Bump to version 1.22.1
[platform/upstream/busybox.git] / libbb / hash_md5_sha.c
index e427f60..3f743ac 100644 (file)
@@ -31,6 +31,11 @@ static ALWAYS_INLINE uint64_t rotr64(uint64_t x, unsigned n)
        return (x >> n) | (x << (64 - n));
 }
 
+/* rotl64 only used for sha3 currently */
+static ALWAYS_INLINE uint64_t rotl64(uint64_t x, unsigned n)
+{
+       return (x << n) | (x >> (64 - n));
+}
 
 /* Feed data through a temporary buffer.
  * The internal buffer remembers previous data until it has 64
@@ -51,7 +56,7 @@ static void FAST_FUNC common64_hash(md5_ctx_t *ctx, const void *buffer, size_t l
                len -= remaining;
                buffer = (const char *)buffer + remaining;
                bufpos += remaining;
-               /* clever way to do "if (bufpos != 64) break; ... ; bufpos = 0;" */
+               /* Clever way to do "if (bufpos != N) break; ... ; bufpos = 0;" */
                bufpos -= 64;
                if (bufpos != 0)
                        break;
@@ -79,7 +84,7 @@ static void FAST_FUNC common64_end(md5_ctx_t *ctx, int swap_needed)
                        if (swap_needed)
                                t = bb_bswap_64(t);
                        /* wbuffer is suitably aligned for this */
-                       *(uint64_t *) (&ctx->wbuffer[64 - 8]) = t;
+                       *(bb__aliased_uint64_t *) (&ctx->wbuffer[64 - 8]) = t;
                }
                ctx->process_block(ctx);
                if (remaining >= 8)
@@ -104,12 +109,12 @@ static void FAST_FUNC common64_end(md5_ctx_t *ctx, int swap_needed)
  */
 
 /* 0: fastest, 3: smallest */
-#if CONFIG_MD5_SIZE_VS_SPEED < 0
-# define MD5_SIZE_VS_SPEED 0
-#elif CONFIG_MD5_SIZE_VS_SPEED > 3
-# define MD5_SIZE_VS_SPEED 3
+#if CONFIG_MD5_SMALL < 0
+# define MD5_SMALL 0
+#elif CONFIG_MD5_SMALL > 3
+# define MD5_SMALL 3
 #else
-# define MD5_SIZE_VS_SPEED CONFIG_MD5_SIZE_VS_SPEED
+# define MD5_SMALL CONFIG_MD5_SMALL
 #endif
 
 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
@@ -129,7 +134,7 @@ static void FAST_FUNC common64_end(md5_ctx_t *ctx, int swap_needed)
 /* Hash a single block, 64 bytes long and 4-byte aligned */
 static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
 {
-#if MD5_SIZE_VS_SPEED > 0
+#if MD5_SMALL > 0
        /* Before we start, one word to the strange constants.
           They are defined in RFC 1321 as
           T[i] = (int)(4294967296.0 * fabs(sin(i))), i=1..64
@@ -157,12 +162,12 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
                0xf7537e82, 0xbd3af235, 0x2ad7d2bb, 0xeb86d391
        };
        static const char P_array[] ALIGN1 = {
-# if MD5_SIZE_VS_SPEED > 1
-               0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15,   /* 1 */
+# if MD5_SMALL > 1
+               0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, /* 1 */
 # endif
-               1, 6, 11, 0, 5, 10, 15, 4, 9, 14, 3, 8, 13, 2, 7, 12,   /* 2 */
-               5, 8, 11, 14, 1, 4, 7, 10, 13, 0, 3, 6, 9, 12, 15, 2,   /* 3 */
-               0, 7, 14, 5, 12, 3, 10, 1, 8, 15, 6, 13, 4, 11, 2, 9    /* 4 */
+               1, 6, 11, 0, 5, 10, 15, 4, 9, 14, 3, 8, 13, 2, 7, 12, /* 2 */
+               5, 8, 11, 14, 1, 4, 7, 10, 13, 0, 3, 6, 9, 12, 15, 2, /* 3 */
+               0, 7, 14, 5, 12, 3, 10, 1, 8, 15, 6, 13, 4, 11, 2, 9  /* 4 */
        };
 #endif
        uint32_t *words = (void*) ctx->wbuffer;
@@ -171,7 +176,7 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
        uint32_t C = ctx->hash[2];
        uint32_t D = ctx->hash[3];
 
