lib/sha1.c

   1 /*
   2  * SHA1 routine optimized to do word accesses rather than byte accesses,
   3  * and to avoid unnecessary copies into the context array.
   4  *
   5  * This was based on the git SHA1 implementation.
   6  */
   7
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/export.h>
  10 #include <linux/bitops.h>
  11 #include <linux/cryptohash.h>
  12 #include <linux/string.h>
  13 #include <asm/unaligned.h>
  14
  15 /*
  16  * If you have 32 registers or more, the compiler can (and should)
  17  * try to change the array[] accesses into registers. However, on
  18  * machines with less than ~25 registers, that won't really work,
  19  * and at least gcc will make an unholy mess of it.
  20  *
  21  * So to avoid that mess which just slows things down, we force
  22  * the stores to memory to actually happen (we might be better off
  23  * with a 'W(t)=(val);asm("":"+m" (W(t))' there instead, as
  24  * suggested by Artur Skawina - that will also make gcc unable to
  25  * try to do the silly "optimize away loads" part because it won't
  26  * see what the value will be).
  27  *
  28  * Ben Herrenschmidt reports that on PPC, the C version comes close
  29  * to the optimized asm with this (ie on PPC you don't want that
  30  * 'volatile', since there are lots of registers).
  31  *
  32  * On ARM we get the best code generation by forcing a full memory barrier
  33  * between each SHA_ROUND, otherwise gcc happily get wild with spilling and
  34  * the stack frame size simply explode and performance goes down the drain.
  35  */
  36
  37 #ifdef CONFIG_X86
  38   #define setW(x, val) (*(volatile __u32 *)&W(x) = (val))
  39 #elif defined(CONFIG_ARM)
  40   #define setW(x, val) do { W(x) = (val); __asm__("":::"memory"); } while (0)
  41 #else
  42   #define setW(x, val) (W(x) = (val))
  43 #endif
  44
  45 /* This "rolls" over the 512-bit array */
  46 #define W(x) (array[(x)&15])
  47
  48 /*
  49  * Where do we get the source from? The first 16 iterations get it from
  50  * the input data, the next mix it from the 512-bit array.
  51  */
  52 #define SHA_SRC(t) get_unaligned_be32((__u32 *)data + t)
  53 #define SHA_MIX(t) rol32(W(t+13) ^ W(t+8) ^ W(t+2) ^ W(t), 1)
  54
  55 #define SHA_ROUND(t, input, fn, constant, A, B, C, D, E) do { \
  56         __u32 TEMP = input(t); setW(t, TEMP); \
  57         E += TEMP + rol32(A,5) + (fn) + (constant); \
  58         B = ror32(B, 2); \
  59         TEMP = E; E = D; D = C; C = B; B = A; A = TEMP; } while (0)
  60
  61 #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 )
  62 #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 )
  63 #define T_20_39(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) , 0x6ed9eba1, A, B, C, D, E )
  64 #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 )
  65 #define T_60_79(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) ,  0xca62c1d6, A, B, C, D, E )
  66
  67 /**
  68  * sha_transform - single block SHA1 transform
  69  *
  70  * @digest: 160 bit digest to update
  71  * @data:   512 bits of data to hash
  72  * @array:  16 words of workspace (see note)
  73  *
  74  * This function generates a SHA1 digest for a single 512-bit block.
  75  * Be warned, it does not handle padding and message digest, do not
  76  * confuse it with the full FIPS 180-1 digest algorithm for variable
  77  * length messages.
  78  *
  79  * Note: If the hash is security sensitive, the caller should be sure
  80  * to clear the workspace. This is left to the caller to avoid
  81  * unnecessary clears between chained hashing operations.
  82  */
  83 void sha_transform(__u32 *digest, const char *data, __u32 *array)
  84 {
  85         __u32 A, B, C, D, E;
  86         unsigned int i = 0;
  87
  88         A = digest[0];
  89         B = digest[1];
  90         C = digest[2];
  91         D = digest[3];
  92         E = digest[4];
  93
  94         /* Round 1 - iterations 0-16 take their input from 'data' */
  95         for (; i < 16; ++i)
  96                 T_0_15(i, A, B, C, D, E);
  97
  98         /* Round 1 - tail. Input from 512-bit mixing array */
  99         for (; i < 20; ++i)
 100                 T_16_19(i, A, B, C, D, E);
 101
 102         /* Round 2 */
 103         for (; i < 40; ++i)
 104                 T_20_39(i, A, B, C, D, E);
 105
 106         /* Round 3 */
 107         for (; i < 60; ++i)
 108                 T_40_59(i, A, B, C, D, E);
 109
 110         /* Round 4 */
 111         for (; i < 80; ++i)
 112                 T_60_79(i, A, B, C, D, E);
 113
 114         digest[0] += A;
 115         digest[1] += B;
 116         digest[2] += C;
 117         digest[3] += D;
 118         digest[4] += E;
 119 }
 120 EXPORT_SYMBOL(sha_transform);
 121
 122 /**
 123  * sha_init - initialize the vectors for a SHA1 digest
 124  * @buf: vector to initialize
 125  */
 126 void sha_init(__u32 *buf)
 127 {
 128         buf[0] = 0x67452301;
 129         buf[1] = 0xefcdab89;
 130         buf[2] = 0x98badcfe;
 131         buf[3] = 0x10325476;
 132         buf[4] = 0xc3d2e1f0;
 133 }
 134 EXPORT_SYMBOL(sha_init);