lib/md5.c

   1 /* md5.c - Functions to compute MD5 message digest of files or memory blocks
   2    according to the definition of MD5 in RFC 1321 from April 1992.
   3    Copyright (C) 1995, 1996, 2001, 2003 Free Software Foundation, Inc.
   4    NOTE: The canonical source of this file is maintained with the GNU C
   5    Library.  Bugs can be reported to bug-glibc@prep.ai.mit.edu.
   6
   7    This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8    under the terms of the GNU General Public License as published by the
   9    Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
  10    later version.
  11
  12    This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15    GNU General Public License for more details.
  16
  17    You should have received a copy of the GNU General Public License
  18    along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  19    Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
  20
  21 /* Written by Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>, 1995.  */
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24 # include <config.h>
  25 #endif
  26
  27 #include <sys/types.h>
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <string.h>
  31
  32 #include "md5.h"
  33 #include "unlocked-io.h"
  34
  35 #ifdef _LIBC
  36 # include <endian.h>
  37 # if __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN
  38 #  define WORDS_BIGENDIAN 1
  39 # endif
  40 /* We need to keep the namespace clean so define the MD5 function
  41    protected using leading __ .  */
  42 # define md5_init_ctx __md5_init_ctx
  43 # define md5_process_block __md5_process_block
  44 # define md5_process_bytes __md5_process_bytes
  45 # define md5_finish_ctx __md5_finish_ctx
  46 # define md5_read_ctx __md5_read_ctx
  47 # define md5_stream __md5_stream
  48 # define md5_buffer __md5_buffer
  49 #endif
  50
  51 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  52 # define SWAP(n)                                                        \
  53     (((n) << 24) | (((n) & 0xff00) << 8) | (((n) >> 8) & 0xff00) | ((n) >> 24))
  54 #else
  55 # define SWAP(n) (n)
  56 #endif
  57
  58 #define BLOCKSIZE 4096
  59 /* Ensure that BLOCKSIZE is a multiple of 64.  */
  60 #if BLOCKSIZE % 64 != 0
  61 /* FIXME-someday (soon?): use #error instead of this kludge.  */
  62 "invalid BLOCKSIZE"
  63 #endif
  64
  65 /* This array contains the bytes used to pad the buffer to the next
  66    64-byte boundary.  (RFC 1321, 3.1: Step 1)  */
  67 static const unsigned char fillbuf[64] = { 0x80, 0 /* , 0, 0, ...  */ };
  68
  69
  70 /* Initialize structure containing state of computation.
  71    (RFC 1321, 3.3: Step 3)  */
  72 void
  73 md5_init_ctx (ctx)
  74      struct md5_ctx *ctx;
  75 {
  76   ctx->A = 0x67452301;
  77   ctx->B = 0xefcdab89;
  78   ctx->C = 0x98badcfe;
  79   ctx->D = 0x10325476;
  80
  81   ctx->total[0] = ctx->total[1] = 0;
  82   ctx->buflen = 0;
  83 }
  84
  85 /* Put result from CTX in first 16 bytes following RESBUF.  The result
  86    must be in little endian byte order.
  87
  88    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
  89    aligned for a 32 bits value.  */
  90 void *
  91 md5_read_ctx (ctx, resbuf)
  92      const struct md5_ctx *ctx;
  93      void *resbuf;
  94 {
  95   ((md5_uint32 *) resbuf)[0] = SWAP (ctx->A);
  96   ((md5_uint32 *) resbuf)[1] = SWAP (ctx->B);
  97   ((md5_uint32 *) resbuf)[2] = SWAP (ctx->C);
  98   ((md5_uint32 *) resbuf)[3] = SWAP (ctx->D);
  99
 100   return resbuf;
 101 }
 102
 103 /* Process the remaining bytes in the internal buffer and the usual
 104    prolog according to the standard and write the result to RESBUF.
