9bca5ec4d07c219d318537323063853ee495f633
[jigit.git] / libjte / sha256.c
1 /* Functions to compute SHA256 message digest of files or memory blocks.
2    according to the definition of SHA256 in FIPS 180-2.
3    Copyright (C) 2007 Free Software Foundation, Inc.
4
5    Copied here from the GNU C Library version 2.7 on the 10 May 2009
6    by Steve McIntyre <93sam@debian.org>. This code was under LGPL v2.1
7    in glibc, and that license gives us the option to use and
8    distribute the code under the terms of the GPL v2 instead. I'm
9    taking that option.
10
11    This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
12    under the terms of the GNU General Public License as published by the
13    Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
14    later version.
15
16    This program is distributed in the hope that it will be useful,
17    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
19    GNU General Public License for more details.
20
21    You should have received a copy of the GNU General Public License
22    along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
23    Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.  */
24
25 /* Written by Ulrich Drepper <drepper@redhat.com>, 2007.  */
26
27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
28 #include "../config.h"
29 #endif
30
31 #include <stdlib.h>
32 #include <string.h>
33 #include <sys/types.h>
34
35 #include "sha256.h"
36
37 #if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
38 # ifdef _LIBC
39 #  include <byteswap.h>
40 #  define SWAP(n) bswap_32 (n)
41 # else
42 #  define SWAP(n) \
43     (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24))
44 # endif
45 #else
46 # define SWAP(n) (n)
47 #endif
48
49
50 /* This array contains the bytes used to pad the buffer to the next
51    64-byte boundary.  (FIPS 180-2:5.1.1)  */
52 static const unsigned char fillbuf[64] = { 0x80, 0 /* , 0, 0, ...  */ };
53
54
55 /* Constants for SHA256 from FIPS 180-2:4.2.2.  */
56 static const uint32_t K[64] =
57   {
58     0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5,
59     0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,
60     0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3,
61     0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,
62     0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc,
63     0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
64     0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7,
65     0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,
66     0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13,
67     0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,
68     0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3,
69     0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
70     0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5,
71     0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,
72     0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208,
73     0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2
74   };
75
76
77 /* Process LEN bytes of BUFFER, accumulating context into CTX.
78    It is assumed that LEN % 64 == 0.  */
79 static void
80 sha256_process_block (const void *buffer, size_t len, struct sha256_ctx *ctx)
81 {
82   const uint32_t *words = buffer;
83   size_t nwords = len / sizeof (uint32_t);
84   uint32_t a = ctx->H[0];
85   uint32_t b = ctx->H[1];
86   uint32_t c = ctx->H[2];
87   uint32_t d = ctx->H[3];
88   uint32_t e = ctx->H[4];
89   uint32_t f = ctx->H[5];
90   uint32_t g = ctx->H[6];
91   uint32_t h = ctx->H[7];
92
93   /* First increment the byte count.  FIPS 180-2 specifies the possible
94      length of the file up to 2^64 bits.  Here we only compute the
95      number of bytes.  Do a double word increment.  */
96   ctx->total[0] += len;
97   if (ctx->total[0] < len)
98     ++ctx->total[1];
99
100   /* Process all bytes in the buffer with 64 bytes in each round of
101      the loop.  */
102   while (nwords > 0)
103     {
104       uint32_t W[64];
105       uint32_t a_save = a;
106       uint32_t b_save = b;
107       uint32_t c_save = c;
108       uint32_t d_save = d;
109       uint32_t e_save = e;
110       uint32_t f_save = f;
111       uint32_t g_save = g;
112       uint32_t h_save = h;
113
114       unsigned int t;
115
116       /* Operators defined in FIPS 180-2:4.1.2.  */
117 #define Ch(x, y, z) ((x & y) ^ (~x & z))
118 #define Maj(x, y, z) ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z))
119 #define S0(x) (CYCLIC (x, 2) ^ CYCLIC (x, 13) ^ CYCLIC (x, 22))
120 #define S1(x) (CYCLIC (x, 6) ^ CYCLIC (x, 11) ^ CYCLIC (x, 25))
121 #define R0(x) (CYCLIC (x, 7) ^ CYCLIC (x, 18) ^ (x >> 3))
122 #define R1(x) (CYCLIC (x, 17) ^ CYCLIC (x, 19) ^ (x >> 10))
123
124       /* It is unfortunate that C does not provide an operator for
125          cyclic rotation.  Hope the C compiler is smart enough.  */
126 #define CYCLIC(w, s) ((w >> s) | (w << (32 - s)))
127
128       /* Compute the message schedule according to FIPS 180-2:6.2.2 step 2.  */
129       for (t = 0; t < 16; ++t)
130         {
131           W[t] = SWAP (*words);
132           ++words;
133         }
134       for (t = 16; t < 64; ++t)
135         W[t] = R1 (W[t - 2]) + W[t - 7] + R0 (W[t - 15]) + W[t - 16];
136
137       /* The actual computation according to FIPS 180-2:6.2.2 step 3.  */
138       for (t = 0; t < 64; ++t)
139         {
140           uint32_t T1 = h + S1 (e) + Ch (e, f, g) + K[t] + W[t];
141           uint32_t T2 = S0 (a) + Maj (a, b, c);
142           h = g;
143           g = f;
144           f = e;
145           e = d + T1;
146           d = c;
147           c = b;
148           b = a;
149           a = T1 + T2;
150         }
151
152       /* Add the starting values of the context according to FIPS 180-2:6.2.2
153          step 4.  */
154       a += a_save;
155       b += b_save;
156       c += c_save;
157       d += d_save;
158       e += e_save;
159       f += f_save;
160       g += g_save;
161       h += h_save;
162
163       /* Prepare for the next round.  */
164       nwords -= 16;
165     }
166
167   /* Put checksum in context given as argument.  */
168   ctx->H[0] = a;
169   ctx->H[1] = b;
170   ctx->H[2] = c;
171   ctx->H[3] = d;
172   ctx->H[4] = e;
173   ctx->H[5] = f;
174   ctx->H[6] = g;
175   ctx->H[7] = h;
176 }
177
178
179 /* Initialize structure containing state of computation.
