drivers/staging/skein/skein_block.c

   1 /***********************************************************************
   2 **
   3 ** Implementation of the Skein block functions.
   4 **
   5 ** Source code author: Doug Whiting, 2008.
   6 **
   7 ** This algorithm and source code is released to the public domain.
   8 **
   9 ** Compile-time switches:
  10 **
  11 **  SKEIN_USE_ASM  -- set bits (256/512/1024) to select which
  12 **                    versions use ASM code for block processing
  13 **                    [default: use C for all block sizes]
  14 **
  15 ************************************************************************/
  16
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include "skein.h"
  19 #include "skein_block.h"
  20
  21 #ifndef SKEIN_USE_ASM
  22 #define SKEIN_USE_ASM   (0) /* default is all C code (no ASM) */
  23 #endif
  24
  25 #ifndef SKEIN_LOOP
  26 #define SKEIN_LOOP 001 /* default: unroll 256 and 512, but not 1024 */
  27 #endif
  28
  29 #define BLK_BITS        (WCNT*64) /* some useful definitions for code here */
  30 #define KW_TWK_BASE     (0)
  31 #define KW_KEY_BASE     (3)
  32 #define ks              (kw + KW_KEY_BASE)
  33 #define ts              (kw + KW_TWK_BASE)
  34
  35 #ifdef SKEIN_DEBUG
  36 #define debug_save_tweak(ctx) { \
  37                         ctx->h.tweak[0] = ts[0]; ctx->h.tweak[1] = ts[1]; }
  38 #else
  39 #define debug_save_tweak(ctx)
  40 #endif
  41
  42 /*****************************  SKEIN_256 ******************************/
  43 #if !(SKEIN_USE_ASM & 256)
  44 void skein_256_process_block(struct skein_256_ctx *ctx, const u8 *blk_ptr,
  45                              size_t blk_cnt, size_t byte_cnt_add)
  46         { /* do it in C */
  47         enum {
  48                 WCNT = SKEIN_256_STATE_WORDS
  49         };
  50 #undef  RCNT
  51 #define RCNT  (SKEIN_256_ROUNDS_TOTAL/8)
  52
  53 #ifdef SKEIN_LOOP /* configure how much to unroll the loop */
  54 #define SKEIN_UNROLL_256 (((SKEIN_LOOP)/100)%10)
  55 #else
  56 #define SKEIN_UNROLL_256 (0)
  57 #endif
  58
  59 #if SKEIN_UNROLL_256
  60 #if (RCNT % SKEIN_UNROLL_256)
  61 #error "Invalid SKEIN_UNROLL_256" /* sanity check on unroll count */
  62 #endif
  63         size_t  r;
  64         u64  kw[WCNT+4+RCNT*2]; /* key schedule: chaining vars + tweak + "rot"*/
  65 #else
  66         u64  kw[WCNT+4]; /* key schedule words : chaining vars + tweak */
  67 #endif
  68         u64  X0, X1, X2, X3; /* local copy of context vars, for speed */
  69         u64  w[WCNT]; /* local copy of input block */
  70 #ifdef SKEIN_DEBUG
  71         const u64 *X_ptr[4]; /* use for debugging (help cc put Xn in regs) */
  72
  73         X_ptr[0] = &X0;  X_ptr[1] = &X1;  X_ptr[2] = &X2;  X_ptr[3] = &X3;
  74 #endif
  75         skein_assert(blk_cnt != 0); /* never call with blk_cnt == 0! */
  76         ts[0] = ctx->h.tweak[0];
  77         ts[1] = ctx->h.tweak[1];
  78         do  {
  79                 /*
  80                  * this implementation only supports 2**64 input bytes
  81                  * (no carry out here)
  82                  */
  83                 ts[0] += byte_cnt_add; /* update processed length */
  84
  85                 /* precompute the key schedule for this block */
  86                 ks[0] = ctx->x[0];
  87                 ks[1] = ctx->x[1];
  88                 ks[2] = ctx->x[2];
  89                 ks[3] = ctx->x[3];
  90                 ks[4] = ks[0] ^ ks[1] ^ ks[2] ^ ks[3] ^ SKEIN_KS_PARITY;
  91
  92                 ts[2] = ts[0] ^ ts[1];
  93
  94                 /* get input block in little-endian format */
  95                 skein_get64_lsb_first(w, blk_ptr, WCNT);
  96                 debug_save_tweak(ctx);
  97                 skein_show_block(BLK_BITS, &ctx->h, ctx->x, blk_ptr, w, ks, ts);
  98
  99                 X0 = w[0] + ks[0]; /* do the first full key injection */
 100                 X1 = w[1] + ks[1] + ts[0];
 101                 X2 = w[2] + ks[2] + ts[1];
