Merge branch 'th/mergetools-deltawalker'
[git] / block-sha1 / 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 initially based on the Mozilla SHA1 implementation, although
6  * none of the original Mozilla code remains.
7  */
8
9 /* this is only to get definitions for memcpy(), ntohl() and htonl() */
10 #include "../git-compat-util.h"
11
12 #include "sha1.h"
13
14 #if defined(__GNUC__) && (defined(__i386__) || defined(__x86_64__))
15
16 /*
17  * Force usage of rol or ror by selecting the one with the smaller constant.
18  * It _can_ generate slightly smaller code (a constant of 1 is special), but
19  * perhaps more importantly it's possibly faster on any uarch that does a
20  * rotate with a loop.
21  */
22
23 #define SHA_ASM(op, x, n) ({ unsigned int __res; __asm__(op " %1,%0":"=r" (__res):"i" (n), "0" (x)); __res; })
24 #define SHA_ROL(x,n)    SHA_ASM("rol", x, n)
25 #define SHA_ROR(x,n)    SHA_ASM("ror", x, n)
26
27 #else
28
29 #define SHA_ROT(X,l,r)  (((X) << (l)) | ((X) >> (r)))
30 #define SHA_ROL(X,n)    SHA_ROT(X,n,32-(n))
31 #define SHA_ROR(X,n)    SHA_ROT(X,32-(n),n)
32
33 #endif
34
35 /*
36  * If you have 32 registers or more, the compiler can (and should)
37  * try to change the array[] accesses into registers. However, on
38  * machines with less than ~25 registers, that won't really work,
39  * and at least gcc will make an unholy mess of it.
40  *
41  * So to avoid that mess which just slows things down, we force
42  * the stores to memory to actually happen (we might be better off
43  * with a 'W(t)=(val);asm("":"+m" (W(t))' there instead, as
44  * suggested by Artur Skawina - that will also make gcc unable to
45  * try to do the silly "optimize away loads" part because it won't
46  * see what the value will be).
47  *
48  * Ben Herrenschmidt reports that on PPC, the C version comes close
49  * to the optimized asm with this (ie on PPC you don't want that
50  * 'volatile', since there are lots of registers).
51  *
52  * On ARM we get the best code generation by forcing a full memory barrier
53  * between each SHA_ROUND, otherwise gcc happily get wild with spilling and
54  * the stack frame size simply explode and performance goes down the drain.
55  */
56
57 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__)
58   #define setW(x, val) (*(volatile unsigned int *)&W(x) = (val))
59 #elif defined(__GNUC__) && defined(__arm__)
60   #define setW(x, val) do { W(x) = (val); __asm__("":::"memory"); } while (0)
61 #else
62   #define setW(x, val) (W(x) = (val))
63 #endif
64
65 /*
66  * Performance might be improved if the CPU architecture is OK with
67  * unaligned 32-bit loads and a fast ntohl() is available.
68  * Otherwise fall back to byte loads and shifts which is portable,
69  * and is faster on architectures with memory alignment issues.
70  */
71
72 #if defined(__i386__) || defined(__x86_64__) || \
73     defined(_M_IX86) || defined(_M_X64) || \
74     defined(__ppc__) || defined(__ppc64__) || \
75     defined(__powerpc__) || defined(__powerpc64__) || \
76     defined(__s390__) || defined(__s390x__)
77
78 #define get_be32(p)     ntohl(*(unsigned int *)(p))
79 #define put_be32(p, v)  do { *(unsigned int *)(p) = htonl(v); } while (0)
80
81 #else
82
83 #define get_be32(p)     ( \
84         (*((unsigned char *)(p) + 0) << 24) | \
85         (*((unsigned char *)(p) + 1) << 16) | \
86         (*((unsigned char *)(p) + 2) <<  8) | \
87         (*((unsigned char *)(p) + 3) <<  0) )
88 #define put_be32(p, v)  do { \
89         unsigned int __v = (v); \
90         *((unsigned char *)(p) + 0) = __v >> 24; \
91         *((unsigned char *)(p) + 1) = __v >> 16; \
92         *((unsigned char *)(p) + 2) = __v >>  8; \
93         *((unsigned char *)(p) + 3) = __v >>  0; } while (0)
94
95 #endif
96
97 /* This "rolls" over the 512-bit array */
98 #define W(x) (array[(x)&15])
99
100 /*
101  * Where do we get the source from? The first 16 iterations get it from
102  * the input data, the next mix it from the 512-bit array.
