]> git.cryptolib.org Git - avr-crypto-lib.git/blobdiff - bmw/bmw_large.c
fixing style, typos and uart
[avr-crypto-lib.git] / bmw / bmw_large.c
index d2e41a2ab01711555d87910fca07f52df7bce430..d247273efb2b9a89e905a5bcbc476040b5971f99 100644 (file)
 #include <avr/pgmspace.h>
 #include "bmw_large.h"
 
-#define SHL64(a,n) ((a)<<(n))
-#define SHR64(a,n) ((a)>>(n))
-#define ROTL64(a,n) (((a)<<(n))|((a)>>(64-(n))))
-#define ROTR64(a,n) (((a)>>(n))|((a)<<(64-(n))))
+#define SHL64(a,n)  shiftl64(a,n)
+#define SHR64(a,n)  shiftr64(a,n)
+#define ROTL64(a,n) rotl64(a,n)
+#define ROTR64(a,n) rotr64(a,n)
 
 #define TWEAK   1
 #define BUG24   0
-#define F0_HACK 1
+#define F0_HACK 2
 #define DEBUG   0
 
 #if DEBUG
  #include "cli.h"
 
- void ctx_dump(const bmw_large_ctx_tctx){
+ void ctx_dump(const bmw_large_ctx_t *ctx){
        uint8_t i;
        cli_putstr_P(PSTR("\r\n==== ctx dump ===="));
        for(i=0; i<16;++i){
@@ -56,7 +56,7 @@
        cli_hexdump(&(ctx->counter), 4);
  }
 
- void dump_x(const uint64_tq, uint8_t elements, char x){
+ void dump_x(const uint64_t *q, uint8_t elements, char x){
        uint8_t i;
        cli_putstr_P(PSTR("\r\n==== "));
        cli_putc(x);
  #define dump_x(a,b,c)
 #endif
 
+static
+uint64_t rotl64(uint64_t a, uint8_t r){
+       return (a<<r)|(a>>(64-r));
+}
+
+static
+uint64_t rotr64(uint64_t a, uint8_t r){
+       return (a>>r)|(a<<(64-r));
+}
+
+static
+uint64_t shiftl64(uint64_t a, uint8_t r){
+       return (a<<r);
+}
+
+static
+uint64_t shiftr64(uint64_t a, uint8_t r){
+       return (a>>r);
+}
+
+static
 uint64_t bmw_large_s0(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   SHR64(x, 1)
@@ -84,6 +105,7 @@ uint64_t bmw_large_s0(uint64_t x){
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_s1(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   SHR64(x, 1)
@@ -93,6 +115,7 @@ uint64_t bmw_large_s1(uint64_t x){
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_s2(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   SHR64(x, 2)
@@ -102,6 +125,7 @@ uint64_t bmw_large_s2(uint64_t x){
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_s3(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   SHR64(x, 2)
@@ -111,6 +135,7 @@ uint64_t bmw_large_s3(uint64_t x){
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_s4(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   SHR64(x, 1)
@@ -118,6 +143,7 @@ uint64_t bmw_large_s4(uint64_t x){
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_s5(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   SHR64(x, 2)
@@ -125,42 +151,49 @@ uint64_t bmw_large_s5(uint64_t x){
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_r1(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   ROTL64(x, 5);
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_r2(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   ROTL64(x, 11);
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_r3(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   ROTL64(x, 27);
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_r4(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   ROTL64(x, 32);
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_r5(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   ROTR64(x, 64-37);
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_r6(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   ROTR64(x, 64-43);
        return r;
 }
 
+static
 uint64_t bmw_large_r7(uint64_t x){
        uint64_t r;
        r =   ROTR64(x, 64-53);
@@ -170,7 +203,7 @@ uint64_t bmw_large_r7(uint64_t x){
 #define K    0x0555555555555555LL
 #define MASK 0xFFFFFFFFFFFFFFFFLL
 static
-uint64_t k_lut[] PROGMEM = {
+const uint64_t k_lut[] PROGMEM = {
        16LL*K, 17LL*K, 18LL*K, 19LL*K,
        20LL*K, 21LL*K, 22LL*K, 23LL*K,
        24LL*K, 25LL*K, 26LL*K, 27LL*K,
@@ -178,7 +211,7 @@ uint64_t k_lut[] PROGMEM = {
 */
 /* the same as above but precomputed to avoid compiler warnings */
 static
-uint64_t k_lut[] PROGMEM = {
+const uint64_t k_lut[] PROGMEM = {
        0x5555555555555550LL, 0x5aaaaaaaaaaaaaa5LL, 0x5ffffffffffffffaLL,
        0x655555555555554fLL, 0x6aaaaaaaaaaaaaa4LL, 0x6ffffffffffffff9LL,
        0x755555555555554eLL, 0x7aaaaaaaaaaaaaa3LL, 0x7ffffffffffffff8LL,
@@ -186,7 +219,8 @@ uint64_t k_lut[] PROGMEM = {
        0x955555555555554cLL, 0x9aaaaaaaaaaaaaa1LL, 0x9ffffffffffffff6LL,
        0xa55555555555554bLL };
 
