Clean-up implementation selection for SHA1 and SHA2
[libgcrypt.git] / cipher / sha512.c
1 /* sha512.c - SHA384 and SHA512 hash functions
2  * Copyright (C) 2003, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
3  *
4  * This file is part of Libgcrypt.
5  *
6  * Libgcrypt is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU Lesser general Public License as
8  * published by the Free Software Foundation; either version 2.1 of
9  * the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * Libgcrypt is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20
21 /*  Test vectors from FIPS-180-2:
22  *
23  *  "abc"
24  * 384:
25  *  CB00753F 45A35E8B B5A03D69 9AC65007 272C32AB 0EDED163
26  *  1A8B605A 43FF5BED 8086072B A1E7CC23 58BAECA1 34C825A7
27  * 512:
28  *  DDAF35A1 93617ABA CC417349 AE204131 12E6FA4E 89A97EA2 0A9EEEE6 4B55D39A
29  *  2192992A 274FC1A8 36BA3C23 A3FEEBBD 454D4423 643CE80E 2A9AC94F A54CA49F
30  *
31  *  "abcdefghbcdefghicdefghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmnhijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu"
32  * 384:
33  *  09330C33 F71147E8 3D192FC7 82CD1B47 53111B17 3B3B05D2
34  *  2FA08086 E3B0F712 FCC7C71A 557E2DB9 66C3E9FA 91746039
35  * 512:
36  *  8E959B75 DAE313DA 8CF4F728 14FC143F 8F7779C6 EB9F7FA1 7299AEAD B6889018
37  *  501D289E 4900F7E4 331B99DE C4B5433A C7D329EE B6DD2654 5E96E55B 874BE909
38  *
39  *  "a" x 1000000
40  * 384:
41  *  9D0E1809 716474CB 086E834E 310A4A1C ED149E9C 00F24852
42  *  7972CEC5 704C2A5B 07B8B3DC 38ECC4EB AE97DDD8 7F3D8985
43  * 512:
44  *  E718483D 0CE76964 4E2E42C7 BC15B463 8E1F98B1 3B204428 5632A803 AFA973EB
45  *  DE0FF244 877EA60A 4CB0432C E577C31B EB009C5C 2C49AA2E 4EADB217 AD8CC09B
46  */
47
48
49 #include <config.h>
50 #include <string.h>
51 #include "g10lib.h"
52 #include "bithelp.h"
53 #include "bufhelp.h"
54 #include "cipher.h"
55 #include "hash-common.h"
56
57
58 /* USE_ARM_NEON_ASM indicates whether to enable ARM NEON assembly code. */
59 #undef USE_ARM_NEON_ASM
60 #ifdef ENABLE_NEON_SUPPORT
61 # if defined(HAVE_ARM_ARCH_V6) && defined(__ARMEL__) \
62      && defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_ARM_PLATFORM_AS) \
63      && defined(HAVE_GCC_INLINE_ASM_NEON)
64 #  define USE_ARM_NEON_ASM 1
65 # endif
66 #endif /*ENABLE_NEON_SUPPORT*/
67
68
69 /* USE_ARM_ASM indicates whether to enable ARM assembly code. */
70 #undef USE_ARM_ASM
71 #if defined(__ARMEL__) && defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_ARM_PLATFORM_AS)
72 # define USE_ARM_ASM 1
73 #endif
74
75
76 /* USE_SSSE3 indicates whether to compile with Intel SSSE3 code. */
77 #undef USE_SSSE3
78 #if defined(__x86_64__) && defined(HAVE_GCC_INLINE_ASM_SSSE3) && \
79     defined(HAVE_INTEL_SYNTAX_PLATFORM_AS) && \
80     (defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_AMD64_PLATFORM_AS) || \
81      defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_WIN64_PLATFORM_AS))
82 # define USE_SSSE3 1
83 #endif
84
85
86 /* USE_AVX indicates whether to compile with Intel AVX code. */
87 #undef USE_AVX
88 #if defined(__x86_64__) && defined(HAVE_GCC_INLINE_ASM_AVX) && \
89     defined(HAVE_INTEL_SYNTAX_PLATFORM_AS) && \
90     (defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_AMD64_PLATFORM_AS) || \
91      defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_WIN64_PLATFORM_AS))
92 # define USE_AVX 1
93 #endif
94
95
96 /* USE_AVX2 indicates whether to compile with Intel AVX2/rorx code. */
97 #undef USE_AVX2
98 #if defined(__x86_64__) && defined(HAVE_GCC_INLINE_ASM_AVX2) && \
99     defined(HAVE_GCC_INLINE_ASM_BMI2) && \
100     defined(HAVE_INTEL_SYNTAX_PLATFORM_AS) && \
101     (defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_AMD64_PLATFORM_AS) || \
102      defined(HAVE_COMPATIBLE_GCC_WIN64_PLATFORM_AS))
103 # define USE_AVX2 1
104 #endif
105
106
107 typedef struct
108 {
109   u64 h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7;
110 } SHA512_STATE;
111
112 typedef struct
113 {
114   gcry_md_block_ctx_t bctx;
115   SHA512_STATE state;
116 } SHA512_CONTEXT;
117
118
119 static const u64 k[] =
120   {
121     U64_C(0x428a2f98d728ae22), U64_C(0x7137449123ef65cd),
122     U64_C(0xb5c0fbcfec4d3b2f), U64_C(0xe9b5dba58189dbbc),
123     U64_C(0x3956c25bf348b538), U64_C(0x59f111f1b605d019),
124     U64_C(0x923f82a4af194f9b), U64_C(0xab1c5ed5da6d8118),
125     U64_C(0xd807aa98a3030242), U64_C(0x12835b0145706fbe),
126     U64_C(0x243185be4ee4b28c), U64_C(0x550c7dc3d5ffb4e2),
127     U64_C(0x72be5d74f27b896f), U64_C(0x80deb1fe3b1696b1),
128     U64_C(0x9bdc06a725c71235), U64_C(0xc19bf174cf692694),
