1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
|
/*
* Copyright (c) 2016-2020 Positive Technologies, https://www.ptsecurity.com,
* Fast Positive Hash.
*
* Portions Copyright (c) 2010-2020 Leonid Yuriev <leo@yuriev.ru>,
* The 1Hippeus project (t1h).
*
* This software is provided 'as-is', without any express or implied
* warranty. In no event will the authors be held liable for any damages
* arising from the use of this software.
*
* Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
* including commercial applications, and to alter it and redistribute it
* freely, subject to the following restrictions:
*
* 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not
* claim that you wrote the original software. If you use this software
* in a product, an acknowledgement in the product documentation would be
* appreciated but is not required.
* 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
* misrepresented as being the original software.
* 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
*/
/*
* t1ha = { Fast Positive Hash, aka "Позитивный Хэш" }
* by [Positive Technologies](https://www.ptsecurity.ru)
*
* Briefly, it is a 64-bit Hash Function:
* 1. Created for 64-bit little-endian platforms, in predominantly for x86_64,
* but portable and without penalties it can run on any 64-bit CPU.
* 2. In most cases up to 15% faster than City64, xxHash, mum-hash, metro-hash
* and all others portable hash-functions (which do not use specific
* hardware tricks).
* 3. Not suitable for cryptography.
*
* The Future will (be) Positive. Всё будет хорошо.
*
* ACKNOWLEDGEMENT:
* The t1ha was originally developed by Leonid Yuriev (Леонид Юрьев)
* for The 1Hippeus project - zerocopy messaging in the spirit of Sparta!
*/
#ifndef T1HA2_DISABLED
#include "t1ha_bits.h"
#include "t1ha_selfcheck.h"
static __always_inline void init_ab(t1ha_state256_t *s, uint64_t x,
uint64_t y) {
s->n.a = x;
s->n.b = y;
}
static __always_inline void init_cd(t1ha_state256_t *s, uint64_t x,
uint64_t y) {
s->n.c = rot64(y, 23) + ~x;
s->n.d = ~y + rot64(x, 19);
}
/* TODO: C++ template in the next version */
#define T1HA2_UPDATE(ENDIANNES, ALIGNESS, state, v) \
do { \
t1ha_state256_t *const s = state; \
const uint64_t w0 = fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v + 0); \
const uint64_t w1 = fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v + 1); \
const uint64_t w2 = fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v + 2); \
const uint64_t w3 = fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v + 3); \
\
const uint64_t d02 = w0 + rot64(w2 + s->n.d, 56); \
const uint64_t c13 = w1 + rot64(w3 + s->n.c, 19); \
s->n.d ^= s->n.b + rot64(w1, 38); \
s->n.c ^= s->n.a + rot64(w0, 57); \
s->n.b ^= prime_6 * (c13 + w2); \
s->n.a ^= prime_5 * (d02 + w3); \
} while (0)
static __always_inline void squash(t1ha_state256_t *s) {
s->n.a ^= prime_6 * (s->n.c + rot64(s->n.d, 23));
s->n.b ^= prime_5 * (rot64(s->n.c, 19) + s->n.d);
}
/* TODO: C++ template in the next version */
#define T1HA2_LOOP(ENDIANNES, ALIGNESS, state, data, len) \
do { \
const void *detent = (const uint8_t *)data + len - 31; \
do { \
const uint64_t *v = (const uint64_t *)data; \
data = (const uint64_t *)data + 4; \
prefetch(data); \
T1HA2_UPDATE(le, ALIGNESS, state, v); \
} while (likely(data < detent)); \
} while (0)
/* TODO: C++ template in the next version */
#define T1HA2_TAIL_AB(ENDIANNES, ALIGNESS, state, data, len) \
do { \
t1ha_state256_t *const s = state; \
const uint64_t *v = (const uint64_t *)data; \
switch (len) { \
default: \
mixup64(&s->n.a, &s->n.b, fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v++), \
prime_4); \
/* fall through */ \
case 24: \
case 23: \
case 22: \
case 21: \
case 20: \
case 19: \
case 18: \
case 17: \
mixup64(&s->n.b, &s->n.a, fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v++), \
prime_3); \
/* fall through */ \
case 16: \
case 15: \
case 14: \
case 13: \
case 12: \
case 11: \
case 10: \
case 9: \
mixup64(&s->n.a, &s->n.b, fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v++), \
prime_2); \
/* fall through */ \
case 8: \
case 7: \
case 6: \
case 5: \
case 4: \
case 3: \
case 2: \
case 1: \
mixup64(&s->n.b, &s->n.a, tail64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v, len), \
prime_1); \
/* fall through */ \
case 0: \
return final64(s->n.a, s->n.b); \
} \
} while (0)
/* TODO: C++ template in the next version */
#define T1HA2_TAIL_ABCD(ENDIANNES, ALIGNESS, state, data, len) \
do { \
t1ha_state256_t *const s = state; \
const uint64_t *v = (const uint64_t *)data; \
switch (len) { \
default: \
mixup64(&s->n.a, &s->n.d, fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v++), \
prime_4); \
/* fall through */ \
case 24: \
case 23: \
case 22: \
case 21: \
case 20: \
case 19: \
case 18: \
case 17: \
mixup64(&s->n.b, &s->n.a, fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v++), \
prime_3); \
/* fall through */ \
case 16: \
