Annotation of truecrypt/common/gfmul.c, revision 1.1.1.5

1.1       root        1: /*
                      2:  ---------------------------------------------------------------------------
                      3:  Copyright (c) 2003, Dr Brian Gladman, Worcester, UK.   All rights reserved.
                      4: 
                      5:  LICENSE TERMS
                      6: 
                      7:  The free distribution and use of this software in both source and binary
                      8:  form is allowed (with or without changes) provided that:
                      9: 
                     10:    1. distributions of this source code include the above copyright
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                     12: 
                     13:    2. distributions in binary form include the above copyright
                     14:       notice, this list of conditions and the following disclaimer
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                     23: 
                     24:  DISCLAIMER
                     25: 
                     26:  This software is provided 'as is' with no explicit or implied warranties
                     27:  in respect of its properties, including, but not limited to, correctness
                     28:  and/or fitness for purpose.
                     29:  ---------------------------------------------------------------------------
                     30:  Issue Date: 31/01/2004
                     31: 
                     32:  My thanks to John Viega and David McGrew for their support in developing 
                     33:  this code and to David for testing it on a big-endain system.
                     34: */
                     35: 
                     36: /* 
1.1.1.5 ! root       37:  Portions Copyright (c) 2005 TrueCrypt Foundation
1.1.1.3   root       38: 
1.1       root       39:  TrueCrypt Foundation made the following changes:
                     40: 
                     41:    - Added multiplication in the finite field GF(2^128) optimized for
                     42:      cases involving a 64-bit operand.
                     43: 
                     44:    - Added multiplication in the finite field GF(2^64).
                     45: 
                     46:    - Added MSB-first mode.
                     47: 
1.1.1.2   root       48:    - Added basic test algorithms.
                     49: 
1.1       root       50:    - Removed GCM.
                     51: */
                     52: 
                     53: #ifdef LINUX_DRIVER
                     54: #include <linux/module.h>
                     55: #include <linux/string.h>
                     56: #else
                     57: #include <memory.h>
1.1.1.5 ! root       58: #include <stdlib.h>
1.1       root       59: #endif
                     60: 
                     61: #include "GfMul.h"
                     62: #include "Tcdefs.h"
1.1.1.3   root       63: #include "Common/Endian.h"
1.1       root       64: 
                     65: /* BUFFER_ALIGN32 or BUFFER_ALIGN64 must be defined at this point to    */
                     66: /* enable faster operation by taking advantage of memory aligned values */
                     67: /* NOTE: the BUFFER_ALIGN64 option has not been tested extensively      */
                     68: 
                     69: #define BUFFER_ALIGN32
                     70: #define UNROLL_LOOPS    /* define to unroll some loops      */
                     71: #define IN_LINES        /* define to use inline functions   */
                     72:                         /* in place of macros               */
                     73: 
                     74: #define mode(x)                        GM_##x
                     75: 
                     76: #if defined(__cplusplus)
                     77: extern "C"
                     78: {
                     79: #endif
                     80: 
                     81: typedef unsigned __int32 mode(32t);
                     82: typedef unsigned __int64 mode(64t);
                     83: 
                     84: #define BRG_LITTLE_ENDIAN   1234 /* byte 0 is least significant (i386) */
                     85: #define BRG_BIG_ENDIAN      4321 /* byte 0 is most significant (mc68k) */
                     86: 
                     87: #if BYTE_ORDER == LITTLE_ENDIAN
                     88: #  define PLATFORM_BYTE_ORDER BRG_LITTLE_ENDIAN
                     89: #endif
                     90: 
                     91: #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
                     92: #  define PLATFORM_BYTE_ORDER BRG_BIG_ENDIAN
                     93: #endif
                     94: 
                     95: #ifdef _MSC_VER
                     96: #pragma intrinsic(memcpy)
                     97: #define in_line __inline
                     98: #else
                     99: #define in_line
                    100: #endif
                    101: 
                    102: #if 0 && defined(_MSC_VER)
                    103: #define rotl32 _lrotl
                    104: #define rotr32 _lrotr
                    105: #else
                    106: #define rotl32(x,n)   (((x) << n) | ((x) >> (32 - n)))
                    107: #define rotr32(x,n)   (((x) >> n) | ((x) << (32 - n)))
                    108: #endif
                    109: 
                    110: #if !defined(bswap_32)
                    111: #define bswap_32(x) (rotr32((x), 24) & 0x00ff00ff | rotr32((x), 8) & 0xff00ff00)
                    112: #endif
                    113: 
                    114: #if (PLATFORM_BYTE_ORDER == BRG_LITTLE_ENDIAN)
                    115: #define SWAP_BYTES
                    116: #else
                    117: #undef  SWAP_BYTES
                    118: #endif
                    119: 
                    120: #if defined(SWAP_BYTES)
                    121: 
                    122: #if defined ( IN_LINES )
                    123: 
                    124: in_line void bsw_32(void * p, unsigned int n)
                    125: {   unsigned int i = n;
                    126:     while(i--)
                    127:         ((mode(32t)*)p)[i] = bswap_32(((mode(32t)*)p)[i]);
