xref: /optee_os/lib/libmbedtls/mbedtls/library/timing.c (revision 3d3b05918ec9052ba13de82fbcaba204766eb636)
1c6672fdcSEdison Ai // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
2817466cbSJens Wiklander /*
3817466cbSJens Wiklander  *  Portable interface to the CPU cycle counter
4817466cbSJens Wiklander  *
5817466cbSJens Wiklander  *  Copyright (C) 2006-2015, ARM Limited, All Rights Reserved
6817466cbSJens Wiklander  *
7817466cbSJens Wiklander  *  Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License"); you may
8817466cbSJens Wiklander  *  not use this file except in compliance with the License.
9817466cbSJens Wiklander  *  You may obtain a copy of the License at
10817466cbSJens Wiklander  *
11817466cbSJens Wiklander  *  http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
12817466cbSJens Wiklander  *
13817466cbSJens Wiklander  *  Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
14817466cbSJens Wiklander  *  distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS, WITHOUT
15817466cbSJens Wiklander  *  WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
16817466cbSJens Wiklander  *  See the License for the specific language governing permissions and
17817466cbSJens Wiklander  *  limitations under the License.
18817466cbSJens Wiklander  *
19817466cbSJens Wiklander  *  This file is part of mbed TLS (https://tls.mbed.org)
20817466cbSJens Wiklander  */
21817466cbSJens Wiklander 
22817466cbSJens Wiklander #if !defined(MBEDTLS_CONFIG_FILE)
23817466cbSJens Wiklander #include "mbedtls/config.h"
24817466cbSJens Wiklander #else
25817466cbSJens Wiklander #include MBEDTLS_CONFIG_FILE
26817466cbSJens Wiklander #endif
27817466cbSJens Wiklander 
28817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_SELF_TEST) && defined(MBEDTLS_PLATFORM_C)
29817466cbSJens Wiklander #include "mbedtls/platform.h"
30817466cbSJens Wiklander #else
31817466cbSJens Wiklander #include <stdio.h>
32817466cbSJens Wiklander #define mbedtls_printf     printf
33817466cbSJens Wiklander #endif
34817466cbSJens Wiklander 
35817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_TIMING_C)
36817466cbSJens Wiklander 
37817466cbSJens Wiklander #include "mbedtls/timing.h"
38817466cbSJens Wiklander 
39817466cbSJens Wiklander #if !defined(MBEDTLS_TIMING_ALT)
40817466cbSJens Wiklander 
41817466cbSJens Wiklander #if !defined(unix) && !defined(__unix__) && !defined(__unix) && \
42*3d3b0591SJens Wiklander     !defined(__APPLE__) && !defined(_WIN32) && !defined(__QNXNTO__) && \
43*3d3b0591SJens Wiklander     !defined(__HAIKU__)
44817466cbSJens Wiklander #error "This module only works on Unix and Windows, see MBEDTLS_TIMING_C in config.h"
45817466cbSJens Wiklander #endif
46817466cbSJens Wiklander 
47817466cbSJens Wiklander #ifndef asm
48817466cbSJens Wiklander #define asm __asm
49817466cbSJens Wiklander #endif
50817466cbSJens Wiklander 
51817466cbSJens Wiklander #if defined(_WIN32) && !defined(EFIX64) && !defined(EFI32)
52817466cbSJens Wiklander 
53817466cbSJens Wiklander #include <windows.h>
54817466cbSJens Wiklander #include <winbase.h>
55*3d3b0591SJens Wiklander #include <process.h>
56817466cbSJens Wiklander 
57817466cbSJens Wiklander struct _hr_time
58817466cbSJens Wiklander {
59817466cbSJens Wiklander     LARGE_INTEGER start;
60817466cbSJens Wiklander };
61817466cbSJens Wiklander 
62817466cbSJens Wiklander #else
63817466cbSJens Wiklander 
64817466cbSJens Wiklander #include <unistd.h>
65817466cbSJens Wiklander #include <sys/types.h>
66817466cbSJens Wiklander #include <sys/time.h>
67817466cbSJens Wiklander #include <signal.h>
68817466cbSJens Wiklander #include <time.h>
69817466cbSJens Wiklander 
70817466cbSJens Wiklander struct _hr_time
71817466cbSJens Wiklander {
