Add linux sha2 support
authorBrian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>
Thu, 26 Aug 2010 18:52:05 +0000 (11:52 -0700)
committerBrian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>
Tue, 31 Aug 2010 20:41:59 +0000 (13:41 -0700)
The upstream ZFS code has correctly moved to a faster native sha2
implementation.  Unfortunately, under Linux that's going to be a little
problematic so we revert the code to the more portable version contained
in earlier ZFS releases.  Using the native sha2 implementation in Linux
is possible but the API is slightly different in kernel version user
space depending on which libraries are used.  Ideally, we need a fast
implementation of SHA256 which builds as part of ZFS this shouldn't be
that hard to do but it will take some effort.

Signed-off-by: Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>
lib/libzfs/libzfs_sendrecv.c
module/zfs/sha256.c

index 48e7717..87ffd12 100644 (file)
@@ -43,7 +43,6 @@
 #include "zfs_prop.h"
 #include "zfs_fletcher.h"
 #include "libzfs_impl.h"
-#include <sha2.h>
 #include <sys/zio_checksum.h>
 #include <sys/ddt.h>
 
@@ -336,12 +335,11 @@ cksummer(void *arg)
                        if (ZIO_CHECKSUM_EQUAL(drrw->drr_key.ddk_cksum,
                            zero_cksum) ||
                            !DRR_IS_DEDUP_CAPABLE(drrw->drr_checksumflags)) {
-                               SHA256_CTX      ctx;
-                               zio_cksum_t     tmpsha256;
+                               zio_cksum_t tmpsha256;
+
+                               zio_checksum_SHA256(buf,
+                                   drrw->drr_length, &tmpsha256);
 
-                               SHA256Init(&ctx);
-                               SHA256Update(&ctx, buf, drrw->drr_length);
-                               SHA256Final(&tmpsha256, &ctx);
                                drrw->drr_key.ddk_cksum.zc_word[0] =
                                    BE_64(tmpsha256.zc_word[0]);
                                drrw->drr_key.ddk_cksum.zc_word[1] =
index f515be6..cf9dd8f 100644 (file)
  * CDDL HEADER END
  */
 /*
- * Copyright 2009 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
+ * Copyright 2007 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
  * Use is subject to license terms.
  */
+
 #include <sys/zfs_context.h>
 #include <sys/zio.h>
-#include <sys/sha2.h>
+#include <sys/zio_checksum.h>
+
+/*
+ * SHA-256 checksum, as specified in FIPS 180-3, available at:
+ * http://csrc.nist.gov/publications/PubsFIPS.html
+ *
+ * This is a very compact implementation of SHA-256.
+ * It is designed to be simple and portable, not to be fast.
+ */
+
+/*
+ * The literal definitions of Ch() and Maj() according to FIPS 180-3 are:
+ *
+ *     Ch(x, y, z)     (x & y) ^ (~x & z)
+ *     Maj(x, y, z)    (x & y) ^ (x & z) ^ (y & z)
+ *
+ * We use equivalent logical reductions here that require one less op.
+ */
+#define        Ch(x, y, z)     ((z) ^ ((x) & ((y) ^ (z))))
+#define        Maj(x, y, z)    (((x) & (y)) ^ ((z) & ((x) ^ (y))))
+#define        Rot32(x, s)     (((x) >> s) | ((x) << (32 - s)))
+#define        SIGMA0(x)       (Rot32(x, 2) ^ Rot32(x, 13) ^ Rot32(x, 22))
+#define        SIGMA1(x)       (Rot32(x, 6) ^ Rot32(x, 11) ^ Rot32(x, 25))
+#define        sigma0(x)       (Rot32(x, 7) ^ Rot32(x, 18) ^ ((x) >> 3))
+#define        sigma1(x)       (Rot32(x, 17) ^ Rot32(x, 19) ^ ((x) >> 10))
+
+static const uint32_t SHA256_K[64] = {
+       0x428a2f98, 0x71374491, 0xb5c0fbcf, 0xe9b5dba5,
+       0x3956c25b, 0x59f111f1, 0x923f82a4, 0xab1c5ed5,
+       0xd807aa98, 0x12835b01, 0x243185be, 0x550c7dc3,
+       0x72be5d74, 0x80deb1fe, 0x9bdc06a7, 0xc19bf174,
+       0xe49b69c1, 0xefbe4786, 0x0fc19dc6, 0x240ca1cc,
+       0x2de92c6f, 0x4a7484aa, 0x5cb0a9dc, 0x76f988da,
+       0x983e5152, 0xa831c66d, 0xb00327c8, 0xbf597fc7,
+       0xc6e00bf3, 0xd5a79147, 0x06ca6351, 0x14292967,
+       0x27b70a85, 0x2e1b2138, 0x4d2c6dfc, 0x53380d13,
+       0x650a7354, 0x766a0abb, 0x81c2c92e, 0x92722c85,
+       0xa2bfe8a1, 0xa81a664b, 0xc24b8b70, 0xc76c51a3,
+       0xd192e819, 0xd6990624, 0xf40e3585, 0x106aa070,
+       0x19a4c116, 0x1e376c08, 0x2748774c, 0x34b0bcb5,
+       0x391c0cb3, 0x4ed8aa4a, 0x5b9cca4f, 0x682e6ff3,
+       0x748f82ee, 0x78a5636f, 0x84c87814, 0x8cc70208,
+       0x90befffa, 0xa4506ceb, 0xbef9a3f7, 0xc67178f2
+};
+
+static void
+SHA256Transform(uint32_t *H, const uint8_t *cp)
+{
+       uint32_t a, b, c, d, e, f, g, h, t, T1, T2, W[64];
+
+       for (t = 0; t < 16; t++, cp += 4)
+               W[t] = (cp[0] << 24) | (cp[1] << 16) | (cp[2] << 8) | cp[3];
+
+       for (t = 16; t < 64; t++)
+               W[t] = sigma1(W[t - 2]) + W[t - 7] +
+                   sigma0(W[t - 15]) + W[t - 16];
+
+       a = H[0]; b = H[1]; c = H[2]; d = H[3];
+       e = H[4]; f = H[5]; g = H[6]; h = H[7];
+
+       for (t = 0; t < 64; t++) {
+               T1 = h + SIGMA1(e) + Ch(e, f, g) + SHA256_K[t] + W[t];
+               T2 = SIGMA0(a) + Maj(a, b, c);
+               h = g; g = f; f = e; e = d + T1;
+               d = c; c = b; b = a; a = T1 + T2;
+       }
+
+       H[0] += a; H[1] += b; H[2] += c; H[3] += d;
+       H[4] += e; H[5] += f; H[6] += g; H[7] += h;
+}
 