 102                 X3 = w[3] + ks[3];
 103
 104                 /* show starting state values */
 105                 skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INITIAL,
 106                                  x_ptr);
 107
 108                 blk_ptr += SKEIN_256_BLOCK_BYTES;
 109
 110                 /* run the rounds */
 111
 112 #define ROUND256(p0, p1, p2, p3, ROT, r_num)                              \
 113 do { \
 114         X##p0 += X##p1; X##p1 = rotl_64(X##p1, ROT##_0); X##p1 ^= X##p0; \
 115         X##p2 += X##p3; X##p3 = rotl_64(X##p3, ROT##_1); X##p3 ^= X##p2; \
 116 } while (0)
 117
 118 #if SKEIN_UNROLL_256 == 0
 119 #define R256(p0, p1, p2, p3, ROT, r_num) /* fully unrolled */ \
 120 do { \
 121         ROUND256(p0, p1, p2, p3, ROT, r_num); \
 122         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, r_num, X_ptr); \
 123 } while (0)
 124
 125 #define I256(R) \
 126 do { \
 127         /* inject the key schedule value */ \
 128         X0   += ks[((R)+1) % 5]; \
 129         X1   += ks[((R)+2) % 5] + ts[((R)+1) % 3]; \
 130         X2   += ks[((R)+3) % 5] + ts[((R)+2) % 3]; \
 131         X3   += ks[((R)+4) % 5] +     (R)+1;       \
 132         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INJECT, X_ptr); \
 133 } while (0)
 134 #else /* looping version */
 135 #define R256(p0, p1, p2, p3, ROT, r_num) \
 136 do { \
 137         ROUND256(p0, p1, p2, p3, ROT, r_num); \
 138         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, 4 * (r - 1) + r_num, X_ptr); \
 139 } while (0)
 140
 141 #define I256(R) \
 142 do { \
 143         /* inject the key schedule value */ \
 144         X0   += ks[r+(R)+0]; \
 145         X1   += ks[r+(R)+1] + ts[r+(R)+0]; \
 146         X2   += ks[r+(R)+2] + ts[r+(R)+1]; \
 147         X3   += ks[r+(R)+3] +    r+(R);    \
 148         /* rotate key schedule */ \
 149         ks[r + (R) + 4]   = ks[r + (R) - 1]; \
 150         ts[r + (R) + 2]   = ts[r + (R) - 1]; \
 151         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INJECT, X_ptr); \
 152 } while (0)
 153
 154         for (r = 1; r < 2 * RCNT; r += 2 * SKEIN_UNROLL_256)
 155 #endif
 156                 {
 157 #define R256_8_ROUNDS(R)                  \
 158 do { \
 159                 R256(0, 1, 2, 3, R_256_0, 8 * (R) + 1);  \
 160                 R256(0, 3, 2, 1, R_256_1, 8 * (R) + 2);  \
 161                 R256(0, 1, 2, 3, R_256_2, 8 * (R) + 3);  \
 162                 R256(0, 3, 2, 1, R_256_3, 8 * (R) + 4);  \
 163                 I256(2 * (R));                      \
 164                 R256(0, 1, 2, 3, R_256_4, 8 * (R) + 5);  \
 165                 R256(0, 3, 2, 1, R_256_5, 8 * (R) + 6);  \
 166                 R256(0, 1, 2, 3, R_256_6, 8 * (R) + 7);  \
 167                 R256(0, 3, 2, 1, R_256_7, 8 * (R) + 8);  \
 168                 I256(2 * (R) + 1); \
 169 } while (0)
 170
 171                 R256_8_ROUNDS(0);
 172
 173 #define R256_UNROLL_R(NN) \
 174         ((SKEIN_UNROLL_256 == 0 && \
 175           SKEIN_256_ROUNDS_TOTAL/8 > (NN)) || \
 176          (SKEIN_UNROLL_256 > (NN)))
 177
 178         #if   R256_UNROLL_R(1)
 179                 R256_8_ROUNDS(1);
 180         #endif
 181         #if   R256_UNROLL_R(2)
 182                 R256_8_ROUNDS(2);
 183         #endif
 184         #if   R256_UNROLL_R(3)
 185                 R256_8_ROUNDS(3);
 186         #endif
 187         #if   R256_UNROLL_R(4)
 188                 R256_8_ROUNDS(4);
 189         #endif
 190         #if   R256_UNROLL_R(5)
 191                 R256_8_ROUNDS(5);
 192         #endif
 193         #if   R256_UNROLL_R(6)
 194                 R256_8_ROUNDS(6);
 195         #endif
 196         #if   R256_UNROLL_R(7)
 197                 R256_8_ROUNDS(7);
 198         #endif
 199         #if   R256_UNROLL_R(8)
 200                 R256_8_ROUNDS(8);
 201         #endif
 202         #if   R256_UNROLL_R(9)
 203                 R256_8_ROUNDS(9);
 204         #endif
 205         #if   R256_UNROLL_R(10)
 206                 R256_8_ROUNDS(10);