129     U64_C(0xe49b69c19ef14ad2), U64_C(0xefbe4786384f25e3),
130     U64_C(0x0fc19dc68b8cd5b5), U64_C(0x240ca1cc77ac9c65),
131     U64_C(0x2de92c6f592b0275), U64_C(0x4a7484aa6ea6e483),
132     U64_C(0x5cb0a9dcbd41fbd4), U64_C(0x76f988da831153b5),
133     U64_C(0x983e5152ee66dfab), U64_C(0xa831c66d2db43210),
134     U64_C(0xb00327c898fb213f), U64_C(0xbf597fc7beef0ee4),
135     U64_C(0xc6e00bf33da88fc2), U64_C(0xd5a79147930aa725),
136     U64_C(0x06ca6351e003826f), U64_C(0x142929670a0e6e70),
137     U64_C(0x27b70a8546d22ffc), U64_C(0x2e1b21385c26c926),
138     U64_C(0x4d2c6dfc5ac42aed), U64_C(0x53380d139d95b3df),
139     U64_C(0x650a73548baf63de), U64_C(0x766a0abb3c77b2a8),
140     U64_C(0x81c2c92e47edaee6), U64_C(0x92722c851482353b),
141     U64_C(0xa2bfe8a14cf10364), U64_C(0xa81a664bbc423001),
142     U64_C(0xc24b8b70d0f89791), U64_C(0xc76c51a30654be30),
143     U64_C(0xd192e819d6ef5218), U64_C(0xd69906245565a910),
144     U64_C(0xf40e35855771202a), U64_C(0x106aa07032bbd1b8),
145     U64_C(0x19a4c116b8d2d0c8), U64_C(0x1e376c085141ab53),
146     U64_C(0x2748774cdf8eeb99), U64_C(0x34b0bcb5e19b48a8),
147     U64_C(0x391c0cb3c5c95a63), U64_C(0x4ed8aa4ae3418acb),
148     U64_C(0x5b9cca4f7763e373), U64_C(0x682e6ff3d6b2b8a3),
149     U64_C(0x748f82ee5defb2fc), U64_C(0x78a5636f43172f60),
150     U64_C(0x84c87814a1f0ab72), U64_C(0x8cc702081a6439ec),
151     U64_C(0x90befffa23631e28), U64_C(0xa4506cebde82bde9),
152     U64_C(0xbef9a3f7b2c67915), U64_C(0xc67178f2e372532b),
153     U64_C(0xca273eceea26619c), U64_C(0xd186b8c721c0c207),
154     U64_C(0xeada7dd6cde0eb1e), U64_C(0xf57d4f7fee6ed178),
155     U64_C(0x06f067aa72176fba), U64_C(0x0a637dc5a2c898a6),
156     U64_C(0x113f9804bef90dae), U64_C(0x1b710b35131c471b),
157     U64_C(0x28db77f523047d84), U64_C(0x32caab7b40c72493),
158     U64_C(0x3c9ebe0a15c9bebc), U64_C(0x431d67c49c100d4c),
159     U64_C(0x4cc5d4becb3e42b6), U64_C(0x597f299cfc657e2a),
160     U64_C(0x5fcb6fab3ad6faec), U64_C(0x6c44198c4a475817)
161   };
162
163
164 /* AMD64 assembly implementations use SystemV ABI, ABI conversion and additional
165  * stack to store XMM6-XMM15 needed on Win64. */
166 #undef ASM_FUNC_ABI
167 #undef ASM_EXTRA_STACK
168 #if defined(USE_SSSE3) || defined(USE_AVX) || defined(USE_AVX2)
169 # ifdef HAVE_COMPATIBLE_GCC_WIN64_PLATFORM_AS
170 #  define ASM_FUNC_ABI __attribute__((sysv_abi))
171 #  define ASM_EXTRA_STACK (10 * 16 + 4 * sizeof(void *))
172 # else
173 #  define ASM_FUNC_ABI
174 #  define ASM_EXTRA_STACK 0
175 # endif
176 #endif
177
178
179 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
180 unsigned int _gcry_sha512_transform_armv7_neon (SHA512_STATE *hd,
181                                                 const unsigned char *data,
182                                                 const u64 k[], size_t num_blks);
183
184 static unsigned int
185 do_sha512_transform_armv7_neon(void *ctx, const unsigned char *data,
186                                size_t nblks)
187 {
188   SHA512_CONTEXT *hd = ctx;
189   return _gcry_sha512_transform_armv7_neon (&hd->state, data, k, nblks);
190 }
191 #endif
192
193 #ifdef USE_SSSE3
194 unsigned int _gcry_sha512_transform_amd64_ssse3(const void *input_data,
195                                                 void *state,
196                                                 size_t num_blks) ASM_FUNC_ABI;
197
198 static unsigned int
199 do_sha512_transform_amd64_ssse3(void *ctx, const unsigned char *data,
200                                 size_t nblks)
201 {
202   SHA512_CONTEXT *hd = ctx;
203   return _gcry_sha512_transform_amd64_ssse3 (data, &hd->state, nblks)
204          + ASM_EXTRA_STACK;
205 }
206 #endif
207
208 #ifdef USE_AVX
209 unsigned int _gcry_sha512_transform_amd64_avx(const void *input_data,
210                                               void *state,
211                                               size_t num_blks) ASM_FUNC_ABI;
212
213 static unsigned int
214 do_sha512_transform_amd64_avx(void *ctx, const unsigned char *data,
215                               size_t nblks)
216 {
217   SHA512_CONTEXT *hd = ctx;
218   return _gcry_sha512_transform_amd64_avx (data, &hd->state, nblks)
219          + ASM_EXTRA_STACK;
220 }
221 #endif
222
223 #ifdef USE_AVX2
224 unsigned int _gcry_sha512_transform_amd64_avx2(const void *input_data,
225                                                void *state,
226                                                size_t num_blks) ASM_FUNC_ABI;
227
228 static unsigned int
229 do_sha512_transform_amd64_avx2(void *ctx, const unsigned char *data,
