9405de80bd2d741068777f67cc5172c3f024c6f2
[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 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
117   unsigned int use_neon:1;
118 #endif
119 #ifdef USE_SSSE3
120   unsigned int use_ssse3:1;
121 #endif
122 #ifdef USE_AVX
123   unsigned int use_avx:1;
124 #endif
125 #ifdef USE_AVX2
126   unsigned int use_avx2:1;
127 #endif
128 } SHA512_CONTEXT;
129
130 static unsigned int
131 transform (void *context, const unsigned char *data, size_t nblks);
132
133 static void
134 sha512_init (void *context, unsigned int flags)
135 {
136   SHA512_CONTEXT *ctx = context;
137   SHA512_STATE *hd = &ctx->state;
138   unsigned int features = _gcry_get_hw_features ();
139
140   (void)flags;
141
142   hd->h0 = U64_C(0x6a09e667f3bcc908);
143   hd->h1 = U64_C(0xbb67ae8584caa73b);
144   hd->h2 = U64_C(0x3c6ef372fe94f82b);
145   hd->h3 = U64_C(0xa54ff53a5f1d36f1);
146   hd->h4 = U64_C(0x510e527fade682d1);
147   hd->h5 = U64_C(0x9b05688c2b3e6c1f);
148   hd->h6 = U64_C(0x1f83d9abfb41bd6b);
149   hd->h7 = U64_C(0x5be0cd19137e2179);
150
151   ctx->bctx.nblocks = 0;
152   ctx->bctx.nblocks_high = 0;
153   ctx->bctx.count = 0;
154   ctx->bctx.blocksize = 128;
155   ctx->bctx.bwrite = transform;
156
157 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
158   ctx->use_neon = (features & HWF_ARM_NEON) != 0;
159 #endif
160 #ifdef USE_SSSE3
161   ctx->use_ssse3 = (features & HWF_INTEL_SSSE3) != 0;
162 #endif
163 #ifdef USE_AVX
164   ctx->use_avx = (features & HWF_INTEL_AVX) && (features & HWF_INTEL_FAST_SHLD);
165 #endif
166 #ifdef USE_AVX2
167   ctx->use_avx2 = (features & HWF_INTEL_AVX2) && (features & HWF_INTEL_BMI2);
168 #endif
169
170   (void)features;
171 }
172
173 static void
174 sha384_init (void *context, unsigned int flags)
175 {
176   SHA512_CONTEXT *ctx = context;
177   SHA512_STATE *hd = &ctx->state;
178   unsigned int features = _gcry_get_hw_features ();
179
180   (void)flags;
181
182   hd->h0 = U64_C(0xcbbb9d5dc1059ed8);
183   hd->h1 = U64_C(0x629a292a367cd507);
184   hd->h2 = U64_C(0x9159015a3070dd17);
185   hd->h3 = U64_C(0x152fecd8f70e5939);
186   hd->h4 = U64_C(0x67332667ffc00b31);
187   hd->h5 = U64_C(0x8eb44a8768581511);
188   hd->h6 = U64_C(0xdb0c2e0d64f98fa7);
189   hd->h7 = U64_C(0x47b5481dbefa4fa4);
190
191   ctx->bctx.nblocks = 0;
192   ctx->bctx.nblocks_high = 0;
193   ctx->bctx.count = 0;
194   ctx->bctx.blocksize = 128;
195   ctx->bctx.bwrite = transform;
196
197 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
198   ctx->use_neon = (features & HWF_ARM_NEON) != 0;
199 #endif
200 #ifdef USE_SSSE3
201   ctx->use_ssse3 = (features & HWF_INTEL_SSSE3) != 0;
202 #endif
203 #ifdef USE_AVX
204   ctx->use_avx = (features & HWF_INTEL_AVX) && (features & HWF_INTEL_FAST_SHLD);
205 #endif
206 #ifdef USE_AVX2
207   ctx->use_avx2 = (features & HWF_INTEL_AVX2) && (features & HWF_INTEL_BMI2);
208 #endif
209
210   (void)features;
211 }
212
213
214 static const u64 k[] =
215   {
216     U64_C(0x428a2f98d728ae22), U64_C(0x7137449123ef65cd),
217     U64_C(0xb5c0fbcfec4d3b2f), U64_C(0xe9b5dba58189dbbc),
218     U64_C(0x3956c25bf348b538), U64_C(0x59f111f1b605d019),
219     U64_C(0x923f82a4af194f9b), U64_C(0xab1c5ed5da6d8118),
220     U64_C(0xd807aa98a3030242), U64_C(0x12835b0145706fbe),
221     U64_C(0x243185be4ee4b28c), U64_C(0x550c7dc3d5ffb4e2),
222     U64_C(0x72be5d74f27b896f), U64_C(0x80deb1fe3b1696b1),
223     U64_C(0x9bdc06a725c71235), U64_C(0xc19bf174cf692694),
224     U64_C(0xe49b69c19ef14ad2), U64_C(0xefbe4786384f25e3),
225     U64_C(0x0fc19dc68b8cd5b5), U64_C(0x240ca1cc77ac9c65),
226     U64_C(0x2de92c6f592b0275), U64_C(0x4a7484aa6ea6e483),
227     U64_C(0x5cb0a9dcbd41fbd4), U64_C(0x76f988da831153b5),
228     U64_C(0x983e5152ee66dfab), U64_C(0xa831c66d2db43210),