 207         #endif
 208         #if   R256_UNROLL_R(11)
 209                 R256_8_ROUNDS(11);
 210         #endif
 211         #if   R256_UNROLL_R(12)
 212                 R256_8_ROUNDS(12);
 213         #endif
 214         #if   R256_UNROLL_R(13)
 215                 R256_8_ROUNDS(13);
 216         #endif
 217         #if   R256_UNROLL_R(14)
 218                 R256_8_ROUNDS(14);
 219         #endif
 220         #if  (SKEIN_UNROLL_256 > 14)
 221 #error  "need more unrolling in skein_256_process_block"
 222         #endif
 223                 }
 224                 /* do the final "feedforward" xor, update context chaining */
 225                 ctx->x[0] = X0 ^ w[0];
 226                 ctx->x[1] = X1 ^ w[1];
 227                 ctx->x[2] = X2 ^ w[2];
 228                 ctx->x[3] = X3 ^ w[3];
 229
 230                 skein_show_round(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_FEED_FWD, ctx->x);
 231
 232                 ts[1] &= ~SKEIN_T1_FLAG_FIRST;
 233         } while (--blk_cnt);
 234         ctx->h.tweak[0] = ts[0];
 235         ctx->h.tweak[1] = ts[1];
 236 }
 237
 238 #if defined(SKEIN_CODE_SIZE) || defined(SKEIN_PERF)
 239 size_t skein_256_process_block_code_size(void)
 240 {
 241         return ((u8 *) skein_256_process_block_code_size) -
 242                 ((u8 *) skein_256_process_block);
 243 }
 244 unsigned int skein_256_unroll_cnt(void)
 245 {
 246         return SKEIN_UNROLL_256;
 247 }
 248 #endif
 249 #endif
 250
 251 /*****************************  SKEIN_512 ******************************/
 252 #if !(SKEIN_USE_ASM & 512)
 253 void skein_512_process_block(struct skein_512_ctx *ctx, const u8 *blk_ptr,
 254                              size_t blk_cnt, size_t byte_cnt_add)
 255 { /* do it in C */
 256         enum {
 257                 WCNT = SKEIN_512_STATE_WORDS
 258         };
 259 #undef  RCNT
 260 #define RCNT  (SKEIN_512_ROUNDS_TOTAL/8)
 261
 262 #ifdef SKEIN_LOOP /* configure how much to unroll the loop */
 263 #define SKEIN_UNROLL_512 (((SKEIN_LOOP)/10)%10)
 264 #else
 265 #define SKEIN_UNROLL_512 (0)
 266 #endif
 267
 268 #if SKEIN_UNROLL_512
 269 #if (RCNT % SKEIN_UNROLL_512)
 270 #error "Invalid SKEIN_UNROLL_512" /* sanity check on unroll count */
 271 #endif
 272         size_t  r;
 273         u64  kw[WCNT+4+RCNT*2]; /* key sched: chaining vars + tweak + "rot"*/
 274 #else
 275         u64  kw[WCNT+4]; /* key schedule words : chaining vars + tweak */
 276 #endif
 277         u64  X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7; /* local copies, for speed */
 278         u64  w[WCNT]; /* local copy of input block */
 279 #ifdef SKEIN_DEBUG
 280         const u64 *X_ptr[8]; /* use for debugging (help cc put Xn in regs) */
 281
 282         X_ptr[0] = &X0;  X_ptr[1] = &X1;  X_ptr[2] = &X2;  X_ptr[3] = &X3;
 283         X_ptr[4] = &X4;  X_ptr[5] = &X5;  X_ptr[6] = &X6;  X_ptr[7] = &X7;
 284 #endif
 285
 286         skein_assert(blk_cnt != 0); /* never call with blk_cnt == 0! */
 287         ts[0] = ctx->h.tweak[0];
 288         ts[1] = ctx->h.tweak[1];
 289         do  {
 290                 /*
 291                  * this implementation only supports 2**64 input bytes
 292                  * (no carry out here)
 293                  */
 294                 ts[0] += byte_cnt_add; /* update processed length */
 295
 296                 /* precompute the key schedule for this block */
 297                 ks[0] = ctx->x[0];
 298                 ks[1] = ctx->x[1];
 299                 ks[2] = ctx->x[2];
 300                 ks[3] = ctx->x[3];
 301                 ks[4] = ctx->x[4];
 302                 ks[5] = ctx->x[5];
 303                 ks[6] = ctx->x[6];
 304                 ks[7] = ctx->x[7];
 305                 ks[8] = ks[0] ^ ks[1] ^ ks[2] ^ ks[3] ^
 306                         ks[4] ^ ks[5] ^ ks[6] ^ ks[7] ^ SKEIN_KS_PARITY;
 307
 308                 ts[2] = ts[0] ^ ts[1];
 309
 310                 /* get input block in little-endian format */
 311                 skein_get64_lsb_first(w, blk_ptr, WCNT);