                    128: }
                    129: 
                    130: #else
                    131: 
                    132: #define bsw_32(p,n) \
                    133:     { int _i = (n); while(_i--) ((mode(32t)*)p)[_i] = bswap_32(((mode(32t)*)p)[_i]); }
                    134: 
                    135: #endif
                    136: 
                    137: #else
                    138: #define bsw_32(p,n)
                    139: #endif
                    140: 
                    141: /* These values are used to detect long word alignment in order */
                    142: /* to speed up some GCM buffer operations. This facility may    */
                    143: /* not work on some machines                                    */
                    144: 
                    145: #define lp08(x)      ((unsigned char*)(x))
                    146: #define lp32(x)      ((mode(32t)*)(x))
                    147: #define lp64(x)      ((mode(64t)*)(x))
                    148: 
                    149: #define A32_MASK     3
                    150: #define A64_MASK     7
                    151: #define aligned32(x) (!(((mode(32t))(x)) & A32_MASK))
                    152: #define aligned64(x) (!(((mode(32t))(x)) & A64_MASK))
                    153: 
                    154: #if defined( BUFFER_ALIGN32 )
                    155: 
                    156: #define ADR_MASK    A32_MASK
                    157: #define aligned     aligned32
                    158: #define lp          lp32
                    159: #define lp_inc      4
                    160: 
                    161: #if defined( IN_LINES )
                    162: 
                    163: in_line void move_block_aligned( void *p, const void *q)
                    164: {
                    165:     lp32(p)[0] = lp32(q)[0], lp32(p)[1] = lp32(q)[1],
                    166:     lp32(p)[2] = lp32(q)[2], lp32(p)[3] = lp32(q)[3];
                    167: }
                    168: 
                    169: in_line void move_block_aligned64( void *p, const void *q)
                    170: {
                    171:     lp32(p)[0] = lp32(q)[0], lp32(p)[1] = lp32(q)[1];
                    172: }
                    173: 
                    174: in_line void xor_block_aligned( void *p, const void *q)
                    175: {
                    176:     lp32(p)[0] ^= lp32(q)[0], lp32(p)[1] ^= lp32(q)[1],
                    177:     lp32(p)[2] ^= lp32(q)[2], lp32(p)[3] ^= lp32(q)[3];
                    178: }
                    179: 
                    180: in_line void xor_block_aligned64( void *p, const void *q)
                    181: {
                    182:     lp32(p)[0] ^= lp32(q)[0], lp32(p)[1] ^= lp32(q)[1];
                    183: }
                    184: 
                    185: #else
                    186: 
                    187: #define move_block_aligned(p,q) \
                    188:     lp32(p)[0] = lp32(q)[0], lp32(p)[1] = lp32(q)[1], \
                    189:     lp32(p)[2] = lp32(q)[2], lp32(p)[3] = lp32(q)[3]
                    190: 
                    191: #define xor_block_aligned(p,q) \
                    192:     lp32(p)[0] ^= lp32(q)[0], lp32(p)[1] ^= lp32(q)[1], \
                    193:     lp32(p)[2] ^= lp32(q)[2], lp32(p)[3] ^= lp32(q)[3]
                    194: 
                    195: #endif
                    196: 
                    197: #elif defined( BUFFER_ALIGN64 )
                    198: 
                    199: #define ADR_MASK    A64_MASK
                    200: #define aligned     aligned64
                    201: #define lp          lp64
                    202: #define lp_inc      8
                    203: 
                    204: #define move_block_aligned(p,q) \
                    205:     lp64(p)[0] = lp64(q)[0], lp64(p)[1] = lp64(q)[1]
                    206: 
                    207: #define xor_block_aligned(p,q) \
                    208:     lp64(p)[0] ^= lp64(q)[0], lp64(p)[1] ^= lp64(q)[1]
                    209: 
                    210: #else
                    211: #define aligned(x) 0
                    212: #endif
                    213: 
                    214: #define move_block(p,q) memcpy((p), (q), BLOCK_LEN)
                    215: 
                    216: #define xor_block(p,q) \
                    217:     lp08(p)[ 0] ^= lp08(q)[ 0], lp08(p)[ 1] ^= lp08(q)[ 1], \
                    218:     lp08(p)[ 2] ^= lp08(q)[ 2], lp08(p)[ 3] ^= lp08(q)[ 3], \
                    219:     lp08(p)[ 4] ^= lp08(q)[ 4], lp08(p)[ 5] ^= lp08(q)[ 5], \
                    220:     lp08(p)[ 6] ^= lp08(q)[ 6], lp08(p)[ 7] ^= lp08(q)[ 7], \
                    221:     lp08(p)[ 8] ^= lp08(q)[ 8], lp08(p)[ 9] ^= lp08(q)[ 9], \
                    222:     lp08(p)[10] ^= lp08(q)[10], lp08(p)[11] ^= lp08(q)[11], \
                    223:     lp08(p)[12] ^= lp08(q)[12], lp08(p)[13] ^= lp08(q)[13], \
                    224:     lp08(p)[14] ^= lp08(q)[14], lp08(p)[15] ^= lp08(q)[15]
                    225: 
                    226: 
                    227: #define gf_dat(q) {\
                    228:     q(0x00), q(0x01), q(0x02), q(0x03), q(0x04), q(0x05), q(0x06), q(0x07),\
                    229:     q(0x08), q(0x09), q(0x0a), q(0x0b), q(0x0c), q(0x0d), q(0x0e), q(0x0f),\
                    230:     q(0x10), q(0x11), q(0x12), q(0x13), q(0x14), q(0x15), q(0x16), q(0x17),\
                    231:     q(0x18), q(0x19), q(0x1a), q(0x1b), q(0x1c), q(0x1d), q(0x1e), q(0x1f),\
                    232:     q(0x20), q(0x21), q(0x22), q(0x23), q(0x24), q(0x25), q(0x26), q(0x27),\
                    233:     q(0x28), q(0x29), q(0x2a), q(0x2b), q(0x2c), q(0x2d), q(0x2e), q(0x2f),\
                    234:     q(0x30), q(0x31), q(0x32), q(0x33), q(0x34), q(0x35), q(0x36), q(0x37),\
                    235:     q(0x38), q(0x39), q(0x3a), q(0x3b), q(0x3c), q(0x3d), q(0x3e), q(0x3f),\
                    236:     q(0x40), q(0x41), q(0x42), q(0x43), q(0x44), q(0x45), q(0x46), q(0x47),\
                    237:     q(0x48), q(0x49), q(0x4a), q(0x4b), q(0x4c), q(0x4d), q(0x4e), q(0x4f),\
                    238:     q(0x50), q(0x51), q(0x52), q(0x53), q(0x54), q(0x55), q(0x56), q(0x57),\