 105
 106    IMPORTANT: On some systems it is required that RESBUF is correctly
 107    aligned for a 32 bits value.  */
 108 void *
 109 md5_finish_ctx (ctx, resbuf)
 110      struct md5_ctx *ctx;
 111      void *resbuf;
 112 {
 113   /* Take yet unprocessed bytes into account.  */
 114   md5_uint32 bytes = ctx->buflen;
 115   size_t pad;
 116
 117   /* Now count remaining bytes.  */
 118   ctx->total[0] += bytes;
 119   if (ctx->total[0] < bytes)
 120     ++ctx->total[1];
 121
 122   pad = bytes >= 56 ? 64 + 56 - bytes : 56 - bytes;
 123   memcpy (&ctx->buffer[bytes], fillbuf, pad);
 124
 125   /* Put the 64-bit file length in *bits* at the end of the buffer.  */
 126   *(md5_uint32 *) &ctx->buffer[bytes + pad] = SWAP (ctx->total[0] << 3);
 127   *(md5_uint32 *) &ctx->buffer[bytes + pad + 4] = SWAP ((ctx->total[1] << 3) |
 128                                                         (ctx->total[0] >> 29));
 129
 130   /* Process last bytes.  */
 131   md5_process_block (ctx->buffer, bytes + pad + 8, ctx);
 132
 133   return md5_read_ctx (ctx, resbuf);
 134 }
 135
 136 /* Compute MD5 message digest for bytes read from STREAM.  The
 137    resulting message digest number will be written into the 16 bytes
 138    beginning at RESBLOCK.  */
 139 int
 140 md5_stream (stream, resblock)
 141      FILE *stream;
 142      void *resblock;
 143 {
 144   struct md5_ctx ctx;
 145   char buffer[BLOCKSIZE + 72];
 146   size_t sum;
 147
 148   /* Initialize the computation context.  */
 149   md5_init_ctx (&ctx);
 150
 151   /* Iterate over full file contents.  */
 152   while (1)
 153     {
 154       /* We read the file in blocks of BLOCKSIZE bytes.  One call of the
 155          computation function processes the whole buffer so that with the
 156          next round of the loop another block can be read.  */
 157       size_t n;
 158       sum = 0;
 159
 160       /* Read block.  Take care for partial reads.  */
 161       while (1)
 162         {
 163           n = fread (buffer + sum, 1, BLOCKSIZE - sum, stream);
 164
 165           sum += n;
 166
 167           if (sum == BLOCKSIZE)
 168             break;
 169
 170           if (n == 0)
 171             {
 172               /* Check for the error flag IFF N == 0, so that we don't
 173                  exit the loop after a partial read due to e.g., EAGAIN
 174                  or EWOULDBLOCK.  */
 175               if (ferror (stream))
 176                 return 1;
 177               goto process_partial_block;
 178             }
 179
 180           /* We've read at least one byte, so ignore errors.  But always
 181              check for EOF, since feof may be true even though N > 0.
 182              Otherwise, we could end up calling fread after EOF.  */
 183           if (feof (stream))
 184             goto process_partial_block;
 185         }
 186
 187       /* Process buffer with BLOCKSIZE bytes.  Note that
 188                         BLOCKSIZE % 64 == 0
 189        */
 190       md5_process_block (buffer, BLOCKSIZE, &ctx);
 191     }
 192
 193  process_partial_block:;
 194
 195   /* Process any remaining bytes.  */
 196   if (sum > 0)
 197     md5_process_bytes (buffer, sum, &ctx);
 198
 199   /* Construct result in desired memory.  */
 200   md5_finish_ctx (&ctx, resblock);
 201   return 0;
 202 }
 203
 204 /* Compute MD5 message digest for LEN bytes beginning at BUFFER.  The
 205    result is always in little endian byte order, so that a byte-wise