 312                 debug_save_tweak(ctx);
 313                 skein_show_block(BLK_BITS, &ctx->h, ctx->x, blk_ptr, w, ks, ts);
 314
 315                 X0   = w[0] + ks[0]; /* do the first full key injection */
 316                 X1   = w[1] + ks[1];
 317                 X2   = w[2] + ks[2];
 318                 X3   = w[3] + ks[3];
 319                 X4   = w[4] + ks[4];
 320                 X5   = w[5] + ks[5] + ts[0];
 321                 X6   = w[6] + ks[6] + ts[1];
 322                 X7   = w[7] + ks[7];
 323
 324                 blk_ptr += SKEIN_512_BLOCK_BYTES;
 325
 326                 skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INITIAL,
 327                                  X_ptr);
 328                 /* run the rounds */
 329 #define ROUND512(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, ROT, r_num) \
 330 do { \
 331         X##p0 += X##p1; X##p1 = rotl_64(X##p1, ROT##_0); X##p1 ^= X##p0; \
 332         X##p2 += X##p3; X##p3 = rotl_64(X##p3, ROT##_1); X##p3 ^= X##p2; \
 333         X##p4 += X##p5; X##p5 = rotl_64(X##p5, ROT##_2); X##p5 ^= X##p4; \
 334         X##p6 += X##p7; X##p7 = rotl_64(X##p7, ROT##_3); X##p7 ^= X##p6; \
 335 } while (0)
 336
 337 #if SKEIN_UNROLL_512 == 0
 338 #define R512(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, ROT, r_num) /* unrolled */ \
 339 do { \
 340         ROUND512(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, ROT, r_num) \
 341         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, r_num, X_ptr); \
 342 } while (0)
 343
 344 #define I512(R) \
 345 do { \
 346         /* inject the key schedule value */ \
 347         X0   += ks[((R) + 1) % 9]; \
 348         X1   += ks[((R) + 2) % 9]; \
 349         X2   += ks[((R) + 3) % 9]; \
 350         X3   += ks[((R) + 4) % 9]; \
 351         X4   += ks[((R) + 5) % 9]; \
 352         X5   += ks[((R) + 6) % 9] + ts[((R) + 1) % 3]; \
 353         X6   += ks[((R) + 7) % 9] + ts[((R) + 2) % 3]; \
 354         X7   += ks[((R) + 8) % 9] +     (R) + 1;       \
 355         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INJECT, X_ptr); \
 356 } while (0)
 357 #else /* looping version */
 358 #define R512(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, ROT, r_num) \
 359 do { \
 360         ROUND512(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, ROT, r_num); \
 361         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, 4 * (r - 1) + r_num, X_ptr); \
 362 } while (0)
 363
 364 #define I512(R) \
 365 do { \
 366         /* inject the key schedule value */ \
 367         X0   += ks[r + (R) + 0]; \
 368         X1   += ks[r + (R) + 1]; \
 369         X2   += ks[r + (R) + 2]; \
 370         X3   += ks[r + (R) + 3]; \
 371         X4   += ks[r + (R) + 4]; \
 372         X5   += ks[r + (R) + 5] + ts[r + (R) + 0]; \
 373         X6   += ks[r + (R) + 6] + ts[r + (R) + 1]; \
 374         X7   += ks[r + (R) + 7] +         r + (R); \
 375         /* rotate key schedule */ \
 376         ks[r +         (R) + 8] = ks[r + (R) - 1]; \
 377         ts[r +         (R) + 2] = ts[r + (R) - 1]; \
 378         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INJECT, X_ptr); \
 379 } while (0)
 380
 381                 for (r = 1; r < 2 * RCNT; r += 2 * SKEIN_UNROLL_512)
 382 #endif /* end of looped code definitions */
 383                 {
 384 #define R512_8_ROUNDS(R)  /* do 8 full rounds */  \
 385 do { \
 386                 R512(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, R_512_0, 8 * (R) + 1);   \
 387                 R512(2, 1, 4, 7, 6, 5, 0, 3, R_512_1, 8 * (R) + 2);   \
 388                 R512(4, 1, 6, 3, 0, 5, 2, 7, R_512_2, 8 * (R) + 3);   \
 389                 R512(6, 1, 0, 7, 2, 5, 4, 3, R_512_3, 8 * (R) + 4);   \
 390                 I512(2 * (R));                              \
 391                 R512(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, R_512_4, 8 * (R) + 5);   \
 392                 R512(2, 1, 4, 7, 6, 5, 0, 3, R_512_5, 8 * (R) + 6);   \