                    239:     q(0x58), q(0x59), q(0x5a), q(0x5b), q(0x5c), q(0x5d), q(0x5e), q(0x5f),\
                    240:     q(0x60), q(0x61), q(0x62), q(0x63), q(0x64), q(0x65), q(0x66), q(0x67),\
                    241:     q(0x68), q(0x69), q(0x6a), q(0x6b), q(0x6c), q(0x6d), q(0x6e), q(0x6f),\
                    242:     q(0x70), q(0x71), q(0x72), q(0x73), q(0x74), q(0x75), q(0x76), q(0x77),\
                    243:     q(0x78), q(0x79), q(0x7a), q(0x7b), q(0x7c), q(0x7d), q(0x7e), q(0x7f),\
                    244:     q(0x80), q(0x81), q(0x82), q(0x83), q(0x84), q(0x85), q(0x86), q(0x87),\
                    245:     q(0x88), q(0x89), q(0x8a), q(0x8b), q(0x8c), q(0x8d), q(0x8e), q(0x8f),\
                    246:     q(0x90), q(0x91), q(0x92), q(0x93), q(0x94), q(0x95), q(0x96), q(0x97),\
                    247:     q(0x98), q(0x99), q(0x9a), q(0x9b), q(0x9c), q(0x9d), q(0x9e), q(0x9f),\
                    248:     q(0xa0), q(0xa1), q(0xa2), q(0xa3), q(0xa4), q(0xa5), q(0xa6), q(0xa7),\
                    249:     q(0xa8), q(0xa9), q(0xaa), q(0xab), q(0xac), q(0xad), q(0xae), q(0xaf),\
                    250:     q(0xb0), q(0xb1), q(0xb2), q(0xb3), q(0xb4), q(0xb5), q(0xb6), q(0xb7),\
                    251:     q(0xb8), q(0xb9), q(0xba), q(0xbb), q(0xbc), q(0xbd), q(0xbe), q(0xbf),\
                    252:     q(0xc0), q(0xc1), q(0xc2), q(0xc3), q(0xc4), q(0xc5), q(0xc6), q(0xc7),\
                    253:     q(0xc8), q(0xc9), q(0xca), q(0xcb), q(0xcc), q(0xcd), q(0xce), q(0xcf),\
                    254:     q(0xd0), q(0xd1), q(0xd2), q(0xd3), q(0xd4), q(0xd5), q(0xd6), q(0xd7),\
                    255:     q(0xd8), q(0xd9), q(0xda), q(0xdb), q(0xdc), q(0xdd), q(0xde), q(0xdf),\
                    256:     q(0xe0), q(0xe1), q(0xe2), q(0xe3), q(0xe4), q(0xe5), q(0xe6), q(0xe7),\
                    257:     q(0xe8), q(0xe9), q(0xea), q(0xeb), q(0xec), q(0xed), q(0xee), q(0xef),\
                    258:     q(0xf0), q(0xf1), q(0xf2), q(0xf3), q(0xf4), q(0xf5), q(0xf6), q(0xf7),\
                    259:     q(0xf8), q(0xf9), q(0xfa), q(0xfb), q(0xfc), q(0xfd), q(0xfe), q(0xff) }
                    260: 
                    261: /* given the value i in 0..255 as the byte overflow when a a field  */
                    262: /* element in GHASH is multipled by x^8, this function will return  */
                    263: /* the values that are generated in the lo 16-bit word of the field */
                    264: /* value by applying the modular polynomial. The values lo_byte and */
                    265: /* hi_byte are returned via the macro xp_fun(lo_byte, hi_byte) so   */
                    266: /* that the values can be assembled into memory as required by a    */
                    267: /* suitable definition of this macro operating on the table above   */
                    268: 
                    269: #define xp(i) xp_fun( \
                    270:     (i & 0x80 ? 0xe1 : 0) ^ (i & 0x40 ? 0x70 : 0) ^ \
                    271:     (i & 0x20 ? 0x38 : 0) ^ (i & 0x10 ? 0x1c : 0) ^ \
                    272:     (i & 0x08 ? 0x0e : 0) ^ (i & 0x04 ? 0x07 : 0) ^ \
                    273:     (i & 0x02 ? 0x03 : 0) ^ (i & 0x01 ? 0x01 : 0),  \
                    274:     (i & 0x80 ? 0x00 : 0) ^ (i & 0x40 ? 0x80 : 0) ^ \
                    275:     (i & 0x20 ? 0x40 : 0) ^ (i & 0x10 ? 0x20 : 0) ^ \
                    276:     (i & 0x08 ? 0x10 : 0) ^ (i & 0x04 ? 0x08 : 0) ^ \
                    277:     (i & 0x02 ? 0x84 : 0) ^ (i & 0x01 ? 0xc2 : 0) )
                    278: 
                    279: #define xp64(i) xp_fun( \
                    280:     (i & 0x80 ? 0xd8 : 0) ^ (i & 0x40 ? 0x6c : 0) ^ \
                    281:     (i & 0x20 ? 0x36 : 0) ^ (i & 0x10 ? 0x1b : 0) ^ \
                    282:     (i & 0x08 ? 0x0d : 0) ^ (i & 0x04 ? 0x06 : 0) ^ \
                    283:     (i & 0x02 ? 0x03 : 0) ^ (i & 0x01 ? 0x01 : 0),  \
                    284:     (i & 0x80 ? 0x00 : 0) ^ (i & 0x40 ? 0x00 : 0) ^ \
                    285:     (i & 0x20 ? 0x00 : 0) ^ (i & 0x10 ? 0x00 : 0) ^ \
                    286:     (i & 0x08 ? 0x80 : 0) ^ (i & 0x04 ? 0xc0 : 0) ^ \
                    287:     (i & 0x02 ? 0x60 : 0) ^ (i & 0x01 ? 0xb0 : 0) )
                    288: 
                    289: static mode(32t) gf_poly[2] = { 0, 0xe1000000 };
                    290: static mode(32t) gf_poly64[2] = { 0, 0xd8000000 };
                    291: 
                    292: /* Multiply of a GF128 field element by x.   The field element  */
                    293: /* is held in an array of bytes in which field bits 8n..8n + 7  */
                    294: /* are held in byte[n], with lower indexed bits placed in the   */
                    295: /* more numerically significant bit positions in bytes.         */
                    296: 
                    297: /* This function multiples a field element x, in the polynomial */
                    298: /* field representation. It uses 32-bit word operations to gain */
                    299: /* speed but compensates for machine endianess and hence works  */
                    300: /* correctly on both styles of machine                          */
                    301: 
                    302: in_line void mul_x(mode(32t) x[4])
                    303: {   mode(32t)   t;
                    304: 
                    305:     bsw_32(x, 4);
                    306: 
                    307:     /* at this point the filed element bits 0..127 are set out  */
                    308:     /* as follows in 32-bit words (where the most significant   */
                    309:     /* (ms) numeric bits are to the left)                       */
                    310:     /*                                                          */
                    311:     /*            x[0]      x[1]      x[2]      x[3]            */
                    312:     /*          ms    ls  ms    ls  ms    ls  ms     ls         */
                    313:     /* field:   0 ... 31  32 .. 63  64 .. 95  96 .. 127         */
                    314: 
                    315:     t = gf_poly[x[3] & 1];          /* bit 127 of the element   */
                    316:     x[3] = (x[3] >> 1) | (x[2] << 31);  /* shift bits up by one */
