// SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
/* $OpenBSD: siphash.c,v 1.3 2015/02/20 11:51:03 tedu Exp $ */

/*-
 * Copyright (c) 2013 Andre Oppermann <andre@FreeBSD.org>
 * All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 * modification, are permitted provided that the following conditions
 * are met:
 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
 * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
 *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
 * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote
 *    products derived from this software without specific prior written
 *    permission.
 *
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
 * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
 * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
 * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
 * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
 * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
 * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
 * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
 * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
 * SUCH DAMAGE.
 */

/*
 * SipHash is a family of PRFs SipHash-c-d where the integer parameters c and d
 * are the number of compression rounds and the number of finalization rounds.
 * A compression round is identical to a finalization round and this round
 * function is called SipRound.  Given a 128-bit key k and a (possibly empty)
 * byte string m, SipHash-c-d returns a 64-bit value SipHash-c-d(k; m).
 *
 * Implemented from the paper "SipHash: a fast short-input PRF", 2012.09.18,
 * by Jean-Philippe Aumasson and Daniel J. Bernstein,
 * Permanent Document ID b9a943a805fbfc6fde808af9fc0ecdfa
 * https://131002.net/siphash/siphash.pdf
 * https://131002.net/siphash/
 */

#include <asm/byteorder.h>
#include <linux/unaligned.h>
#include <linux/bitops.h>
#include <linux/string.h>

#include "siphash.h"

static void SipHash_Rounds(SIPHASH_CTX *ctx, int rounds)
{
 while (rounds--) {
  ctx->v[0] += ctx->v[1];
  ctx->v[2] += ctx->v[3];
  ctx->v[1] = rol64(ctx->v[1], 13);
  ctx->v[3] = rol64(ctx->v[3], 16);

  ctx->v[1] ^= ctx->v[0];
  ctx->v[3] ^= ctx->v[2];
  ctx->v[0] = rol64(ctx->v[0], 32);

  ctx->v[2] += ctx->v[1];
  ctx->v[0] += ctx->v[3];
  ctx->v[1] = rol64(ctx->v[1], 17);
  ctx->v[3] = rol64(ctx->v[3], 21);

  ctx->v[1] ^= ctx->v[2];
  ctx->v[3] ^= ctx->v[0];
  ctx->v[2] = rol64(ctx->v[2], 32);
 }
}

static void SipHash_CRounds(SIPHASH_CTX *ctx, const void *ptr, int rounds)
{
 u64 m = get_unaligned_le64(ptr);

 ctx->v[3] ^= m;
 SipHash_Rounds(ctx, rounds);
 ctx->v[0] ^= m;
}

void SipHash_Init(SIPHASH_CTX *ctx, const SIPHASH_KEY *key)
{
 u64 k0, k1;

 k0 = le64_to_cpu(key->k0);
 k1 = le64_to_cpu(key->k1);

 ctx->v[0] = 0x736f6d6570736575ULL ^ k0;
 ctx->v[1] = 0x646f72616e646f6dULL ^ k1;
 ctx->v[2] = 0x6c7967656e657261ULL ^ k0;
 ctx->v[3] = 0x7465646279746573ULL ^ k1;

 memset(ctx->buf, 0, sizeof(ctx->buf));
 ctx->bytes = 0;
}

void SipHash_Update(SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf,
      const void *src, size_t len)
{
 const u8 *ptr = src;
 size_t left, used;

 if (len == 0)
  return;

 used = ctx->bytes % sizeof(ctx->buf);
 ctx->bytes += len;

 if (used > 0) {
  left = sizeof(ctx->buf) - used;

  if (len >= left) {
   memcpy(&ctx->buf[used], ptr, left);
   SipHash_CRounds(ctx, ctx->buf, rc);
   len -= left;
   ptr += left;
  } else {
   memcpy(&ctx->buf[used], ptr, len);
   return;
  }
 }

 while (len >= sizeof(ctx->buf)) {
  SipHash_CRounds(ctx, ptr, rc);
  len -= sizeof(ctx->buf);
  ptr += sizeof(ctx->buf);
 }

 if (len > 0)
  memcpy(&ctx->buf[used], ptr, len);
}

void SipHash_Final(void *dst, SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf)
{
 u64 r;

 r = SipHash_End(ctx, rc, rf);

 *((__le64 *) dst) = cpu_to_le64(r);
}

u64 SipHash_End(SIPHASH_CTX *ctx, int rc, int rf)
{
 u64 r;
 size_t left, used;

 used = ctx->bytes % sizeof(ctx->buf);
 left = sizeof(ctx->buf) - used;
 memset(&ctx->buf[used], 0, left - 1);
 ctx->buf[7] = ctx->bytes;

 SipHash_CRounds(ctx, ctx->buf, rc);
 ctx->v[2] ^= 0xff;
 SipHash_Rounds(ctx, rf);

 r = (ctx->v[0] ^ ctx->v[1]) ^ (ctx->v[2] ^ ctx->v[3]);
 memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
 return r;
}

u64 SipHash(const SIPHASH_KEY *key, int rc, int rf, const void *src, size_t len)
{
 SIPHASH_CTX ctx;

 SipHash_Init(&ctx, key);
 SipHash_Update(&ctx, rc, rf, src, len);
 return SipHash_End(&ctx, rc, rf);
}