case 15: \
case 14: \
case 13: \
case 12: \
case 11: \
case 10: \
case 9: \
mixup64(&s->n.c, &s->n.b, fetch64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v++), \
prime_2); \
/* fall through */ \
case 8: \
case 7: \
case 6: \
case 5: \
case 4: \
case 3: \
case 2: \
case 1: \
mixup64(&s->n.d, &s->n.c, tail64_##ENDIANNES##_##ALIGNESS(v, len), \
prime_1); \
/* fall through */ \
case 0: \
return final128(s->n.a, s->n.b, s->n.c, s->n.d, extra_result); \
} \
} while (0)
static __always_inline uint64_t final128(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t c,
uint64_t d, uint64_t *h) {
mixup64(&a, &b, rot64(c, 41) ^ d, prime_0);
mixup64(&b, &c, rot64(d, 23) ^ a, prime_6);
mixup64(&c, &d, rot64(a, 19) ^ b, prime_5);
mixup64(&d, &a, rot64(b, 31) ^ c, prime_4);
*h = c + d;
return a ^ b;
}
//------------------------------------------------------------------------------
uint64_t t1ha2_atonce(const void *data, size_t length, uint64_t seed) {
t1ha_state256_t state;
init_ab(&state, seed, length);
#if T1HA_SYS_UNALIGNED_ACCESS == T1HA_UNALIGNED_ACCESS__EFFICIENT
if (unlikely(length > 32)) {
init_cd(&state, seed, length);
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, unaligned, &state, data, length);
squash(&state);
length &= 31;
}
T1HA2_TAIL_AB(le, unaligned, &state, data, length);
#else
const bool misaligned = (((uintptr_t)data) & (ALIGNMENT_64 - 1)) != 0;
if (misaligned) {
if (unlikely(length > 32)) {
init_cd(&state, seed, length);
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, unaligned, &state, data, length);
squash(&state);
length &= 31;
}
T1HA2_TAIL_AB(le, unaligned, &state, data, length);
} else {
if (unlikely(length > 32)) {
init_cd(&state, seed, length);
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, aligned, &state, data, length);
squash(&state);
length &= 31;
}
T1HA2_TAIL_AB(le, aligned, &state, data, length);
}
#endif
}
uint64_t t1ha2_atonce128(uint64_t *__restrict extra_result,
const void *__restrict data, size_t length,
uint64_t seed) {
t1ha_state256_t state;
init_ab(&state, seed, length);
init_cd(&state, seed, length);
#if T1HA_SYS_UNALIGNED_ACCESS == T1HA_UNALIGNED_ACCESS__EFFICIENT
if (unlikely(length > 32)) {
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, unaligned, &state, data, length);
length &= 31;
}
T1HA2_TAIL_ABCD(le, unaligned, &state, data, length);
#else
const bool misaligned = (((uintptr_t)data) & (ALIGNMENT_64 - 1)) != 0;
if (misaligned) {
if (unlikely(length > 32)) {
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, unaligned, &state, data, length);
length &= 31;
}
T1HA2_TAIL_ABCD(le, unaligned, &state, data, length);
} else {
if (unlikely(length > 32)) {
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, aligned, &state, data, length);
length &= 31;
}
T1HA2_TAIL_ABCD(le, aligned, &state, data, length);
}
#endif
}
//------------------------------------------------------------------------------
void t1ha2_init(t1ha_context_t *ctx, uint64_t seed_x, uint64_t seed_y) {
init_ab(&ctx->state, seed_x, seed_y);
init_cd(&ctx->state, seed_x, seed_y);
ctx->partial = 0;
ctx->total = 0;
}
void t1ha2_update(t1ha_context_t *__restrict ctx, const void *__restrict data,
size_t length) {
ctx->total += length;
if (ctx->partial) {
const size_t left = 32 - ctx->partial;
const size_t chunk = (length >= left) ? left : length;
memcpy(ctx->buffer.bytes + ctx->partial, data, chunk);
ctx->partial += chunk;
if (ctx->partial < 32) {
assert(left >= length);
return;
}
ctx->partial = 0;
data = (const uint8_t *)data + chunk;
length -= chunk;
T1HA2_UPDATE(le, aligned, &ctx->state, ctx->buffer.u64);
}
if (length >= 32) {
#if T1HA_SYS_UNALIGNED_ACCESS == T1HA_UNALIGNED_ACCESS__EFFICIENT
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, unaligned, &ctx->state, data, length);
#else
const bool misaligned = (((uintptr_t)data) & (ALIGNMENT_64 - 1)) != 0;
if (misaligned) {
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, unaligned, &ctx->state, data, length);
} else {
#if defined(__LCC__) && __LCC__ > 123
/* Форсирует комбинирование пар арифметических операций в двухэтажные операции
* в ближайшем после объявления директивы цикле, даже если эвристики оптимизации
* говорят, что это нецелесообразно */
#pragma comb_oper
#endif /* E2K LCC > 1.23 */
T1HA2_LOOP(le, aligned, &ctx->state, data, length);
}
#endif
length &= 31;
}
if (length)
memcpy(ctx->buffer.bytes, data, ctx->partial = length);
}
uint64_t t1ha2_final(t1ha_context_t *__restrict ctx,
uint64_t *__restrict extra_result) {
uint64_t bits = (ctx->total << 3) ^ (UINT64_C(1) << 63);
#if __BYTE_ORDER__ != __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
bits = bswap64(bits);
#endif
t1ha2_update(ctx, &bits, 8);
if (likely(!extra_result)) {
squash(&ctx->state);
T1HA2_TAIL_AB(le, aligned, &ctx->state, ctx->buffer.u64, ctx->partial);
}
T1HA2_TAIL_ABCD(le, aligned, &ctx->state, ctx->buffer.u64, ctx->partial);
}
#endif /* T1HA2_DISABLED */
|