229     U64_C(0xb00327c898fb213f), U64_C(0xbf597fc7beef0ee4),
230     U64_C(0xc6e00bf33da88fc2), U64_C(0xd5a79147930aa725),
231     U64_C(0x06ca6351e003826f), U64_C(0x142929670a0e6e70),
232     U64_C(0x27b70a8546d22ffc), U64_C(0x2e1b21385c26c926),
233     U64_C(0x4d2c6dfc5ac42aed), U64_C(0x53380d139d95b3df),
234     U64_C(0x650a73548baf63de), U64_C(0x766a0abb3c77b2a8),
235     U64_C(0x81c2c92e47edaee6), U64_C(0x92722c851482353b),
236     U64_C(0xa2bfe8a14cf10364), U64_C(0xa81a664bbc423001),
237     U64_C(0xc24b8b70d0f89791), U64_C(0xc76c51a30654be30),
238     U64_C(0xd192e819d6ef5218), U64_C(0xd69906245565a910),
239     U64_C(0xf40e35855771202a), U64_C(0x106aa07032bbd1b8),
240     U64_C(0x19a4c116b8d2d0c8), U64_C(0x1e376c085141ab53),
241     U64_C(0x2748774cdf8eeb99), U64_C(0x34b0bcb5e19b48a8),
242     U64_C(0x391c0cb3c5c95a63), U64_C(0x4ed8aa4ae3418acb),
243     U64_C(0x5b9cca4f7763e373), U64_C(0x682e6ff3d6b2b8a3),
244     U64_C(0x748f82ee5defb2fc), U64_C(0x78a5636f43172f60),
245     U64_C(0x84c87814a1f0ab72), U64_C(0x8cc702081a6439ec),
246     U64_C(0x90befffa23631e28), U64_C(0xa4506cebde82bde9),
247     U64_C(0xbef9a3f7b2c67915), U64_C(0xc67178f2e372532b),
248     U64_C(0xca273eceea26619c), U64_C(0xd186b8c721c0c207),
249     U64_C(0xeada7dd6cde0eb1e), U64_C(0xf57d4f7fee6ed178),
250     U64_C(0x06f067aa72176fba), U64_C(0x0a637dc5a2c898a6),
251     U64_C(0x113f9804bef90dae), U64_C(0x1b710b35131c471b),
252     U64_C(0x28db77f523047d84), U64_C(0x32caab7b40c72493),
253     U64_C(0x3c9ebe0a15c9bebc), U64_C(0x431d67c49c100d4c),
254     U64_C(0x4cc5d4becb3e42b6), U64_C(0x597f299cfc657e2a),
255     U64_C(0x5fcb6fab3ad6faec), U64_C(0x6c44198c4a475817)
256   };
257
258 #ifndef USE_ARM_ASM
259
260 static inline u64
261 ROTR (u64 x, u64 n)
262 {
263   return ((x >> n) | (x << (64 - n)));
264 }
265
266 static inline u64
267 Ch (u64 x, u64 y, u64 z)
268 {
269   return ((x & y) ^ ( ~x & z));
270 }
271
272 static inline u64
273 Maj (u64 x, u64 y, u64 z)
274 {
275   return ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z));
276 }
277
278 static inline u64
279 Sum0 (u64 x)
280 {
281   return (ROTR (x, 28) ^ ROTR (x, 34) ^ ROTR (x, 39));
282 }
283
284 static inline u64
285 Sum1 (u64 x)
286 {
287   return (ROTR (x, 14) ^ ROTR (x, 18) ^ ROTR (x, 41));
288 }
289
290 /****************
291  * Transform the message W which consists of 16 64-bit-words
292  */
293 static unsigned int
294 transform_blk (SHA512_STATE *hd, const unsigned char *data)
295 {
296   u64 a, b, c, d, e, f, g, h;
297   u64 w[16];
298   int t;
299
300   /* get values from the chaining vars */
301   a = hd->h0;
302   b = hd->h1;
303   c = hd->h2;
304   d = hd->h3;
305   e = hd->h4;
306   f = hd->h5;
307   g = hd->h6;
308   h = hd->h7;
309
310   for ( t = 0; t < 16; t++ )
311     w[t] = buf_get_be64(data + t * 8);
312
313 #define S0(x) (ROTR((x),1) ^ ROTR((x),8) ^ ((x)>>7))
314 #define S1(x) (ROTR((x),19) ^ ROTR((x),61) ^ ((x)>>6))
315
316   for (t = 0; t < 80 - 16; )
317     {
318       u64 t1, t2;
319
320       /* Performance on a AMD Athlon(tm) Dual Core Processor 4050e
321          with gcc 4.3.3 using gcry_md_hash_buffer of each 10000 bytes
322          initialized to 0,1,2,3...255,0,... and 1000 iterations:
323
324          Not unrolled with macros:  440ms
325          Unrolled with macros:      350ms
326          Unrolled with inline:      330ms
327       */
328 #if 0 /* Not unrolled.  */
329       t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t] + w[t%16];
330       w[t%16] += S1 (w[(t - 2)%16]) + w[(t - 7)%16] + S0 (w[(t - 15)%16]);
331       t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
332       h = g;
333       g = f;
334       f = e;
335       e = d + t1;
336       d = c;
337       c = b;