230                                size_t nblks)
231 {
232   SHA512_CONTEXT *hd = ctx;
233   return _gcry_sha512_transform_amd64_avx2 (data, &hd->state, nblks)
234          + ASM_EXTRA_STACK;
235 }
236 #endif
237
238
239 #ifdef USE_ARM_ASM
240 unsigned int _gcry_sha512_transform_arm (SHA512_STATE *hd,
241                                          const unsigned char *data,
242                                          const u64 k[], size_t num_blks);
243
244 static unsigned int
245 do_transform_generic (void *context, const unsigned char *data, size_t nblks)
246 {
247   SHA512_CONTEXT *hd = context;
248   return _gcry_sha512_transform_armv7_neon (&hd->state, data, k, nblks);
249 }
250 #else
251 static unsigned int
252 do_transform_generic (void *context, const unsigned char *data, size_t nblks);
253 #endif
254
255
256 static void
257 sha512_init (void *context, unsigned int flags)
258 {
259   SHA512_CONTEXT *ctx = context;
260   SHA512_STATE *hd = &ctx->state;
261   unsigned int features = _gcry_get_hw_features ();
262
263   (void)flags;
264   (void)k;
265
266   hd->h0 = U64_C(0x6a09e667f3bcc908);
267   hd->h1 = U64_C(0xbb67ae8584caa73b);
268   hd->h2 = U64_C(0x3c6ef372fe94f82b);
269   hd->h3 = U64_C(0xa54ff53a5f1d36f1);
270   hd->h4 = U64_C(0x510e527fade682d1);
271   hd->h5 = U64_C(0x9b05688c2b3e6c1f);
272   hd->h6 = U64_C(0x1f83d9abfb41bd6b);
273   hd->h7 = U64_C(0x5be0cd19137e2179);
274
275   ctx->bctx.nblocks = 0;
276   ctx->bctx.nblocks_high = 0;
277   ctx->bctx.count = 0;
278   ctx->bctx.blocksize = 128;
279
280   /* Order of feature checks is important here; last match will be
281    * selected.  Keep slower implementations at the top and faster at
282    * the bottom.  */
283   ctx->bctx.bwrite = do_transform_generic;
284 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
285   if ((features & HWF_ARM_NEON) != 0)
286     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_armv7_neon;
287 #endif
288 #ifdef USE_SSSE3
289   if ((features & HWF_INTEL_SSSE3) != 0)
290     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_amd64_ssse3;
291 #endif
292 #ifdef USE_AVX
293   if ((features & HWF_INTEL_AVX) && (features & HWF_INTEL_FAST_SHLD))
294     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_amd64_avx;
295 #endif
296 #ifdef USE_AVX2
297   if ((features & HWF_INTEL_AVX2) && (features & HWF_INTEL_BMI2))
298     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_amd64_avx2;
299 #endif
300   (void)features;
301 }
302
303 static void
304 sha384_init (void *context, unsigned int flags)
305 {
306   SHA512_CONTEXT *ctx = context;
307   SHA512_STATE *hd = &ctx->state;
308   unsigned int features = _gcry_get_hw_features ();
309
310   (void)flags;
311
312   hd->h0 = U64_C(0xcbbb9d5dc1059ed8);
313   hd->h1 = U64_C(0x629a292a367cd507);
314   hd->h2 = U64_C(0x9159015a3070dd17);
315   hd->h3 = U64_C(0x152fecd8f70e5939);
316   hd->h4 = U64_C(0x67332667ffc00b31);
317   hd->h5 = U64_C(0x8eb44a8768581511);
318   hd->h6 = U64_C(0xdb0c2e0d64f98fa7);
319   hd->h7 = U64_C(0x47b5481dbefa4fa4);
320
321   ctx->bctx.nblocks = 0;
322   ctx->bctx.nblocks_high = 0;
323   ctx->bctx.count = 0;
324   ctx->bctx.blocksize = 128;
325
326   /* Order of feature checks is important here; last match will be
327    * selected.  Keep slower implementations at the top and faster at
328    * the bottom.  */
329   ctx->bctx.bwrite = do_transform_generic;
330 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
331   if ((features & HWF_ARM_NEON) != 0)
332     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_armv7_neon;
333 #endif
334 #ifdef USE_SSSE3
335   if ((features & HWF_INTEL_SSSE3) != 0)
336     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_amd64_ssse3;
337 #endif
338 #ifdef USE_AVX
339   if ((features & HWF_INTEL_AVX) && (features & HWF_INTEL_FAST_SHLD))
340     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_amd64_avx;
341 #endif
342 #ifdef USE_AVX2
343   if ((features & HWF_INTEL_AVX2) && (features & HWF_INTEL_BMI2))
344     ctx->bctx.bwrite = do_sha512_transform_amd64_avx2;
345 #endif
346   (void)features;
347 }
348
349
350 #ifndef USE_ARM_ASM
351
352 static inline u64
353 ROTR (u64 x, u64 n)
354 {
355   return ((x >> n) | (x << (64 - n)));
356 }
357
358 static inline u64
359 Ch (u64 x, u64 y, u64 z)
360 {
361   return ((x & y) ^ ( ~x & z));
362 }
363
364 static inline u64
365 Maj (u64 x, u64 y, u64 z)
366 {
367   return ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z));
368 }
369
370 static inline u64
371 Sum0 (u64 x)
372 {