                    317:     x[2] = (x[2] >> 1) | (x[1] << 31);  /* position             */
                    318:     x[1] = (x[1] >> 1) | (x[0] << 31);  /* if bit 7 is 1 xor in */
                    319:     x[0] = (x[0] >> 1) ^ t;             /* the field polynomial */
                    320:     bsw_32(x, 4);
                    321: }
                    322: 
                    323: in_line void mul_x64(mode(32t) x[2])
                    324: {   mode(32t)   t;
                    325: 
                    326:     bsw_32(x, 2);
                    327: 
                    328:     /* at this point the filed element bits 0..127 are set out  */
                    329:     /* as follows in 32-bit words (where the most significant   */
                    330:     /* (ms) numeric bits are to the left)                       */
                    331:     /*                                                          */
                    332:     /*            x[0]      x[1]      x[2]      x[3]            */
                    333:     /*          ms    ls  ms    ls  ms    ls  ms     ls         */
                    334:     /* field:   0 ... 31  32 .. 63  64 .. 95  96 .. 127         */
                    335: 
                    336:     t = gf_poly64[x[1] & 1];          /* bit 127 of the element   */
                    337:                                                                                /* shift bits up by one */
                    338:                                                                                /* position             */
                    339:     x[1] = (x[1] >> 1) | (x[0] << 31);  /* if bit 7 is 1 xor in */
                    340:     x[0] = (x[0] >> 1) ^ t;             /* the field polynomial */
                    341:     bsw_32(x, 2);
                    342: }
                    343: 
                    344: /* Multiply of a GF128 field element by x^8 using 32-bit words  */
                    345: /* for speed - machine endianess matters here                   */
                    346: 
                    347: #if (PLATFORM_BYTE_ORDER == BRG_LITTLE_ENDIAN)
                    348: 
                    349: #define xp_fun(x,y)    ((mode(32t))(x)) | (((mode(32t))(y)) << 8)
                    350: static const unsigned __int16 gft_le[256] = gf_dat(xp);
                    351: static const unsigned __int16 gft_le64[256] = gf_dat(xp64);
                    352: 
                    353: in_line void mul_lex8(mode(32t) x[4])   /* mutiply with long words  */
                    354: {   mode(32t)   t = (x[3] >> 24);       /* in little endian format  */
                    355:     x[3] = (x[3] << 8) | (x[2] >> 24);
                    356:     x[2] = (x[2] << 8) | (x[1] >> 24);
                    357:     x[1] = (x[1] << 8) | (x[0] >> 24);
                    358:     x[0] = (x[0] << 8) ^ gft_le[t];
                    359: }
                    360: 
                    361: in_line void mul_lex8_64(mode(32t) x[2])   /* mutiply with long words  */
                    362: {   mode(32t)   t = (x[1] >> 24);       /* in little endian format  */
                    363:     x[1] = (x[1] << 8) | (x[0] >> 24);
                    364:     x[0] = (x[0] << 8) ^ gft_le64[t];
                    365: }
                    366: 
                    367: #endif
                    368: 
                    369: #if 1 || (PLATFORM_BYTE_ORDER == BRG_LITTLE_ENDIAN)
                    370: 
                    371: #undef  xp_fun
                    372: #define xp_fun(x,y)    ((mode(32t))(y)) | (((mode(32t))(x)) << 8)
                    373: static const unsigned __int16 gft_be[256] = gf_dat(xp);
                    374: static const unsigned __int16 gft_be64[256] = gf_dat(xp64);
                    375: 
                    376: in_line void mul_bex8(mode(32t) x[4])   /* mutiply with long words  */
                    377: {   mode(32t)   t = (x[3] & 0xff);      /* in big endian format     */
                    378:     x[3] = (x[3] >> 8) | (x[2] << 24);
                    379:     x[2] = (x[2] >> 8) | (x[1] << 24);
                    380:     x[1] = (x[1] >> 8) | (x[0] << 24);
                    381:     x[0] = (x[0] >> 8) ^ (((mode(32t))gft_be[t]) << 16);
                    382: }
                    383: 
                    384: in_line void mul_bex8_64(mode(32t) x[2])   /* mutiply with long words  */
                    385: {   mode(32t)   t = (x[1] & 0xff);      /* in big endian format     */
                    386:     x[1] = (x[1] >> 8) | (x[0] << 24);
                    387:     x[0] = (x[0] >> 8) ^ (((mode(32t))gft_be64[t]) << 16);
                    388: }
                    389: 
                    390: #endif
                    391: 
                    392: /* hence choose the correct version for the machine endianess       */
                    393: 
                    394: #if PLATFORM_BYTE_ORDER == BRG_BIG_ENDIAN
                    395: #define mul_x8  mul_bex8
                    396: #define mul_x8_64  mul_bex8_64
                    397: #else
                    398: #define mul_x8  mul_lex8
                    399: #define mul_x8_64  mul_lex8_64
                    400: #endif
                    401: 
                    402: /* different versions of the general gf_mul function are provided   */
                    403: /* here. Sadly none are very fast :-(                               */
                    404: 
                    405: void GfMul128 (void *a, const void* b)
                    406: {   mode(32t) r[CBLK_LEN >> 2], p[8][CBLK_LEN >> 2];
                    407:     int i;
                    408: 
                    409:     move_block_aligned(p[0], b);
                    410:     bsw_32(p[0], 4);
                    411:     for(i = 0; i < 7; ++i)
                    412:     {
                    413:         p[i + 1][3] = (p[i][3] >> 1) | (p[i][2] << 31);
                    414:         p[i + 1][2] = (p[i][2] >> 1) | (p[i][1] << 31);
                    415:         p[i + 1][1] = (p[i][1] >> 1) | (p[i][0] << 31);
                    416:         p[i + 1][0] = (p[i][0] >> 1) ^ gf_poly[p[i][3] & 1];
                    417:     }