338       b = a;
339       a = t1 + t2;
340       t++;
341 #else /* Unrolled to interweave the chain variables.  */
342       t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t] + w[0];
343       w[0] += S1 (w[14]) + w[9] + S0 (w[1]);
344       t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
345       d += t1;
346       h = t1 + t2;
347
348       t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+1] + w[1];
349       w[1] += S1 (w[15]) + w[10] + S0 (w[2]);
350       t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
351       c += t1;
352       g  = t1 + t2;
353
354       t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+2] + w[2];
355       w[2] += S1 (w[0]) + w[11] + S0 (w[3]);
356       t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
357       b += t1;
358       f  = t1 + t2;
359
360       t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+3] + w[3];
361       w[3] += S1 (w[1]) + w[12] + S0 (w[4]);
362       t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
363       a += t1;
364       e  = t1 + t2;
365
366       t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+4] + w[4];
367       w[4] += S1 (w[2]) + w[13] + S0 (w[5]);
368       t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
369       h += t1;
370       d  = t1 + t2;
371
372       t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+5] + w[5];
373       w[5] += S1 (w[3]) + w[14] + S0 (w[6]);
374       t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
375       g += t1;
376       c  = t1 + t2;
377
378       t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+6] + w[6];
379       w[6] += S1 (w[4]) + w[15] + S0 (w[7]);
380       t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
381       f += t1;
382       b  = t1 + t2;
383
384       t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+7] + w[7];
385       w[7] += S1 (w[5]) + w[0] + S0 (w[8]);
386       t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
387       e += t1;
388       a  = t1 + t2;
389
390       t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t+8] + w[8];
391       w[8] += S1 (w[6]) + w[1] + S0 (w[9]);
392       t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
393       d += t1;
394       h  = t1 + t2;
395
396       t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+9] + w[9];
397       w[9] += S1 (w[7]) + w[2] + S0 (w[10]);
398       t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
399       c += t1;
400       g  = t1 + t2;
401
402       t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+10] + w[10];
403       w[10] += S1 (w[8]) + w[3] + S0 (w[11]);
404       t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
405       b += t1;
406       f  = t1 + t2;
407
408       t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+11] + w[11];
409       w[11] += S1 (w[9]) + w[4] + S0 (w[12]);
410       t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
411       a += t1;
412       e  = t1 + t2;
413
414       t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+12] + w[12];
415       w[12] += S1 (w[10]) + w[5] + S0 (w[13]);
416       t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
417       h += t1;
418       d  = t1 + t2;
419
420       t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+13] + w[13];
421       w[13] += S1 (w[11]) + w[6] + S0 (w[14]);
422       t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
423       g += t1;
424       c  = t1 + t2;
425
426       t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+14] + w[14];
427       w[14] += S1 (w[12]) + w[7] + S0 (w[15]);
428       t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
429       f += t1;
430       b  = t1 + t2;
431
432       t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+15] + w[15];