-uint64_t bmw_large_expand1(uint8_t j, const uint64_t* q, const void* m, const void* h){
+static
+uint64_t bmw_large_expand1(uint8_t j, const uint64_t *q, const void *m, const void *h){
        uint64_t(*s[])(uint64_t) = {bmw_large_s1, bmw_large_s2, bmw_large_s3, bmw_large_s0};
        uint64_t a = 0;
        union{
@@ -215,7 +249,8 @@ uint64_t bmw_large_expand1(uint8_t j, const uint64_t* q, const void* m, const vo
        return a;
 }
 
-uint64_t bmw_large_expand2(uint8_t j, const uint64_t* q, const void* m, const void* h){
+static
+uint64_t bmw_large_expand2(uint8_t j, const uint64_t *q, const void *m, const void *h){
        uint64_t(*rf[])(uint64_t) = {bmw_large_r1, bmw_large_r2, bmw_large_r3,
                                     bmw_large_r4, bmw_large_r5, bmw_large_r6,
                                                             bmw_large_r7};
@@ -271,9 +306,56 @@ uint64_t bmw_large_expand2(uint8_t j, const uint64_t* q, const void* m, const vo
        return a;
 }
 
-#if F0_HACK
+#if F0_HACK==2
+/* to understand this implementation take a look at f0-opt-table.txt */
+static const uint16_t hack_table[5] PROGMEM = { 0x0311, 0xDDB3, 0x2A79, 0x07AA, 0x51C2 };
+static const uint8_t  offset_table[5] PROGMEM = { 4+16, 6+16, 9+16, 12+16, 13+16 };
+
+
 static
-uint8_t f0_lut[] PROGMEM ={
+void bmw_large_f0(uint64_t *q, const uint64_t *h, const void *m){
+       uint16_t hack_reg;
+       uint8_t i,j,c;
+       uint64_t(*s[])(uint64_t)={ bmw_large_s0, bmw_large_s1, bmw_large_s2,
+                                  bmw_large_s3, bmw_large_s4 };
+       for(i=0; i<16; ++i){
+               ((uint64_t*)h)[i] ^= ((uint64_t*)m)[i];
+       }
+       dump_x(h, 16, 'T');
+       memset(q, 0, 8*16);
+       c=4;
+       do{
+               i=15;
+               j=pgm_read_byte(offset_table+c);
+               hack_reg=pgm_read_word(&(hack_table[c]));
+               do{
+                       if(hack_reg&1){
+                               q[i]-= h[j&15];
+                       }else{
+                               q[i]+= h[j&15];
+                       }
+                       --j;
+                       hack_reg>>= 1;
+               }while(i--!=0);
+       }while(c--!=0);
+       dump_x(q, 16, 'W');
+       for(i=0; i<16; ++i){
+               q[i] = s[i%5](q[i]);
+       }
+#if TWEAK
+       for(i=0; i<16; ++i){
+               ((uint64_t*)h)[i] ^= ((uint64_t*)m)[i];
+       }
+       for(i=0; i<16; ++i){
+               q[i] += h[(i+1)&0xf];
+       }
+#endif /* TWEAK */
+}
+#endif /* F0_HACK==2 */
+
+#if F0_HACK==1
+static
+const uint8_t f0_lut[] PROGMEM ={
         5<<1, ( 7<<1)+1, (10<<1)+0, (13<<1)+0, (14<<1)+0,
         6<<1, ( 8<<1)+1, (11<<1)+0, (14<<1)+0, (15<<1)+1,
         0<<1, ( 7<<1)+0, ( 9<<1)+0, (12<<1)+1, (15<<1)+0,
@@ -292,7 +374,8 @@ uint8_t f0_lut[] PROGMEM ={
        12<<1, ( 4<<1)+1, ( 6<<1)+1, ( 9<<1)+1, (13<<1)+0
 };
 
