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  */
   6
   7 #include <string.h>
   8 #include <arpa/inet.h>
   9
  10 #include "sha1.h"
  11
  12 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__)
  13
  14 #define SHA_ASM(op, x, n) ({ unsigned int __res; __asm__(op " %1,%0":"=r" (__res):"i" (n), "0" (x)); __res; })
  15 #define SHA_ROL(x,n)    SHA_ASM("rol", x, n)
  16 #define SHA_ROR(x,n)    SHA_ASM("ror", x, n)
  17 #define SMALL_REGISTER_SET
  18
  19 #else
  20
  21 #define SHA_ROT(X,l,r)  (((X) << (l)) | ((X) >> (r)))
  22 #define SHA_ROL(X,n)    SHA_ROT(X,n,32-(n))
  23 #define SHA_ROR(X,n)    SHA_ROT(X,32-(n),n)
  24
  25 #endif
  26
  27 /* This "rolls" over the 512-bit array */
  28 #define W(x) (array[(x)&15])
  29
  30 /*
  31  * If you have 32 registers or more, the compiler can (and should)
  32  * try to change the array[] accesses into registers. However, on
  33  * machines with less than ~25 registers, that won't really work,
  34  * and at least gcc will make an unholy mess of it.
  35  *
  36  * So to avoid that mess which just slows things down, we force
  37  * the stores to memory to actually happen (we might be better off
  38  * with a 'W(t)=(val);asm("":"+m" (W(t))' there instead, as
  39  * suggested by Artur Skawina - that will also make gcc unable to
  40  * try to do the silly "optimize away loads" part because it won't
  41  * see what the value will be).
  42  *
  43  * Ben Herrenschmidt reports that on PPC, the C version comes close
  44  * to the optimized asm with this (ie on PPC you don't want that
  45  * 'volatile', since there are lots of registers).
  46  */
  47 #ifdef SMALL_REGISTER_SET
  48   #define setW(x, val) (*(volatile unsigned int *)&W(x) = (val))
  49 #else
  50   #define setW(x, val) (W(x) = (val))
  51 #endif
  52
  53 /*
  54  * Where do we get the source from? The first 16 iterations get it from
  55  * the input data, the next mix it from the 512-bit array.
  56  */
  57 #define SHA_SRC(t) htonl(data[t])
  58 #define SHA_MIX(t) SHA_ROL(W(t+13) ^ W(t+8) ^ W(t+2) ^ W(t), 1)
  59
  60 #define SHA_ROUND(t, input, fn, constant, A, B, C, D, E) do { \
  61         unsigned int TEMP = input(t); setW(t, TEMP); \
  62         E += TEMP + SHA_ROL(A,5) + (fn) + (constant); \
  63         B = SHA_ROR(B, 2); } while (0)
  64
  65 #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 )
  66 #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 )
  67 #define T_20_39(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) , 0x6ed9eba1, A, B, C, D, E )
  68 #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 )
  69 #define T_60_79(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) ,  0xca62c1d6, A, B, C, D, E )
  70
  71 static void blk_SHA1_Block(blk_SHA_CTX *ctx, const unsigned int *data)
  72 {
  73         unsigned int A,B,C,D,E;
  74         unsigned int array[16];
  75
  76         A = ctx->H[0];
  77         B = ctx->H[1];
  78         C = ctx->H[2];
  79         D = ctx->H[3];
  80         E = ctx->H[4];
  81
  82         /* Round 1 - iterations 0-16 take their input from 'data' */
  83         T_0_15( 0, A, B, C, D, E);
  84         T_0_15( 1, E, A, B, C, D);
  85         T_0_15( 2, D, E, A, B, C);
  86         T_0_15( 3, C, D, E, A, B);
  87         T_0_15( 4, B, C, D, E, A);
  88         T_0_15( 5, A, B, C, D, E);
  89         T_0_15( 6, E, A, B, C, D);
  90         T_0_15( 7, D, E, A, B, C);
  91         T_0_15( 8, C, D, E, A, B);
  92         T_0_15( 9, B, C, D, E, A);
  93         T_0_15(10, A, B, C, D, E);
  94         T_0_15(11, E, A, B, C, D);
  95         T_0_15(12, D, E, A, B, C);
  96         T_0_15(13, C, D, E, A, B);
  97         T_0_15(14, B, C, D, E, A);
  98         T_0_15(15, A, B, C, D, E);
  99
 100         /* Round 1 - tail. Input from 512-bit mixing array */
 101         T_16_19(16, E, A, B, C, D);
 102         T_16_19(17, D, E, A, B, C);
 103         T_16_19(18, C, D, E, A, B);
 104         T_16_19(19, B, C, D, E, A);
 105
 106         /* Round 2 */
 107         T_20_39(20, A, B, C, D, E);
 108         T_20_39(21, E, A, B, C, D);
 109         T_20_39(22, D, E, A, B, C);
 110         T_20_39(23, C, D, E, A, B);
 111         T_20_39(24, B, C, D, E, A);
 112         T_20_39(25, A, B, C, D, E);
 113         T_20_39(26, E, A, B, C, D);
 114         T_20_39(27, D, E, A, B, C);