72817466cbSJens Wiklander     struct timeval start;
73817466cbSJens Wiklander };
74817466cbSJens Wiklander 
75817466cbSJens Wiklander #endif /* _WIN32 && !EFIX64 && !EFI32 */
76817466cbSJens Wiklander 
77817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&  \
78817466cbSJens Wiklander     ( defined(_MSC_VER) && defined(_M_IX86) ) || defined(__WATCOMC__)
79817466cbSJens Wiklander 
80817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
81817466cbSJens Wiklander 
82817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
83817466cbSJens Wiklander {
84817466cbSJens Wiklander     unsigned long tsc;
85817466cbSJens Wiklander     __asm   rdtsc
86817466cbSJens Wiklander     __asm   mov  [tsc], eax
87817466cbSJens Wiklander     return( tsc );
88817466cbSJens Wiklander }
89817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
90817466cbSJens Wiklander           ( _MSC_VER && _M_IX86 ) || __WATCOMC__ */
91817466cbSJens Wiklander 
92817466cbSJens Wiklander /* some versions of mingw-64 have 32-bit longs even on x84_64 */
93817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&  \
94817466cbSJens Wiklander     defined(__GNUC__) && ( defined(__i386__) || (                       \
95817466cbSJens Wiklander     ( defined(__amd64__) || defined( __x86_64__) ) && __SIZEOF_LONG__ == 4 ) )
96817466cbSJens Wiklander 
97817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
98817466cbSJens Wiklander 
99817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
100817466cbSJens Wiklander {
101817466cbSJens Wiklander     unsigned long lo, hi;
102817466cbSJens Wiklander     asm volatile( "rdtsc" : "=a" (lo), "=d" (hi) );
103817466cbSJens Wiklander     return( lo );
104817466cbSJens Wiklander }
105817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
106817466cbSJens Wiklander           __GNUC__ && __i386__ */
107817466cbSJens Wiklander 
108817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&  \
109817466cbSJens Wiklander     defined(__GNUC__) && ( defined(__amd64__) || defined(__x86_64__) )
110817466cbSJens Wiklander 
111817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
112817466cbSJens Wiklander 
113817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
114817466cbSJens Wiklander {
115817466cbSJens Wiklander     unsigned long lo, hi;
116817466cbSJens Wiklander     asm volatile( "rdtsc" : "=a" (lo), "=d" (hi) );
117817466cbSJens Wiklander     return( lo | ( hi << 32 ) );
118817466cbSJens Wiklander }
119817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
120817466cbSJens Wiklander           __GNUC__ && ( __amd64__ || __x86_64__ ) */
121817466cbSJens Wiklander 
122817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&  \
123817466cbSJens Wiklander     defined(__GNUC__) && ( defined(__powerpc__) || defined(__ppc__) )
124817466cbSJens Wiklander 
125817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
126817466cbSJens Wiklander 
127817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
128817466cbSJens Wiklander {
129817466cbSJens Wiklander     unsigned long tbl, tbu0, tbu1;
130817466cbSJens Wiklander 
131817466cbSJens Wiklander     do
132817466cbSJens Wiklander     {
133817466cbSJens Wiklander         asm volatile( "mftbu %0" : "=r" (tbu0) );
134817466cbSJens Wiklander         asm volatile( "mftb  %0" : "=r" (tbl ) );
135817466cbSJens Wiklander         asm volatile( "mftbu %0" : "=r" (tbu1) );
136817466cbSJens Wiklander     }
137817466cbSJens Wiklander     while( tbu0 != tbu1 );
138817466cbSJens Wiklander 
139817466cbSJens Wiklander     return( tbl );
140817466cbSJens Wiklander }
141817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
142817466cbSJens Wiklander           __GNUC__ && ( __powerpc__ || __ppc__ ) */