 393                 R512(4, 1, 6, 3, 0, 5, 2, 7, R_512_6, 8 * (R) + 7);   \
 394                 R512(6, 1, 0, 7, 2, 5, 4, 3, R_512_7, 8 * (R) + 8);   \
 395                 I512(2 * (R) + 1);        /* and key injection */ \
 396 } while (0)
 397
 398                         R512_8_ROUNDS(0);
 399
 400 #define R512_UNROLL_R(NN) \
 401                 ((SKEIN_UNROLL_512 == 0 && \
 402                   SKEIN_512_ROUNDS_TOTAL/8 > (NN)) || \
 403                  (SKEIN_UNROLL_512 > (NN)))
 404
 405         #if   R512_UNROLL_R(1)
 406                         R512_8_ROUNDS(1);
 407         #endif
 408         #if   R512_UNROLL_R(2)
 409                         R512_8_ROUNDS(2);
 410         #endif
 411         #if   R512_UNROLL_R(3)
 412                         R512_8_ROUNDS(3);
 413         #endif
 414         #if   R512_UNROLL_R(4)
 415                         R512_8_ROUNDS(4);
 416         #endif
 417         #if   R512_UNROLL_R(5)
 418                         R512_8_ROUNDS(5);
 419         #endif
 420         #if   R512_UNROLL_R(6)
 421                         R512_8_ROUNDS(6);
 422         #endif
 423         #if   R512_UNROLL_R(7)
 424                         R512_8_ROUNDS(7);
 425         #endif
 426         #if   R512_UNROLL_R(8)
 427                         R512_8_ROUNDS(8);
 428         #endif
 429         #if   R512_UNROLL_R(9)
 430                         R512_8_ROUNDS(9);
 431         #endif
 432         #if   R512_UNROLL_R(10)
 433                         R512_8_ROUNDS(10);
 434         #endif
 435         #if   R512_UNROLL_R(11)
 436                         R512_8_ROUNDS(11);
 437         #endif
 438         #if   R512_UNROLL_R(12)
 439                         R512_8_ROUNDS(12);
 440         #endif
 441         #if   R512_UNROLL_R(13)
 442                         R512_8_ROUNDS(13);
 443         #endif
 444         #if   R512_UNROLL_R(14)
 445                         R512_8_ROUNDS(14);
 446         #endif
 447         #if  (SKEIN_UNROLL_512 > 14)
 448 #error  "need more unrolling in skein_512_process_block"
 449         #endif
 450                 }
 451
 452                 /* do the final "feedforward" xor, update context chaining */
 453                 ctx->x[0] = X0 ^ w[0];
 454                 ctx->x[1] = X1 ^ w[1];
 455                 ctx->x[2] = X2 ^ w[2];
 456                 ctx->x[3] = X3 ^ w[3];
 457                 ctx->x[4] = X4 ^ w[4];
 458                 ctx->x[5] = X5 ^ w[5];
 459                 ctx->x[6] = X6 ^ w[6];
 460                 ctx->x[7] = X7 ^ w[7];
 461                 skein_show_round(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_FEED_FWD, ctx->x);
 462
 463                 ts[1] &= ~SKEIN_T1_FLAG_FIRST;
 464         } while (--blk_cnt);
 465         ctx->h.tweak[0] = ts[0];
 466         ctx->h.tweak[1] = ts[1];
 467 }
 468
 469 #if defined(SKEIN_CODE_SIZE) || defined(SKEIN_PERF)
 470 size_t skein_512_process_block_code_size(void)
 471 {
 472         return ((u8 *) skein_512_process_block_code_size) -
 473                 ((u8 *) skein_512_process_block);
 474 }
 475 unsigned int skein_512_unroll_cnt(void)
 476 {
 477         return SKEIN_UNROLL_512;
 478 }
 479 #endif
 480 #endif
 481
 482 /*****************************  SKEIN_1024 ******************************/
 483 #if !(SKEIN_USE_ASM & 1024)
 484 void skein_1024_process_block(struct skein_1024_ctx *ctx, const u8 *blk_ptr,
 485                               size_t blk_cnt, size_t byte_cnt_add)
 486 { /* do it in C, always looping (unrolled is bigger AND slower!) */
 487         enum {
 488                 WCNT = SKEIN_1024_STATE_WORDS
 489         };
 490 #undef  RCNT
 491 #define RCNT  (SKEIN_1024_ROUNDS_TOTAL/8)
 492
 493 #ifdef SKEIN_LOOP /* configure how much to unroll the loop */
 494 #define SKEIN_UNROLL_1024 ((SKEIN_LOOP)%10)
 495 #else
 496 #define SKEIN_UNROLL_1024 (0)
 497 #endif
 498
 499 #if (SKEIN_UNROLL_1024 != 0)
 500 #if (RCNT % SKEIN_UNROLL_1024)
 501 #error "Invalid SKEIN_UNROLL_1024" /* sanity check on unroll count */