-#if MD5_SIZE_VS_SPEED >= 2  /* 2 or 3 */
+#if MD5_SMALL >= 2  /* 2 or 3 */
 
        static const char S_array[] ALIGN1 = {
                7, 12, 17, 22,
@@ -185,12 +190,11 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
        int i;
        uint32_t temp;
 
-# if BB_BIG_ENDIAN
-       for (i = 0; i < 16; i++)
-               words[i] = SWAP_LE32(words[i]);
-# endif
+       if (BB_BIG_ENDIAN)
+               for (i = 0; i < 16; i++)
+                       words[i] = SWAP_LE32(words[i]);
 
-# if MD5_SIZE_VS_SPEED == 3
+# if MD5_SMALL == 3
        pc = C_array;
        pp = P_array;
        ps = S_array - 4;
@@ -220,7 +224,7 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
                C = B;
                B = temp;
        }
-# else  /* MD5_SIZE_VS_SPEED == 2 */
+# else  /* MD5_SMALL == 2 */
        pc = C_array;
        pp = P_array;
        ps = S_array;
@@ -271,13 +275,13 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
        ctx->hash[2] += C;
        ctx->hash[3] += D;
 
-#else  /* MD5_SIZE_VS_SPEED == 0 or 1 */
+#else  /* MD5_SMALL == 0 or 1 */
 
        uint32_t A_save = A;
        uint32_t B_save = B;
        uint32_t C_save = C;
        uint32_t D_save = D;
-# if MD5_SIZE_VS_SPEED == 1
+# if MD5_SMALL == 1
        const uint32_t *pc;
        const char *pp;
        int i;
@@ -299,7 +303,7 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
        } while (0)
 
        /* Round 1 */
-# if MD5_SIZE_VS_SPEED == 1
+# if MD5_SMALL == 1
        pc = C_array;
        for (i = 0; i < 4; i++) {
                OP(A, B, C, D, 7, *pc++);
@@ -339,7 +343,7 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
        } while (0)
 
        /* Round 2 */
-# if MD5_SIZE_VS_SPEED == 1
+# if MD5_SMALL == 1
        pp = P_array;
        for (i = 0; i < 4; i++) {
                OP(FG, A, B, C, D, (int) (*pp++), 5, *pc++);
@@ -367,7 +371,7 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
 # endif
 
        /* Round 3 */
-# if MD5_SIZE_VS_SPEED == 1
+# if MD5_SMALL == 1
        for (i = 0; i < 4; i++) {
                OP(FH, A, B, C, D, (int) (*pp++), 4, *pc++);
                OP(FH, D, A, B, C, (int) (*pp++), 11, *pc++);
@@ -394,7 +398,7 @@ static void FAST_FUNC md5_process_block64(md5_ctx_t *ctx)
 # endif
 
        /* Round 4 */
-# if MD5_SIZE_VS_SPEED == 1
+# if MD5_SMALL == 1
        for (i = 0; i < 4; i++) {
                OP(FI, A, B, C, D, (int) (*pp++), 6, *pc++);
                OP(FI, D, A, B, C, (int) (*pp++), 10, *pc++);
@@ -462,12 +466,13 @@ void FAST_FUNC md5_end(md5_ctx_t *ctx, void *resbuf)
        common64_end(ctx, /*swap_needed:*/ BB_BIG_ENDIAN);
 
        /* The MD5 result is in little endian byte order */
-#if BB_BIG_ENDIAN
-       ctx->hash[0] = SWAP_LE32(ctx->hash[0]);
-       ctx->hash[1] = SWAP_LE32(ctx->hash[1]);
-       ctx->hash[2] = SWAP_LE32(ctx->hash[2]);
-       ctx->hash[3] = SWAP_LE32(ctx->hash[3]);
-#endif
+       if (BB_BIG_ENDIAN) {
+               ctx->hash[0] = SWAP_LE32(ctx->hash[0]);
+               ctx->hash[1] = SWAP_LE32(ctx->hash[1]);
+               ctx->hash[2] = SWAP_LE32(ctx->hash[2]);
+               ctx->hash[3] = SWAP_LE32(ctx->hash[3]);
+       }
+
        memcpy(resbuf, ctx->hash, sizeof(ctx->hash[0]) * 4);
 }
 
