Use public domain SHA1 code
[wimlib] / src / sha1.c
1 /*
2  * sha1.c
3  *
4  * Copyright (C) 2012 Eric Biggers
5  *
6  * Parts of this file are based on public domain code written by Steve Reid.
7  *
8  * wimlib - Library for working with WIM files 
9  *
10  * This library is free software; you can redistribute it and/or modify it under
11  * the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free
12  * Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your option) any
13  * later version.
14  *
15  * This library is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
16  * WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A
17  * PARTICULAR PURPOSE. See the GNU Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along
20  * with this library; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59
21  * Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA 
22  */
23
24 #include "util.h"
25 #include "wimlib.h"
26 #include "sha1.h"
27 #include "endianness.h"
28 #include <string.h>
29
30 /* The SHA1 support in wimlib can use an external libcrypto (part of openssl) or
31  * use a built-in SHA1 function.  The built-in functions are either based on
32  * Steve Reid's public domain code, or based on Intel's SSSE3 SHA1 code.
33  */
34
35 const u8 empty_file_sha1sum[SHA1_HASH_SIZE] = {
36         0xda, 0x39, 0xa3, 0xee, 0x5e, 0x6b, 0x4b, 0x0d, 0x32, 0x55, 
37         0xbf, 0xef, 0x95, 0x60, 0x18, 0x90, 0xaf, 0xd8, 0x07, 0x09,
38 };
39
40
41 #ifdef WITH_LIBCRYPTO
42
43 #define sha1_init     SHA1_Init
44 #define sha1_update   SHA1_Update
45 #define sha1_final    SHA1_Final
46
47 #else /* WITH_LIBCRYPTO */
48
49 typedef struct {
50     u32 state[5];
51     u32 count[2];
52     u8  buffer[64];
53 } SHA_CTX;
54
55 #ifdef ENABLE_SSSE3_SHA1
56 extern void sha1_update_intel(int *hash, const char* input, size_t num_blocks);
57
58 static inline void sha1_update(SHA_CTX *context, const void *data, size_t len)
59 {
60         sha1_update_intel((int*)&context->state, data, len / 64);
61         size_t j = (context->count[0] >> 3) & 63;
62         if ((context->count[0] += len << 3) < (len << 3)) context->count[1]++;
63         context->count[1] += (len >> 29);
64 }
65
66 #include <stdlib.h>
67 void ssse3_not_found()
68 {
69         fprintf(stderr, 
70 "Cannot calculate SHA1 message digest: CPU does not support SSSE3\n"
71 "instructions!  Recompile wimlib without the --enable-ssse3-sha1 flag\n"
72 "to use wimlib on this CPU.\n");
73         abort();
74 }
75 #endif
76
77 /*  Initialize new context */
78 static void sha1_init(SHA_CTX* context)
79 {
80         /* SHA1 initialization constants */
81         context->state[0] = 0x67452301;
82         context->state[1] = 0xEFCDAB89;
83         context->state[2] = 0x98BADCFE;
84         context->state[3] = 0x10325476;
85         context->state[4] = 0xC3D2E1F0;
86         context->count[0] = context->count[1] = 0;
87 }
88
89 #ifndef ENABLE_SSSE3_SHA1
90
91 #define rol(value, bits) (((value) << (bits)) | ((value) >> (32 - (bits))))
92
93 /* blk0() and blk() perform the initial expand. */
94 /* I got the idea of expanding during the round function from SSLeay */
95 /* FIXME: can we do this in an endian-proof way? */
96 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
97 #define blk0(i) block->l[i]
98 #else
99 #define blk0(i) (block->l[i] = (rol(block->l[i],24)&0xFF00FF00) \
