omac_noekeon.S

   1 /* noekeon_omac.S */
   2 /*
   3     This file is part of the AVR-Crypto-Lib.
   4     Copyright (C) 2008  Daniel Otte (daniel.otte@rub.de)
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  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  15
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  17     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19 /*
  20  * \author  Daniel Otte
  21  * \email   daniel.otte@rub.de
  22  * \date    2008-08-24
  23  * \license GPLv3 or later
  24  *
  25  *
  26  *
  27  */
  28
  29 #include <avr/io.h>
  30 #include "avr-asm-macros.S"
  31
  32 .extern noekeon_enc
  33
  34
  35 /******************************************************************************/
  36
  37 /*
  38  * void noekeon_omac_init(noekeon_omac_ctx_t* ctx){
  39  *      memset(ctx, 0, 16);
  40  * }
  41  */
  42 /*
  43  * param ctx in r24:r25
  44  */
  45
  46 .global omac_noekeon_init
  47 omac_noekeon_init:
  48         movw r30, r24
  49         ldi r24, 16
  50 1:
  51         st Z+, r1
  52         dec r24
  53         brne 1b
  54         ret
  55
  56 /******************************************************************************/
  57
  58 /*
  59  * void omac_noekeon_tweak(uint8_t t, const void* key, noekeon_omac_ctx_t* ctx){
  60  *      *ctx[15] = t;
  61  *      noekeon_enc(ctx, key);
  62  * }
  63  */
  64 /*
  65  * param t   in r24
  66  * param key in r22:r23
  67  * param ctx in r20:r21
  68  */
  69 .global omac_noekeon_tweak
  70 omac_noekeon_tweak:
  71         movw r30, r20
  72         std Z+15, r24
  73         movw r24, r20
  74         rjmp noekeon_enc
  75
  76 /******************************************************************************/
  77
  78 /*
  79  * void noekeon_omac_next(const void* buffer, const void* key, noekeon_omac_ctx_t* ctx){
  80  *      memxor(ctx, buffer, 16);
  81  *      noekeon_enc(ctx, key);
  82  * }
  83  */
  84 /*
  85  * param buffer in r24:r25
  86  * param key    in r22:r23
  87  * param ctx    in r20:r21
  88  */
  89 .global omac_noekeon_next
  90 omac_noekeon_next:
  91         movw r26, r20
  92         movw r30, r24
  93         ldi r24, 16
  94 1:
  95         ld r0, X
  96         ld r25, Z+
  97         eor r0, r25
  98         st X+, r0
  99         dec r24
 100         brne 1b
 101         movw r24, r20
 102         rjmp noekeon_enc
 103
 104 /******************************************************************************/
 105
 106 /*
 107  * void omac_noekeon_comppad(uint8_t* pad, const void* key, uint8_t length_b){
 108  *      uint8_t c1,c2,r,j;
 109  *      memset(pad, 0, 16);
 110  *      noekeon_enc(pad, key);
 111  *      r=(length_b==128)?1:2;
 112  *      for(;r!=0;--r){
 113  *              c1=0;
 114  *              for(j=0;j<16;++j){
 115  *                      c2 = c1;
 116  *                      c1 = (pad[15-j])>>7;
 117  *                      pad[15-j] = ((pad[15-j])<<1) | c2;
 118  *              }
 119  *              if(c1){
 120  *                      pad[15] ^= 0x87;
 121  *              }
 122  *      }
 123  *      if(length_b<128){
 124  *              pad[(length_b)/8] ^= 0x80 >> (length_b%8);
 125  *      }
 126  *}
 127  */
 128 /*
 129  * param pad      in r24:r25
 130  * param key      in r22:r23
 131  * param length_b in r20
 132  */
 133 .global omac_noekeon_comppad
 134 omac_noekeon_comppad:
 135         push_ r20, r24, r25
 136         ldi r20, 16
 137         movw r30, r24
 138 1:
 139         st Z+, r1
 140         dec r20
 141         brne 1b
 142         rcall noekeon_enc
 143         pop_ r31, r30, r20 /* now Z points at pad, and r20 contains length_b */
 144         ldi r21, 1
 145         clt
 146         cpi r20, 128
 147         breq 2f
 148         set
 149         inc r21
 150 2:
 151         adiw r30, 16
 152         ldi r24, 16
 153         clc
 154 3:
 155         ld r0, -Z
 156         rol r0
 157         st Z, r0
 158         dec r24
 159         brne 3b
 160
 161         brcc 4f
 162         ldi r24, 0x87
 163         ldd r0, Z+15
 164         eor r0, r24
 165         std Z+15, r0
 166 4:
 167         dec r21
 168         brne 2b
 169         /* the B/P calculation is done, now we have only to insert the one for
 170            messages of a length != n*128 */
 171         brts 5f
 172         ret
 173 5:
 174         /* r20 contains the length in bits where a one must be appended via xor */
 175         mov r21, r20
 176         lsr r21
 177         lsr r21
 178         lsr r21