-void bmw_large_f0(uint64_t* q, const uint64_t* h, const void* m){
+static
+void bmw_large_f0(uint64_t *q, const uint64_t *h, const void *m){
        uint8_t i,j=-1,v,sign,l=0;
        uint64_t(*s[])(uint64_t)={ bmw_large_s0, bmw_large_s1, bmw_large_s2,
                                   bmw_large_s3, bmw_large_s4 };
@@ -328,11 +411,13 @@ void bmw_large_f0(uint64_t* q, const uint64_t* h, const void* m){
        for(i=0; i<16; ++i){
                q[i] += h[(i+1)&0xf];
        }
-#endif
+#endif /* TWEAK */
 }
+#endif /* F0_HACK==1 */
 
-#else
-void bmw_large_f0(uint64_t* q, const uint64_t* h, const void* m){
+#if F0_HACK==0
+static
+void bmw_large_f0(uint64_t *q, const uint64_t *h, const void *m){
        uint8_t i;
        uint64_t(*s[])(uint64_t)={ bmw_large_s0, bmw_large_s1, bmw_large_s2,
                                   bmw_large_s3, bmw_large_s4 };
@@ -367,12 +452,13 @@ void bmw_large_f0(uint64_t* q, const uint64_t* h, const void* m){
        for(i=0; i<16; ++i){
                q[i] += h[(i+1)&0xf];
        }
-#endif
+#endif /* TWEAK */
 
 }
-#endif
+#endif /* F0_HACK==0 */
 
-void bmw_large_f1(uint64_t* q, const void* m, const uint64_t* h){
+static
+void bmw_large_f1(uint64_t *q, const void *m, const uint64_t *h){
        uint8_t i;
        q[16] = bmw_large_expand1(0, q, m, h);
        q[17] = bmw_large_expand1(1, q, m, h);
@@ -381,7 +467,8 @@ void bmw_large_f1(uint64_t* q, const void* m, const uint64_t* h){
        }
 }
 
-void bmw_large_f2(uint64_t* h, const uint64_t* q, const void* m){
+static
+void bmw_large_f2(uint64_t *h, const uint64_t *q, const void *m){
        uint64_t xl=0, xh;
        uint8_t i;
        for(i=16;i<24;++i){
@@ -423,7 +510,7 @@ void bmw_large_f2(uint64_t* h, const uint64_t* q, const void* m){
        h[15] += SHR64(xl, 2) ^ q[22] ^ q[15];
 }
 
-void bmw_large_nextBlock(bmw_large_ctx_t* ctx, const void* block){
+void bmw_large_nextBlock(bmw_large_ctx_t *ctx, const void *block){
        uint64_t q[32];
        dump_x(block, 16, 'M');
        bmw_large_f0(q, ctx->h, block);
@@ -435,38 +522,41 @@ void bmw_large_nextBlock(bmw_large_ctx_t* ctx, const void* block){
        ctx_dump(ctx);
 }
 