@@ -834,7 +839,7 @@ void FAST_FUNC sha512_hash(sha512_ctx_t *ctx, const void *buffer, size_t len)
                len -= remaining;
                buffer = (const char *)buffer + remaining;
                bufpos += remaining;
-               /* clever way to do "if (bufpos != 128) break; ... ; bufpos = 0;" */
+               /* Clever way to do "if (bufpos != N) break; ... ; bufpos = 0;" */
                bufpos -= 128;
                if (bufpos != 0)
                        break;
@@ -878,10 +883,10 @@ void FAST_FUNC sha512_end(sha512_ctx_t *ctx, void *resbuf)
                        uint64_t t;
                        t = ctx->total64[0] << 3;
                        t = SWAP_BE64(t);
-                       *(uint64_t *) (&ctx->wbuffer[128 - 8]) = t;
+                       *(bb__aliased_uint64_t *) (&ctx->wbuffer[128 - 8]) = t;
                        t = (ctx->total64[1] << 3) | (ctx->total64[0] >> 61);
                        t = SWAP_BE64(t);
-                       *(uint64_t *) (&ctx->wbuffer[128 - 16]) = t;
+                       *(bb__aliased_uint64_t *) (&ctx->wbuffer[128 - 16]) = t;
                }
                sha512_process_block128(ctx);
                if (remaining >= 16)
@@ -896,3 +901,268 @@ void FAST_FUNC sha512_end(sha512_ctx_t *ctx, void *resbuf)
        }
        memcpy(resbuf, ctx->hash, sizeof(ctx->hash));
 }
+
+
+/*
+ * The Keccak sponge function, designed by Guido Bertoni, Joan Daemen,
+ * Michael Peeters and Gilles Van Assche. For more information, feedback or
+ * questions, please refer to our website: http://keccak.noekeon.org/
+ *
+ * Implementation by Ronny Van Keer,
+ * hereby denoted as "the implementer".
+ *
+ * To the extent possible under law, the implementer has waived all copyright
+ * and related or neighboring rights to the source code in this file.
+ * http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
+ *
+ * Busybox modifications (C) Lauri Kasanen, under the GPLv2.
+ */
+
+#if CONFIG_SHA3_SMALL < 0
+# define SHA3_SMALL 0
+#elif CONFIG_SHA3_SMALL > 1
+# define SHA3_SMALL 1
+#else
+# define SHA3_SMALL CONFIG_SHA3_SMALL
+#endif
+
+enum {
+       SHA3_IBLK_BYTES = 72, /* 576 bits / 8 */
+};
+
+/*
+ * In the crypto literature this function is usually called Keccak-f().
+ */
+static void sha3_process_block72(uint64_t *state)
+{
+       enum { NROUNDS = 24 };
+
+       /* Elements should be 64-bit, but top half is always zero or 0x80000000.
+        * We encode 63rd bits in a separate word below.
+        * Same is true for 31th bits, which lets us use 16-bit table instead of 64-bit.
+        * The speed penalty is lost in the noise.
+        */
+       static const uint16_t IOTA_CONST[NROUNDS] = {
+               0x0001,
+               0x8082,
+               0x808a,
+               0x8000,
+               0x808b,
+               0x0001,
+               0x8081,
+               0x8009,
+               0x008a,
+               0x0088,
+               0x8009,
+               0x000a,
+               0x808b,
+               0x008b,
+               0x8089,
+               0x8003,
+               0x8002,
+               0x0080,
+               0x800a,
+               0x000a,
+               0x8081,
+               0x8080,
+               0x0001,
+               0x8008,
+       };
+       /* bit for CONST[0] is in msb: 0011 0011 0000 0111 1101 1101 */
+       const uint32_t IOTA_CONST_bit63 = (uint32_t)(0x3307dd00);
+       /* bit for CONST[0] is in msb: 0001 0110 0011 1000 0001 1011 */
+       const uint32_t IOTA_CONST_bit31 = (uint32_t)(0x16381b00);
+
+       static const uint8_t ROT_CONST[24] = {
+               1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 55, 2, 14,