 115         T_20_39(28, C, D, E, A, B);
 116         T_20_39(29, B, C, D, E, A);
 117         T_20_39(30, A, B, C, D, E);
 118         T_20_39(31, E, A, B, C, D);
 119         T_20_39(32, D, E, A, B, C);
 120         T_20_39(33, C, D, E, A, B);
 121         T_20_39(34, B, C, D, E, A);
 122         T_20_39(35, A, B, C, D, E);
 123         T_20_39(36, E, A, B, C, D);
 124         T_20_39(37, D, E, A, B, C);
 125         T_20_39(38, C, D, E, A, B);
 126         T_20_39(39, B, C, D, E, A);
 127
 128         /* Round 3 */
 129         T_40_59(40, A, B, C, D, E);
 130         T_40_59(41, E, A, B, C, D);
 131         T_40_59(42, D, E, A, B, C);
 132         T_40_59(43, C, D, E, A, B);
 133         T_40_59(44, B, C, D, E, A);
 134         T_40_59(45, A, B, C, D, E);
 135         T_40_59(46, E, A, B, C, D);
 136         T_40_59(47, D, E, A, B, C);
 137         T_40_59(48, C, D, E, A, B);
 138         T_40_59(49, B, C, D, E, A);
 139         T_40_59(50, A, B, C, D, E);
 140         T_40_59(51, E, A, B, C, D);
 141         T_40_59(52, D, E, A, B, C);
 142         T_40_59(53, C, D, E, A, B);
 143         T_40_59(54, B, C, D, E, A);
 144         T_40_59(55, A, B, C, D, E);
 145         T_40_59(56, E, A, B, C, D);
 146         T_40_59(57, D, E, A, B, C);
 147         T_40_59(58, C, D, E, A, B);
 148         T_40_59(59, B, C, D, E, A);
 149
 150         /* Round 4 */
 151         T_60_79(60, A, B, C, D, E);
 152         T_60_79(61, E, A, B, C, D);
 153         T_60_79(62, D, E, A, B, C);
 154         T_60_79(63, C, D, E, A, B);
 155         T_60_79(64, B, C, D, E, A);
 156         T_60_79(65, A, B, C, D, E);
 157         T_60_79(66, E, A, B, C, D);
 158         T_60_79(67, D, E, A, B, C);
 159         T_60_79(68, C, D, E, A, B);
 160         T_60_79(69, B, C, D, E, A);
 161         T_60_79(70, A, B, C, D, E);
 162         T_60_79(71, E, A, B, C, D);
 163         T_60_79(72, D, E, A, B, C);
 164         T_60_79(73, C, D, E, A, B);
 165         T_60_79(74, B, C, D, E, A);
 166         T_60_79(75, A, B, C, D, E);
 167         T_60_79(76, E, A, B, C, D);
 168         T_60_79(77, D, E, A, B, C);
 169         T_60_79(78, C, D, E, A, B);
 170         T_60_79(79, B, C, D, E, A);
 171
 172         ctx->H[0] += A;
 173         ctx->H[1] += B;
 174         ctx->H[2] += C;
 175         ctx->H[3] += D;
 176         ctx->H[4] += E;
 177 }
 178
 179 void blk_SHA1_Init(blk_SHA_CTX *ctx)
 180 {
 181         ctx->size = 0;
 182
 183         /* Initialize H with the magic constants (see FIPS180 for constants) */
 184         ctx->H[0] = 0x67452301;
 185         ctx->H[1] = 0xefcdab89;
 186         ctx->H[2] = 0x98badcfe;
 187         ctx->H[3] = 0x10325476;
 188         ctx->H[4] = 0xc3d2e1f0;
 189 }
 190
 191 void blk_SHA1_Update(blk_SHA_CTX *ctx, const void *data, unsigned long len)
 192 {
 193         int lenW = ctx->size & 63;
 194
 195         ctx->size += len;
 196
 197         /* Read the data into W and process blocks as they get full */
 198         if (lenW) {
 199                 int left = 64 - lenW;
 200                 if (len < left)
 201                         left = len;
 202                 memcpy(lenW + (char *)ctx->W, data, left);
 203                 lenW = (lenW + left) & 63;
 204                 len -= left;
 205                 data += left;
 206                 if (lenW)
 207                         return;
 208                 blk_SHA1_Block(ctx, ctx->W);
 209         }
 210         while (len >= 64) {
 211                 blk_SHA1_Block(ctx, data);
 212                 data += 64;
 213                 len -= 64;
 214         }
 215         if (len)
 216                 memcpy(ctx->W, data, len);
 217 }
 218
 219 void blk_SHA1_Final(unsigned char hashout[20], blk_SHA_CTX *ctx)
 220 {
 221         static const unsigned char pad[64] = { 0x80 };
 222         unsigned int padlen[2];
 223         int i;
 224
 225         /* Pad with a binary 1 (ie 0x80), then zeroes, then length */
 226         padlen[0] = htonl(ctx->size >> 29);
 227         padlen[1] = htonl(ctx->size << 3);
 228
 229         i = ctx->size & 63;
 230         blk_SHA1_Update(ctx, pad, 1+ (63 & (55 - i)));
 231         blk_SHA1_Update(ctx, padlen, 8);
 232
 233         /* Output hash */
 234         for (i = 0; i < 5; i++)
 235                 ((unsigned int *)hashout)[i] = htonl(ctx->H[i]);
 236 }