                    418: 
                    419:     memset(r, 0, CBLK_LEN);
                    420:     for(i = 0; i < 16; ++i)
                    421:     {
                    422:         if(i) mul_bex8(r);  /* order is always big endian here */
                    423: 
                    424:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x80)
                    425:             xor_block_aligned(r, p[0]);
                    426:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x40)
                    427:             xor_block_aligned(r, p[1]);
                    428:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x20)
                    429:             xor_block_aligned(r, p[2]);
                    430:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x10)
                    431:             xor_block_aligned(r, p[3]);
                    432:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x08)
                    433:             xor_block_aligned(r, p[4]);
                    434:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x04)
                    435:             xor_block_aligned(r, p[5]);
                    436:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x02)
                    437:             xor_block_aligned(r, p[6]);
                    438:         if(((unsigned char*)a)[15 - i] & 0x01)
                    439:             xor_block_aligned(r, p[7]);
                    440:     }
                    441:     bsw_32(r, 4);
                    442:     move_block_aligned(a, r);
                    443: }
                    444: 
                    445: #if defined( UNROLL_LOOPS )
                    446: 
                    447: #define xor_8k(i)   \
                    448:     xor_block_aligned(r, ctx->gf_t8k[i + i][a[i] & 15]); \
                    449:     xor_block_aligned(r, ctx->gf_t8k[i + i + 1][a[i] >> 4])
                    450: 
                    451: 
                    452: void GfMul128Tab (unsigned char a[CBLK_LEN], GfCtx8k *ctx)
                    453: {   unsigned __int32 r[CBLK_LEN >> 2];
                    454: 
                    455:     move_block_aligned(r, ctx->gf_t8k[0][a[0] & 15]);
                    456:     xor_block_aligned(r, ctx->gf_t8k[1][a[0] >> 4]);
                    457:                 xor_8k( 1); xor_8k( 2); xor_8k( 3);
                    458:     xor_8k( 4); xor_8k( 5); xor_8k( 6); xor_8k( 7);
                    459:     xor_8k( 8); xor_8k( 9); xor_8k(10); xor_8k(11);
                    460:     xor_8k(12); xor_8k(13); xor_8k(14); xor_8k(15);
                    461:     move_block_aligned(a, r);
                    462: }
                    463: 
                    464: #else
                    465: 
                    466: void GfMul128Tab (unsigned char a[CBLK_LEN], GfCtx8k *ctx)
                    467: {   unsigned __int32 r[CBLK_LEN >> 2], *p;
                    468:     int i;
                    469: 
                    470:     p = ctx->gf_t8k[0][a[0] & 15];
                    471:     memcpy(r, p, CBLK_LEN);
                    472:     p = ctx->gf_t8k[1][a[0] >> 4];
                    473:     xor_block_aligned(r, p);
                    474:     for(i = 1; i < CBLK_LEN; ++i)
                    475:     {
                    476:         xor_block_aligned(r, ctx->gf_t8k[i + i][a[i] & 15]);
                    477:         xor_block_aligned(r, ctx->gf_t8k[i + i + 1][a[i] >> 4]);
                    478:     }
                    479:     memcpy(a, r, CBLK_LEN);
                    480: }
                    481: 
                    482: #endif
                    483: 
                    484: void compile_8k_table(unsigned __int8 *a, GfCtx8k *ctx)
                    485: {   int i, j, k;
                    486: 
                    487:     memset(ctx->gf_t8k, 0, 32 * 16 * 16);
                    488:     for(i = 0; i < 2 * CBLK_LEN; ++i)
                    489:     {
                    490:         if(i == 0)
                    491:         {
                    492:             memcpy(ctx->gf_t8k[1][8], a, CBLK_LEN);
                    493:             for(j = 4; j > 0; j >>= 1)
                    494:             {
                    495:                 memcpy(ctx->gf_t8k[1][j], ctx->gf_t8k[1][j + j], CBLK_LEN);
                    496:                 mul_x(ctx->gf_t8k[1][j]);
                    497:             }
                    498:             memcpy(ctx->gf_t8k[0][8], ctx->gf_t8k[1][1], CBLK_LEN);
                    499:             mul_x(ctx->gf_t8k[0][8]);
                    500:             for(j = 4; j > 0; j >>= 1)
                    501:             {
                    502:                 memcpy(ctx->gf_t8k[0][j], ctx->gf_t8k[0][j + j], CBLK_LEN);
                    503:                 mul_x(ctx->gf_t8k[0][j]);
                    504:             }
                    505:         }
                    506:         else if(i > 1)
                    507:             for(j = 8; j > 0; j >>= 1)
                    508:             {
                    509:                 memcpy(ctx->gf_t8k[i][j], ctx->gf_t8k[i - 2][j], CBLK_LEN);
                    510:                 mul_x8(ctx->gf_t8k[i][j]);
                    511:             }
                    512: 
                    513:         for(j = 2; j < 16; j += j)
                    514:         {
                    515:             mode(32t) *pj = ctx->gf_t8k[i][j];
                    516:             mode(32t) *pk = ctx->gf_t8k[i][1];
                    517:             mode(32t) *pl = ctx->gf_t8k[i][j + 1];
                    518: 
                    519:             for(k = 1; k < j; ++k)
                    520:             {
                    521:                 *pl++ = pj[0] ^ *pk++;
                    522:                 *pl++ = pj[1] ^ *pk++;
                    523:                 *pl++ = pj[2] ^ *pk++;
                    524:                 *pl++ = pj[3] ^ *pk++;
                    525:             }
                    526:         }
                    527:     }
                    528: }
                    529: 
                    530: 