100     |(rol(block->l[i],8)&0x00FF00FF))
101 #endif
102 #define blk(i) (block->l[i&15] = rol(block->l[(i+13)&15]^block->l[(i+8)&15] \
103     ^block->l[(i+2)&15]^block->l[i&15],1))
104
105 /* (R0+R1), R2, R3, R4 are the different operations used in SHA1 */
106 #define R0(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk0(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
107 #define R1(v,w,x,y,z,i) z+=((w&(x^y))^y)+blk(i)+0x5A827999+rol(v,5);w=rol(w,30);
108 #define R2(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0x6ED9EBA1+rol(v,5);w=rol(w,30);
109 #define R3(v,w,x,y,z,i) z+=(((w|x)&y)|(w&x))+blk(i)+0x8F1BBCDC+rol(v,5);w=rol(w,30);
110 #define R4(v,w,x,y,z,i) z+=(w^x^y)+blk(i)+0xCA62C1D6+rol(v,5);w=rol(w,30);
111
112 /* Hash a single 512-bit block. This is the core of the algorithm. */
113 static void sha1_transform(u32 state[5], const u8 buffer[64])
114 {
115         u32 a, b, c, d, e;
116         typedef union {
117                 u8 c[64];
118                 u32 l[16];
119         } CHAR64LONG16;
120         CHAR64LONG16* block;
121
122         u8 workspace[64];
123         block = (CHAR64LONG16*)workspace;
124         memcpy(block, buffer, 64);
125
126         /* Copy context->state[] to working vars */
127         a = state[0];
128         b = state[1];
129         c = state[2];
130         d = state[3];
131         e = state[4];
132
133         /* 4 rounds of 20 operations each. Loop unrolled. */
134         R0(a,b,c,d,e, 0); R0(e,a,b,c,d, 1); R0(d,e,a,b,c, 2); R0(c,d,e,a,b, 3);
135         R0(b,c,d,e,a, 4); R0(a,b,c,d,e, 5); R0(e,a,b,c,d, 6); R0(d,e,a,b,c, 7);
136         R0(c,d,e,a,b, 8); R0(b,c,d,e,a, 9); R0(a,b,c,d,e,10); R0(e,a,b,c,d,11);
137         R0(d,e,a,b,c,12); R0(c,d,e,a,b,13); R0(b,c,d,e,a,14); R0(a,b,c,d,e,15);
138         R1(e,a,b,c,d,16); R1(d,e,a,b,c,17); R1(c,d,e,a,b,18); R1(b,c,d,e,a,19);
139         R2(a,b,c,d,e,20); R2(e,a,b,c,d,21); R2(d,e,a,b,c,22); R2(c,d,e,a,b,23);
140         R2(b,c,d,e,a,24); R2(a,b,c,d,e,25); R2(e,a,b,c,d,26); R2(d,e,a,b,c,27);
141         R2(c,d,e,a,b,28); R2(b,c,d,e,a,29); R2(a,b,c,d,e,30); R2(e,a,b,c,d,31);
142         R2(d,e,a,b,c,32); R2(c,d,e,a,b,33); R2(b,c,d,e,a,34); R2(a,b,c,d,e,35);
143         R2(e,a,b,c,d,36); R2(d,e,a,b,c,37); R2(c,d,e,a,b,38); R2(b,c,d,e,a,39);
144         R3(a,b,c,d,e,40); R3(e,a,b,c,d,41); R3(d,e,a,b,c,42); R3(c,d,e,a,b,43);
145         R3(b,c,d,e,a,44); R3(a,b,c,d,e,45); R3(e,a,b,c,d,46); R3(d,e,a,b,c,47);
146         R3(c,d,e,a,b,48); R3(b,c,d,e,a,49); R3(a,b,c,d,e,50); R3(e,a,b,c,d,51);
147         R3(d,e,a,b,c,52); R3(c,d,e,a,b,53); R3(b,c,d,e,a,54); R3(a,b,c,d,e,55);
148         R3(e,a,b,c,d,56); R3(d,e,a,b,c,57); R3(c,d,e,a,b,58); R3(b,c,d,e,a,59);
149         R4(a,b,c,d,e,60); R4(e,a,b,c,d,61); R4(d,e,a,b,c,62); R4(c,d,e,a,b,63);
150         R4(b,c,d,e,a,64); R4(a,b,c,d,e,65); R4(e,a,b,c,d,66); R4(d,e,a,b,c,67);
151         R4(c,d,e,a,b,68); R4(b,c,d,e,a,69); R4(a,b,c,d,e,70); R4(e,a,b,c,d,71);
152         R4(d,e,a,b,c,72); R4(c,d,e,a,b,73); R4(b,c,d,e,a,74); R4(a,b,c,d,e,75);
153         R4(e,a,b,c,d,76); R4(d,e,a,b,c,77); R4(c,d,e,a,b,78); R4(b,c,d,e,a,79);
154
155         /* Add the working vars back into context.state[] */
156         state[0] += a;
157         state[1] += b;
158         state[2] += c;
159         state[3] += d;
160         state[4] += e;
161 }
162
163 /* Run your data through this. */