103  */
104 #define SHA_SRC(t) get_be32(data + t)
105 #define SHA_MIX(t) SHA_ROL(W(t+13) ^ W(t+8) ^ W(t+2) ^ W(t), 1)
106
107 #define SHA_ROUND(t, input, fn, constant, A, B, C, D, E) do { \
108         unsigned int TEMP = input(t); setW(t, TEMP); \
109         E += TEMP + SHA_ROL(A,5) + (fn) + (constant); \
110         B = SHA_ROR(B, 2); } while (0)
111
112 #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 )
113 #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 )
114 #define T_20_39(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) , 0x6ed9eba1, A, B, C, D, E )
115 #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 )
116 #define T_60_79(t, A, B, C, D, E) SHA_ROUND(t, SHA_MIX, (B^C^D) ,  0xca62c1d6, A, B, C, D, E )
117
118 static void blk_SHA1_Block(blk_SHA_CTX *ctx, const unsigned int *data)
119 {
120         unsigned int A,B,C,D,E;
121         unsigned int array[16];
122
123         A = ctx->H[0];
124         B = ctx->H[1];
125         C = ctx->H[2];
126         D = ctx->H[3];
127         E = ctx->H[4];
128
129         /* Round 1 - iterations 0-16 take their input from 'data' */
130         T_0_15( 0, A, B, C, D, E);
131         T_0_15( 1, E, A, B, C, D);
132         T_0_15( 2, D, E, A, B, C);
133         T_0_15( 3, C, D, E, A, B);
134         T_0_15( 4, B, C, D, E, A);
135         T_0_15( 5, A, B, C, D, E);
136         T_0_15( 6, E, A, B, C, D);
137         T_0_15( 7, D, E, A, B, C);
138         T_0_15( 8, C, D, E, A, B);
139         T_0_15( 9, B, C, D, E, A);
140         T_0_15(10, A, B, C, D, E);
141         T_0_15(11, E, A, B, C, D);
142         T_0_15(12, D, E, A, B, C);
143         T_0_15(13, C, D, E, A, B);
144         T_0_15(14, B, C, D, E, A);
145         T_0_15(15, A, B, C, D, E);
146
147         /* Round 1 - tail. Input from 512-bit mixing array */
148         T_16_19(16, E, A, B, C, D);
149         T_16_19(17, D, E, A, B, C);
150         T_16_19(18, C, D, E, A, B);
151         T_16_19(19, B, C, D, E, A);
152
153         /* Round 2 */
154         T_20_39(20, A, B, C, D, E);
155         T_20_39(21, E, A, B, C, D);
156         T_20_39(22, D, E, A, B, C);
157         T_20_39(23, C, D, E, A, B);
158         T_20_39(24, B, C, D, E, A);
159         T_20_39(25, A, B, C, D, E);
160         T_20_39(26, E, A, B, C, D);
161         T_20_39(27, D, E, A, B, C);
162         T_20_39(28, C, D, E, A, B);
163         T_20_39(29, B, C, D, E, A);
164         T_20_39(30, A, B, C, D, E);
165         T_20_39(31, E, A, B, C, D);
166         T_20_39(32, D, E, A, B, C);
167         T_20_39(33, C, D, E, A, B);
168         T_20_39(34, B, C, D, E, A);
169         T_20_39(35, A, B, C, D, E);
170         T_20_39(36, E, A, B, C, D);
171         T_20_39(37, D, E, A, B, C);
172         T_20_39(38, C, D, E, A, B);
173         T_20_39(39, B, C, D, E, A);
174
175         /* Round 3 */
176         T_40_59(40, A, B, C, D, E);
177         T_40_59(41, E, A, B, C, D);
178         T_40_59(42, D, E, A, B, C);
179         T_40_59(43, C, D, E, A, B);
180         T_40_59(44, B, C, D, E, A);
181         T_40_59(45, A, B, C, D, E);
182         T_40_59(46, E, A, B, C, D);
183         T_40_59(47, D, E, A, B, C);
184         T_40_59(48, C, D, E, A, B);
185         T_40_59(49, B, C, D, E, A);
186         T_40_59(50, A, B, C, D, E);
187         T_40_59(51, E, A, B, C, D);
