progs/cc-kem.c: Add `naclbox' crypto transform.

This uses Salsa20/r (or ChaChar) and Poly1305 in the same way as NaCl
`secretbox'.  Difference: NaCl uses XSalsa20 for the extended nonce
size, but we have no need of that here.

progs/catcrypt.c, progs/cc-kem.c: Refactor bulk encryption.

The bulk crypto transform is now owned by the KEM machinery, and
provided to callers as one object rather than a bunch of little
components.  There are some conceptual changes in the UI, but in fact
everything still works the way it did before.

progs/key.c: Support applying parameters in all key-generation algorithms.

If the algorithm itself can't make use of parameters, at least it can
copy the key attributes.

progs/key.c: Let `copyparam' worry about the parameter key's type.

progs/key.c: Report full parameter-key name in errors about it.

progs/catcrypt.c, progs/cc-sig.c: Compare MAC tags in constant time.

progs/cc-sig.c: Initialize hash context properly for RSA-PSS.

Somehow this seemed to work anyway on my machine; but valgrind agrees
that it was wrong.

progs/cc-sig.c: Don't destroy an RSA context just after building it.

It causes an assertion failure later.  Really embarrassing.

key/key-io.c: Produce valid key lines for empty keys.

If a key contains only an empty tree of structures, then `key_write'
returns an empty string, which breaks the whitespace-separated field
structure of the output key line.  Notice this and insert an empty
structure by hand as an unpleasant bodge.

The resulting key is still highly anomalous.  In particular, it doesn't
match any filter, because structure nodes don't have flags.  I don't
know what to do about this.

math/g-bin.c, math/g-prime.c: Fix type incompatibility.

Callers of the abstract group API expect to pass in a pointer-to-
structure.  The binary and prime group implementations expected a
pointer-to-pointer, which looks different.  Change the way these work,
so that the group element is a structure holding a pointer, rather than
just a bare pointer.  This doesn't make any difference on targets with
sane ABIs, but it fixes a potentially nasty problem on weirder
platforms.

math/g-*.c: Group implementations include `group.h' via `group-guts.h'.

And not directly.

math/...: Make a number of functions be const-correct.

symm/poly1305.c: Implement `flushzero' to zero-pad to a block boundary.

I prefer plain `flush', but not all implementations expose it.  The
`flushzero' operation is the one wanted by RFC7539 AEAD.

symm/poly1305.c: Implement Bernstein's Monte-Carlo test.

I did run the full test once, but it took almost an hour.

symm/t/poly1305: Add the tests from Bernstein's original paper.

They were tucked away in an appendix and I missed them.  Also, I
implemented from the NaCl paper, which is a better fit for modern usage.

Merge branch '2.3.x'

* 2.3.x:
  symm/salsa20.[ch]: Add missing LGPL notices.
  math/mpx-mul4-test.c: Set `dstr' length correctly in conversion function.
  symm/chacha.c: Fix `tell' response.
  symm/chacha.[ch]: Fix comment headers.
  symm/{chacha.c,salsa20.c}: Fix random generator allocation sizes.

symm/poly1305.c: Fix 16/32-bit `carry_reduce'.

I managed to botch the bounds last time.

symm/salsa20.[ch]: Add missing LGPL notices.

math/mpx-mul4-test.c: Set `dstr' length correctly in conversion function.

(cherry picked from commit b00264d9e2ac2f2be2808e7ad663c35115519504)

symm/chacha.c: Fix `tell' response.

symm/chacha.[ch]: Fix comment headers.

symm/{chacha.c,salsa20.c}: Fix random generator allocation sizes.

This makes a real mess.

math/mpx-mul4-test.c: Set `dstr' length correctly in conversion function.

symm/poly1305.c: Change reading of 26-bit pieces.

This way, the masks fit together visually.

symm/poly1305.c: Fix visual code misalignment.

progs/perftest.c: Add performance test for Poly1305.

progs/perftest.c: Split out magic table includes into their own stanza.

symm/poly1305.h: Add missing `POLY1305_TAGSZ' definition.

symm/poly1305.c: Fix 64-bit shift error.

Thank you, GCC, for warning about that.

symm/: Implement Daniel Bernstein's `Poly1305' message authentication code.