143817466cbSJens Wiklander 
144817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&  \
145817466cbSJens Wiklander     defined(__GNUC__) && defined(__sparc64__)
146817466cbSJens Wiklander 
147817466cbSJens Wiklander #if defined(__OpenBSD__)
148817466cbSJens Wiklander #warning OpenBSD does not allow access to tick register using software version instead
149817466cbSJens Wiklander #else
150817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
151817466cbSJens Wiklander 
152817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
153817466cbSJens Wiklander {
154817466cbSJens Wiklander     unsigned long tick;
155817466cbSJens Wiklander     asm volatile( "rdpr %%tick, %0;" : "=&r" (tick) );
156817466cbSJens Wiklander     return( tick );
157817466cbSJens Wiklander }
158817466cbSJens Wiklander #endif /* __OpenBSD__ */
159817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
160817466cbSJens Wiklander           __GNUC__ && __sparc64__ */
161817466cbSJens Wiklander 
162817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&  \
163817466cbSJens Wiklander     defined(__GNUC__) && defined(__sparc__) && !defined(__sparc64__)
164817466cbSJens Wiklander 
165817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
166817466cbSJens Wiklander 
167817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
168817466cbSJens Wiklander {
169817466cbSJens Wiklander     unsigned long tick;
170817466cbSJens Wiklander     asm volatile( ".byte 0x83, 0x41, 0x00, 0x00" );
171817466cbSJens Wiklander     asm volatile( "mov   %%g1, %0" : "=r" (tick) );
172817466cbSJens Wiklander     return( tick );
173817466cbSJens Wiklander }
174817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
175817466cbSJens Wiklander           __GNUC__ && __sparc__ && !__sparc64__ */
176817466cbSJens Wiklander 
177817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&      \
178817466cbSJens Wiklander     defined(__GNUC__) && defined(__alpha__)
179817466cbSJens Wiklander 
180817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
181817466cbSJens Wiklander 
182817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
183817466cbSJens Wiklander {
184817466cbSJens Wiklander     unsigned long cc;
185817466cbSJens Wiklander     asm volatile( "rpcc %0" : "=r" (cc) );
186817466cbSJens Wiklander     return( cc & 0xFFFFFFFF );
187817466cbSJens Wiklander }
188817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
189817466cbSJens Wiklander           __GNUC__ && __alpha__ */
190817466cbSJens Wiklander 
191817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(MBEDTLS_HAVE_ASM) &&      \
192817466cbSJens Wiklander     defined(__GNUC__) && defined(__ia64__)
193817466cbSJens Wiklander 
194817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
195817466cbSJens Wiklander 
196817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
197817466cbSJens Wiklander {
198817466cbSJens Wiklander     unsigned long itc;
199817466cbSJens Wiklander     asm volatile( "mov %0 = ar.itc" : "=r" (itc) );
200817466cbSJens Wiklander     return( itc );
201817466cbSJens Wiklander }
202817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && MBEDTLS_HAVE_ASM &&
203817466cbSJens Wiklander           __GNUC__ && __ia64__ */
204817466cbSJens Wiklander 
205817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK) && defined(_MSC_VER) && \
206817466cbSJens Wiklander     !defined(EFIX64) && !defined(EFI32)
207817466cbSJens Wiklander 
208817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
209817466cbSJens Wiklander 
210817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
211817466cbSJens Wiklander {
212817466cbSJens Wiklander     LARGE_INTEGER offset;
213817466cbSJens Wiklander 
214817466cbSJens Wiklander     QueryPerformanceCounter( &offset );
