lib/libavb/avb_sha256.c

   1 // SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2005, 2007 Olivier Gay <olivier.gay@a3.epfl.ch>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * FIPS 180-2 SHA-224/256/384/512 implementation
   7  * Last update: 02/02/2007
   8  * Issue date:  04/30/2005
   9  */
  10
  11 #include "avb_sha.h"
  12
  13 #define SHFR(x, n) (x >> n)
  14 #define ROTR(x, n) ((x >> n) | (x << ((sizeof(x) << 3) - n)))
  15 #define ROTL(x, n) ((x << n) | (x >> ((sizeof(x) << 3) - n)))
  16 #define CH(x, y, z) ((x & y) ^ (~x & z))
  17 #define MAJ(x, y, z) ((x & y) ^ (x & z) ^ (y & z))
  18
  19 #define SHA256_F1(x) (ROTR(x, 2) ^ ROTR(x, 13) ^ ROTR(x, 22))
  20 #define SHA256_F2(x) (ROTR(x, 6) ^ ROTR(x, 11) ^ ROTR(x, 25))
  21 #define SHA256_F3(x) (ROTR(x, 7) ^ ROTR(x, 18) ^ SHFR(x, 3))
  22 #define SHA256_F4(x) (ROTR(x, 17) ^ ROTR(x, 19) ^ SHFR(x, 10))
  23
  24 #define UNPACK32(x, str)                 \
  25   {                                      \
  26     *((str) + 3) = (uint8_t)((x));       \
  27     *((str) + 2) = (uint8_t)((x) >> 8);  \
  28     *((str) + 1) = (uint8_t)((x) >> 16); \
  29     *((str) + 0) = (uint8_t)((x) >> 24); \
  30   }
  31
  32 #define UNPACK64(x, str)                         \
  33   {                                              \
  34     *((str) + 7) = (uint8_t)x;                   \
  35     *((str) + 6) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 8);  \
  36     *((str) + 5) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 16); \
  37     *((str) + 4) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 24); \
  38     *((str) + 3) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 32); \
  39     *((str) + 2) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 40); \
  40     *((str) + 1) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 48); \
  41     *((str) + 0) = (uint8_t)((uint64_t)x >> 56); \
  42   }
  43
  44 #define PACK32(str, x)                                                    \
  45   {                                                                       \
  46     *(x) = ((uint32_t) * ((str) + 3)) | ((uint32_t) * ((str) + 2) << 8) | \
  47            ((uint32_t) * ((str) + 1) << 16) |                             \
  48            ((uint32_t) * ((str) + 0) << 24);                              \
  49   }
  50
  51 /* Macros used for loops unrolling */
  52
  53 #define SHA256_SCR(i) \
  54   { w[i] = SHA256_F4(w[i - 2]) + w[i - 7] + SHA256_F3(w[i - 15]) + w[i - 16]; }
  55
  56 #define SHA256_EXP(a, b, c, d, e, f, g, h, j)                               \
  57   {                                                                         \
  58     t1 = wv[h] + SHA256_F2(wv[e]) + CH(wv[e], wv[f], wv[g]) + sha256_k[j] + \
  59          w[j];                                                              \
  60     t2 = SHA256_F1(wv[a]) + MAJ(wv[a], wv[b], wv[c]);                       \
  61     wv[d] += t1;                                                            \
  62     wv[h] = t1 + t2;                                                        \
  63   }
  64
  65 static const uint32_t sha256_h0[8] = {0x6a09e667,
  66                                       0xbb67ae85,
  67                                       0x3c6ef372,
  68                                       0xa54ff53a,
  69                                       0x510e527f,
  70                                       0x9b05688c,
  71                                       0x1f83d9ab,
  72                                       0x5be0cd19};
  73
  74 static const uint32_t sha256_k[64] = {
  75     0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5, 0x3956c25b, 0x59f111f1,
  76     0x923f82a4, 0xab1c5ed5, 0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3,
  77     0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174, 0xe49b69c1, 0xefbe4786,
  78     0x0fc19dc6, 0x240ca1cc, 0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
  79     0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7, 0xc6e00bf3, 0xd5a79147,
  80     0x06ca6351, 0x14292967, 0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13,
  81     0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85, 0xa2bfe8a1, 0xa81a664b,
  82     0xc24b8b70, 0xc76c51a3, 0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
  83     0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5, 0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a,
  84     0x5b9cca4f, 0x682e6ff3, 0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208,
  85     0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2};
  86
  87 /* SHA-256 implementation */
  88 void avb_sha256_init(AvbSHA256Ctx* ctx) {
  89 #ifndef UNROLL_LOOPS
  90   int i;
  91   for (i = 0; i < 8; i++) {
  92     ctx->h[i] = sha256_h0[i];
  93   }
  94 #else
  95   ctx->h[0] = sha256_h0[0];
  96   ctx->h[1] = sha256_h0[1];
  97   ctx->h[2] = sha256_h0[2];
  98   ctx->h[3] = sha256_h0[3];
  99   ctx->h[4] = sha256_h0[4];
 100   ctx->h[5] = sha256_h0[5];
 101   ctx->h[6] = sha256_h0[6];
 102   ctx->h[7] = sha256_h0[7];