 502 #endif
 503         size_t  r;
 504         u64  kw[WCNT+4+RCNT*2]; /* key sched: chaining vars + tweak + "rot" */
 505 #else
 506         u64  kw[WCNT+4]; /* key schedule words : chaining vars + tweak */
 507 #endif
 508
 509         /* local copy of vars, for speed */
 510         u64  X00, X01, X02, X03, X04, X05, X06, X07,
 511              X08, X09, X10, X11, X12, X13, X14, X15;
 512         u64  w[WCNT]; /* local copy of input block */
 513 #ifdef SKEIN_DEBUG
 514         const u64 *X_ptr[16]; /* use for debugging (help cc put Xn in regs) */
 515
 516         X_ptr[0]  = &X00;  X_ptr[1]  = &X01;  X_ptr[2]  = &X02;
 517         X_ptr[3]  = &X03;  X_ptr[4]  = &X04;  X_ptr[5]  = &X05;
 518         X_ptr[6]  = &X06;  X_ptr[7]  = &X07;  X_ptr[8]  = &X08;
 519         X_ptr[9]  = &X09;  X_ptr[10] = &X10;  X_ptr[11] = &X11;
 520         X_ptr[12] = &X12;  X_ptr[13] = &X13;  X_ptr[14] = &X14;
 521         X_ptr[15] = &X15;
 522 #endif
 523
 524         skein_assert(blk_cnt != 0); /* never call with blk_cnt == 0! */
 525         ts[0] = ctx->h.tweak[0];
 526         ts[1] = ctx->h.tweak[1];
 527         do  {
 528                 /*
 529                  * this implementation only supports 2**64 input bytes
 530                  * (no carry out here)
 531                  */
 532                 ts[0] += byte_cnt_add; /* update processed length */
 533
 534                 /* precompute the key schedule for this block */
 535                 ks[0]  = ctx->x[0];
 536                 ks[1]  = ctx->x[1];
 537                 ks[2]  = ctx->x[2];
 538                 ks[3]  = ctx->x[3];
 539                 ks[4]  = ctx->x[4];
 540                 ks[5]  = ctx->x[5];
 541                 ks[6]  = ctx->x[6];
 542                 ks[7]  = ctx->x[7];
 543                 ks[8]  = ctx->x[8];
 544                 ks[9]  = ctx->x[9];
 545                 ks[10] = ctx->x[10];
 546                 ks[11] = ctx->x[11];
 547                 ks[12] = ctx->x[12];
 548                 ks[13] = ctx->x[13];
 549                 ks[14] = ctx->x[14];
 550                 ks[15] = ctx->x[15];
 551                 ks[16] =  ks[0] ^  ks[1] ^  ks[2] ^  ks[3] ^
 552                           ks[4] ^  ks[5] ^  ks[6] ^  ks[7] ^
 553                           ks[8] ^  ks[9] ^ ks[10] ^ ks[11] ^
 554                           ks[12] ^ ks[13] ^ ks[14] ^ ks[15] ^ SKEIN_KS_PARITY;
 555
 556                 ts[2]  = ts[0] ^ ts[1];
 557
 558                 /* get input block in little-endian format */
 559                 skein_get64_lsb_first(w, blk_ptr, WCNT);
 560                 debug_save_tweak(ctx);
 561                 skein_show_block(BLK_BITS, &ctx->h, ctx->x, blk_ptr, w, ks, ts);
 562
 563                 X00    =  w[0] +  ks[0]; /* do the first full key injection */
 564                 X01    =  w[1] +  ks[1];
 565                 X02    =  w[2] +  ks[2];
 566                 X03    =  w[3] +  ks[3];
 567                 X04    =  w[4] +  ks[4];
 568                 X05    =  w[5] +  ks[5];
 569                 X06    =  w[6] +  ks[6];
 570                 X07    =  w[7] +  ks[7];
 571                 X08    =  w[8] +  ks[8];
 572                 X09    =  w[9] +  ks[9];
 573                 X10    = w[10] + ks[10];
 574                 X11    = w[11] + ks[11];
 575                 X12    = w[12] + ks[12];
 576                 X13    = w[13] + ks[13] + ts[0];
 577                 X14    = w[14] + ks[14] + ts[1];
 578                 X15    = w[15] + ks[15];
 579
 580                 skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INITIAL,
 581                                  X_ptr);
 582
 583 #define ROUND1024(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, pA, pB, pC, pD, pE, \
 584                         pF, ROT, r_num) \
 585 do { \
 586         X##p0 += X##p1; X##p1 = rotl_64(X##p1, ROT##_0); X##p1 ^= X##p0;   \
 587         X##p2 += X##p3; X##p3 = rotl_64(X##p3, ROT##_1); X##p3 ^= X##p2;   \