Release 2.3.0.1.

base/asm-common.h: Fix the sense of the `WANT_EXECUTABLE_STACK' check.

Brown paper bag time.

math/: Distribute the `mpx-mul4' test vectors, with the correct name.

math/: Add low-level testing for accelerated `mpx-mul4' multiplier.

Makefile.am: Some reformatting.

vars.am: Some reformatting.

Release 2.3.0.

math/mpx-mul4-amd64-sse2.S: SSE2 multipliers for AMD64.

Plus the various hangers on.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Maintain a local copy of the counter.

I've no idea whether one's allowed to mutate a parameter passed on the
stack.  Play it safe.

This means that (a) the counter is now in a fixed place in the frame so
that `testtail' doesn't need to be told where it is, an (b)
`testprologue' needs to initialize it from the caller's parameter, so it
needs to grow a macro argument.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Make stack alignment more standard.

This actually slightly reduces the amount of stack needed, but I don't
quite understand why.  There's a knock-on rearrangement of the stack
frame in the test wrappers and C-interface subroutines.

There's also a slightly sneaky introduction of space for a later change.
But there shouldn't be any externally observable difference.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Slightly reorder to reduce dependence.

Doesn't help much.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Fix comment formatting.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Additional piece of commentary.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Use default arguments for macros.

I'd muddled up my macro languages and misremembered that GNU as handles
omitted macro arguments sensibly.  So use default argument values
throughout.  Some of the macro arguments have been reordered to make
defaulting work better.  No functional change.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Use the correct vector-multiply instruction.

Not sure why GNU as let me get away with that.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Give `squash' an explicit destination argument.

Also, rearrange the arguments so the destination(s) are at the start.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Optimize `squash'.

We can use `punpckldq' to assemble the 32-bit pieces, rather than a lot
of shifting to clear bits and then `por'.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Use `movdqa' to move between XMM registers.

Not `movdqu'.  I don't think there's a performance difference (any
more), but it's better style.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Add an extra blank line to improve layout.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Fix operand name in commentary.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: `mmla4' only need 48 bytes of stack.

symm/salsa20-arm-neon.S: Improve output permutation still further.

symm/rijndael-x86ish-aesni.S: Use `.extern' for external symbols.

Duh.  `.globl' is certainly the wrong thing here.

base/asm-common.h, */*.S: New macros for making stack-unwinding tables.

Previously, I only supported Microsoft SEH tables, because they're
basically essential to having a working 64-bit binary (because Microsoft
are crazy and throw asynchronous exceptions).  But there are three
variants of stack-unwinding tables which are useful to make:

  * Microsoft's SEH tables for AMD64, constructed using `.seh_...'
    directives;

  * ARM's `.ARM.exidx' and `.ARM.extab' tables; and

  * Dwarf `.eh_frame' and `.debug_frame' tables.

These are all quite similar in flavour, but different in detail.  Rather
than write lots of hairy conditional stuff around subroutine prologues
and epilogues, wrap the whole lot up in some target-specific macros.

base/asm-common.h, *.S: Add `INTFUNC' macro for internal subroutines.

This provides correct alignment, and scoping for Windows SEH
annotations.

base/asm-common.h: Define `WORDSZ' appropriately for x86ish platforms.

Four for 32-bit, eight for 64-bit, obviously.

base/asm-common.h: Use `_' consistently for ignored macro arguments.

base/asm-common.h, symm/*.S: New macros for register name decoration.

Enhance `base/asm-common.h' with new macros for translating between
various ways of describing pieces of machine registers.

The x86/AMD64 general-purpose registers are a complicated mess of
overlapping pieces, and trying to write code which works on both just
makes everything even more interesting.

The ARM NEON registers are somewhat complicated, and GNU as isn't as
good as it should be at coping with alternative ways of denoting pieces
of them.  (For example, it ought to allow {q0-q7} instead of {d0-d15},
but doesn't; and it ought to allow q2[2] instead of d5[0], but doesn't.)

Use these macros tastefully in the various pieces of assembler code.

base/asm-common.h: Add some general C preprocessor utilities.

base/ct.c: Better constant-time algorithms from /Hacker's Delight/.

