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Created: 2023-06-07 07:00

/src/botan/src/lib/hash/sha1/sha1_x86/sha1_x86.cpp
Line
Count
Source (jump to first uncovered line)
1
/*
2
* SHA-1 using Intel SHA intrinsic
3
*
4
* Based on public domain code by Sean Gulley
5
* (https://github.com/mitls/hacl-star/tree/master/experimental/hash)
6
* Adapted to Botan by Jeffrey Walton.
7
*
8
* Further changes
9
*
10
* (C) 2017 Jack Lloyd
11
*
12
* Botan is released under the Simplified BSD License (see license.txt)
13
*/
14
15
#include <botan/internal/sha1.h>
16
#include <immintrin.h>
17
18
namespace Botan {
19
20
BOTAN_FUNC_ISA("sha,ssse3,sse4.1")
21
0
void SHA_1::sha1_compress_x86(secure_vector<uint32_t>& digest, const uint8_t input[], size_t blocks) {
22
0
   const __m128i MASK = _mm_set_epi64x(0x0001020304050607, 0x08090a0b0c0d0e0f);
23
0
   const __m128i* input_mm = reinterpret_cast<const __m128i*>(input);
24
25
0
   uint32_t* state = digest.data();
26
27
   // Load initial values
28
0
   __m128i ABCD = _mm_loadu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(state));
29
0
   __m128i E0 = _mm_set_epi32(state[4], 0, 0, 0);
30
0
   ABCD = _mm_shuffle_epi32(ABCD, 0x1B);
31
32
0
   while(blocks) {
33
      // Save current hash
34
0
      const __m128i ABCD_SAVE = ABCD;
35
0
      const __m128i E0_SAVE = E0;
36
37
0
      __m128i MSG0, MSG1, MSG2, MSG3;
38
0
      __m128i E1;
39
40
      // Rounds 0-3
41
0
      MSG0 = _mm_loadu_si128(input_mm + 0);
42
0
      MSG0 = _mm_shuffle_epi8(MSG0, MASK);
43
0
      E0 = _mm_add_epi32(E0, MSG0);
44
0
      E1 = ABCD;
45
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 0);
46
47
      // Rounds 4-7
48
0
      MSG1 = _mm_loadu_si128(input_mm + 1);
49
0
      MSG1 = _mm_shuffle_epi8(MSG1, MASK);
50
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG1);
51
0
      E0 = ABCD;
52
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 0);
53
0
      MSG0 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG0, MSG1);
54
55
      // Rounds 8-11
56
0
      MSG2 = _mm_loadu_si128(input_mm + 2);
57
0
      MSG2 = _mm_shuffle_epi8(MSG2, MASK);
58
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG2);
59
0
      E1 = ABCD;
60
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 0);
61
0
      MSG1 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG1, MSG2);
62
0
      MSG0 = _mm_xor_si128(MSG0, MSG2);
63
64
      // Rounds 12-15
65
0
      MSG3 = _mm_loadu_si128(input_mm + 3);
66
0
      MSG3 = _mm_shuffle_epi8(MSG3, MASK);
67
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG3);
68
0
      E0 = ABCD;
69
0
      MSG0 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG0, MSG3);
70
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 0);
71
0
      MSG2 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG2, MSG3);
72
0
      MSG1 = _mm_xor_si128(MSG1, MSG3);
73
74
      // Rounds 16-19
75
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG0);
76
0
      E1 = ABCD;
77
0
      MSG1 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG1, MSG0);
78
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 0);
79
0
      MSG3 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG3, MSG0);
80
0
      MSG2 = _mm_xor_si128(MSG2, MSG0);
81
82
      // Rounds 20-23
83
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG1);
84
0
      E0 = ABCD;
85
0
      MSG2 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG2, MSG1);
86
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 1);
87
0
      MSG0 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG0, MSG1);
88
0
      MSG3 = _mm_xor_si128(MSG3, MSG1);
89
90
      // Rounds 24-27
91
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG2);
92
0
      E1 = ABCD;
93
0
      MSG3 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG3, MSG2);
94
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 1);
95
0
      MSG1 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG1, MSG2);
96
0
      MSG0 = _mm_xor_si128(MSG0, MSG2);
97
98
      // Rounds 28-31
99
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG3);
100
0
      E0 = ABCD;
101
0
      MSG0 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG0, MSG3);
102
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 1);
103
0
      MSG2 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG2, MSG3);
104
0
      MSG1 = _mm_xor_si128(MSG1, MSG3);
105
106
      // Rounds 32-35
107
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG0);