 588         X##p4 += X##p5; X##p5 = rotl_64(X##p5, ROT##_2); X##p5 ^= X##p4;   \
 589         X##p6 += X##p7; X##p7 = rotl_64(X##p7, ROT##_3); X##p7 ^= X##p6;   \
 590         X##p8 += X##p9; X##p9 = rotl_64(X##p9, ROT##_4); X##p9 ^= X##p8;   \
 591         X##pA += X##pB; X##pB = rotl_64(X##pB, ROT##_5); X##pB ^= X##pA;   \
 592         X##pC += X##pD; X##pD = rotl_64(X##pD, ROT##_6); X##pD ^= X##pC;   \
 593         X##pE += X##pF; X##pF = rotl_64(X##pF, ROT##_7); X##pF ^= X##pE;   \
 594 } while (0)
 595
 596 #if SKEIN_UNROLL_1024 == 0
 597 #define R1024(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, pA, pB, pC, pD, pE, pF, \
 598                 ROT, rn) \
 599 do { \
 600         ROUND1024(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, pA, pB, pC, pD, pE, \
 601                         pF, ROT, rn); \
 602         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, rn, X_ptr); \
 603 } while (0)
 604
 605 #define I1024(R) \
 606 do { \
 607         /* inject the key schedule value */ \
 608         X00   += ks[((R) +  1) % 17]; \
 609         X01   += ks[((R) +  2) % 17]; \
 610         X02   += ks[((R) +  3) % 17]; \
 611         X03   += ks[((R) +  4) % 17]; \
 612         X04   += ks[((R) +  5) % 17]; \
 613         X05   += ks[((R) +  6) % 17]; \
 614         X06   += ks[((R) +  7) % 17]; \
 615         X07   += ks[((R) +  8) % 17]; \
 616         X08   += ks[((R) +  9) % 17]; \
 617         X09   += ks[((R) + 10) % 17]; \
 618         X10   += ks[((R) + 11) % 17]; \
 619         X11   += ks[((R) + 12) % 17]; \
 620         X12   += ks[((R) + 13) % 17]; \
 621         X13   += ks[((R) + 14) % 17] + ts[((R) + 1) % 3]; \
 622         X14   += ks[((R) + 15) % 17] + ts[((R) + 2) % 3]; \
 623         X15   += ks[((R) + 16) % 17] +     (R) + 1;       \
 624         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INJECT, X_ptr); \
 625 } while (0)
 626 #else /* looping version */
 627 #define R1024(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, pA, pB, pC, pD, pE, pF, \
 628                 ROT, rn) \
 629 do { \
 630         ROUND1024(p0, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, p9, pA, pB, pC, pD, pE, \
 631                         pF, ROT, rn); \
 632         skein_show_r_ptr(BLK_BITS, &ctx->h, 4 * (r - 1) + rn, X_ptr); \
 633 } while (0)
 634
 635 #define I1024(R) \
 636 do { \
 637         /* inject the key schedule value */ \
 638         X00   += ks[r + (R) +  0]; \
 639         X01   += ks[r + (R) +  1]; \
 640         X02   += ks[r + (R) +  2]; \
 641         X03   += ks[r + (R) +  3]; \
 642         X04   += ks[r + (R) +  4]; \
 643         X05   += ks[r + (R) +  5]; \
 644         X06   += ks[r + (R) +  6]; \
 645         X07   += ks[r + (R) +  7]; \
 646         X08   += ks[r + (R) +  8]; \
 647         X09   += ks[r + (R) +  9]; \
 648         X10   += ks[r + (R) + 10]; \
 649         X11   += ks[r + (R) + 11]; \
 650         X12   += ks[r + (R) + 12]; \
 651         X13   += ks[r + (R) + 13] + ts[r + (R) + 0]; \
 652         X14   += ks[r + (R) + 14] + ts[r + (R) + 1]; \
 653         X15   += ks[r + (R) + 15] +         r + (R); \
 654         /* rotate key schedule */ \
 655         ks[r  +         (R) + 16] = ks[r + (R) - 1]; \
 656         ts[r  +         (R) +  2] = ts[r + (R) - 1]; \
 657         skein_show_r_ptr(BLK_BITSi, &ctx->h, SKEIN_RND_KEY_INJECT, X_ptr); \
 658 } while (0)
 659
 660                 for (r = 1; r <= 2 * RCNT; r += 2 * SKEIN_UNROLL_1024)
 661 #endif
 662                 {
 663 #define R1024_8_ROUNDS(R) \
 664 do { \
 665         R1024(00, 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, \
 666                 R1024_0, 8*(R) + 1); \
 667         R1024(00, 09, 02, 13, 06, 11, 04, 15, 10, 07, 12, 03, 14, 05, 08, 01, \
 668                 R1024_1, 8*(R) + 2); \
 669         R1024(00, 07, 02, 05, 04, 03, 06, 01, 12, 15, 14, 13, 08, 11, 10, 09, \
 670                 R1024_2, 8*(R) + 3); \
 671         R1024(00, 15, 02, 11, 06, 13, 04, 09, 14, 01, 08, 05, 10, 03, 12, 07, \