 103 #endif /* !UNROLL_LOOPS */
 104
 105   ctx->len = 0;
 106   ctx->tot_len = 0;
 107 }
 108
 109 static void SHA256_transform(AvbSHA256Ctx* ctx,
 110                              const uint8_t* message,
 111                              size_t block_nb) {
 112   uint32_t w[64];
 113   uint32_t wv[8];
 114   uint32_t t1, t2;
 115   const unsigned char* sub_block;
 116   size_t i;
 117
 118 #ifndef UNROLL_LOOPS
 119   size_t j;
 120 #endif
 121
 122   for (i = 0; i < block_nb; i++) {
 123     sub_block = message + (i << 6);
 124
 125 #ifndef UNROLL_LOOPS
 126     for (j = 0; j < 16; j++) {
 127       PACK32(&sub_block[j << 2], &w[j]);
 128     }
 129
 130     for (j = 16; j < 64; j++) {
 131       SHA256_SCR(j);
 132     }
 133
 134     for (j = 0; j < 8; j++) {
 135       wv[j] = ctx->h[j];
 136     }
 137
 138     for (j = 0; j < 64; j++) {
 139       t1 = wv[7] + SHA256_F2(wv[4]) + CH(wv[4], wv[5], wv[6]) + sha256_k[j] +
 140            w[j];
 141       t2 = SHA256_F1(wv[0]) + MAJ(wv[0], wv[1], wv[2]);
 142       wv[7] = wv[6];
 143       wv[6] = wv[5];
 144       wv[5] = wv[4];
 145       wv[4] = wv[3] + t1;
 146       wv[3] = wv[2];
 147       wv[2] = wv[1];
 148       wv[1] = wv[0];
 149       wv[0] = t1 + t2;
 150     }
 151
 152     for (j = 0; j < 8; j++) {
 153       ctx->h[j] += wv[j];
 154     }
 155 #else
 156     PACK32(&sub_block[0], &w[0]);
 157     PACK32(&sub_block[4], &w[1]);
 158     PACK32(&sub_block[8], &w[2]);
 159     PACK32(&sub_block[12], &w[3]);
 160     PACK32(&sub_block[16], &w[4]);
 161     PACK32(&sub_block[20], &w[5]);
 162     PACK32(&sub_block[24], &w[6]);
 163     PACK32(&sub_block[28], &w[7]);
 164     PACK32(&sub_block[32], &w[8]);
 165     PACK32(&sub_block[36], &w[9]);
 166     PACK32(&sub_block[40], &w[10]);
 167     PACK32(&sub_block[44], &w[11]);
 168     PACK32(&sub_block[48], &w[12]);
 169     PACK32(&sub_block[52], &w[13]);
 170     PACK32(&sub_block[56], &w[14]);
 171     PACK32(&sub_block[60], &w[15]);
 172
 173     SHA256_SCR(16);
 174     SHA256_SCR(17);
 175     SHA256_SCR(18);
 176     SHA256_SCR(19);
 177     SHA256_SCR(20);
 178     SHA256_SCR(21);
 179     SHA256_SCR(22);
 180     SHA256_SCR(23);
 181     SHA256_SCR(24);
 182     SHA256_SCR(25);
 183     SHA256_SCR(26);
 184     SHA256_SCR(27);
 185     SHA256_SCR(28);
 186     SHA256_SCR(29);
 187     SHA256_SCR(30);
 188     SHA256_SCR(31);
 189     SHA256_SCR(32);
 190     SHA256_SCR(33);
 191     SHA256_SCR(34);
 192     SHA256_SCR(35);
 193     SHA256_SCR(36);
 194     SHA256_SCR(37);
 195     SHA256_SCR(38);
 196     SHA256_SCR(39);
 197     SHA256_SCR(40);
 198     SHA256_SCR(41);
 199     SHA256_SCR(42);
 200     SHA256_SCR(43);
 201     SHA256_SCR(44);
 202     SHA256_SCR(45);
 203     SHA256_SCR(46);
 204     SHA256_SCR(47);
 205     SHA256_SCR(48);
 206     SHA256_SCR(49);
 207     SHA256_SCR(50);
 208     SHA256_SCR(51);
 209     SHA256_SCR(52);
 210     SHA256_SCR(53);
 211     SHA256_SCR(54);
 212     SHA256_SCR(55);
 213     SHA256_SCR(56);
 214     SHA256_SCR(57);
 215     SHA256_SCR(58);
 216     SHA256_SCR(59);
 217     SHA256_SCR(60);
 218     SHA256_SCR(61);
 219     SHA256_SCR(62);
 220     SHA256_SCR(63);
 221
 222     wv[0] = ctx->h[0];
 223     wv[1] = ctx->h[1];
 224     wv[2] = ctx->h[2];
 225     wv[3] = ctx->h[3];
 226     wv[4] = ctx->h[4];
 227     wv[5] = ctx->h[5];
 228     wv[6] = ctx->h[6];
 229     wv[7] = ctx->h[7];
 230
 231     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0);
 232     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1);
 233     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 2);
 234     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 3);
 235     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4);
 236     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 5);
 237     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 6);
 238     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 7);
 239     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8);
 240     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9);
 241     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10);
 242     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 11);
 243     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 12);
 244     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 13);
 245     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 14);
 246     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 15);
 247     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 16);
 248     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 17);
 249     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 18);
 250     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 19);
 251     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 20);
 252     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 21);
 253     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 22);
 254     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 23);
 255     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 24);