-void bmw_large_lastBlock(bmw_large_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
-       uint8_t buffer[128];
+void bmw_large_lastBlock(bmw_large_ctx_t *ctx, const void *block, uint16_t length_b){
+       union {
+               uint8_t   v8[128];
+               uint64_t v64[ 16];
+       } buffer;
        while(length_b >= BMW_LARGE_BLOCKSIZE){
                bmw_large_nextBlock(ctx, block);
                length_b -= BMW_LARGE_BLOCKSIZE;
                block = (uint8_t*)block + BMW_LARGE_BLOCKSIZE_B;
        }
-       memset(buffer, 0, 128);
-       memcpy(buffer, block, (length_b+7)/8);
-       buffer[length_b>>3] |= 0x80 >> (length_b&0x07);
+       memset(buffer.v8, 0, 128);
+       memcpy(buffer.v8, block, (length_b+7)/8);
+       buffer.v8[length_b>>3] |= 0x80 >> (length_b&0x07);
        if(length_b+1>128*8-64){
-               bmw_large_nextBlock(ctx, buffer);
-               memset(buffer, 0, 128-8);
+               bmw_large_nextBlock(ctx, buffer.v8);
+               memset(buffer.v8, 0, 128-8);
                ctx->counter -= 1;
        }
-       *((uint64_t*)&(buffer[128-8])) = (uint64_t)(ctx->counter*1024LL)+(uint64_t)length_b;
-       bmw_large_nextBlock(ctx, buffer);
+       buffer.v64[15] = (uint64_t)(ctx->counter*1024LL)+(uint64_t)length_b;
+       bmw_large_nextBlock(ctx, buffer.v8);
 #if TWEAK
        uint8_t i;
        uint64_t q[32];
-       memset(buffer, 0xaa, 128);
+       memset(buffer.v8, 0xaa, 128);
        for(i=0; i<16; ++i){
-               buffer[8*i] = i + 0xa0;
+               buffer.v8[8*i] = i + 0xa0;
        }
-       bmw_large_f0(q, (uint64_t*)buffer, ctx->h);
-       bmw_large_f1(q, ctx->h, (uint64_t*)buffer);
-       bmw_large_f2((uint64_t*)buffer, q, ctx->h);
-       memcpy(ctx->h, buffer, 128);
+       bmw_large_f0(q, buffer.v64, ctx->h);
+       bmw_large_f1(q, ctx->h, buffer.v64);
+       bmw_large_f2(buffer.v64, q, ctx->h);
+       memcpy(ctx->h, buffer.v8, 128);
 #endif
 }
 
-void bmw384_init(bmw384_ctx_tctx){
+void bmw384_init(bmw384_ctx_t *ctx){
        uint8_t i;
        ctx->h[0] = 0x0001020304050607LL;
        for(i=1; i<16; ++i){
@@ -479,7 +569,7 @@ void bmw384_init(bmw384_ctx_t* ctx){
        ctx_dump(ctx);
 }
 
-void bmw512_init(bmw512_ctx_tctx){
+void bmw512_init(bmw512_ctx_t *ctx){
        uint8_t i;
        ctx->h[0] = 0x8081828384858687LL;
        for(i=1; i<16; ++i){
@@ -489,31 +579,31 @@ void bmw512_init(bmw512_ctx_t* ctx){
        ctx_dump(ctx);
 }
 
-void bmw384_nextBlock(bmw384_ctx_t* ctx, const void* block){
+void bmw384_nextBlock(bmw384_ctx_t *ctx, const void *block){
        bmw_large_nextBlock(ctx, block);
 }
 
-void bmw512_nextBlock(bmw512_ctx_t* ctx, const void* block){
+void bmw512_nextBlock(bmw512_ctx_t *ctx, const void *block){
        bmw_large_nextBlock(ctx, block);
 }
 
-void bmw384_lastBlock(bmw384_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
+void bmw384_lastBlock(bmw384_ctx_t *ctx, const void *block, uint16_t length_b){
        bmw_large_lastBlock(ctx, block, length_b);
 }
 
-void bmw512_lastBlock(bmw512_ctx_t* ctx, const void* block, uint16_t length_b){
+void bmw512_lastBlock(bmw512_ctx_t *ctx, const void *block, uint16_t length_b){
        bmw_large_lastBlock(ctx, block, length_b);
 }
 
-void bmw384_ctx2hash(void* dest, const bmw384_ctx_t* ctx){
+void bmw384_ctx2hash(void *dest, const bmw384_ctx_t *ctx){
        memcpy(dest, &(ctx->h[10]), 384/8);
 }
 
-void bmw512_ctx2hash(void* dest, const bmw512_ctx_t* ctx){
+void bmw512_ctx2hash(void *dest, const bmw512_ctx_t *ctx){
        memcpy(dest, &(ctx->h[8]), 512/8);
 }
 
-void bmw384(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
+void bmw384(void *dest, const void *msg, uint32_t length_b){
        bmw_large_ctx_t ctx;
        bmw384_init(&ctx);
        while(length_b>=BMW_LARGE_BLOCKSIZE){
@@ -525,7 +615,7 @@ void bmw384(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
        bmw384_ctx2hash(dest, &ctx);
 }
 
-void bmw512(void* dest, const void* msg, uint32_t length_b){
+void bmw512(void *dest, const void *msg, uint32_t length_b){
        bmw_large_ctx_t ctx;
        bmw512_init(&ctx);
        while(length_b>=BMW_LARGE_BLOCKSIZE){