108
0
      E1 = ABCD;
109
0
      MSG1 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG1, MSG0);
110
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 1);
111
0
      MSG3 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG3, MSG0);
112
0
      MSG2 = _mm_xor_si128(MSG2, MSG0);
113
114
      // Rounds 36-39
115
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG1);
116
0
      E0 = ABCD;
117
0
      MSG2 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG2, MSG1);
118
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 1);
119
0
      MSG0 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG0, MSG1);
120
0
      MSG3 = _mm_xor_si128(MSG3, MSG1);
121
122
      // Rounds 40-43
123
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG2);
124
0
      E1 = ABCD;
125
0
      MSG3 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG3, MSG2);
126
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 2);
127
0
      MSG1 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG1, MSG2);
128
0
      MSG0 = _mm_xor_si128(MSG0, MSG2);
129
130
      // Rounds 44-47
131
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG3);
132
0
      E0 = ABCD;
133
0
      MSG0 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG0, MSG3);
134
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 2);
135
0
      MSG2 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG2, MSG3);
136
0
      MSG1 = _mm_xor_si128(MSG1, MSG3);
137
138
      // Rounds 48-51
139
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG0);
140
0
      E1 = ABCD;
141
0
      MSG1 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG1, MSG0);
142
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 2);
143
0
      MSG3 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG3, MSG0);
144
0
      MSG2 = _mm_xor_si128(MSG2, MSG0);
145
146
      // Rounds 52-55
147
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG1);
148
0
      E0 = ABCD;
149
0
      MSG2 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG2, MSG1);
150
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 2);
151
0
      MSG0 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG0, MSG1);
152
0
      MSG3 = _mm_xor_si128(MSG3, MSG1);
153
154
      // Rounds 56-59
155
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG2);
156
0
      E1 = ABCD;
157
0
      MSG3 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG3, MSG2);
158
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 2);
159
0
      MSG1 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG1, MSG2);
160
0
      MSG0 = _mm_xor_si128(MSG0, MSG2);
161
162
      // Rounds 60-63
163
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG3);
164
0
      E0 = ABCD;
165
0
      MSG0 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG0, MSG3);
166
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 3);
167
0
      MSG2 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG2, MSG3);
168
0
      MSG1 = _mm_xor_si128(MSG1, MSG3);
169
170
      // Rounds 64-67
171
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG0);
172
0
      E1 = ABCD;
173
0
      MSG1 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG1, MSG0);
174
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 3);
175
0
      MSG3 = _mm_sha1msg1_epu32(MSG3, MSG0);
176
0
      MSG2 = _mm_xor_si128(MSG2, MSG0);
177
178
      // Rounds 68-71
179
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG1);
180
0
      E0 = ABCD;
181
0
      MSG2 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG2, MSG1);
182
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 3);
183
0
      MSG3 = _mm_xor_si128(MSG3, MSG1);
184
185
      // Rounds 72-75
186
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, MSG2);
187
0
      E1 = ABCD;
188
0
      MSG3 = _mm_sha1msg2_epu32(MSG3, MSG2);
189
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E0, 3);
190
191
      // Rounds 76-79
192
0
      E1 = _mm_sha1nexte_epu32(E1, MSG3);
193
0
      E0 = ABCD;
194
0
      ABCD = _mm_sha1rnds4_epu32(ABCD, E1, 3);
195
196
      // Add values back to state
197
0
      E0 = _mm_sha1nexte_epu32(E0, E0_SAVE);
198
0
      ABCD = _mm_add_epi32(ABCD, ABCD_SAVE);
199
200
0
      input_mm += 4;
201
0
      blocks--;
202
0
   }
203
204
   // Save state
205
0
   ABCD = _mm_shuffle_epi32(ABCD, 0x1B);
206
0
   _mm_storeu_si128(reinterpret_cast<__m128i*>(state), ABCD);
207
0
   state[4] = _mm_extract_epi32(E0, 3);
208
0
}
209
210
}  // namespace Botan