Improve equality checking and ordering, and add detailed commentary.

base/asm-common.h, symm/rijndael-x86ish-aesni.S: Better section switching.

Provide macros for changing section which handle (a) switching to the
right text subsection, and (b) a section for readonly data.

base/asm-common.h: Include `.note.GNU-stack' section on ELF targets.

This will ensure that Catacomb doesn't force an executable stack on
processes using it.  Oops.

math/mpx-mul4-x86-sse2.S: Use `SHUF' instead of hardwired constants.

symm/salsa20-*.S: Optimize the output permutations.

A little analysis, and a lot of trial and error, shows reveals that the
state permutation can be decomposed into some rotations of the rows, a
matrix transpose, and another rotation of the rows.  These steps can be
done moderately efficiently using the Intel and ARM SIMD instructions.

math/mpx.h, math/mpmont.c: Retune the Karatsuba thresholds.

It seems like Karatsuba isn't especially worthwhile for Montgomery
multiplication at any cryptographically relevant modulus size.  It's
certainly a lose with the new SSE2 multipliers.

math/ptab.in: Include the correct Oakley 2048 group!

I'd mistakenly duplicated the 1536 group.  This is... unfortunate.

math/: SSE2-based high-performance multipliers.

base/asm-common.h: Add some debugging macros.

Currently only for 32-bit x86.  More will come when they seem useful...

vars.am: Don't delete `*.t' files after running tests.

Silly GNU Make.  Of course I wanted to keep them.

math/mpmont.c: Make REDC coefficient as long as the modulus.

We'll have trouble later if it's too short.

math/mpmont.c: Factor out the computational core of the algorithm.

Surprisingly, this makes everything a little simpler.

math/ec-test.c: Add in missing space in test failure reports.

vars.am: Associate more useful dependencies with test programs.

For a long time, probably forever, `make FOO.t' hasn't actually worked
to rebuild the test program because of deficiencies in make(1) suffix
rules.  Add GNU Make pattern rules, which can have dependencies, to
finally fix this.

vars.am, symm/Makefile.am: Associate built test vector files with logs.

Previously they were associated with the test executables, but that's
not the right approach, and it's going to be a problem if we don't fix
it.

Unfortunately, Automake only allows dependencies on test log files if
the test-file suffix is listed in $(TEST_EXTENSIONS).

math/mprand.[ch], rand/grand.c: Check range of arguments.

  * mprand: It doesn't make sense to ask for a zero-bit integer whose
    low bit is set; or, indeed, a four-bit integer whose fourth bit is
    set.  So check the mask against the bit length.

  * mprand: On the other hand, it /does/ make sense to ask for a
    zero-bit integer, and the answer is simply zero.  But the code used
    to segfault.  Fix this.

  * mprand_range, grand_defaultrange: It doesn't make sense to ask for
    an integer in [0, 0), because there aren't any.  Check before
    trying.

math/mpint.h (MP_TOINT): Convert MP digits to target type before shifting.

Otherwise conversions to types wider than `mpw' never actually works.

math/{mpbarrett,mpmont}.h: Provide correctness proofs for these methods.

Add commentary explaining how these reduction algorithms actually work,
with proofs.

symm/rijndael-x86ish-aesni.S: Load destination pointer earlier on 32-bit.

We don't need EDX for anything for most of the code, so repurpose it
earlier ready for the final store.

symm/rijndael-x86ish-aesni.S: Fix conflict in 32-bit register allocation.

Since 28321c9..., the context pointer in ECX was overwritten with the
GOT pointer, used to find the end-swapping table, resulting in an abort.
Reallocate so that the round count, which is loaded /after/ the endswap
pointer, ends up in ECX, and the context pointer goes in EAX, which
doesn't get clobbered.

This doesn't affect 64-bit targets.

base/asm-common.h, *-x86ish-*.S: Centralize SSE shuffling constants.

Introduce a centrally defined `SHUF(D, C, B, A)' macro to make shuffling
constants for `pshufd' and friends, rather than defining inscrutable
`ROTL' etc. macros in each file.

There are lots of other shuffling instructions, which may need their own
magic macros, so this might prove to have been a bad name, but we'll
worry about that later.

symm/{chacha,salsa20}-*.S: Indent the hoisted transposition instructions.