 206    output yields to the wanted ASCII representation of the message
 207    digest.  */
 208 void *
 209 md5_buffer (buffer, len, resblock)
 210      const char *buffer;
 211      size_t len;
 212      void *resblock;
 213 {
 214   struct md5_ctx ctx;
 215
 216   /* Initialize the computation context.  */
 217   md5_init_ctx (&ctx);
 218
 219   /* Process whole buffer but last len % 64 bytes.  */
 220   md5_process_bytes (buffer, len, &ctx);
 221
 222   /* Put result in desired memory area.  */
 223   return md5_finish_ctx (&ctx, resblock);
 224 }
 225
 226
 227 void
 228 md5_process_bytes (buffer, len, ctx)
 229      const void *buffer;
 230      size_t len;
 231      struct md5_ctx *ctx;
 232 {
 233   /* When we already have some bits in our internal buffer concatenate
 234      both inputs first.  */
 235   if (ctx->buflen != 0)
 236     {
 237       size_t left_over = ctx->buflen;
 238       size_t add = 128 - left_over > len ? len : 128 - left_over;
 239
 240       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, add);
 241       ctx->buflen += add;
 242
 243       if (ctx->buflen > 64)
 244         {
 245           md5_process_block (ctx->buffer, ctx->buflen & ~63, ctx);
 246
 247           ctx->buflen &= 63;
 248           /* The regions in the following copy operation cannot overlap.  */
 249           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[(left_over + add) & ~63],
 250                   ctx->buflen);
 251         }
 252
 253       buffer = (const char *) buffer + add;
 254       len -= add;
 255     }
 256
 257   /* Process available complete blocks.  */
 258   if (len >= 64)
 259     {
 260 #if !_STRING_ARCH_unaligned
 261 /* To check alignment gcc has an appropriate operator.  Other
 262    compilers don't.  */
 263 # if __GNUC__ >= 2
 264 #  define UNALIGNED_P(p) (((md5_uintptr) p) % __alignof__ (md5_uint32) != 0)
 265 # else
 266 #  define UNALIGNED_P(p) (((md5_uintptr) p) % sizeof (md5_uint32) != 0)
 267 # endif
 268       if (UNALIGNED_P (buffer))
 269         while (len > 64)
 270           {
 271             md5_process_block (memcpy (ctx->buffer, buffer, 64), 64, ctx);
 272             buffer = (const char *) buffer + 64;
 273             len -= 64;
 274           }
 275       else
 276 #endif
 277         {
 278           md5_process_block (buffer, len & ~63, ctx);
 279           buffer = (const char *) buffer + (len & ~63);
 280           len &= 63;
 281         }
 282     }
 283
 284   /* Move remaining bytes in internal buffer.  */
 285   if (len > 0)
 286     {
 287       size_t left_over = ctx->buflen;
 288
 289       memcpy (&ctx->buffer[left_over], buffer, len);
 290       left_over += len;
 291       if (left_over >= 64)
 292         {
 293           md5_process_block (ctx->buffer, 64, ctx);
 294           left_over -= 64;
 295           memcpy (ctx->buffer, &ctx->buffer[64], left_over);
 296         }
 297       ctx->buflen = left_over;
 298     }
 299 }
 300
 301
 302 /* These are the four functions used in the four steps of the MD5 algorithm
 303    and defined in the RFC 1321.  The first function is a little bit optimized
 304    (as found in Colin Plumbs public domain implementation).  */
 305 /* #define FF(b, c, d) ((b & c) | (~b & d)) */
 306 #define FF(b, c, d) (d ^ (b & (c ^ d)))
 307 #define FG(b, c, d) FF (d, b, c)
 308 #define FH(b, c, d) (b ^ c ^ d)
 309 #define FI(b, c, d) (c ^ (b | ~d))
 310
 311 /* Process LEN bytes of BUFFER, accumulating context into CTX.