188         T_40_59(52, D, E, A, B, C);
189         T_40_59(53, C, D, E, A, B);
190         T_40_59(54, B, C, D, E, A);
191         T_40_59(55, A, B, C, D, E);
192         T_40_59(56, E, A, B, C, D);
193         T_40_59(57, D, E, A, B, C);
194         T_40_59(58, C, D, E, A, B);
195         T_40_59(59, B, C, D, E, A);
196
197         /* Round 4 */
198         T_60_79(60, A, B, C, D, E);
199         T_60_79(61, E, A, B, C, D);
200         T_60_79(62, D, E, A, B, C);
201         T_60_79(63, C, D, E, A, B);
202         T_60_79(64, B, C, D, E, A);
203         T_60_79(65, A, B, C, D, E);
204         T_60_79(66, E, A, B, C, D);
205         T_60_79(67, D, E, A, B, C);
206         T_60_79(68, C, D, E, A, B);
207         T_60_79(69, B, C, D, E, A);
208         T_60_79(70, A, B, C, D, E);
209         T_60_79(71, E, A, B, C, D);
210         T_60_79(72, D, E, A, B, C);
211         T_60_79(73, C, D, E, A, B);
212         T_60_79(74, B, C, D, E, A);
213         T_60_79(75, A, B, C, D, E);
214         T_60_79(76, E, A, B, C, D);
215         T_60_79(77, D, E, A, B, C);
216         T_60_79(78, C, D, E, A, B);
217         T_60_79(79, B, C, D, E, A);
218
219         ctx->H[0] += A;
220         ctx->H[1] += B;
221         ctx->H[2] += C;
222         ctx->H[3] += D;
223         ctx->H[4] += E;
224 }
225
226 void blk_SHA1_Init(blk_SHA_CTX *ctx)
227 {
228         ctx->size = 0;
229
230         /* Initialize H with the magic constants (see FIPS180 for constants) */
231         ctx->H[0] = 0x67452301;
232         ctx->H[1] = 0xefcdab89;
233         ctx->H[2] = 0x98badcfe;
234         ctx->H[3] = 0x10325476;
235         ctx->H[4] = 0xc3d2e1f0;
236 }
237
238 void blk_SHA1_Update(blk_SHA_CTX *ctx, const void *data, unsigned long len)
239 {
240         unsigned int lenW = ctx->size & 63;
241
242         ctx->size += len;
243
244         /* Read the data into W and process blocks as they get full */
245         if (lenW) {
246                 unsigned int left = 64 - lenW;
247                 if (len < left)
248                         left = len;
249                 memcpy(lenW + (char *)ctx->W, data, left);
250                 lenW = (lenW + left) & 63;
251                 len -= left;
252                 data = ((const char *)data + left);
253                 if (lenW)
254                         return;
255                 blk_SHA1_Block(ctx, ctx->W);
256         }
257         while (len >= 64) {
258                 blk_SHA1_Block(ctx, data);
259                 data = ((const char *)data + 64);
260                 len -= 64;
261         }
262         if (len)
263                 memcpy(ctx->W, data, len);
264 }
265
266 void blk_SHA1_Final(unsigned char hashout[20], blk_SHA_CTX *ctx)
267 {
268         static const unsigned char pad[64] = { 0x80 };
269         unsigned int padlen[2];
270         int i;
271
272         /* Pad with a binary 1 (ie 0x80), then zeroes, then length */
273         padlen[0] = htonl((uint32_t)(ctx->size >> 29));
274         padlen[1] = htonl((uint32_t)(ctx->size << 3));
275
276         i = ctx->size & 63;
277         blk_SHA1_Update(ctx, pad, 1+ (63 & (55 - i)));
278         blk_SHA1_Update(ctx, padlen, 8);
279
280         /* Output hash */
281         for (i = 0; i < 5; i++)
282                 put_be32(hashout + i*4, ctx->H[i]);
283 }