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