legacy-libs/grpc/deps/grpc/third_party/boringssl/crypto/poly1305/poly1305_arm.c

   1 /* Copyright (c) 2014, Google Inc.
   2  *
   3  * Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
   4  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
   5  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
   6  *
   7  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
   8  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
   9  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY
  10  * SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
  11  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION
  12  * OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN
  13  * CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE. */
  14
  15 // This implementation was taken from the public domain, neon2 version in
  16 // SUPERCOP by D. J. Bernstein and Peter Schwabe.
  17
  18 #include <openssl/poly1305.h>
  19
  20 #include <string.h>
  21
  22 #include "../internal.h"
  23 #include "internal.h"
  24
  25
  26 #if defined(OPENSSL_POLY1305_NEON)
  27
  28 typedef struct {
  29   uint32_t v[12];  // for alignment; only using 10
  30 } fe1305x2;
  31
  32 #define addmulmod openssl_poly1305_neon2_addmulmod
  33 #define blocks openssl_poly1305_neon2_blocks
  34
  35 extern void addmulmod(fe1305x2 *r, const fe1305x2 *x, const fe1305x2 *y,
  36                       const fe1305x2 *c);
  37
  38 extern int blocks(fe1305x2 *h, const fe1305x2 *precomp, const uint8_t *in,
  39                   unsigned int inlen);
  40
  41 static void freeze(fe1305x2 *r) {
  42   int i;
  43
  44   uint32_t x0 = r->v[0];
  45   uint32_t x1 = r->v[2];
  46   uint32_t x2 = r->v[4];
  47   uint32_t x3 = r->v[6];
  48   uint32_t x4 = r->v[8];
  49   uint32_t y0;
  50   uint32_t y1;
  51   uint32_t y2;
  52   uint32_t y3;
  53   uint32_t y4;
  54   uint32_t swap;
  55
  56   for (i = 0; i < 3; ++i) {
  57     x1 += x0 >> 26;
  58     x0 &= 0x3ffffff;
  59     x2 += x1 >> 26;
  60     x1 &= 0x3ffffff;
  61     x3 += x2 >> 26;
  62     x2 &= 0x3ffffff;
  63     x4 += x3 >> 26;
  64     x3 &= 0x3ffffff;
  65     x0 += 5 * (x4 >> 26);
  66     x4 &= 0x3ffffff;
  67   }
  68
  69   y0 = x0 + 5;
  70   y1 = x1 + (y0 >> 26);
  71   y0 &= 0x3ffffff;
  72   y2 = x2 + (y1 >> 26);
  73   y1 &= 0x3ffffff;
  74   y3 = x3 + (y2 >> 26);
  75   y2 &= 0x3ffffff;
  76   y4 = x4 + (y3 >> 26);
  77   y3 &= 0x3ffffff;
  78   swap = -(y4 >> 26);
  79   y4 &= 0x3ffffff;
  80
  81   y0 ^= x0;
  82   y1 ^= x1;
  83   y2 ^= x2;
  84   y3 ^= x3;
  85   y4 ^= x4;
  86
  87   y0 &= swap;
  88   y1 &= swap;
  89   y2 &= swap;
  90   y3 &= swap;
  91   y4 &= swap;
  92
  93   y0 ^= x0;
  94   y1 ^= x1;
  95   y2 ^= x2;
  96   y3 ^= x3;
  97   y4 ^= x4;
  98
  99   r->v[0] = y0;
 100   r->v[2] = y1;
 101   r->v[4] = y2;
 102   r->v[6] = y3;
 103   r->v[8] = y4;
 104 }
 105
 106 static void fe1305x2_tobytearray(uint8_t *r, fe1305x2 *x) {
 107   uint32_t x0 = x->v[0];
 108   uint32_t x1 = x->v[2];
 109   uint32_t x2 = x->v[4];
 110   uint32_t x3 = x->v[6];
 111   uint32_t x4 = x->v[8];
 112
 113   x1 += x0 >> 26;
 114   x0 &= 0x3ffffff;
 115   x2 += x1 >> 26;
 116   x1 &= 0x3ffffff;
 117   x3 += x2 >> 26;
 118   x2 &= 0x3ffffff;
 119   x4 += x3 >> 26;
 120   x3 &= 0x3ffffff;
 121
 122   *(uint32_t *)r = x0 + (x1 << 26);
 123   *(uint32_t *)(r + 4) = (x1 >> 6) + (x2 << 20);
 124   *(uint32_t *)(r + 8) = (x2 >> 12) + (x3 << 14);
 125   *(uint32_t *)(r + 12) = (x3 >> 18) + (x4 << 8);
 126 }
 127
 128 // load32 exists to avoid breaking strict aliasing rules in
 129 // fe1305x2_frombytearray.