373   return (ROTR (x, 28) ^ ROTR (x, 34) ^ ROTR (x, 39));
374 }
375
376 static inline u64
377 Sum1 (u64 x)
378 {
379   return (ROTR (x, 14) ^ ROTR (x, 18) ^ ROTR (x, 41));
380 }
381
382 /****************
383  * Transform the message W which consists of 16 64-bit-words
384  */
385 static unsigned int
386 do_transform_generic (void *context, const unsigned char *data, size_t nblks)
387 {
388   SHA512_CONTEXT *ctx = context;
389   SHA512_STATE *hd = &ctx->state;
390
391   do
392     {
393       u64 a, b, c, d, e, f, g, h;
394       u64 w[16];
395       int t;
396
397       /* get values from the chaining vars */
398       a = hd->h0;
399       b = hd->h1;
400       c = hd->h2;
401       d = hd->h3;
402       e = hd->h4;
403       f = hd->h5;
404       g = hd->h6;
405       h = hd->h7;
406
407       for ( t = 0; t < 16; t++ )
408         w[t] = buf_get_be64(data + t * 8);
409
410 #define S0(x) (ROTR((x),1) ^ ROTR((x),8) ^ ((x)>>7))
411 #define S1(x) (ROTR((x),19) ^ ROTR((x),61) ^ ((x)>>6))
412
413       for (t = 0; t < 80 - 16; )
414         {
415           u64 t1, t2;
416
417           t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t] + w[0];
418           w[0] += S1 (w[14]) + w[9] + S0 (w[1]);
419           t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
420           d += t1;
421           h = t1 + t2;
422
423           t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+1] + w[1];
424           w[1] += S1 (w[15]) + w[10] + S0 (w[2]);
425           t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
426           c += t1;
427           g  = t1 + t2;
428
429           t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+2] + w[2];
430           w[2] += S1 (w[0]) + w[11] + S0 (w[3]);
431           t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
432           b += t1;
433           f  = t1 + t2;
434
435           t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+3] + w[3];
436           w[3] += S1 (w[1]) + w[12] + S0 (w[4]);
437           t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
438           a += t1;
439           e  = t1 + t2;
440
441           t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+4] + w[4];
442           w[4] += S1 (w[2]) + w[13] + S0 (w[5]);
443           t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
444           h += t1;
445           d  = t1 + t2;
446
447           t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+5] + w[5];
448           w[5] += S1 (w[3]) + w[14] + S0 (w[6]);
449           t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
450           g += t1;
451           c  = t1 + t2;
452
453           t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+6] + w[6];
454           w[6] += S1 (w[4]) + w[15] + S0 (w[7]);
455           t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
456           f += t1;
457           b  = t1 + t2;
458
459           t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+7] + w[7];
460           w[7] += S1 (w[5]) + w[0] + S0 (w[8]);
461           t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
462           e += t1;
463           a  = t1 + t2;
464
465           t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t+8] + w[8];
466           w[8] += S1 (w[6]) + w[1] + S0 (w[9]);
467           t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
468           d += t1;
469           h  = t1 + t2;
470
471           t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+9] + w[9];
472           w[9] += S1 (w[7]) + w[2] + S0 (w[10]);
473           t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
474           c += t1;
475           g  = t1 + t2;
476
477           t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+10] + w[10];
478           w[10] += S1 (w[8]) + w[3] + S0 (w[11]);
479           t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
480           b += t1;
481           f  = t1 + t2;
482
483           t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+11] + w[11];
484           w[11] += S1 (w[9]) + w[4] + S0 (w[12]);
485           t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
486           a += t1;
487           e  = t1 + t2;
488
489           t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+12] + w[12];
490           w[12] += S1 (w[10]) + w[5] + S0 (w[13]);
491           t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
492           h += t1;
493           d  = t1 + t2;
494
495           t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+13] + w[13];
496           w[13] += S1 (w[11]) + w[6] + S0 (w[14]);