433       w[15] += S1 (w[13]) + w[8] + S0 (w[0]);
434       t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
435       e += t1;
436       a  = t1 + t2;
437
438       t += 16;
439 #endif
440     }
441
442   for (; t < 80; )
443     {
444       u64 t1, t2;
445
446 #if 0 /* Not unrolled.  */
447       t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t] + w[t%16];
448       t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
449       h = g;
450       g = f;
451       f = e;
452       e = d + t1;
453       d = c;
454       c = b;
455       b = a;
456       a = t1 + t2;
457       t++;
458 #else /* Unrolled to interweave the chain variables.  */
459       t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t] + w[0];
460       t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
461       d += t1;
462       h  = t1 + t2;
463
464       t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+1] + w[1];
465       t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
466       c += t1;
467       g  = t1 + t2;
468
469       t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+2] + w[2];
470       t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
471       b += t1;
472       f  = t1 + t2;
473
474       t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+3] + w[3];
475       t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
476       a += t1;
477       e  = t1 + t2;
478
479       t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+4] + w[4];
480       t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
481       h += t1;
482       d  = t1 + t2;
483
484       t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+5] + w[5];
485       t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
486       g += t1;
487       c  = t1 + t2;
488
489       t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+6] + w[6];
490       t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
491       f += t1;
492       b  = t1 + t2;
493
494       t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+7] + w[7];
495       t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
496       e += t1;
497       a  = t1 + t2;
498
499       t1 = h + Sum1 (e) + Ch (e, f, g) + k[t+8] + w[8];
500       t2 = Sum0 (a) + Maj (a, b, c);
501       d += t1;
502       h  = t1 + t2;
503
504       t1 = g + Sum1 (d) + Ch (d, e, f) + k[t+9] + w[9];
505       t2 = Sum0 (h) + Maj (h, a, b);
506       c += t1;
507       g  = t1 + t2;
508
509       t1 = f + Sum1 (c) + Ch (c, d, e) + k[t+10] + w[10];
510       t2 = Sum0 (g) + Maj (g, h, a);
511       b += t1;
512       f  = t1 + t2;
513
514       t1 = e + Sum1 (b) + Ch (b, c, d) + k[t+11] + w[11];
515       t2 = Sum0 (f) + Maj (f, g, h);
516       a += t1;
517       e  = t1 + t2;
518
519       t1 = d + Sum1 (a) + Ch (a, b, c) + k[t+12] + w[12];
520       t2 = Sum0 (e) + Maj (e, f, g);
521       h += t1;
522       d  = t1 + t2;
523
524       t1 = c + Sum1 (h) + Ch (h, a, b) + k[t+13] + w[13];
525       t2 = Sum0 (d) + Maj (d, e, f);
526       g += t1;
527       c  = t1 + t2;
528
529       t1 = b + Sum1 (g) + Ch (g, h, a) + k[t+14] + w[14];
530       t2 = Sum0 (c) + Maj (c, d, e);
531       f += t1;
532       b  = t1 + t2;
533
534       t1 = a + Sum1 (f) + Ch (f, g, h) + k[t+15] + w[15];
535       t2 = Sum0 (b) + Maj (b, c, d);
536       e += t1;
537       a  = t1 + t2;
538
539       t += 16;
540 #endif
541     }
542
543   /* Update chaining vars.  */
544   hd->h0 += a;
545   hd->h1 += b;
546   hd->h2 += c;
547   hd->h3 += d;
548   hd->h4 += e;
549   hd->h5 += f;
550   hd->h6 += g;
551   hd->h7 += h;
552
553   return /* burn_stack */ (8 + 16) * sizeof(u64) + sizeof(u32) +
554                           3 * sizeof(void*);
555 }
556 #endif /*!USE_ARM_ASM*/