                    531: void compile_4k_table64(unsigned __int8 *a, GfCtx4k64 *ctx)
                    532: {   int i, j, k;
                    533: 
                    534:     memset(ctx->gf_t4k, 0, sizeof(ctx->gf_t4k));
                    535:     for(i = 0; i < 2 * CBLK_LEN8; ++i)
                    536:     {
                    537:         if(i == 0)
                    538:         {
                    539:             memcpy(ctx->gf_t4k[1][8], a, CBLK_LEN8);
                    540:             for(j = 4; j > 0; j >>= 1)
                    541:             {
                    542:                 memcpy(ctx->gf_t4k[1][j], ctx->gf_t4k[1][j + j], CBLK_LEN8);
                    543:                 mul_x64(ctx->gf_t4k[1][j]);
                    544:             }
                    545:             memcpy(ctx->gf_t4k[0][8], ctx->gf_t4k[1][1], CBLK_LEN8);
                    546:             mul_x64(ctx->gf_t4k[0][8]);
                    547:             for(j = 4; j > 0; j >>= 1)
                    548:             {
                    549:                 memcpy(ctx->gf_t4k[0][j], ctx->gf_t4k[0][j + j], CBLK_LEN8);
                    550:                 mul_x64(ctx->gf_t4k[0][j]);
                    551:             }
                    552:         }
                    553:         else if(i > 1)
                    554:             for(j = 8; j > 0; j >>= 1)
                    555:             {
                    556:                 memcpy(ctx->gf_t4k[i][j], ctx->gf_t4k[i - 2][j], CBLK_LEN8);
                    557:                 mul_x8_64(ctx->gf_t4k[i][j]);
                    558:             }
                    559: 
                    560:         for(j = 2; j < 16; j += j)
                    561:         {
                    562:             mode(32t) *pj = ctx->gf_t4k[i][j];
                    563:             mode(32t) *pk = ctx->gf_t4k[i][1];
                    564:             mode(32t) *pl = ctx->gf_t4k[i][j + 1];
                    565: 
                    566:             for(k = 1; k < j; ++k)
                    567:             {
                    568:                 *pl++ = pj[0] ^ *pk++;
                    569:                 *pl++ = pj[1] ^ *pk++;
                    570:                 *pl++ = pj[2] ^ *pk++;
                    571:                 *pl++ = pj[3] ^ *pk++;
                    572:             }
                    573:         }
                    574:     }
                    575: }
                    576: 
                    577: static int IsBitSet128 (unsigned int bit, unsigned __int8 *a)
                    578: {
                    579:        return a[(127 - bit) / 8] & (0x80 >> ((127 - bit) % 8));
                    580: }
                    581: 
                    582: static int IsBitSet64 (unsigned int bit, unsigned __int8 *a)
                    583: {
                    584:        return a[(63 - bit) / 8] & (0x80 >> ((63 - bit) % 8));
                    585: }
                    586: 
                    587: static void SetBit128 (unsigned int bit, unsigned __int8 *a)
                    588: {
                    589:        a[(127 - bit) / 8] |= 0x80 >> ((127 - bit) % 8);
                    590: }
                    591: 
                    592: static void SetBit64 (unsigned int bit, unsigned __int8 *a)
                    593: {
                    594:        a[(63 - bit) / 8] |= 0x80 >> ((63 - bit) % 8);
                    595: }
                    596: 
1.1.1.2   root      597: void MirrorBits128 (unsigned __int8 *a)
1.1       root      598: {
                    599:        unsigned __int8 t[128 / 8];
                    600:        int i;
                    601:        memset (t,0,16);
                    602:        for (i = 0; i < 128; i++)
                    603:        {
                    604:                if (IsBitSet128(i, a))
                    605:                        SetBit128 (127 - i, t);
                    606:        }
                    607:        memcpy (a, t, sizeof (t));
                    608:        burn (t,sizeof (t));
                    609: }
                    610: 
                    611: void MirrorBits64 (unsigned __int8 *a)
                    612: {
                    613:        unsigned __int8 t[64 / 8];
                    614:        int i;
                    615:        memset (t,0,8);
                    616:        for (i = 0; i < 64; i++)
                    617:        {
                    618:                if (IsBitSet64(i, a))
                    619:                        SetBit64 (63 - i, t);
                    620:        }
                    621:        memcpy (a, t, sizeof (t));
                    622:        burn (t,sizeof (t));
                    623: }
                    624: 
                    625: /* Allocate and initialize speed optimization table
                    626:    for multiplication by 64-bit operand in MSB-first mode */
                    627: int Gf128Tab64Init (unsigned __int8 *a, GfCtx *ctx)
                    628: {
                    629:        GfCtx8k *ctx8k;
                    630:        unsigned __int8 am[16];
                    631:        int i, j;
                    632: 
                    633:        ctx8k = (GfCtx8k *) TCalloc (sizeof (GfCtx8k));
                    634:        if (!ctx8k)
                    635:                return FALSE;
                    636: 
                    637:        memcpy (am, a, 16);
                    638:        MirrorBits128 (am);
                    639:     compile_8k_table (am, ctx8k);
                    640: 
                    641:        /* Convert 8k LSB-first table to 4k MSB-first */
                    642:        for (i = 16; i < 32; i++) 
                    643:        {
                    644:                for (j = 0; j < 16; j++) 
                    645:                {
                    646:                        int jm = 0;
                    647:                        jm |= (j & 0x1) << 3;
                    648:                        jm |= (j & 0x2) << 1;
                    649:                        jm |= (j & 0x4) >> 1;
                    650:                        jm |= (j & 0x8) >> 3;