 179         add r30, r21
 180         adc r31, r1
 181         andi r20, 0x07
 182         ldi r21, 0x80
 183 6:      tst r20
 184         breq 8f
 185 7:      lsr r21
 186         dec r20
 187         brne 7b
 188 8:
 189         ld r24, Z
 190         eor r24, r21
 191         st Z, r24
 192         ret
 193
 194 /******************************************************************************/
 195
 196 /*
 197  * void omac_noekeon_last(const void* buffer, uint8_t length_b, const void* key, noekeon_omac_ctx_t* ctx){
 198  *      while(length_b>128){
 199  *              omac_noekeon_next(buffer, key, ctx);
 200  *              buffer = (uint8_t*)buffer +16;
 201  *              length_b -= 128;
 202  *      }
 203  *      uint8_t pad[16];
 204  *      omac_noekeon_comppad(pad, key, length_b);
 205  *  memxor(pad, buffer, (length_b+7)/8);
 206  *      omac_noekeon_next(pad, key, ctx);
 207  *}
 208  */
 209 /*
 210  * param buffer   in r24:r25
 211  * param length_b in r22
 212  * param key      in r20:r21
 213  * param ctx      in r18:r19
 214  */
 215 .global omac_noekeon_last
 216 omac_noekeon_last:
 217         push_range 10, 16
 218         push_ r28, r29
 219         movw r28, r24 /* buffer */
 220         movw r12, r20 /* key */
 221         movw r14, r18 /* ctx */
 222         mov r16, r22  /* length_b */
 223 1:
 224         cpi r16, 129
 225         brlo 2f
 226         movw r22, r20
 227         movw r20, r18
 228         rcall omac_noekeon_next
 229         adiw r28, 16
 230         subi r16, 128
 231 2:
 232         stack_alloc 16
 233         adiw r30, 1
 234         movw r10, r30
 235         movw r24, r30
 236         movw r22, r12
 237         mov  r20, r16
 238         rcall omac_noekeon_comppad
 239     movw r30, r10
 240     subi r16, -7
 241     lsr r16
 242         lsr r16
 243         lsr r16
 244         breq 4f
 245 3:
 246         ld r0,  Z
 247         ld r24, Y+
 248         eor r0, r24
 249         st Z+, r0
 250         dec r16
 251         brne 3b
 252 4:
 253         movw r24, r10
 254         movw r22, r12
 255         movw r20, r14
 256         rcall omac_noekeon_next
 257         stack_free 16
 258
 259         pop_ r29, r28
 260         pop_range 10, 16
 261         ret
 262
 263 /******************************************************************************/
 264
 265 /*
 266  *void omac_noekeon(void* dest, const void* msg, uint16_t msglength_b,
 267  *                  const void* key, uint8_t t){
 268  *      omac_noekeon_init(dest);
 269  *      if(t!=0xff)
 270  *              omac_noekeon_tweak(t,key,dest);
 271  *      while(msglength_b>128){
 272  *              omac_noekeon_next(msg, key, dest);
 273  *              msg = (uint8_t*)msg +16;
 274  *              msglength_b -= 128;
 275  *      }
 276  *      omac_noekeon_last(msg, msglength_b, key, dest);
 277  *}
 278  */
 279 /*
 280  * param dest        in r24:r25
 281  * param msg         in r22:r23
 282  * param msglength_b in r20:r21
 283  * param key         in r18:r19
 284  * param t           in r16
 285  */
 286 MSG0 = 28
 287 MSG1 = 29
 288 KEY0 = 10
 289 KEY1 = 11
 290 LEN0 = 12
 291 LEN1 = 13
 292 DST0 = 14
 293 DST1 = 15
 294
 295 .global omac_noekeon
 296 omac_noekeon:
 297         push_ r28, r29
 298         push_range 10, 17
 299         movw MSG0, r22 /* msg */
 300         movw KEY0, r18 /* key */
 301         movw LEN0, r20 /* msglength_b */
 302         movw DST0, r24 /* dest */
 303         /* omac_noekeon_init(dest); */
 304         rcall omac_noekeon_init
 305         cpi r16, 0xff
 306         breq 1f
 307         mov  r24, r16
 308         movw r22, KEY0
 309         movw r20, DST0
 310         /* omac_noekeon_tweak(t,key,dest); */
 311         rcall omac_noekeon_tweak
 312 1:
 313         movw r16, LEN0
 314         tst r17
 315         breq 4f
 316 3:
 317         movw r24, MSG0
 318         movw r22, KEY0
 319         movw r20, DST0
 320         /* omac_noekeon_next(msg, key, dest); */
 321         rcall omac_noekeon_next
 322         adiw MSG0, 16
 323         subi r16, 128
 324         sez
 325         sbci r17, 0 /* wont change Z if result is zero */
 326         brne 3b
 327 4:
 328         movw r24, MSG0
 329         mov r22, r16
 330         movw r20, KEY0
 331         movw r18, DST0
 332         /* omac_noekeon_last(msg, msglength_b, key, dest); */
 333         call omac_noekeon_last
 334
 335         pop_range 10, 17
 336         pop_ r29, r28
 337         ret
 338
 339
 340
 341
 342
 343
 344
 345
 346
 347
 348
 349
 350
 351
 352
 353