497           t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
498           g += t1;
499           c  = t1 + t2;
500
501           t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+14] + w[14];
502           w[14] += S1 (w[12]) + w[7] + S0 (w[15]);
503           t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
504           f += t1;
505           b  = t1 + t2;
506
507           t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+15] + w[15];
508           w[15] += S1 (w[13]) + w[8] + S0 (w[0]);
509           t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
510           e += t1;
511           a  = t1 + t2;
512
513           t += 16;
514         }
515
516       for (; t < 80; )
517         {
518           u64 t1, t2;
519
520           t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t] + w[0];
521           t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
522           d += t1;
523           h  = t1 + t2;
524
525           t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+1] + w[1];
526           t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
527           c += t1;
528           g  = t1 + t2;
529
530           t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+2] + w[2];
531           t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
532           b += t1;
533           f  = t1 + t2;
534
535           t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+3] + w[3];
536           t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
537           a += t1;
538           e  = t1 + t2;
539
540           t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+4] + w[4];
541           t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
542           h += t1;
543           d  = t1 + t2;
544
545           t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+5] + w[5];
546           t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
547           g += t1;
548           c  = t1 + t2;
549
550           t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+6] + w[6];
551           t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
552           f += t1;
553           b  = t1 + t2;
554
555           t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+7] + w[7];
556           t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
557           e += t1;
558           a  = t1 + t2;
559
560           t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t+8] + w[8];
561           t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
562           d += t1;
563           h  = t1 + t2;
564
565           t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+9] + w[9];
566           t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
567           c += t1;
568           g  = t1 + t2;
569
570           t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+10] + w[10];
571           t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
572           b += t1;
573           f  = t1 + t2;
574
575           t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+11] + w[11];
576           t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
577           a += t1;
578           e  = t1 + t2;
579
580           t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+12] + w[12];
581           t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
582           h += t1;
583           d  = t1 + t2;
584
585           t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+13] + w[13];
586           t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
587           g += t1;
588           c  = t1 + t2;
589
590           t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+14] + w[14];
591           t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
592           f += t1;
593           b  = t1 + t2;
594
595           t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+15] + w[15];
596           t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
597           e += t1;
598           a  = t1 + t2;
599
600           t += 16;
601         }
602
603       /* Update chaining vars.  */
604       hd->h0 += a;
605       hd->h1 += b;
606       hd->h2 += c;
607       hd->h3 += d;
608       hd->h4 += e;
609       hd->h5 += f;
610       hd->h6 += g;
611       hd->h7 += h;
612
613       data += 128;
614     }
615   while (--nblks);
616
617   return (8 + 16) * sizeof(u64) + sizeof(u32) + 3 * sizeof(void*);
618 }
619 #endif /*!USE_ARM_ASM*/
620
621
622 /* The routine final terminates the computation and
623  * returns the digest.