                    651: 
                    652:                        memcpy (&ctx->gf_t128[i-16][jm], (unsigned char *)&ctx8k->gf_t8k[31-i][j], 16);
                    653:                        MirrorBits128 ((unsigned char *)&ctx->gf_t128[i-16][jm]);
                    654:                }
                    655:        }
                    656: 
                    657:        burn (ctx8k ,sizeof (*ctx8k));
                    658:        burn (am, sizeof (am));
                    659:        TCfree (ctx8k);
                    660:        return TRUE;
                    661: }
                    662: 
                    663: int Gf64TabInit (unsigned __int8 *a, GfCtx *ctx)
                    664: {
1.1.1.4   root      665:        /* Deprecated/legacy */
                    666: 
1.1       root      667:        GfCtx4k64 *ctx4k;
                    668:        unsigned __int8 am[8];
                    669:        int i, j;
                    670: 
                    671:        ctx4k = (GfCtx4k64 *) TCalloc (sizeof (GfCtx4k64));
                    672:        if (!ctx4k)
                    673:                return FALSE;
                    674: 
                    675:        memcpy (am, a, 8);
                    676:        MirrorBits64 (am);
                    677:     compile_4k_table64 (am, ctx4k);
                    678: 
                    679:        /* Convert LSB-first table to MSB-first */
                    680:        for (i = 0; i < 16; i++) 
                    681:        {
                    682:                for (j = 0; j < 16; j++) 
                    683:                {
                    684:                        int jm = 0;
                    685:                        jm |= (j & 0x1) << 3;
                    686:                        jm |= (j & 0x2) << 1;
                    687:                        jm |= (j & 0x4) >> 1;
                    688:                        jm |= (j & 0x8) >> 3;
                    689: 
                    690:                        memcpy (&ctx->gf_t64[i][jm], (unsigned char *)&ctx4k->gf_t4k[15-i][j], 8);
                    691:                        MirrorBits64 ((unsigned char *)&ctx->gf_t64[i][jm]);
                    692:                }
                    693:        }
                    694: 
                    695:        burn (ctx4k,sizeof (*ctx4k));
                    696:        burn (am, sizeof (am));
                    697:        TCfree (ctx4k);
                    698:        return TRUE;
                    699: }
                    700: 
                    701: #define xor_8kt64(i)   \
                    702:     xor_block_aligned(r, ctx->gf_t128[i + i][a[i] & 15]); \
                    703:     xor_block_aligned(r, ctx->gf_t128[i + i + 1][a[i] >> 4])
                    704: 
                    705: /* Multiply a 128-bit number by a 64-bit number in the finite field GF(2^128) */
                    706: void Gf128MulBy64Tab (unsigned __int8 a[8], unsigned __int8 p[16], GfCtx *ctx)
                    707: {  
                    708:        unsigned __int32 r[CBLK_LEN >> 2];
                    709: 
                    710:        move_block_aligned(r, ctx->gf_t128[7*2][a[7] & 15]);
                    711:     xor_block_aligned(r,  ctx->gf_t128[7*2+1][a[7] >> 4]);
                    712: 
                    713:        if (*(unsigned __int16 *)a)
                    714:        {
                    715:                xor_8kt64(0);
                    716:                xor_8kt64(1);
                    717:        }
                    718:        if (a[2])
                    719:        {
                    720:                xor_8kt64(2);
                    721:        }
                    722:        xor_8kt64(3);
                    723:     xor_8kt64(4);
                    724:        xor_8kt64(5);
                    725:        xor_8kt64(6);
                    726: 
                    727:     move_block_aligned(p, r);
                    728: }
                    729: 
                    730: #define xor_8k64(i)   \
                    731:     xor_block_aligned64(r, ctx->gf_t64[i + i][a[i] & 15]); \
                    732:     xor_block_aligned64(r, ctx->gf_t64[i + i + 1][a[i] >> 4])
                    733: 
                    734: /* Multiply two 64-bit numbers in the finite field GF(2^64) */
                    735: void Gf64MulTab (unsigned char a[8], unsigned char p[8], GfCtx *ctx)
                    736: {  
1.1.1.4   root      737:        /* Deprecated/legacy */
                    738: 
1.1       root      739:        unsigned __int32 r[CBLK_LEN8 >> 2];
                    740: 
                    741:        move_block_aligned64(r, ctx->gf_t64[7*2][a[7] & 15]);
                    742:     xor_block_aligned64(r,  ctx->gf_t64[7*2+1][a[7] >> 4]);
                    743: 
                    744:        if (*(unsigned __int16 *)a)
                    745:        {
                    746:                xor_8k64(0);
                    747:                xor_8k64(1);
                    748:        }
                    749:        if (a[2])
                    750:        {
                    751:                xor_8k64(2);
                    752:        }
                    753:        xor_8k64(3);
                    754:     xor_8k64(4);
                    755:        xor_8k64(5);
                    756:        xor_8k64(6);
                    757: 
                    758:     move_block_aligned64(p, r);
                    759: }
                    760: 
                    761: 
                    762: /* Basic algorithms for testing of optimized algorithms */
                    763: 
                    764: static void xor128 (unsigned __int64 *a, unsigned __int64 *b)
                    765: {
                    766:        *a++ ^= *b++;
                    767:        *a ^= *b;
                    768: }
                    769: 
                    770: static void shl128 (unsigned __int8 *a)
                    771: {
                    772:        int i, x = 0, xx;
                    773:        for (i = 15; i >= 0; i--)