 130 static uint32_t load32(uint8_t *t) {
 131   uint32_t tmp;
 132   OPENSSL_memcpy(&tmp, t, sizeof(tmp));
 133   return tmp;
 134 }
 135
 136 static void fe1305x2_frombytearray(fe1305x2 *r, const uint8_t *x,
 137                                    unsigned long long xlen) {
 138   unsigned i;
 139   uint8_t t[17];
 140
 141   for (i = 0; (i < 16) && (i < xlen); i++) {
 142     t[i] = x[i];
 143   }
 144   xlen -= i;
 145   x += i;
 146   t[i++] = 1;
 147   for (; i < 17; i++) {
 148     t[i] = 0;
 149   }
 150
 151   r->v[0] = 0x3ffffff & load32(t);
 152   r->v[2] = 0x3ffffff & (load32(t + 3) >> 2);
 153   r->v[4] = 0x3ffffff & (load32(t + 6) >> 4);
 154   r->v[6] = 0x3ffffff & (load32(t + 9) >> 6);
 155   r->v[8] = load32(t + 13);
 156
 157   if (xlen) {
 158     for (i = 0; (i < 16) && (i < xlen); i++) {
 159       t[i] = x[i];
 160     }
 161     t[i++] = 1;
 162     for (; i < 17; i++) {
 163       t[i] = 0;
 164     }
 165
 166     r->v[1] = 0x3ffffff & load32(t);
 167     r->v[3] = 0x3ffffff & (load32(t + 3) >> 2);
 168     r->v[5] = 0x3ffffff & (load32(t + 6) >> 4);
 169     r->v[7] = 0x3ffffff & (load32(t + 9) >> 6);
 170     r->v[9] = load32(t + 13);
 171   } else {
 172     r->v[1] = r->v[3] = r->v[5] = r->v[7] = r->v[9] = 0;
 173   }
 174 }
 175
 176 static const alignas(16) fe1305x2 zero;
 177
 178 struct poly1305_state_st {
 179   uint8_t data[sizeof(fe1305x2[5]) + 128];
 180   uint8_t buf[32];
 181   unsigned int buf_used;
 182   uint8_t key[16];
 183 };
 184
 185 void CRYPTO_poly1305_init_neon(poly1305_state *state, const uint8_t key[32]) {
 186   struct poly1305_state_st *st = (struct poly1305_state_st *)(state);
 187   fe1305x2 *const r = (fe1305x2 *)(st->data + (15 & (-(int)st->data)));
 188   fe1305x2 *const h = r + 1;
 189   fe1305x2 *const c = h + 1;
 190   fe1305x2 *const precomp = c + 1;
 191   unsigned int j;
 192
 193   r->v[1] = r->v[0] = 0x3ffffff & *(uint32_t *)key;
 194   r->v[3] = r->v[2] = 0x3ffff03 & ((*(uint32_t *)(key + 3)) >> 2);
 195   r->v[5] = r->v[4] = 0x3ffc0ff & ((*(uint32_t *)(key + 6)) >> 4);
 196   r->v[7] = r->v[6] = 0x3f03fff & ((*(uint32_t *)(key + 9)) >> 6);
 197   r->v[9] = r->v[8] = 0x00fffff & ((*(uint32_t *)(key + 12)) >> 8);
 198
 199   for (j = 0; j < 10; j++) {
 200     h->v[j] = 0;  // XXX: should fast-forward a bit
 201   }
 202
 203   addmulmod(precomp, r, r, &zero);                  // precompute r^2
 204   addmulmod(precomp + 1, precomp, precomp, &zero);  // precompute r^4
 205
 206   OPENSSL_memcpy(st->key, key + 16, 16);
 207   st->buf_used = 0;
 208 }
 209
 210 void CRYPTO_poly1305_update_neon(poly1305_state *state, const uint8_t *in,
 211                                  size_t in_len) {