624  * The handle is prepared for a new cycle, but adding bytes to the
625  * handle will the destroy the returned buffer.
626  * Returns: 64 bytes representing the digest.  When used for sha384,
627  * we take the leftmost 48 of those bytes.
628  */
629
630 static void
631 sha512_final (void *context)
632 {
633   SHA512_CONTEXT *hd = context;
634   unsigned int stack_burn_depth;
635   u64 t, th, msb, lsb;
636   byte *p;
637
638   _gcry_md_block_write (context, NULL, 0); /* flush */ ;
639
640   t = hd->bctx.nblocks;
641   /* if (sizeof t == sizeof hd->bctx.nblocks) */
642   th = hd->bctx.nblocks_high;
643   /* else */
644   /*   th = hd->bctx.nblocks >> 64; In case we ever use u128  */
645
646   /* multiply by 128 to make a byte count */
647   lsb = t << 7;
648   msb = (th << 7) | (t >> 57);
649   /* add the count */
650   t = lsb;
651   if ((lsb += hd->bctx.count) < t)
652     msb++;
653   /* multiply by 8 to make a bit count */
654   t = lsb;
655   lsb <<= 3;
656   msb <<= 3;
657   msb |= t >> 61;
658
659   if (hd->bctx.count < 112)
660     {                           /* enough room */
661       hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0x80;    /* pad */
662       while (hd->bctx.count < 112)
663         hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0;     /* pad */
664     }
665   else
666     {                           /* need one extra block */
667       hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0x80;    /* pad character */
668       while (hd->bctx.count < 128)
669         hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0;
670       _gcry_md_block_write (context, NULL, 0); /* flush */ ;
671       memset (hd->bctx.buf, 0, 112);    /* fill next block with zeroes */
672     }
673   /* append the 128 bit count */
674   buf_put_be64(hd->bctx.buf + 112, msb);
675   buf_put_be64(hd->bctx.buf + 120, lsb);
676   stack_burn_depth = (*hd->bctx.bwrite) (hd, hd->bctx.buf, 1);
677   _gcry_burn_stack (stack_burn_depth);
678
679   p = hd->bctx.buf;
680 #define X(a) do { buf_put_be64(p, hd->state.h##a); p += 8; } while (0)
681   X (0);
682   X (1);
683   X (2);
684   X (3);
685   X (4);
686   X (5);
687   /* Note that these last two chunks are included even for SHA384.
688      We just ignore them. */
689   X (6);
690   X (7);
691 #undef X
692 }
693
694 static byte *
695 sha512_read (void *context)
696 {
697   SHA512_CONTEXT *hd = (SHA512_CONTEXT *) context;
698   return hd->bctx.buf;
699 }
700
701
702 /* Shortcut functions which puts the hash value of the supplied buffer
703  * into outbuf which must have a size of 64 bytes.  */
704 void
705 _gcry_sha512_hash_buffer (void *outbuf, const void *buffer, size_t length)
706 {
707   SHA512_CONTEXT hd;
708
709   sha512_init (&hd, 0);
710   _gcry_md_block_write (&hd, buffer, length);
711   sha512_final (&hd);
712   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 64);
713 }
714
715
716 /* Variant of the above shortcut function using multiple buffers.  */
717 void
718 _gcry_sha512_hash_buffers (void *outbuf, const gcry_buffer_t *iov, int iovcnt)
719 {
720   SHA512_CONTEXT hd;
721
722   sha512_init (&hd, 0);
723   for (;iovcnt > 0; iov++, iovcnt--)
724     _gcry_md_block_write (&hd,
725                           (const char*)iov[0].data + iov[0].off, iov[0].len);
726   sha512_final (&hd);
727   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 64);
728 }
729
730
731
732 /* Shortcut functions which puts the hash value of the supplied buffer
733  * into outbuf which must have a size of 48 bytes.  */
734 static void
735 _gcry_sha384_hash_buffer (void *outbuf, const void *buffer, size_t length)
736 {
737   SHA512_CONTEXT hd;
738
739   sha384_init (&hd, 0);
740   _gcry_md_block_write (&hd, buffer, length);
741   sha512_final (&hd);
742   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 48);
743 }
744
745
746 /* Variant of the above shortcut function using multiple buffers.  */
747 static void
748 _gcry_sha384_hash_buffers (void *outbuf, const gcry_buffer_t *iov, int iovcnt)
749 {
750   SHA512_CONTEXT hd;
751
752   sha384_init (&hd, 0);
753   for (;iovcnt > 0; iov++, iovcnt--)
754     _gcry_md_block_write (&hd,
755                           (const char*)iov[0].data + iov[0].off, iov[0].len);
756   sha512_final (&hd);
757   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 48);