215817466cbSJens Wiklander 
216817466cbSJens Wiklander     return( (unsigned long)( offset.QuadPart ) );
217817466cbSJens Wiklander }
218817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK && _MSC_VER && !EFIX64 && !EFI32 */
219817466cbSJens Wiklander 
220817466cbSJens Wiklander #if !defined(HAVE_HARDCLOCK)
221817466cbSJens Wiklander 
222817466cbSJens Wiklander #define HAVE_HARDCLOCK
223817466cbSJens Wiklander 
224817466cbSJens Wiklander static int hardclock_init = 0;
225817466cbSJens Wiklander static struct timeval tv_init;
226817466cbSJens Wiklander 
227817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_hardclock( void )
228817466cbSJens Wiklander {
229817466cbSJens Wiklander     struct timeval tv_cur;
230817466cbSJens Wiklander 
231817466cbSJens Wiklander     if( hardclock_init == 0 )
232817466cbSJens Wiklander     {
233817466cbSJens Wiklander         gettimeofday( &tv_init, NULL );
234817466cbSJens Wiklander         hardclock_init = 1;
235817466cbSJens Wiklander     }
236817466cbSJens Wiklander 
237817466cbSJens Wiklander     gettimeofday( &tv_cur, NULL );
238817466cbSJens Wiklander     return( ( tv_cur.tv_sec  - tv_init.tv_sec  ) * 1000000
239817466cbSJens Wiklander           + ( tv_cur.tv_usec - tv_init.tv_usec ) );
240817466cbSJens Wiklander }
241817466cbSJens Wiklander #endif /* !HAVE_HARDCLOCK */
242817466cbSJens Wiklander 
243817466cbSJens Wiklander volatile int mbedtls_timing_alarmed = 0;
244817466cbSJens Wiklander 
245817466cbSJens Wiklander #if defined(_WIN32) && !defined(EFIX64) && !defined(EFI32)
246817466cbSJens Wiklander 
247817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_get_timer( struct mbedtls_timing_hr_time *val, int reset )
248817466cbSJens Wiklander {
249817466cbSJens Wiklander     struct _hr_time *t = (struct _hr_time *) val;
250817466cbSJens Wiklander 
251817466cbSJens Wiklander     if( reset )
252*3d3b0591SJens Wiklander     {
253817466cbSJens Wiklander         QueryPerformanceCounter( &t->start );
254*3d3b0591SJens Wiklander         return( 0 );
255*3d3b0591SJens Wiklander     }
256*3d3b0591SJens Wiklander     else
257*3d3b0591SJens Wiklander     {
258*3d3b0591SJens Wiklander         unsigned long delta;
259*3d3b0591SJens Wiklander         LARGE_INTEGER now, hfreq;
260*3d3b0591SJens Wiklander         QueryPerformanceCounter(  &now );
261*3d3b0591SJens Wiklander         QueryPerformanceFrequency( &hfreq );
262*3d3b0591SJens Wiklander         delta = (unsigned long)( ( now.QuadPart - t->start.QuadPart ) * 1000ul
263*3d3b0591SJens Wiklander                                  / hfreq.QuadPart );
264817466cbSJens Wiklander         return( delta );
265817466cbSJens Wiklander     }
266*3d3b0591SJens Wiklander }
267817466cbSJens Wiklander 
268817466cbSJens Wiklander /* It's OK to use a global because alarm() is supposed to be global anyway */
269817466cbSJens Wiklander static DWORD alarmMs;
270817466cbSJens Wiklander 
271*3d3b0591SJens Wiklander static void TimerProc( void *TimerContext )
272817466cbSJens Wiklander {
273*3d3b0591SJens Wiklander     (void) TimerContext;
274817466cbSJens Wiklander     Sleep( alarmMs );
275817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_alarmed = 1;
276*3d3b0591SJens Wiklander     /* _endthread will be called implicitly on return
277*3d3b0591SJens Wiklander      * That ensures execution of thread funcition's epilogue */
278817466cbSJens Wiklander }
279817466cbSJens Wiklander 
280817466cbSJens Wiklander void mbedtls_set_alarm( int seconds )
281817466cbSJens Wiklander {
282*3d3b0591SJens Wiklander     if( seconds == 0 )
283*3d3b0591SJens Wiklander     {
284*3d3b0591SJens Wiklander         /* No need to create a thread for this simple case.