 312    It is assumed that LEN % 64 == 0.  */
 313
 314 void
 315 md5_process_block (buffer, len, ctx)
 316      const void *buffer;
 317      size_t len;
 318      struct md5_ctx *ctx;
 319 {
 320   md5_uint32 correct_words[16];
 321   const md5_uint32 *words = buffer;
 322   size_t nwords = len / sizeof (md5_uint32);
 323   const md5_uint32 *endp = words + nwords;
 324   md5_uint32 A = ctx->A;
 325   md5_uint32 B = ctx->B;
 326   md5_uint32 C = ctx->C;
 327   md5_uint32 D = ctx->D;
 328
 329   /* First increment the byte count.  RFC 1321 specifies the possible
 330      length of the file up to 2^64 bits.  Here we only compute the
 331      number of bytes.  Do a double word increment.  */
 332   ctx->total[0] += len;
 333   if (ctx->total[0] < len)
 334     ++ctx->total[1];
 335
 336   /* Process all bytes in the buffer with 64 bytes in each round of
 337      the loop.  */
 338   while (words < endp)
 339     {
 340       md5_uint32 *cwp = correct_words;
 341       md5_uint32 A_save = A;
 342       md5_uint32 B_save = B;
 343       md5_uint32 C_save = C;
 344       md5_uint32 D_save = D;
 345
 346       /* First round: using the given function, the context and a constant
 347          the next context is computed.  Because the algorithms processing
 348          unit is a 32-bit word and it is determined to work on words in
 349          little endian byte order we perhaps have to change the byte order
 350          before the computation.  To reduce the work for the next steps
 351          we store the swapped words in the array CORRECT_WORDS.  */
 352
 353 #define OP(a, b, c, d, s, T)                                            \
 354       do                                                                \
 355         {                                                               \
 356           a += FF (b, c, d) + (*cwp++ = SWAP (*words)) + T;             \
 357           ++words;                                                      \
 358           a = rol (a, s);                                               \
 359           a += b;                                                       \
 360         }                                                               \
 361       while (0)
 362
 363       /* Before we start, one word to the strange constants.
 364          They are defined in RFC 1321 as
 365
 366          T[i] = (int) (4294967296.0 * fabs (sin (i))), i=1..64, or
 367          perl -e 'foreach(1..64){printf "0x%08x\n", int (4294967296 * abs (sin $_))}'
 368        */
 369
 370       /* Round 1.  */
 371       OP (A, B, C, D,  7, 0xd76aa478);
 372       OP (D, A, B, C, 12, 0xe8c7b756);
 373       OP (C, D, A, B, 17, 0x242070db);
 374       OP (B, C, D, A, 22, 0xc1bdceee);
 375       OP (A, B, C, D,  7, 0xf57c0faf);
 376       OP (D, A, B, C, 12, 0x4787c62a);
 377       OP (C, D, A, B, 17, 0xa8304613);
 378       OP (B, C, D, A, 22, 0xfd469501);
 379       OP (A, B, C, D,  7, 0x698098d8);
 380       OP (D, A, B, C, 12, 0x8b44f7af);
 381       OP (C, D, A, B, 17, 0xffff5bb1);
 382       OP (B, C, D, A, 22, 0x895cd7be);
 383       OP (A, B, C, D,  7, 0x6b901122);
 384       OP (D, A, B, C, 12, 0xfd987193);
 385       OP (C, D, A, B, 17, 0xa679438e);
 386       OP (B, C, D, A, 22, 0x49b40821);
 387
 388       /* For the second to fourth round we have the possibly swapped words
 389          in CORRECT_WORDS.  Redefine the macro to take an additional first
 390          argument specifying the function to use.  */