758 }
759
760
761 \f
762 /*
763      Self-test section.
764  */
765
766
767 static gpg_err_code_t
768 selftests_sha384 (int extended, selftest_report_func_t report)
769 {
770   const char *what;
771   const char *errtxt;
772
773   what = "short string";
774   errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
775     (GCRY_MD_SHA384, 0,
776      "abc", 3,
777      "\xcb\x00\x75\x3f\x45\xa3\x5e\x8b\xb5\xa0\x3d\x69\x9a\xc6\x50\x07"
778      "\x27\x2c\x32\xab\x0e\xde\xd1\x63\x1a\x8b\x60\x5a\x43\xff\x5b\xed"
779      "\x80\x86\x07\x2b\xa1\xe7\xcc\x23\x58\xba\xec\xa1\x34\xc8\x25\xa7", 48);
780   if (errtxt)
781     goto failed;
782
783   if (extended)
784     {
785       what = "long string";
786       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
787         (GCRY_MD_SHA384, 0,
788          "abcdefghbcdefghicdefghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmn"
789          "hijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 112,
790          "\x09\x33\x0C\x33\xF7\x11\x47\xE8\x3D\x19\x2F\xC7\x82\xCD\x1B\x47"
791          "\x53\x11\x1B\x17\x3B\x3B\x05\xD2\x2F\xA0\x80\x86\xE3\xB0\xF7\x12"
792          "\xFC\xC7\xC7\x1A\x55\x7E\x2D\xB9\x66\xC3\xE9\xFA\x91\x74\x60\x39",
793          48);
794       if (errtxt)
795         goto failed;
796
797       what = "one million \"a\"";
798       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
799         (GCRY_MD_SHA384, 1,
800          NULL, 0,
801          "\x9D\x0E\x18\x09\x71\x64\x74\xCB\x08\x6E\x83\x4E\x31\x0A\x4A\x1C"
802          "\xED\x14\x9E\x9C\x00\xF2\x48\x52\x79\x72\xCE\xC5\x70\x4C\x2A\x5B"
803          "\x07\xB8\xB3\xDC\x38\xEC\xC4\xEB\xAE\x97\xDD\xD8\x7F\x3D\x89\x85",
804          48);
805       if (errtxt)
806         goto failed;
807     }
808
809   return 0; /* Succeeded. */
810
811  failed:
812   if (report)
813     report ("digest", GCRY_MD_SHA384, what, errtxt);
814   return GPG_ERR_SELFTEST_FAILED;
815 }
816
817 static gpg_err_code_t
818 selftests_sha512 (int extended, selftest_report_func_t report)
819 {
820   const char *what;
821   const char *errtxt;
822
823   what = "short string";
824   errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
825     (GCRY_MD_SHA512, 0,
826      "abc", 3,
827      "\xDD\xAF\x35\xA1\x93\x61\x7A\xBA\xCC\x41\x73\x49\xAE\x20\x41\x31"
828      "\x12\xE6\xFA\x4E\x89\xA9\x7E\xA2\x0A\x9E\xEE\xE6\x4B\x55\xD3\x9A"
829      "\x21\x92\x99\x2A\x27\x4F\xC1\xA8\x36\xBA\x3C\x23\xA3\xFE\xEB\xBD"
830      "\x45\x4D\x44\x23\x64\x3C\xE8\x0E\x2A\x9A\xC9\x4F\xA5\x4C\xA4\x9F", 64);
831   if (errtxt)
832     goto failed;
833
834   if (extended)
835     {
836       what = "long string";
837       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
838         (GCRY_MD_SHA512, 0,
839          "abcdefghbcdefghicdefghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmn"
840          "hijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 112,
841          "\x8E\x95\x9B\x75\xDA\xE3\x13\xDA\x8C\xF4\xF7\x28\x14\xFC\x14\x3F"
842          "\x8F\x77\x79\xC6\xEB\x9F\x7F\xA1\x72\x99\xAE\xAD\xB6\x88\x90\x18"
843          "\x50\x1D\x28\x9E\x49\x00\xF7\xE4\x33\x1B\x99\xDE\xC4\xB5\x43\x3A"