+               27, 41, 56, 8, 25, 43, 62, 18, 39, 61, 20, 44,
+       };
+       static const uint8_t PI_LANE[24] = {
+               10, 7, 11, 17, 18, 3, 5, 16, 8, 21, 24, 4,
+               15, 23, 19, 13, 12, 2, 20, 14, 22, 9, 6, 1,
+       };
+       /*static const uint8_t MOD5[10] = { 0, 1, 2, 3, 4, 0, 1, 2, 3, 4, };*/
+
+       unsigned x, y;
+       unsigned round;
+
+       if (BB_BIG_ENDIAN) {
+               for (x = 0; x < 25; x++) {
+                       state[x] = SWAP_LE64(state[x]);
+               }
+       }
+
+       for (round = 0; round < NROUNDS; ++round) {
+               /* Theta */
+               {
+                       uint64_t BC[10];
+                       for (x = 0; x < 5; ++x) {
+                               BC[x + 5] = BC[x] = state[x]
+                                       ^ state[x + 5] ^ state[x + 10]
+                                       ^ state[x + 15] ^ state[x + 20];
+                       }
+                       /* Using 2x5 vector above eliminates the need to use
+                        * BC[MOD5[x+N]] trick below to fetch BC[(x+N) % 5],
+                        * and the code is a bit _smaller_.
+                        */
+                       for (x = 0; x < 5; ++x) {
+                               uint64_t temp = BC[x + 4] ^ rotl64(BC[x + 1], 1);
+                               state[x] ^= temp;
+                               state[x + 5] ^= temp;
+                               state[x + 10] ^= temp;
+                               state[x + 15] ^= temp;
+                               state[x + 20] ^= temp;
+                       }
+               }
+
+               /* Rho Pi */
+               if (SHA3_SMALL) {
+                       uint64_t t1 = state[1];
+                       for (x = 0; x < 24; ++x) {
+                               uint64_t t0 = state[PI_LANE[x]];
+                               state[PI_LANE[x]] = rotl64(t1, ROT_CONST[x]);
+                               t1 = t0;
+                       }
+               } else {
+                       /* Especially large benefit for 32-bit arch (75% faster):
+                        * 64-bit rotations by non-constant usually are SLOW on those.
+                        * We resort to unrolling here.
+                        * This optimizes out PI_LANE[] and ROT_CONST[],
+                        * but generates 300-500 more bytes of code.
+                        */
+                       uint64_t t0;
+                       uint64_t t1 = state[1];
+#define RhoPi_twice(x) \
+       t0 = state[PI_LANE[x  ]]; \
+       state[PI_LANE[x  ]] = rotl64(t1, ROT_CONST[x  ]); \
+       t1 = state[PI_LANE[x+1]]; \
+       state[PI_LANE[x+1]] = rotl64(t0, ROT_CONST[x+1]);
+                       RhoPi_twice(0); RhoPi_twice(2);
+                       RhoPi_twice(4); RhoPi_twice(6);
+                       RhoPi_twice(8); RhoPi_twice(10);
+                       RhoPi_twice(12); RhoPi_twice(14);
+                       RhoPi_twice(16); RhoPi_twice(18);
+                       RhoPi_twice(20); RhoPi_twice(22);
+#undef RhoPi_twice
+               }
+
+               /* Chi */
+               for (y = 0; y <= 20; y += 5) {
+                       uint64_t BC0, BC1, BC2, BC3, BC4;
+                       BC0 = state[y + 0];
+                       BC1 = state[y + 1];
+                       BC2 = state[y + 2];
+                       state[y + 0] = BC0 ^ ((~BC1) & BC2);
+                       BC3 = state[y + 3];
+                       state[y + 1] = BC1 ^ ((~BC2) & BC3);
+                       BC4 = state[y + 4];
+                       state[y + 2] = BC2 ^ ((~BC3) & BC4);