285*3d3b0591SJens Wiklander          * Also, this shorcut is more reliable at least on MinGW32 */
286*3d3b0591SJens Wiklander         mbedtls_timing_alarmed = 1;
287*3d3b0591SJens Wiklander         return;
288*3d3b0591SJens Wiklander     }
289817466cbSJens Wiklander 
290817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_alarmed = 0;
291817466cbSJens Wiklander     alarmMs = seconds * 1000;
292*3d3b0591SJens Wiklander     (void) _beginthread( TimerProc, 0, NULL );
293817466cbSJens Wiklander }
294817466cbSJens Wiklander 
295817466cbSJens Wiklander #else /* _WIN32 && !EFIX64 && !EFI32 */
296817466cbSJens Wiklander 
297817466cbSJens Wiklander unsigned long mbedtls_timing_get_timer( struct mbedtls_timing_hr_time *val, int reset )
298817466cbSJens Wiklander {
299817466cbSJens Wiklander     struct _hr_time *t = (struct _hr_time *) val;
300817466cbSJens Wiklander 
301817466cbSJens Wiklander     if( reset )
302817466cbSJens Wiklander     {
303*3d3b0591SJens Wiklander         gettimeofday( &t->start, NULL );
304817466cbSJens Wiklander         return( 0 );
305817466cbSJens Wiklander     }
306*3d3b0591SJens Wiklander     else
307*3d3b0591SJens Wiklander     {
308*3d3b0591SJens Wiklander         unsigned long delta;
309*3d3b0591SJens Wiklander         struct timeval now;
310*3d3b0591SJens Wiklander         gettimeofday( &now, NULL );
311*3d3b0591SJens Wiklander         delta = ( now.tv_sec  - t->start.tv_sec  ) * 1000ul
312*3d3b0591SJens Wiklander               + ( now.tv_usec - t->start.tv_usec ) / 1000;
313817466cbSJens Wiklander         return( delta );
314817466cbSJens Wiklander     }
315*3d3b0591SJens Wiklander }
316817466cbSJens Wiklander 
317817466cbSJens Wiklander static void sighandler( int signum )
318817466cbSJens Wiklander {
319817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_alarmed = 1;
320817466cbSJens Wiklander     signal( signum, sighandler );
321817466cbSJens Wiklander }
322817466cbSJens Wiklander 
323817466cbSJens Wiklander void mbedtls_set_alarm( int seconds )
324817466cbSJens Wiklander {
325817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_alarmed = 0;
326817466cbSJens Wiklander     signal( SIGALRM, sighandler );
327817466cbSJens Wiklander     alarm( seconds );
328*3d3b0591SJens Wiklander     if( seconds == 0 )
329*3d3b0591SJens Wiklander     {
330*3d3b0591SJens Wiklander         /* alarm(0) cancelled any previous pending alarm, but the
331*3d3b0591SJens Wiklander            handler won't fire, so raise the flag straight away. */
332*3d3b0591SJens Wiklander         mbedtls_timing_alarmed = 1;
333*3d3b0591SJens Wiklander     }
334817466cbSJens Wiklander }
335817466cbSJens Wiklander 
336817466cbSJens Wiklander #endif /* _WIN32 && !EFIX64 && !EFI32 */
337817466cbSJens Wiklander 
338817466cbSJens Wiklander /*
339817466cbSJens Wiklander  * Set delays to watch
340817466cbSJens Wiklander  */
341817466cbSJens Wiklander void mbedtls_timing_set_delay( void *data, uint32_t int_ms, uint32_t fin_ms )
342817466cbSJens Wiklander {
343817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_delay_context *ctx = (mbedtls_timing_delay_context *) data;
344817466cbSJens Wiklander 
345817466cbSJens Wiklander     ctx->int_ms = int_ms;
346817466cbSJens Wiklander     ctx->fin_ms = fin_ms;
347817466cbSJens Wiklander 
348817466cbSJens Wiklander     if( fin_ms != 0 )
349817466cbSJens Wiklander         (void) mbedtls_timing_get_timer( &ctx->timer, 1 );
350817466cbSJens Wiklander }
351817466cbSJens Wiklander 
352817466cbSJens Wiklander /*
353817466cbSJens Wiklander  * Get number of delays expired
354817466cbSJens Wiklander  */
355817466cbSJens Wiklander int mbedtls_timing_get_delay( void *data )
356817466cbSJens Wiklander {