844          "\xC7\xD3\x29\xEE\xB6\xDD\x26\x54\x5E\x96\xE5\x5B\x87\x4B\xE9\x09",
845          64);
846       if (errtxt)
847         goto failed;
848
849       what = "one million \"a\"";
850       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
851         (GCRY_MD_SHA512, 1,
852          NULL, 0,
853          "\xE7\x18\x48\x3D\x0C\xE7\x69\x64\x4E\x2E\x42\xC7\xBC\x15\xB4\x63"
854          "\x8E\x1F\x98\xB1\x3B\x20\x44\x28\x56\x32\xA8\x03\xAF\xA9\x73\xEB"
855          "\xDE\x0F\xF2\x44\x87\x7E\xA6\x0A\x4C\xB0\x43\x2C\xE5\x77\xC3\x1B"
856          "\xEB\x00\x9C\x5C\x2C\x49\xAA\x2E\x4E\xAD\xB2\x17\xAD\x8C\xC0\x9B",
857          64);
858       if (errtxt)
859         goto failed;
860     }
861
862   return 0; /* Succeeded. */
863
864  failed:
865   if (report)
866     report ("digest", GCRY_MD_SHA512, what, errtxt);
867   return GPG_ERR_SELFTEST_FAILED;
868 }
869
870
871 /* Run a full self-test for ALGO and return 0 on success.  */
872 static gpg_err_code_t
873 run_selftests (int algo, int extended, selftest_report_func_t report)
874 {
875   gpg_err_code_t ec;
876
877   switch (algo)
878     {
879     case GCRY_MD_SHA384:
880       ec = selftests_sha384 (extended, report);
881       break;
882     case GCRY_MD_SHA512:
883       ec = selftests_sha512 (extended, report);
884       break;
885     default:
886       ec = GPG_ERR_DIGEST_ALGO;
887       break;
888
889     }
890   return ec;
891 }
892
893
894
895 \f
896 static byte sha512_asn[] =      /* Object ID is 2.16.840.1.101.3.4.2.3 */
897   {
898     0x30, 0x51, 0x30, 0x0d, 0x06, 0x09, 0x60, 0x86,
899     0x48, 0x01, 0x65, 0x03, 0x04, 0x02, 0x03, 0x05,
900     0x00, 0x04, 0x40
901   };
902
903 static gcry_md_oid_spec_t oid_spec_sha512[] =
904   {
905     { "2.16.840.1.101.3.4.2.3" },
906
907     /* PKCS#1 sha512WithRSAEncryption */
908     { "1.2.840.113549.1.1.13" },
909
910     { NULL }
911   };
912
913 gcry_md_spec_t _gcry_digest_spec_sha512 =
914   {
915     GCRY_MD_SHA512, {0, 1},
916     "SHA512", sha512_asn, DIM (sha512_asn), oid_spec_sha512, 64,
917     sha512_init, _gcry_md_block_write, sha512_final, sha512_read, NULL,
918     _gcry_sha512_hash_buffer, _gcry_sha512_hash_buffers,
919     sizeof (SHA512_CONTEXT),
920     run_selftests
921   };
922
923 static byte sha384_asn[] =      /* Object ID is 2.16.840.1.101.3.4.2.2 */
924   {
925     0x30, 0x41, 0x30, 0x0d, 0x06, 0x09, 0x60, 0x86,
926     0x48, 0x01, 0x65, 0x03, 0x04, 0x02, 0x02, 0x05,
927     0x00, 0x04, 0x30
928   };
929
930 static gcry_md_oid_spec_t oid_spec_sha384[] =
931   {
932     { "2.16.840.1.101.3.4.2.2" },
933
934     /* PKCS#1 sha384WithRSAEncryption */
935     { "1.2.840.113549.1.1.12" },
936
937     /* SHA384WithECDSA: RFC 7427 (A.3.3.) */
938     { "1.2.840.10045.4.3.3" },
939
940     { NULL },
941   };
942
943 gcry_md_spec_t _gcry_digest_spec_sha384 =
944   {
945     GCRY_MD_SHA384, {0, 1},
946     "SHA384", sha384_asn, DIM (sha384_asn), oid_spec_sha384, 48,
947     sha384_init, _gcry_md_block_write, sha512_final, sha512_read, NULL,
948     _gcry_sha384_hash_buffer, _gcry_sha384_hash_buffers,
949     sizeof (SHA512_CONTEXT),
950     run_selftests
951   };