 672                 R1024_3, 8*(R) + 4); \
 673         I1024(2*(R)); \
 674         R1024(00, 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, \
 675                 R1024_4, 8*(R) + 5); \
 676         R1024(00, 09, 02, 13, 06, 11, 04, 15, 10, 07, 12, 03, 14, 05, 08, 01, \
 677                 R1024_5, 8*(R) + 6); \
 678         R1024(00, 07, 02, 05, 04, 03, 06, 01, 12, 15, 14, 13, 08, 11, 10, 09, \
 679                 R1024_6, 8*(R) + 7); \
 680         R1024(00, 15, 02, 11, 06, 13, 04, 09, 14, 01, 08, 05, 10, 03, 12, 07, \
 681                 R1024_7, 8*(R) + 8); \
 682         I1024(2*(R)+1); \
 683 } while (0)
 684
 685                         R1024_8_ROUNDS(0);
 686
 687 #define R1024_UNROLL_R(NN) \
 688                 ((SKEIN_UNROLL_1024 == 0 && \
 689                   SKEIN_1024_ROUNDS_TOTAL/8 > (NN)) || \
 690                  (SKEIN_UNROLL_1024 > (NN)))
 691
 692         #if   R1024_UNROLL_R(1)
 693                         R1024_8_ROUNDS(1);
 694         #endif
 695         #if   R1024_UNROLL_R(2)
 696                         R1024_8_ROUNDS(2);
 697         #endif
 698         #if   R1024_UNROLL_R(3)
 699                         R1024_8_ROUNDS(3);
 700         #endif
 701         #if   R1024_UNROLL_R(4)
 702                         R1024_8_ROUNDS(4);
 703         #endif
 704         #if   R1024_UNROLL_R(5)
 705                         R1024_8_ROUNDS(5);
 706         #endif
 707         #if   R1024_UNROLL_R(6)
 708                         R1024_8_ROUNDS(6);
 709         #endif
 710         #if   R1024_UNROLL_R(7)
 711                         R1024_8_ROUNDS(7);
 712         #endif
 713         #if   R1024_UNROLL_R(8)
 714                         R1024_8_ROUNDS(8);
 715         #endif
 716         #if   R1024_UNROLL_R(9)
 717                         R1024_8_ROUNDS(9);
 718         #endif
 719         #if   R1024_UNROLL_R(10)
 720                         R1024_8_ROUNDS(10);
 721         #endif
 722         #if   R1024_UNROLL_R(11)
 723                         R1024_8_ROUNDS(11);
 724         #endif
 725         #if   R1024_UNROLL_R(12)
 726                         R1024_8_ROUNDS(12);
 727         #endif
 728         #if   R1024_UNROLL_R(13)
 729                         R1024_8_ROUNDS(13);
 730         #endif
 731         #if   R1024_UNROLL_R(14)
 732                         R1024_8_ROUNDS(14);
 733         #endif
 734 #if  (SKEIN_UNROLL_1024 > 14)
 735 #error  "need more unrolling in Skein_1024_Process_Block"
 736   #endif
 737                 }
 738                 /* do the final "feedforward" xor, update context chaining */
 739
 740                 ctx->x[0] = X00 ^ w[0];
 741                 ctx->x[1] = X01 ^ w[1];
 742                 ctx->x[2] = X02 ^ w[2];
 743                 ctx->x[3] = X03 ^ w[3];
 744                 ctx->x[4] = X04 ^ w[4];
 745                 ctx->x[5] = X05 ^ w[5];
 746                 ctx->x[6] = X06 ^ w[6];
 747                 ctx->x[7] = X07 ^ w[7];
 748                 ctx->x[8] = X08 ^ w[8];
 749                 ctx->x[9] = X09 ^ w[9];
 750                 ctx->x[10] = X10 ^ w[10];
 751                 ctx->x[11] = X11 ^ w[11];
 752                 ctx->x[12] = X12 ^ w[12];
 753                 ctx->x[13] = X13 ^ w[13];
 754                 ctx->x[14] = X14 ^ w[14];
 755                 ctx->x[15] = X15 ^ w[15];
 756
 757                 skein_show_round(BLK_BITS, &ctx->h, SKEIN_RND_FEED_FWD, ctx->x);
 758
 759                 ts[1] &= ~SKEIN_T1_FLAG_FIRST;
 760                 blk_ptr += SKEIN_1024_BLOCK_BYTES;
 761         } while (--blk_cnt);
 762         ctx->h.tweak[0] = ts[0];
 763         ctx->h.tweak[1] = ts[1];
 764 }
 765
 766 #if defined(SKEIN_CODE_SIZE) || defined(SKEIN_PERF)
 767 size_t skein_1024_process_block_code_size(void)
 768 {
 769         return ((u8 *) skein_1024_process_block_code_size) -
 770                 ((u8 *) skein_1024_process_block);
 771 }
 772 unsigned int skein_1024_unroll_cnt(void)
 773 {
 774         return SKEIN_UNROLL_1024;
 775 }
 776 #endif
 777 #endif