357817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_delay_context *ctx = (mbedtls_timing_delay_context *) data;
358817466cbSJens Wiklander     unsigned long elapsed_ms;
359817466cbSJens Wiklander 
360817466cbSJens Wiklander     if( ctx->fin_ms == 0 )
361817466cbSJens Wiklander         return( -1 );
362817466cbSJens Wiklander 
363817466cbSJens Wiklander     elapsed_ms = mbedtls_timing_get_timer( &ctx->timer, 0 );
364817466cbSJens Wiklander 
365817466cbSJens Wiklander     if( elapsed_ms >= ctx->fin_ms )
366817466cbSJens Wiklander         return( 2 );
367817466cbSJens Wiklander 
368817466cbSJens Wiklander     if( elapsed_ms >= ctx->int_ms )
369817466cbSJens Wiklander         return( 1 );
370817466cbSJens Wiklander 
371817466cbSJens Wiklander     return( 0 );
372817466cbSJens Wiklander }
373817466cbSJens Wiklander 
374817466cbSJens Wiklander #endif /* !MBEDTLS_TIMING_ALT */
375817466cbSJens Wiklander 
376817466cbSJens Wiklander #if defined(MBEDTLS_SELF_TEST)
377817466cbSJens Wiklander 
378817466cbSJens Wiklander /*
379817466cbSJens Wiklander  * Busy-waits for the given number of milliseconds.
380817466cbSJens Wiklander  * Used for testing mbedtls_timing_hardclock.
381817466cbSJens Wiklander  */
382817466cbSJens Wiklander static void busy_msleep( unsigned long msec )
383817466cbSJens Wiklander {
384817466cbSJens Wiklander     struct mbedtls_timing_hr_time hires;
385817466cbSJens Wiklander     unsigned long i = 0; /* for busy-waiting */
386817466cbSJens Wiklander     volatile unsigned long j; /* to prevent optimisation */
387817466cbSJens Wiklander 
388817466cbSJens Wiklander     (void) mbedtls_timing_get_timer( &hires, 1 );
389817466cbSJens Wiklander 
390817466cbSJens Wiklander     while( mbedtls_timing_get_timer( &hires, 0 ) < msec )
391817466cbSJens Wiklander         i++;
392817466cbSJens Wiklander 
393817466cbSJens Wiklander     j = i;
394817466cbSJens Wiklander     (void) j;
395817466cbSJens Wiklander }
396817466cbSJens Wiklander 
397817466cbSJens Wiklander #define FAIL    do                                                      \
398817466cbSJens Wiklander     {                                                                   \
399817466cbSJens Wiklander         if( verbose != 0 )                                              \
400*3d3b0591SJens Wiklander         {                                                               \
401*3d3b0591SJens Wiklander             mbedtls_printf( "failed at line %d\n", __LINE__ );          \
402*3d3b0591SJens Wiklander             mbedtls_printf( " cycles=%lu ratio=%lu millisecs=%lu secs=%lu hardfail=%d a=%lu b=%lu\n", \
403*3d3b0591SJens Wiklander                             cycles, ratio, millisecs, secs, hardfail,   \
404*3d3b0591SJens Wiklander                             (unsigned long) a, (unsigned long) b );     \
405*3d3b0591SJens Wiklander             mbedtls_printf( " elapsed(hires)=%lu elapsed(ctx)=%lu status(ctx)=%d\n", \
406*3d3b0591SJens Wiklander                             mbedtls_timing_get_timer( &hires, 0 ),      \
407*3d3b0591SJens Wiklander                             mbedtls_timing_get_timer( &ctx.timer, 0 ),  \
408*3d3b0591SJens Wiklander                             mbedtls_timing_get_delay( &ctx ) );         \
409*3d3b0591SJens Wiklander         }                                                               \
410817466cbSJens Wiklander         return( 1 );                                                    \
411817466cbSJens Wiklander     } while( 0 )
412817466cbSJens Wiklander 
413817466cbSJens Wiklander /*
414817466cbSJens Wiklander  * Checkup routine
415817466cbSJens Wiklander  *
416817466cbSJens Wiklander  * Warning: this is work in progress, some tests may not be reliable enough
417817466cbSJens Wiklander  * yet! False positives may happen.