557
558 /* AMD64 assembly implementations use SystemV ABI, ABI conversion and additional
559  * stack to store XMM6-XMM15 needed on Win64. */
560 #undef ASM_FUNC_ABI
561 #undef ASM_EXTRA_STACK
562 #if defined(USE_SSSE3) || defined(USE_AVX) || defined(USE_AVX2)
563 # ifdef HAVE_COMPATIBLE_GCC_WIN64_PLATFORM_AS
564 #  define ASM_FUNC_ABI __attribute__((sysv_abi))
565 #  define ASM_EXTRA_STACK (10 * 16)
566 # else
567 #  define ASM_FUNC_ABI
568 #  define ASM_EXTRA_STACK 0
569 # endif
570 #endif
571
572
573 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
574 void _gcry_sha512_transform_armv7_neon (SHA512_STATE *hd,
575                                         const unsigned char *data,
576                                         const u64 k[], size_t num_blks);
577 #endif
578
579 #ifdef USE_ARM_ASM
580 unsigned int _gcry_sha512_transform_arm (SHA512_STATE *hd,
581                                          const unsigned char *data,
582                                          const u64 k[], size_t num_blks);
583 #endif
584
585 #ifdef USE_SSSE3
586 unsigned int _gcry_sha512_transform_amd64_ssse3(const void *input_data,
587                                                 void *state,
588                                                 size_t num_blks) ASM_FUNC_ABI;
589 #endif
590
591 #ifdef USE_AVX
592 unsigned int _gcry_sha512_transform_amd64_avx(const void *input_data,
593                                               void *state,
594                                               size_t num_blks) ASM_FUNC_ABI;
595 #endif
596
597 #ifdef USE_AVX2
598 unsigned int _gcry_sha512_transform_amd64_avx2(const void *input_data,
599                                                void *state,
600                                                size_t num_blks) ASM_FUNC_ABI;
601 #endif
602
603
604 static unsigned int
605 transform (void *context, const unsigned char *data, size_t nblks)
606 {
607   SHA512_CONTEXT *ctx = context;
608   unsigned int burn;
609
610 #ifdef USE_AVX2
611   if (ctx->use_avx2)
612     return _gcry_sha512_transform_amd64_avx2 (data, &ctx->state, nblks)
613            + 4 * sizeof(void*) + ASM_EXTRA_STACK;
614 #endif
615
616 #ifdef USE_AVX
617   if (ctx->use_avx)
618     return _gcry_sha512_transform_amd64_avx (data, &ctx->state, nblks)
619            + 4 * sizeof(void*) + ASM_EXTRA_STACK;
620 #endif
621
622 #ifdef USE_SSSE3
623   if (ctx->use_ssse3)
624     return _gcry_sha512_transform_amd64_ssse3 (data, &ctx->state, nblks)
625            + 4 * sizeof(void*) + ASM_EXTRA_STACK;
626 #endif
627
628 #ifdef USE_ARM_NEON_ASM
629   if (ctx->use_neon)
630     {
631       _gcry_sha512_transform_armv7_neon (&ctx->state, data, k, nblks);
632
633       /* _gcry_sha512_transform_armv7_neon does not store sensitive data
634        * to stack.  */
635       return /* no burn_stack */ 0;
636     }
637 #endif
638
639 #ifdef USE_ARM_ASM
640   burn = _gcry_sha512_transform_arm (&ctx->state, data, k, nblks);
641 #else
642   do
643     {
644       burn = transform_blk (&ctx->state, data) + 3 * sizeof(void*);
645       data += 128;
646     }
647   while (--nblks);
648
649 #ifdef ASM_EXTRA_STACK
650   /* 'transform_blk' is typically inlined and XMM6-XMM15 are stored at
651    *  the prologue of this function. Therefore need to add ASM_EXTRA_STACK to
652    *  here too.
653    */
654   burn += ASM_EXTRA_STACK;
655 #endif
656 #endif
657
658   return burn;
659 }
660
661
662 /* The routine final terminates the computation and
663  * returns the digest.
664  * The handle is prepared for a new cycle, but adding bytes to the
665  * handle will the destroy the returned buffer.
666  * Returns: 64 bytes representing the digest.  When used for sha384,
667  * we take the leftmost 48 of those bytes.