 391 #undef OP
 392 #define OP(f, a, b, c, d, k, s, T)                                      \
 393       do                                                                \
 394         {                                                               \
 395           a += f (b, c, d) + correct_words[k] + T;                      \
 396           a = rol (a, s);                                               \
 397           a += b;                                                       \
 398         }                                                               \
 399       while (0)
 400
 401       /* Round 2.  */
 402       OP (FG, A, B, C, D,  1,  5, 0xf61e2562);
 403       OP (FG, D, A, B, C,  6,  9, 0xc040b340);
 404       OP (FG, C, D, A, B, 11, 14, 0x265e5a51);
 405       OP (FG, B, C, D, A,  0, 20, 0xe9b6c7aa);
 406       OP (FG, A, B, C, D,  5,  5, 0xd62f105d);
 407       OP (FG, D, A, B, C, 10,  9, 0x02441453);
 408       OP (FG, C, D, A, B, 15, 14, 0xd8a1e681);
 409       OP (FG, B, C, D, A,  4, 20, 0xe7d3fbc8);
 410       OP (FG, A, B, C, D,  9,  5, 0x21e1cde6);
 411       OP (FG, D, A, B, C, 14,  9, 0xc33707d6);
 412       OP (FG, C, D, A, B,  3, 14, 0xf4d50d87);
 413       OP (FG, B, C, D, A,  8, 20, 0x455a14ed);
 414       OP (FG, A, B, C, D, 13,  5, 0xa9e3e905);
 415       OP (FG, D, A, B, C,  2,  9, 0xfcefa3f8);
 416       OP (FG, C, D, A, B,  7, 14, 0x676f02d9);
 417       OP (FG, B, C, D, A, 12, 20, 0x8d2a4c8a);
 418
 419       /* Round 3.  */
 420       OP (FH, A, B, C, D,  5,  4, 0xfffa3942);
 421       OP (FH, D, A, B, C,  8, 11, 0x8771f681);
 422       OP (FH, C, D, A, B, 11, 16, 0x6d9d6122);
 423       OP (FH, B, C, D, A, 14, 23, 0xfde5380c);
 424       OP (FH, A, B, C, D,  1,  4, 0xa4beea44);
 425       OP (FH, D, A, B, C,  4, 11, 0x4bdecfa9);
 426       OP (FH, C, D, A, B,  7, 16, 0xf6bb4b60);
 427       OP (FH, B, C, D, A, 10, 23, 0xbebfbc70);
 428       OP (FH, A, B, C, D, 13,  4, 0x289b7ec6);
 429       OP (FH, D, A, B, C,  0, 11, 0xeaa127fa);
 430       OP (FH, C, D, A, B,  3, 16, 0xd4ef3085);
 431       OP (FH, B, C, D, A,  6, 23, 0x04881d05);
 432       OP (FH, A, B, C, D,  9,  4, 0xd9d4d039);
 433       OP (FH, D, A, B, C, 12, 11, 0xe6db99e5);
 434       OP (FH, C, D, A, B, 15, 16, 0x1fa27cf8);
 435       OP (FH, B, C, D, A,  2, 23, 0xc4ac5665);
 436
 437       /* Round 4.  */
 438       OP (FI, A, B, C, D,  0,  6, 0xf4292244);
 439       OP (FI, D, A, B, C,  7, 10, 0x432aff97);
 440       OP (FI, C, D, A, B, 14, 15, 0xab9423a7);
 441       OP (FI, B, C, D, A,  5, 21, 0xfc93a039);
 442       OP (FI, A, B, C, D, 12,  6, 0x655b59c3);
 443       OP (FI, D, A, B, C,  3, 10, 0x8f0ccc92);
 444       OP (FI, C, D, A, B, 10, 15, 0xffeff47d);
 445       OP (FI, B, C, D, A,  1, 21, 0x85845dd1);
 446       OP (FI, A, B, C, D,  8,  6, 0x6fa87e4f);
 447       OP (FI, D, A, B, C, 15, 10, 0xfe2ce6e0);
 448       OP (FI, C, D, A, B,  6, 15, 0xa3014314);
 449       OP (FI, B, C, D, A, 13, 21, 0x4e0811a1);
 450       OP (FI, A, B, C, D,  4,  6, 0xf7537e82);
 451       OP (FI, D, A, B, C, 11, 10, 0xbd3af235);
 452       OP (FI, C, D, A, B,  2, 15, 0x2ad7d2bb);
 453       OP (FI, B, C, D, A,  9, 21, 0xeb86d391);
 454
 455       /* Add the starting values of the context.  */
 456       A += A_save;
 457       B += B_save;
 458       C += C_save;
 459       D += D_save;
 460     }
 461
 462   /* Put checksum in context given as argument.  */
 463   ctx->A = A;
 464   ctx->B = B;
 465   ctx->C = C;
 466   ctx->D = D;
 467 }