+                       state[y + 3] = BC3 ^ ((~BC4) & BC0);
+                       state[y + 4] = BC4 ^ ((~BC0) & BC1);
+               }
+
+               /* Iota */
+               state[0] ^= IOTA_CONST[round]
+                       | (uint32_t)((IOTA_CONST_bit31 << round) & 0x80000000)
+                       | (uint64_t)((IOTA_CONST_bit63 << round) & 0x80000000) << 32;
+       }
+
+       if (BB_BIG_ENDIAN) {
+               for (x = 0; x < 25; x++) {
+                       state[x] = SWAP_LE64(state[x]);
+               }
+       }
+}
+
+void FAST_FUNC sha3_begin(sha3_ctx_t *ctx)
+{
+       memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
+}
+
+void FAST_FUNC sha3_hash(sha3_ctx_t *ctx, const void *buffer, size_t len)
+{
+#if SHA3_SMALL
+       const uint8_t *data = buffer;
+       unsigned bufpos = ctx->bytes_queued;
+
+       while (1) {
+               unsigned remaining = SHA3_IBLK_BYTES - bufpos;
+               if (remaining > len)
+                       remaining = len;
+               len -= remaining;
+               /* XOR data into buffer */
+               while (remaining != 0) {
+                       uint8_t *buf = (uint8_t*)ctx->state;
+                       buf[bufpos] ^= *data++;
+                       bufpos++;
+                       remaining--;
+               }
+               /* Clever way to do "if (bufpos != N) break; ... ; bufpos = 0;" */
+               bufpos -= SHA3_IBLK_BYTES;
+               if (bufpos != 0)
+                       break;
+               /* Buffer is filled up, process it */
+               sha3_process_block72(ctx->state);
+               /*bufpos = 0; - already is */
+       }
+       ctx->bytes_queued = bufpos + SHA3_IBLK_BYTES;
+#else
+       /* +50 bytes code size, but a bit faster because of long-sized XORs */
+       const uint8_t *data = buffer;
+       unsigned bufpos = ctx->bytes_queued;
+
+       /* If already data in queue, continue queuing first */
+       while (len != 0 && bufpos != 0) {
+               uint8_t *buf = (uint8_t*)ctx->state;
+               buf[bufpos] ^= *data++;
+               len--;
+               bufpos++;
+               if (bufpos == SHA3_IBLK_BYTES) {
+                       bufpos = 0;
+                       goto do_block;
+               }
+       }
+
+       /* Absorb complete blocks */
+       while (len >= SHA3_IBLK_BYTES) {
+               /* XOR data onto beginning of state[].
+                * We try to be efficient - operate one word at a time, not byte.
+                * Careful wrt unaligned access: can't just use "*(long*)data"!
+                */
+               unsigned count = SHA3_IBLK_BYTES / sizeof(long);
+               long *buf = (long*)ctx->state;
+               do {
+                       long v;
+                       move_from_unaligned_long(v, (long*)data);
+                       *buf++ ^= v;
+                       data += sizeof(long);
+               } while (--count);
+               len -= SHA3_IBLK_BYTES;
+ do_block:
+               sha3_process_block72(ctx->state);
+       }
+
+       /* Queue remaining data bytes */
+       while (len != 0) {
+               uint8_t *buf = (uint8_t*)ctx->state;
+               buf[bufpos] ^= *data++;
+               bufpos++;
+               len--;
+       }
+
+       ctx->bytes_queued = bufpos;
+#endif
+}
+
+void FAST_FUNC sha3_end(sha3_ctx_t *ctx, void *resbuf)
+{
+       /* Padding */
+       uint8_t *buf = (uint8_t*)ctx->state;
+       buf[ctx->bytes_queued]   ^= 1;
+       buf[SHA3_IBLK_BYTES - 1] ^= 0x80;
+
+       sha3_process_block72(ctx->state);
+
+       /* Output */
+       memcpy(resbuf, ctx->state, 64);
+}