418817466cbSJens Wiklander  */
419817466cbSJens Wiklander int mbedtls_timing_self_test( int verbose )
420817466cbSJens Wiklander {
421*3d3b0591SJens Wiklander     unsigned long cycles = 0, ratio = 0;
422*3d3b0591SJens Wiklander     unsigned long millisecs = 0, secs = 0;
423*3d3b0591SJens Wiklander     int hardfail = 0;
424817466cbSJens Wiklander     struct mbedtls_timing_hr_time hires;
425*3d3b0591SJens Wiklander     uint32_t a = 0, b = 0;
426817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_delay_context ctx;
427817466cbSJens Wiklander 
428817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
429817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "  TIMING tests note: will take some time!\n" );
430817466cbSJens Wiklander 
431817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
432817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "  TIMING test #1 (set_alarm / get_timer): " );
433817466cbSJens Wiklander 
434817466cbSJens Wiklander     {
435*3d3b0591SJens Wiklander         secs = 1;
436*3d3b0591SJens Wiklander 
437817466cbSJens Wiklander         (void) mbedtls_timing_get_timer( &hires, 1 );
438817466cbSJens Wiklander 
439817466cbSJens Wiklander         mbedtls_set_alarm( (int) secs );
440817466cbSJens Wiklander         while( !mbedtls_timing_alarmed )
441817466cbSJens Wiklander             ;
442817466cbSJens Wiklander 
443817466cbSJens Wiklander         millisecs = mbedtls_timing_get_timer( &hires, 0 );
444817466cbSJens Wiklander 
445817466cbSJens Wiklander         /* For some reason on Windows it looks like alarm has an extra delay
446817466cbSJens Wiklander          * (maybe related to creating a new thread). Allow some room here. */
447817466cbSJens Wiklander         if( millisecs < 800 * secs || millisecs > 1200 * secs + 300 )
448*3d3b0591SJens Wiklander             FAIL;
449817466cbSJens Wiklander     }
450817466cbSJens Wiklander 
451817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
452817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "passed\n" );
453817466cbSJens Wiklander 
454817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
455817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "  TIMING test #2 (set/get_delay        ): " );
456817466cbSJens Wiklander 
457817466cbSJens Wiklander     {
458*3d3b0591SJens Wiklander         a = 800;
459*3d3b0591SJens Wiklander         b = 400;
460*3d3b0591SJens Wiklander         mbedtls_timing_set_delay( &ctx, a, a + b );          /* T = 0 */
461817466cbSJens Wiklander 
462*3d3b0591SJens Wiklander         busy_msleep( a - a / 4 );                      /* T = a - a/4 */
463817466cbSJens Wiklander         if( mbedtls_timing_get_delay( &ctx ) != 0 )
464817466cbSJens Wiklander             FAIL;
465817466cbSJens Wiklander 
466*3d3b0591SJens Wiklander         busy_msleep( a / 4 + b / 4 );                  /* T = a + b/4 */
467817466cbSJens Wiklander         if( mbedtls_timing_get_delay( &ctx ) != 1 )
468817466cbSJens Wiklander             FAIL;
469817466cbSJens Wiklander 
470*3d3b0591SJens Wiklander         busy_msleep( b );                          /* T = a + b + b/4 */
471817466cbSJens Wiklander         if( mbedtls_timing_get_delay( &ctx ) != 2 )
472817466cbSJens Wiklander             FAIL;
473817466cbSJens Wiklander     }
474817466cbSJens Wiklander 
475817466cbSJens Wiklander     mbedtls_timing_set_delay( &ctx, 0, 0 );
476817466cbSJens Wiklander     busy_msleep( 200 );
477817466cbSJens Wiklander     if( mbedtls_timing_get_delay( &ctx ) != -1 )
478817466cbSJens Wiklander         FAIL;
479817466cbSJens Wiklander 
480817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
481817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "passed\n" );
482817466cbSJens Wiklander 
483817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
484817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "  TIMING test #3 (hardclock / get_timer): " );
485817466cbSJens Wiklander 
486817466cbSJens Wiklander     /*
487817466cbSJens Wiklander      * Allow one failure for possible counter wrapping.