                    774:        {
                    775:                xx = (a[i] & 0x80) >> 7;
                    776:                a[i] = (a[i] << 1) | x;
                    777:                x = xx;
                    778:        }
                    779: }
                    780: 
                    781: static void GfMul128Basic (unsigned __int8 *a, unsigned __int8 *b, unsigned __int8 *p)
                    782: {
                    783:        int i;
                    784:        unsigned __int8 la[16];
                    785:        memcpy (la, a, 16);
                    786:        memset (p, 0, 16);
                    787: 
                    788:        for (i = 0; i < 128; i++)
                    789:        {
                    790:                if (IsBitSet128 (i, b))
                    791:                        xor128 ((unsigned __int64 *)p, (unsigned __int64 *)la);
                    792: 
                    793:                if (la[0] & 0x80)
                    794:                {
                    795:                        shl128 (la);
                    796:                        la[15] ^= 0x87;
                    797:                }
                    798:                else
                    799:                {
                    800:                        shl128 (la);
                    801:                }
                    802:        }
                    803: }
                    804: 
                    805: static void xor64 (unsigned __int64 *a, unsigned __int64 *b)
                    806: {
                    807:        *a ^= *b;
                    808: }
                    809: 
                    810: static void shl64 (unsigned __int8 *a)
                    811: {
                    812:        int i, x = 0, xx;
                    813:        for (i = 7; i >= 0; i--)
                    814:        {
                    815:                xx = (a[i] & 0x80) >> 7;
                    816:                a[i] = (a[i] << 1) | x;
                    817:                x = xx;
                    818:        }
                    819: }
                    820: 
                    821: static void GfMul64Basic (unsigned __int8 *a, unsigned __int8 *b, unsigned __int8* p)
                    822: {
1.1.1.4   root      823:        /* Deprecated/legacy */
                    824: 
1.1       root      825:        int i;
                    826:        unsigned __int8 la[8];
                    827:        memcpy (la, a, 8);
                    828:        memset (p, 0, 8);
                    829: 
                    830:        for (i = 0; i < 64; i++)
                    831:        {
                    832:                if (IsBitSet64 (i, b))
                    833:                        xor64 ((unsigned __int64 *)p, (unsigned __int64 *)la);
                    834: 
                    835:                if (la[0] & 0x80)
                    836:                {
                    837:                        shl64 (la);
                    838:                        la[7] ^= 0x1b;
                    839:                }
                    840:                else
                    841:                {
                    842:                        shl64 (la);
                    843:                }
                    844:        }
                    845: }
                    846: 
                    847: 
                    848: BOOL GfMulSelfTest ()
                    849: {
                    850:        BOOL result = TRUE;
                    851:        unsigned __int8 a[16];
                    852:        unsigned __int8 b[16];
                    853:        unsigned __int8 p1[16];
                    854:        unsigned __int8 p2[16];
                    855:        GfCtx *gfCtx = (GfCtx *) TCalloc (sizeof (GfCtx));
                    856:        int i, j;
                    857: 
                    858:        if (!gfCtx)
                    859:                return FALSE;
                    860: 
1.1.1.4   root      861:        /* GF(2^64) - deprecated/legacy */
1.1       root      862:        for (i = 0; i < 0x100; i++)
                    863:        {
                    864:                for (j = 0; j < 8; j++)
                    865:                {
                    866:                        a[j] = (unsigned __int8) i;
                    867:                        b[j] = a[j] ^ 0xff;
                    868:                }
                    869: 
                    870:                GfMul64Basic (a, b, p1);
                    871:        
                    872:                Gf64TabInit (a, gfCtx);
                    873:                Gf64MulTab (b, p2, gfCtx);
                    874: 
                    875:                if (memcmp (p1, p2, 8) != 0)
                    876:                        result = FALSE;
                    877:        }
                    878: 
                    879:        /* GF(2^128) */
                    880:        for (i = 0; i < 0x100; i++)
                    881:        {
                    882:                for (j = 0; j < 16; j++)
                    883:                {
                    884:                        a[j] = (unsigned __int8) i;
                    885:                        b[j] = j < 8 ? 0 : a[j] ^ 0xff;
                    886:                }
                    887: 
                    888:                GfMul128Basic (a, b, p1);
                    889:        
                    890:                Gf128Tab64Init (a, gfCtx);
                    891:                Gf128MulBy64Tab (b + 8, p2, gfCtx);
                    892: 
                    893:                if (memcmp (p1, p2, 16) != 0)
                    894:                        result = FALSE;
                    895:        }
                    896: 
                    897:        TCfree (gfCtx);
                    898:        return result;
                    899: }
                    900: 
                    901: #if defined(__cplusplus)
                    902: }
                    903: #endif

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