668  */
669
670 static void
671 sha512_final (void *context)
672 {
673   SHA512_CONTEXT *hd = context;
674   unsigned int stack_burn_depth;
675   u64 t, th, msb, lsb;
676   byte *p;
677
678   _gcry_md_block_write (context, NULL, 0); /* flush */ ;
679
680   t = hd->bctx.nblocks;
681   /* if (sizeof t == sizeof hd->bctx.nblocks) */
682   th = hd->bctx.nblocks_high;
683   /* else */
684   /*   th = hd->bctx.nblocks >> 64; In case we ever use u128  */
685
686   /* multiply by 128 to make a byte count */
687   lsb = t << 7;
688   msb = (th << 7) | (t >> 57);
689   /* add the count */
690   t = lsb;
691   if ((lsb += hd->bctx.count) < t)
692     msb++;
693   /* multiply by 8 to make a bit count */
694   t = lsb;
695   lsb <<= 3;
696   msb <<= 3;
697   msb |= t >> 61;
698
699   if (hd->bctx.count < 112)
700     {                           /* enough room */
701       hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0x80;    /* pad */
702       while (hd->bctx.count < 112)
703         hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0;     /* pad */
704     }
705   else
706     {                           /* need one extra block */
707       hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0x80;    /* pad character */
708       while (hd->bctx.count < 128)
709         hd->bctx.buf[hd->bctx.count++] = 0;
710       _gcry_md_block_write (context, NULL, 0); /* flush */ ;
711       memset (hd->bctx.buf, 0, 112);    /* fill next block with zeroes */
712     }
713   /* append the 128 bit count */
714   buf_put_be64(hd->bctx.buf + 112, msb);
715   buf_put_be64(hd->bctx.buf + 120, lsb);
716   stack_burn_depth = transform (hd, hd->bctx.buf, 1);
717   _gcry_burn_stack (stack_burn_depth);
718
719   p = hd->bctx.buf;
720 #define X(a) do { buf_put_be64(p, hd->state.h##a); p += 8; } while (0)
721   X (0);
722   X (1);
723   X (2);
724   X (3);
725   X (4);
726   X (5);
727   /* Note that these last two chunks are included even for SHA384.
728      We just ignore them. */
729   X (6);
730   X (7);
731 #undef X
732 }
733
734 static byte *
735 sha512_read (void *context)
736 {
737   SHA512_CONTEXT *hd = (SHA512_CONTEXT *) context;
738   return hd->bctx.buf;
739 }
740
741
742 /* Shortcut functions which puts the hash value of the supplied buffer
743  * into outbuf which must have a size of 64 bytes.  */
744 void
745 _gcry_sha512_hash_buffer (void *outbuf, const void *buffer, size_t length)
746 {
747   SHA512_CONTEXT hd;
748
749   sha512_init (&hd, 0);
750   _gcry_md_block_write (&hd, buffer, length);
751   sha512_final (&hd);
752   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 64);
753 }
754
755
756 /* Variant of the above shortcut function using multiple buffers.  */
757 void
758 _gcry_sha512_hash_buffers (void *outbuf, const gcry_buffer_t *iov, int iovcnt)
759 {
760   SHA512_CONTEXT hd;
761
762   sha512_init (&hd, 0);
763   for (;iovcnt > 0; iov++, iovcnt--)
764     _gcry_md_block_write (&hd,
765                           (const char*)iov[0].data + iov[0].off, iov[0].len);
766   sha512_final (&hd);
767   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 64);
768 }
769
770
771
772 /* Shortcut functions which puts the hash value of the supplied buffer
773  * into outbuf which must have a size of 48 bytes.  */
774 static void
775 _gcry_sha384_hash_buffer (void *outbuf, const void *buffer, size_t length)
776 {
777   SHA512_CONTEXT hd;
778
779   sha384_init (&hd, 0);
780   _gcry_md_block_write (&hd, buffer, length);
781   sha512_final (&hd);
782   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 48);
783 }
784
785
786 /* Variant of the above shortcut function using multiple buffers.  */
787 static void
788 _gcry_sha384_hash_buffers (void *outbuf, const gcry_buffer_t *iov, int iovcnt)
789 {
790   SHA512_CONTEXT hd;
791
792   sha384_init (&hd, 0);
793   for (;iovcnt > 0; iov++, iovcnt--)
794     _gcry_md_block_write (&hd,
795                           (const char*)iov[0].data + iov[0].off, iov[0].len);
796   sha512_final (&hd);
797   memcpy (outbuf, hd.bctx.buf, 48);