488817466cbSJens Wiklander      * On a 4Ghz 32-bit machine the cycle counter wraps about once per second;
489817466cbSJens Wiklander      * since the whole test is about 10ms, it shouldn't happen twice in a row.
490817466cbSJens Wiklander      */
491817466cbSJens Wiklander 
492817466cbSJens Wiklander hard_test:
493817466cbSJens Wiklander     if( hardfail > 1 )
494817466cbSJens Wiklander     {
495817466cbSJens Wiklander         if( verbose != 0 )
496817466cbSJens Wiklander             mbedtls_printf( "failed (ignored)\n" );
497817466cbSJens Wiklander 
498817466cbSJens Wiklander         goto hard_test_done;
499817466cbSJens Wiklander     }
500817466cbSJens Wiklander 
501817466cbSJens Wiklander     /* Get a reference ratio cycles/ms */
502817466cbSJens Wiklander     millisecs = 1;
503817466cbSJens Wiklander     cycles = mbedtls_timing_hardclock();
504817466cbSJens Wiklander     busy_msleep( millisecs );
505817466cbSJens Wiklander     cycles = mbedtls_timing_hardclock() - cycles;
506817466cbSJens Wiklander     ratio = cycles / millisecs;
507817466cbSJens Wiklander 
508817466cbSJens Wiklander     /* Check that the ratio is mostly constant */
509817466cbSJens Wiklander     for( millisecs = 2; millisecs <= 4; millisecs++ )
510817466cbSJens Wiklander     {
511817466cbSJens Wiklander         cycles = mbedtls_timing_hardclock();
512817466cbSJens Wiklander         busy_msleep( millisecs );
513817466cbSJens Wiklander         cycles = mbedtls_timing_hardclock() - cycles;
514817466cbSJens Wiklander 
515817466cbSJens Wiklander         /* Allow variation up to 20% */
516817466cbSJens Wiklander         if( cycles / millisecs < ratio - ratio / 5 ||
517817466cbSJens Wiklander             cycles / millisecs > ratio + ratio / 5 )
518817466cbSJens Wiklander         {
519817466cbSJens Wiklander             hardfail++;
520817466cbSJens Wiklander             goto hard_test;
521817466cbSJens Wiklander         }
522817466cbSJens Wiklander     }
523817466cbSJens Wiklander 
524817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
525817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "passed\n" );
526817466cbSJens Wiklander 
527817466cbSJens Wiklander hard_test_done:
528817466cbSJens Wiklander 
529817466cbSJens Wiklander     if( verbose != 0 )
530817466cbSJens Wiklander         mbedtls_printf( "\n" );
531817466cbSJens Wiklander 
532817466cbSJens Wiklander     return( 0 );
533817466cbSJens Wiklander }
534817466cbSJens Wiklander 
535817466cbSJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_SELF_TEST */
536817466cbSJens Wiklander 
537817466cbSJens Wiklander #endif /* MBEDTLS_TIMING_C */
538