & 63;
239         ctx->size += len;
241         /* Read the data into W and process blocks as they get full */
242         if (lenW) {
243                 int left = 64 - lenW;
244                 if (len < left)
245                         left = len;
246                 memcpy(lenW + (char *)ctx->W, data, left);
247                 lenW = (lenW + left) & 63;
248                 len -= left;
249                 data = ((const char *)data + left);
250                 if (lenW)
251                         return;
252                 blk_SHA1_Block(ctx, ctx->W);
253         }
254         while (len >= 64) {
255                 blk_SHA1_Block(ctx, data);
256                 data = ((const char *)data + 64);
257                 len -= 64;
258         }
259         if (len)
260                 memcpy(ctx->W, data, len);
263 void blk_SHA1_Final(unsigned char hashout[20], blk_SHA_CTX *ctx)
265         static const unsigned char pad[64] = { 0x80 };
266         unsigned int padlen[2];
267         int i;
269         /* Pad with a binary 1 (ie 0x80), then zeroes, then length */
270         padlen[0] = htonl(ctx->size >> 29);
271         padlen[1] = htonl(ctx->size << 3);
273         i = ctx->size & 63;
274         blk_SHA1_Update(ctx, pad, 1+ (63 & (55 - i)));
275         blk_SHA1_Update(ctx, padlen, 8);
277         /* Output hash */
278         for (i = 0; i < 5; i++)
279                 put_be32(hashout + i*4, ctx->H[i]);