git.sesse.net Git - bcachefs-tools-debian/blob - libbcachefs/siphash.c

   1 /*      $OpenBSD: siphash.c,v 1.3 2015/02/20 11:51:03 tedu Exp $ */
   2
   3 /*-
   4  * Copyright (c) 2013 Andre Oppermann <andre@FreeBSD.org>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote
  16  *    products derived from this software without specific prior written
  17  *    permission.
  18  *
  19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  29  * SUCH DAMAGE.
  30  */
  31
  32 /*
  33  * SipHash is a family of PRFs SipHash-c-d where the integer parameters c and d
  34  * are the number of compression rounds and the number of finalization rounds.
  35  * A compression round is identical to a finalization round and this round
  36  * function is called SipRound.  Given a 128-bit key k and a (possibly empty)
  37  * byte string m, SipHash-c-d returns a 64-bit value SipHash-c-d(k; m).
  38  *
  39  * Implemented from the paper "SipHash: a fast short-input PRF", 2012.09.18,
  40  * by Jean-Philippe Aumasson and Daniel J. Bernstein,
  41  * Permanent Document ID b9a943a805fbfc6fde808af9fc0ecdfa
  42  * https://131002.net/siphash/siphash.pdf
  43  * https://131002.net/siphash/
  44  */
  45
  46 #include <asm/byteorder.h>
  47 #include <asm/unaligned.h>
  48 #include <linux/bitops.h>
  49 #include <linux/string.h>
  50
  51 #include "siphash.h"
  52
  53 static void SipHash_Rounds(SIPHASH_CTX *ctx, int rounds)
  54 {
  55         while (rounds--) {
  56                 ctx->v[0] += ctx->v[1];
  57                 ctx->v[2] += ctx->v[3];
  58                 ctx->v[1] = rol64(ctx->v[1], 13);
  59                 ctx->v[3] = rol64(ctx->v[3], 16);
  60
  61                 ctx->v[1] ^= ctx->v[0];
  62                 ctx->v[3] ^= ctx->v[2];
  63                 ctx->v[0] = rol64(ctx->v[0], 32);
  64
  65                 ctx->v[2] += ctx->v[1];
  66                 ctx->v[0] += ctx->v[3];
  67                 ctx->v[1] = rol64(ctx->v[1], 17);
  68                 ctx->v[3] = rol64(ctx->v[3], 21);
  69
  70                 ctx->v[1] ^= ctx->v[2];
  71                 ctx->v[3] ^= ctx->v[0];
  72                 ctx->v[2] = rol64(ctx->v[2], 32);
  73         }
  74 }
  75
  76 static void SipHash_CRounds(SIPHASH_CTX *ctx, const void *ptr, int rounds)
  77 {
  78         u64 m = get_unaligned_le64(ptr);
  79
  80         ctx->v[3] ^= m;
  81         SipHash_Rounds(ctx, rounds);
  82         ctx->v[0] ^= m;
  83 }
  84
  85 void SipHash_Init(SIPHASH_CTX *ctx, const SIPHASH_KEY *key)
  86 {
  87         u64 k0, k1;
  88
  89         k0 = le64_to_cpu(key->k0);
  90         k1 = le64_to_cpu(key->k1);
  91
  92         ctx->v[0] = 0x736f6d6570736575ULL ^ k0;
  93         ctx->v[1] = 0x646f72616e646f6dULL ^ k1;
  94         ctx->v[2] = 0x6c7967656e657261ULL ^ k0;
  95         ctx->v[3] = 0x7465646279746573ULL ^ k1;
  96
  97         memset(ctx->buf, 0, sizeof(ctx->buf));
  98         ctx->bytes = 0;
  99 }
 100
 101 void SipHash_Update(SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf,
 102                     const void *src, size_t len)
 103 {
 104         const u8 *ptr = src;
 105         size_t left, used;
 106
 107         if (len == 0)
 108                 return;
 109
 110         used = ctx->bytes % sizeof(ctx->buf);
 111         ctx->bytes += len;
 112
 113         if (used > 0) {
 114                 left = sizeof(ctx->buf) - used;
 115
 116                 if (len >= left) {
 117                         memcpy(&ctx->buf[used], ptr, left);
 118                         SipHash_CRounds(ctx, ctx->buf, rc);
 119                         len -= left;
 120                         ptr += left;
 121                 } else {
 122                         memcpy(&ctx->buf[used], ptr, len);
 123                         return;
 124                 }
 125         }
 126
 127         while (len >= sizeof(ctx->buf)) {
 128                 SipHash_CRounds(ctx, ptr, rc);
 129                 len -= sizeof(ctx->buf);
 130                 ptr += sizeof(ctx->buf);
 131         }
 132
 133         if (len > 0)
 134                 memcpy(&ctx->buf[used], ptr, len);
 135 }
 136
 137 void SipHash_Final(void *dst, SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf)
 138 {
 139         u64 r;
 140
 141         r = SipHash_End(ctx, rc, rf);
 142
 143         *((__le64 *) dst) = cpu_to_le64(r);
 144 }
 145
 146 u64 SipHash_End(SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf)
 147 {
 148         u64 r;
 149         size_t left, used;
 150
 151         used = ctx->bytes % sizeof(ctx->buf);
 152         left = sizeof(ctx->buf) - used;
 153         memset(&ctx->buf[used], 0, left - 1);
 154         ctx->buf[7] = ctx->bytes;
 155
 156         SipHash_CRounds(ctx, ctx->buf, rc);
 157         ctx->v[2] ^= 0xff;
 158         SipHash_Rounds(ctx, rf);
 159
 160         r = (ctx->v[0] ^ ctx->v[1]) ^ (ctx->v[2] ^ ctx->v[3]);
 161         memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
 162         return (r);
 163 }
 164
 165 u64 SipHash(const SIPHASH_KEY *key, int rc, int rf, const void *src, size_t len)
 166 {
 167         SIPHASH_CTX ctx;
 168
 169         SipHash_Init(&ctx, key);
 170         SipHash_Update(&ctx, rc, rf, src, len);
 171         return SipHash_End(&ctx, rc, rf);
 172 }