180    (FIPS 180-2:5.3.2)  */
181 void
182 sha256_init_ctx (ctx)
183      struct sha256_ctx *ctx;
184 {
185   ctx->H[0] = 0x6a09e667;
186   ctx->H[1] = 0xbb67ae85;
187   ctx->H[2] = 0x3c6ef372;
188   ctx->H[3] = 0xa54ff53a;
189   ctx->H[4] = 0x510e527f;
190   ctx->H[5] = 0x9b05688c;
191   ctx->H[6] = 0x1f83d9ab;
192   ctx->H[7] = 0x5be0cd19;
193
194   ctx->total[0] = ctx->total[1] = 0;
195   ctx->buflen = 0;
196 }
197
198
199 /* Process the remaining bytes in the internal buffer and the usual
200    prolog according to the standard and write the result to RESBUF.
201
202    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
203    aligned for a 32 bits value.  */
204 void *
205 sha256_finish_ctx (ctx, resbuf)
206      struct sha256_ctx *ctx;
207      void *resbuf;
208 {
209   /* Take yet unprocessed bytes into account.  */
210   uint32_t bytes = ctx->buflen;
211   size_t pad;
212   unsigned int i;
213
214   /* Now count remaining bytes.  */
215   ctx->total[0] += bytes;
216   if (ctx->total[0] < bytes)
217     ++ctx->total[1];
218
219   pad = bytes >= 56 ? 64 + 56 - bytes : 56 - bytes;
220   memcpy (&ctx->buffer[bytes], fillbuf, pad);
221
222   /* Put the 64-bit file length in *bits* at the end of the buffer.  */
223   *(uint32_t *) &ctx->buffer[bytes + pad + 4] = SWAP (ctx->total[0] << 3);
224   *(uint32_t *) &ctx->buffer[bytes + pad] = SWAP ((ctx->total[1] << 3) |
225                                                   (ctx->total[0] >> 29));
226
227   /* Process last bytes.  */
228   sha256_process_block (ctx->buffer, bytes + pad + 8, ctx);
229
230   /* Put result from CTX in first 32 bytes following RESBUF.  */
231   for (i = 0; i < 8; ++i)
232     ((uint32_t *) resbuf)[i] = SWAP (ctx->H[i]);
233
234   return resbuf;
235 }
236
237
238 void
239 sha256_process_bytes (buffer, len, ctx)
240      const void *buffer;
241      size_t len;
242      struct sha256_ctx *ctx;
243 {
244   /* When we already have some bits in our internal buffer concatenate
245      both inputs first.  */
246   if (ctx->buflen != 0)
247     {
248       size_t left_over = ctx->buflen;
249       size_t add = 128 - left_over > len ? len : 128 - left_over;
250
251       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, add);
252       ctx->buflen += add;
253
254       if (ctx->buflen > 64)
255         {
256           sha256_process_block (ctx->buffer, ctx->buflen & ~63, ctx);
257
258           ctx->buflen &= 63;
259           /* The regions in the following copy operation cannot overlap.  */
260           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[(left_over + add) & ~63],
261                   ctx->buflen);
262         }
263
264       buffer = (const char *) buffer + add;
265       len -= add;
266     }
267
268   /* Process available complete blocks.  */
269   if (len >= 64)
270     {
271 #if !_STRING_ARCH_unaligned
272 /* To check alignment gcc has an appropriate operator.  Other
273    compilers don't.  */
274 # if __GNUC__ >= 2
275 #  define UNALIGNED_P(p) (((uintptr_t) p) % __alignof__ (uint32_t) != 0)
276 # else
277 #  define UNALIGNED_P(p) (((uintptr_t) p) % sizeof (uint32_t) != 0)
278 # endif
279       if (UNALIGNED_P (buffer))
280         while (len > 64)
281           {
282             sha256_process_block (memcpy (ctx->buffer, buffer, 64), 64, ctx);
283             buffer = (const char *) buffer + 64;
284             len -= 64;
285           }
286       else
287 #endif
288         {
289           sha256_process_block (buffer, len & ~63, ctx);
290           buffer = (const char *) buffer + (len & ~63);
291           len &= 63;
292         }
293     }
294
295   /* Move remaining bytes into internal buffer.  */
296   if (len > 0)
297     {
298       size_t left_over = ctx->buflen;
299
300       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, len);
301       left_over += len;
302       if (left_over >= 64)
303         {
304           sha256_process_block (ctx->buffer, 64, ctx);
305           left_over -= 64;
306           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[64], left_over);
307         }
308       ctx->buflen = left_over;
309     }
310 }