798 }
799
800
801 \f
802 /*
803      Self-test section.
804  */
805
806
807 static gpg_err_code_t
808 selftests_sha384 (int extended, selftest_report_func_t report)
809 {
810   const char *what;
811   const char *errtxt;
812
813   what = "short string";
814   errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
815     (GCRY_MD_SHA384, 0,
816      "abc", 3,
817      "\xcb\x00\x75\x3f\x45\xa3\x5e\x8b\xb5\xa0\x3d\x69\x9a\xc6\x50\x07"
818      "\x27\x2c\x32\xab\x0e\xde\xd1\x63\x1a\x8b\x60\x5a\x43\xff\x5b\xed"
819      "\x80\x86\x07\x2b\xa1\xe7\xcc\x23\x58\xba\xec\xa1\x34\xc8\x25\xa7", 48);
820   if (errtxt)
821     goto failed;
822
823   if (extended)
824     {
825       what = "long string";
826       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
827         (GCRY_MD_SHA384, 0,
828          "abcdefghbcdefghicdefghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmn"
829          "hijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 112,
830          "\x09\x33\x0C\x33\xF7\x11\x47\xE8\x3D\x19\x2F\xC7\x82\xCD\x1B\x47"
831          "\x53\x11\x1B\x17\x3B\x3B\x05\xD2\x2F\xA0\x80\x86\xE3\xB0\xF7\x12"
832          "\xFC\xC7\xC7\x1A\x55\x7E\x2D\xB9\x66\xC3\xE9\xFA\x91\x74\x60\x39",
833          48);
834       if (errtxt)
835         goto failed;
836
837       what = "one million \"a\"";
838       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
839         (GCRY_MD_SHA384, 1,
840          NULL, 0,
841          "\x9D\x0E\x18\x09\x71\x64\x74\xCB\x08\x6E\x83\x4E\x31\x0A\x4A\x1C"
842          "\xED\x14\x9E\x9C\x00\xF2\x48\x52\x79\x72\xCE\xC5\x70\x4C\x2A\x5B"
843          "\x07\xB8\xB3\xDC\x38\xEC\xC4\xEB\xAE\x97\xDD\xD8\x7F\x3D\x89\x85",
844          48);
845       if (errtxt)
846         goto failed;
847     }
848
849   return 0; /* Succeeded. */
850
851  failed:
852   if (report)
853     report ("digest", GCRY_MD_SHA384, what, errtxt);
854   return GPG_ERR_SELFTEST_FAILED;
855 }
856
857 static gpg_err_code_t
858 selftests_sha512 (int extended, selftest_report_func_t report)
859 {
860   const char *what;
861   const char *errtxt;
862
863   what = "short string";
864   errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
865     (GCRY_MD_SHA512, 0,
866      "abc", 3,
867      "\xDD\xAF\x35\xA1\x93\x61\x7A\xBA\xCC\x41\x73\x49\xAE\x20\x41\x31"
868      "\x12\xE6\xFA\x4E\x89\xA9\x7E\xA2\x0A\x9E\xEE\xE6\x4B\x55\xD3\x9A"
869      "\x21\x92\x99\x2A\x27\x4F\xC1\xA8\x36\xBA\x3C\x23\xA3\xFE\xEB\xBD"
870      "\x45\x4D\x44\x23\x64\x3C\xE8\x0E\x2A\x9A\xC9\x4F\xA5\x4C\xA4\x9F", 64);
871   if (errtxt)
872     goto failed;
873
874   if (extended)
875     {
876       what = "long string";
877       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
878         (GCRY_MD_SHA512, 0,
879          "abcdefghbcdefghicdefghijdefghijkefghijklfghijklmghijklmn"
880          "hijklmnoijklmnopjklmnopqklmnopqrlmnopqrsmnopqrstnopqrstu", 112,
881          "\x8E\x95\x9B\x75\xDA\xE3\x13\xDA\x8C\xF4\xF7\x28\x14\xFC\x14\x3F"
882          "\x8F\x77\x79\xC6\xEB\x9F\x7F\xA1\x72\x99\xAE\xAD\xB6\x88\x90\x18"
883          "\x50\x1D\x28\x9E\x49\x00\xF7\xE4\x33\x1B\x99\xDE\xC4\xB5\x43\x3A"