This hopefully makes it clearer how the various interleaved strands of
computation work.

symm/salsa20-x86ish-sse2.S: Cosmetic fixes.

Fix a mangled comment, and remove a spurious blank line.

symm/rijndael-arm-crypto.S: More aggressive loading of subkey data.

Rewrite the block-encryption primitives so that they load key data in
multiple round chunks.  There's now a separate prefix piece for each
number of rounds other than ten which does the extra and flows into the
main sequence.  Because the code is now rather more complicated, there's
only one copy of it, in a macro, as for the AESNI version.

base/asm-common.h, *.S: Include metadata for 64-bit Windows stack unwinding.

There are (annoyingly undocumented) assembler directives, which make
this fairly straightforward.  I've manually verified that they're
setting up the expected data structures correctly.  Under normal
circumstances, we don't expect these leaf functions to throw exceptions.

Note that the `endswap_block' subroutine of `rijndael_setup_x86ish_-
aesni' is not currently properly described.

symm/rijndael-x86ish-aesni.S: Move setup of endswap table after prologue.

When we introduce metadata for Windows stack unwinding, it will be ugly
to have to count this code as part of the stack-frame establishment
prologue.  Move it later.

base/asm-common.h, *.S: Introduce `AUXFN'/`ENDAUXFN'; abolish `gotaux'.

This change introduces a new macro pair `AUXFN' and `ENDAUXFN' which are
mostly useful in other macros.  They bracket an auxiliary function
definition which will be put somewhere convenient (at the end of the
text section), and defined exactly once.

This is exactly what we need to make the `_where_am_i.GOTREG' macros
automatically in `ldgot', so use this and abolish `gotaux' from the
codebase.

symm/rijndael-*.S (rijndael_setup_*): Roll up the inner loop.

Reduce code size by tracking position in the main key-schedule loop in a
register and dispatching rather than tracking it in the program-counter.

symm/rijndael-x86ish-aesni.S (rijndael_setup_x86ish_aesni): Label numbering.

Follow what appear to be my current conventions properly.

Release 2.2.5.

symm/rijndael-arm-crypto.S (rijndael_setup_arm_crypto): Avoid reload.

Juggle the register allocation in the loop which copies over the first
key-data cycle, so as to arrange to leave the last copied key word in
r4.  Then we can elide the explicit load of r4 at the start of the main
key expansion loop, because it already has the right value, saving a
whole instruction.

symm/rijndael-arm-crypto.S (rijndael_setup_arm_crypto): Renumber labels.

Be more consistent about the label numbering.  Specifically, 0 is
usually a loop head, and 9 is usually a thing to do next.

symm/rijndael-arm-crypto.S (rijndael_setup_arm_crypto): Fix missing label.

The loop which copies the initial key data from a misaligned address
ends with a branch to the next label 9 which, due to an oversight on my
part, skipped out the setup for the main loop.  Introduce an extra label
9 to fix this.

configure.ac: Use modern version of `AC_CHECK_TYPES'.

Also, check for `socklen_t' in <sys/socket.h>, so that we can find it on
Android.  I don't expect this to be the last Android portability
failure, because I've not even tried building it there yet.

symm/rijndael-arm-crypto.S: Outdent the `.rept/.endr' directives.

configure.ac: Use new name for `AX_C_LONG_LONG'.

The correct name is in wheezy's version of the Autoconf archive, so I
guess it's not that new really.

Release 2.2.4.

configure.ac, symm/rijndael*: Use ARMv8 AES instructions where available.

This matches the x86 AESNI support, but is less mad.

base/dispatch.c: Add notional support for `AT_HWCAP2' entry.

Later ARM-based kernels provide one of these, at least.

configure.ac: Check that the chosen assembler will actually work.

If the system assembler doesn't like the GNUish directive syntax I'm
using, then the build will fail badly and be hard to fix.  Now, if the
assembler doesn't look like it's going to work, then declare the target
platform to be unknown so as to disable all of this fancy machinery.

configure.ac: Segregate checks by source language better.

Move the poking-about-for-CPU-features function checks in with the rest
of the C code probing.