164 static void sha1_update(SHA_CTX* context, const u8* data, const size_t len)
165 {
166         size_t i, j;
167
168         j = (context->count[0] >> 3) & 63;
169         if ((context->count[0] += len << 3) < (len << 3))
170                 context->count[1]++;
171         context->count[1] += (len >> 29);
172         if ((j + len) > 63) {
173                 i = 64 - j;
174                 memcpy(&context->buffer[j], data, i);
175                 sha1_transform(context->state, context->buffer);
176                 for ( ; i + 63 < len; i += 64)
177                         sha1_transform(context->state, data + i);
178                 j = 0;
179         } else  {
180                 i = 0;
181         }
182         memcpy(&context->buffer[j], &data[i], len - i);
183 }
184 #endif
185
186 /* Add padding and return the message digest. */
187 static void sha1_final(u8 *md, SHA_CTX* context)
188 {
189         u32 i;
190         u8  finalcount[8];
191
192         for (i = 0; i < 8; i++) {
193                 finalcount[i] = (unsigned char)((context->count[(i >= 4 ? 0 : 1)]
194                                         >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255);  /* Endian independent */
195         }
196         sha1_update(context, (u8 *)"\200", 1);
197         while ((context->count[0] & 504) != 448) {
198                 sha1_update(context, (u8 *)"\0", 1);
199         }
200         sha1_update(context, finalcount, 8);  /* Should cause a SHA1_Transform() */
201         for (i = 0; i < SHA1_HASH_SIZE; i++) {
202                 md[i] = (u8)((context->state[i>>2] >> ((3-(i & 3)) * 8) ) & 255);
203         }
204
205         i = 0;
206         memset(context->buffer, 0, 64);
207         memset(context->state, 0, 20);
208         memset(context->count, 0, 8);
209         memset(finalcount, 0, 8);   /* SWR */
210
211         sha1_transform(context->state, context->buffer);
212 }
213
214 void sha1_buffer(const void *buffer, size_t len, void *md)
215 {
216         SHA_CTX ctx;
217         sha1_init(&ctx);
218         sha1_update(&ctx, buffer, len);
219         sha1_final(md, &ctx);
220 }
221
222 #endif /* WITH_LIBCRYPTO */
223
224 static int sha1_stream(FILE *fp, void *md)
225 {
226         char buf[BUFFER_SIZE];
227         size_t bytes_read;
228         SHA_CTX ctx;
229         sha1_init(&ctx);
230         while (1) {
231                 bytes_read = fread(buf, 1, sizeof(buf), fp);
232                 sha1_update(&ctx, buf, bytes_read);
233                 if (bytes_read < sizeof(buf)) {
234                         if (ferror(fp))
235                                 return WIMLIB_ERR_READ;
236                         break;
237                 }
238         }
239         sha1_final(md, &ctx);
240         return 0;
241
242 }
243
244 /* Calculates the SHA1 message digest given the name of a file.
245  * @buf must point to a buffer of length 20 bytes into which the message digest
246  * is written.
247  */
248 int sha1sum(const char *filename, void *md)
249 {
250         FILE *fp;
251         int ret;
252
253         fp = fopen(filename, "rb");
254         if (!fp) {
255                 ERROR("Cannot open the file `%s' for reading: %m\n", filename);
256                 return WIMLIB_ERR_OPEN;
257         }
258         ret = sha1_stream(fp, md);
259         fclose(fp);
260         return ret;
261 }