 212   struct poly1305_state_st *st = (struct poly1305_state_st *)(state);
 213   fe1305x2 *const r = (fe1305x2 *)(st->data + (15 & (-(int)st->data)));
 214   fe1305x2 *const h = r + 1;
 215   fe1305x2 *const c = h + 1;
 216   fe1305x2 *const precomp = c + 1;
 217   unsigned int i;
 218
 219   if (st->buf_used) {
 220     unsigned int todo = 32 - st->buf_used;
 221     if (todo > in_len) {
 222       todo = in_len;
 223     }
 224     for (i = 0; i < todo; i++) {
 225       st->buf[st->buf_used + i] = in[i];
 226     }
 227     st->buf_used += todo;
 228     in_len -= todo;
 229     in += todo;
 230
 231     if (st->buf_used == sizeof(st->buf) && in_len) {
 232       addmulmod(h, h, precomp, &zero);
 233       fe1305x2_frombytearray(c, st->buf, sizeof(st->buf));
 234       for (i = 0; i < 10; i++) {
 235         h->v[i] += c->v[i];
 236       }
 237       st->buf_used = 0;
 238     }
 239   }
 240
 241   while (in_len > 32) {
 242     unsigned int tlen = 1048576;
 243     if (in_len < tlen) {
 244       tlen = in_len;
 245     }
 246     tlen -= blocks(h, precomp, in, tlen);
 247     in_len -= tlen;
 248     in += tlen;
 249   }
 250
 251   if (in_len) {
 252     for (i = 0; i < in_len; i++) {
 253       st->buf[i] = in[i];
 254     }
 255     st->buf_used = in_len;
 256   }
 257 }
 258
 259 void CRYPTO_poly1305_finish_neon(poly1305_state *state, uint8_t mac[16]) {
 260   struct poly1305_state_st *st = (struct poly1305_state_st *)(state);
 261   fe1305x2 *const r = (fe1305x2 *)(st->data + (15 & (-(int)st->data)));
 262   fe1305x2 *const h = r + 1;
 263   fe1305x2 *const c = h + 1;
 264   fe1305x2 *const precomp = c + 1;
 265
 266   addmulmod(h, h, precomp, &zero);
 267
 268   if (st->buf_used > 16) {
 269     fe1305x2_frombytearray(c, st->buf, st->buf_used);
 270     precomp->v[1] = r->v[1];
 271     precomp->v[3] = r->v[3];
 272     precomp->v[5] = r->v[5];
 273     precomp->v[7] = r->v[7];
 274     precomp->v[9] = r->v[9];
 275     addmulmod(h, h, precomp, c);
 276   } else if (st->buf_used > 0) {
 277     fe1305x2_frombytearray(c, st->buf, st->buf_used);
 278     r->v[1] = 1;
 279     r->v[3] = 0;
 280     r->v[5] = 0;
 281     r->v[7] = 0;
 282     r->v[9] = 0;
 283     addmulmod(h, h, r, c);
 284   }
 285
 286   h->v[0] += h->v[1];
 287   h->v[2] += h->v[3];
 288   h->v[4] += h->v[5];
 289   h->v[6] += h->v[7];
 290   h->v[8] += h->v[9];
 291   freeze(h);
 292
 293   fe1305x2_frombytearray(c, st->key, 16);
 294   c->v[8] ^= (1 << 24);
 295
 296   h->v[0] += c->v[0];
 297   h->v[2] += c->v[2];
 298   h->v[4] += c->v[4];
 299   h->v[6] += c->v[6];
 300   h->v[8] += c->v[8];
 301   fe1305x2_tobytearray(mac, h);
 302 }
 303
 304 #endif  // OPENSSL_POLY1305_NEON