884          "\xC7\xD3\x29\xEE\xB6\xDD\x26\x54\x5E\x96\xE5\x5B\x87\x4B\xE9\x09",
885          64);
886       if (errtxt)
887         goto failed;
888
889       what = "one million \"a\"";
890       errtxt = _gcry_hash_selftest_check_one
891         (GCRY_MD_SHA512, 1,
892          NULL, 0,
893          "\xE7\x18\x48\x3D\x0C\xE7\x69\x64\x4E\x2E\x42\xC7\xBC\x15\xB4\x63"
894          "\x8E\x1F\x98\xB1\x3B\x20\x44\x28\x56\x32\xA8\x03\xAF\xA9\x73\xEB"
895          "\xDE\x0F\xF2\x44\x87\x7E\xA6\x0A\x4C\xB0\x43\x2C\xE5\x77\xC3\x1B"
896          "\xEB\x00\x9C\x5C\x2C\x49\xAA\x2E\x4E\xAD\xB2\x17\xAD\x8C\xC0\x9B",
897          64);
898       if (errtxt)
899         goto failed;
900     }
901
902   return 0; /* Succeeded. */
903
904  failed:
905   if (report)
906     report ("digest", GCRY_MD_SHA512, what, errtxt);
907   return GPG_ERR_SELFTEST_FAILED;
908 }
909
910
911 /* Run a full self-test for ALGO and return 0 on success.  */
912 static gpg_err_code_t
913 run_selftests (int algo, int extended, selftest_report_func_t report)
914 {
915   gpg_err_code_t ec;
916
917   switch (algo)
918     {
919     case GCRY_MD_SHA384:
920       ec = selftests_sha384 (extended, report);
921       break;
922     case GCRY_MD_SHA512:
923       ec = selftests_sha512 (extended, report);
924       break;
925     default:
926       ec = GPG_ERR_DIGEST_ALGO;
927       break;
928
929     }
930   return ec;
931 }
932
933
934
935 \f
936 static byte sha512_asn[] =      /* Object ID is 2.16.840.1.101.3.4.2.3 */
937   {
938     0x30, 0x51, 0x30, 0x0d, 0x06, 0x09, 0x60, 0x86,
939     0x48, 0x01, 0x65, 0x03, 0x04, 0x02, 0x03, 0x05,
940     0x00, 0x04, 0x40
941   };
942
943 static gcry_md_oid_spec_t oid_spec_sha512[] =
944   {
945     { "2.16.840.1.101.3.4.2.3" },
946
947     /* PKCS#1 sha512WithRSAEncryption */
948     { "1.2.840.113549.1.1.13" },
949
950     { NULL }
951   };
952
953 gcry_md_spec_t _gcry_digest_spec_sha512 =
954   {
955     GCRY_MD_SHA512, {0, 1},
956     "SHA512", sha512_asn, DIM (sha512_asn), oid_spec_sha512, 64,
957     sha512_init, _gcry_md_block_write, sha512_final, sha512_read, NULL,
958     _gcry_sha512_hash_buffer, _gcry_sha512_hash_buffers,
959     sizeof (SHA512_CONTEXT),
960     run_selftests
961   };
962
963 static byte sha384_asn[] =      /* Object ID is 2.16.840.1.101.3.4.2.2 */
964   {
965     0x30, 0x41, 0x30, 0x0d, 0x06, 0x09, 0x60, 0x86,
966     0x48, 0x01, 0x65, 0x03, 0x04, 0x02, 0x02, 0x05,
967     0x00, 0x04, 0x30
968   };
969
970 static gcry_md_oid_spec_t oid_spec_sha384[] =
971   {
972     { "2.16.840.1.101.3.4.2.2" },
973
974     /* PKCS#1 sha384WithRSAEncryption */
975     { "1.2.840.113549.1.1.12" },
976
977     /* SHA384WithECDSA: RFC 7427 (A.3.3.) */
978     { "1.2.840.10045.4.3.3" },
979
980     { NULL },
981   };
982
983 gcry_md_spec_t _gcry_digest_spec_sha384 =
984   {
985     GCRY_MD_SHA384, {0, 1},
986     "SHA384", sha384_asn, DIM (sha384_asn), oid_spec_sha384, 48,
987     sha384_init, _gcry_md_block_write, sha512_final, sha512_read, NULL,
988     _gcry_sha384_hash_buffer, _gcry_sha384_hash_buffers,
989     sizeof (SHA512_CONTEXT),
990     run_selftests
991   };