 void
 zio_checksum_SHA256(const void *buf, uint64_t size, zio_cksum_t *zcp)
 {
-       SHA2_CTX ctx;
-       zio_cksum_t tmp;
-
-       SHA2Init(SHA256, &ctx);
-       SHA2Update(&ctx, buf, size);
-       SHA2Final(&tmp, &ctx);
-
-       /*
-        * A prior implementation of this function had a
-        * private SHA256 implementation always wrote things out in
-        * Big Endian and there wasn't a byteswap variant of it.
-        * To preseve on disk compatibility we need to force that
-        * behaviour.
-        */
-       zcp->zc_word[0] = BE_64(tmp.zc_word[0]);
-       zcp->zc_word[1] = BE_64(tmp.zc_word[1]);
-       zcp->zc_word[2] = BE_64(tmp.zc_word[2]);
-       zcp->zc_word[3] = BE_64(tmp.zc_word[3]);
+       uint32_t H[8] = { 0x6a09e667, 0xbb67ae85, 0x3c6ef372, 0xa54ff53a,
+           0x510e527f, 0x9b05688c, 0x1f83d9ab, 0x5be0cd19 };
+       uint8_t pad[128];
+       int i, padsize;
+
+       for (i = 0; i < (size & ~63ULL); i += 64)
+               SHA256Transform(H, (uint8_t *)buf + i);
+
+       for (padsize = 0; i < size; i++)
+               pad[padsize++] = *((uint8_t *)buf + i);
+
+       for (pad[padsize++] = 0x80; (padsize & 63) != 56; padsize++)
+               pad[padsize] = 0;
+
+       for (i = 56; i >= 0; i -= 8)
+               pad[padsize++] = (size << 3) >> i;
+
+       for (i = 0; i < padsize; i += 64)
+               SHA256Transform(H, pad + i);
+
+       ZIO_SET_CHECKSUM(zcp,
+           (uint64_t)H[0] << 32 | H[1],
+           (uint64_t)H[2] << 32 | H[3],
+           (uint64_t)H[4] << 32 | H[5],
+           (uint64_t)H[6] << 32 | H[7]);
 }