 256     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 25);
 257     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 26);
 258     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 27);
 259     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 28);
 260     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 29);
 261     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 30);
 262     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 31);
 263     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 32);
 264     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 33);
 265     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 34);
 266     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 35);
 267     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 36);
 268     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 37);
 269     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 38);
 270     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 39);
 271     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 40);
 272     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 41);
 273     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 42);
 274     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 43);
 275     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 44);
 276     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 45);
 277     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 46);
 278     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 47);
 279     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 48);
 280     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 49);
 281     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 50);
 282     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 51);
 283     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 52);
 284     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 53);
 285     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 54);
 286     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 55);
 287     SHA256_EXP(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 56);
 288     SHA256_EXP(7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 57);
 289     SHA256_EXP(6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 58);
 290     SHA256_EXP(5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 4, 59);
 291     SHA256_EXP(4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 3, 60);
 292     SHA256_EXP(3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 2, 61);
 293     SHA256_EXP(2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, 62);
 294     SHA256_EXP(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 63);
 295
 296     ctx->h[0] += wv[0];
 297     ctx->h[1] += wv[1];
 298     ctx->h[2] += wv[2];
 299     ctx->h[3] += wv[3];
 300     ctx->h[4] += wv[4];
 301     ctx->h[5] += wv[5];
 302     ctx->h[6] += wv[6];
 303     ctx->h[7] += wv[7];
 304 #endif /* !UNROLL_LOOPS */
 305   }
 306 }
 307
 308 void avb_sha256_update(AvbSHA256Ctx* ctx, const uint8_t* data, size_t len) {
 309   size_t block_nb;
 310   size_t new_len, rem_len, tmp_len;
 311   const uint8_t* shifted_data;
 312
 313   tmp_len = AVB_SHA256_BLOCK_SIZE - ctx->len;
 314   rem_len = len < tmp_len ? len : tmp_len;
 315
 316   avb_memcpy(&ctx->block[ctx->len], data, rem_len);
 317
 318   if (ctx->len + len < AVB_SHA256_BLOCK_SIZE) {
 319     ctx->len += len;
 320     return;
 321   }
 322
 323   new_len = len - rem_len;
 324   block_nb = new_len / AVB_SHA256_BLOCK_SIZE;
 325
 326   shifted_data = data + rem_len;
 327
 328   SHA256_transform(ctx, ctx->block, 1);
 329   SHA256_transform(ctx, shifted_data, block_nb);
 330
 331   rem_len = new_len % AVB_SHA256_BLOCK_SIZE;
 332
 333   avb_memcpy(ctx->block, &shifted_data[block_nb << 6], rem_len);
 334
 335   ctx->len = rem_len;
 336   ctx->tot_len += (block_nb + 1) << 6;
 337 }
 338
 339 uint8_t* avb_sha256_final(AvbSHA256Ctx* ctx) {
 340   size_t block_nb;
 341   size_t pm_len;
 342   uint64_t len_b;
 343 #ifndef UNROLL_LOOPS
 344   size_t i;
 345 #endif
 346
 347   block_nb =
 348       (1 + ((AVB_SHA256_BLOCK_SIZE - 9) < (ctx->len % AVB_SHA256_BLOCK_SIZE)));
 349
 350   len_b = (ctx->tot_len + ctx->len) << 3;
 351   pm_len = block_nb << 6;
 352
 353   avb_memset(ctx->block + ctx->len, 0, pm_len - ctx->len);
 354   ctx->block[ctx->len] = 0x80;
 355   UNPACK64(len_b, ctx->block + pm_len - 8);
 356
 357   SHA256_transform(ctx, ctx->block, block_nb);
 358
 359 #ifndef UNROLL_LOOPS
 360   for (i = 0; i < 8; i++) {
 361     UNPACK32(ctx->h[i], &ctx->buf[i << 2]);
 362   }
 363 #else
 364   UNPACK32(ctx->h[0], &ctx->buf[0]);
 365   UNPACK32(ctx->h[1], &ctx->buf[4]);
 366   UNPACK32(ctx->h[2], &ctx->buf[8]);
 367   UNPACK32(ctx->h[3], &ctx->buf[12]);
 368   UNPACK32(ctx->h[4], &ctx->buf[16]);
 369   UNPACK32(ctx->h[5], &ctx->buf[20]);
 370   UNPACK32(ctx->h[6], &ctx->buf[24]);
 371   UNPACK32(ctx->h[7], &ctx->buf[28]);
 372 #endif /* !UNROLL_LOOPS */
 373
 374   return ctx->buf;
 375 }