tools/crypto_bench: fix build when AV_READ_TIME is unavailable
[ffmpeg.git] / tools / crypto_bench.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2013 Nicolas George
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
17  * along with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /* Optional external libraries; can be enabled using:
22  * make VERSUS=crypto+gcrypt+tomcrypt tools/crypto_bench */
23 #define USE_crypto           0x01    /* OpenSSL's libcrypto */
24 #define USE_gcrypt           0x02    /* GnuTLS's libgcrypt */
25 #define USE_tomcrypt         0x04    /* LibTomCrypt */
26
27 #include <stdlib.h>
28 #include <math.h>
29
30 #include "libavutil/avutil.h"
31 #include "libavutil/avstring.h"
32 #include "libavutil/crc.h"
33 #include "libavutil/intreadwrite.h"
34 #include "libavutil/timer.h"
35
36 #ifndef AV_READ_TIME
37 #define AV_READ_TIME(x) 0
38 #endif
39
40 #if HAVE_UNISTD_H
41 #include <unistd.h> /* for getopt */
42 #endif
43 #if !HAVE_GETOPT
44 #include "compat/getopt.c"
45 #endif
46
47 #define MAX_INPUT_SIZE 1048576
48 #define MAX_OUTPUT_SIZE 128
49
50 static const char *enabled_libs;
51 static const char *enabled_algos;
52 static unsigned specified_runs;
53
54 static const uint8_t *hardcoded_key = "FFmpeg is the best program ever.";
55
56 static void fatal_error(const char *tag)
57 {
58     av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Fatal error: %s\n", tag);
59     exit(1);
60 }
61
62 struct hash_impl {
63     const char *lib;
64     const char *name;
65     void (*run)(uint8_t *output, const uint8_t *input, unsigned size);
66     const char *output;
67 };
68
69 /***************************************************************************
70  * lavu: libavutil
71  ***************************************************************************/
72
73 #include "libavutil/md5.h"
74 #include "libavutil/sha.h"
75 #include "libavutil/sha512.h"
76 #include "libavutil/ripemd.h"
77 #include "libavutil/aes.h"
78
79 #define IMPL_USE_lavu IMPL_USE
80
81 static void run_lavu_md5(uint8_t *output,
82                          const uint8_t *input, unsigned size)
83 {
84     av_md5_sum(output, input, size);
85 }
86
87 #define DEFINE_LAVU_MD(suffix, type, namespace, hsize)                       \
88 static void run_lavu_ ## suffix(uint8_t *output,                             \
89                                 const uint8_t *input, unsigned size)         \
90 {                                                                            \
91     static struct type *h;                                                   \
92     if (!h && !(h = av_ ## namespace ## _alloc()))                           \
93         fatal_error("out of memory");                                        \
94     av_ ## namespace ## _init(h, hsize);                                     \
95     av_ ## namespace ## _update(h, input, size);                             \
96     av_ ## namespace ## _final(h, output);                                   \
97 }
98
99 DEFINE_LAVU_MD(sha1,      AVSHA,    sha, 160);
100 DEFINE_LAVU_MD(sha256,    AVSHA,    sha, 256);
101 DEFINE_LAVU_MD(sha512,    AVSHA512, sha512, 512);
102 DEFINE_LAVU_MD(ripemd160, AVRIPEMD, ripemd, 160);
103
104 static void run_lavu_aes128(uint8_t *output,
105                             const uint8_t *input, unsigned size)
106 {
107     static struct AVAES *aes;
108     if (!aes && !(aes = av_aes_alloc()))
109         fatal_error("out of memory");
110     av_aes_init(aes, hardcoded_key, 128, 0);
111     av_aes_crypt(aes, output, input, size >> 4, NULL, 0);
112 }
113
114 /***************************************************************************
115  * crypto: OpenSSL's libcrypto
116  ***************************************************************************/
117
118 #if (USE_EXT_LIBS) & USE_crypto
119
120 #include <openssl/md5.h>
121 #include <openssl/sha.h>
122 #include <openssl/ripemd.h>
123 #include <openssl/aes.h>
124
125 #define DEFINE_CRYPTO_WRAPPER(suffix, function)                              \
126 static void run_crypto_ ## suffix(uint8_t *output,                           \
127                                   const uint8_t *input, unsigned size)       \
128 {                                                                            \
129     function(input, size, output);                                           \
130 }
131
132 DEFINE_CRYPTO_WRAPPER(md5,       MD5)
133 DEFINE_CRYPTO_WRAPPER(sha1,      SHA1)
134 DEFINE_CRYPTO_WRAPPER(sha256,    SHA256)
135 DEFINE_CRYPTO_WRAPPER(sha512,    SHA512)
136 DEFINE_CRYPTO_WRAPPER(ripemd160, RIPEMD160)
137
138 static void run_crypto_aes128(uint8_t *output,
139                               const uint8_t *input, unsigned size)
140 {
141     AES_KEY aes;
142     unsigned i;
143
144     AES_set_encrypt_key(hardcoded_key, 128, &aes);
145     size -= 15;
146     for (i = 0; i < size; i += 16)
147         AES_encrypt(input + i, output + i, &aes);
148 }
149
150 #define IMPL_USE_crypto(...) IMPL_USE(__VA_ARGS__)
151 #else
152 #define IMPL_USE_crypto(...) /* ignore */
153 #endif
154
155 /***************************************************************************
156  * gcrypt: GnuTLS's libgcrypt
157  ***************************************************************************/
158
159 #if (USE_EXT_LIBS) & USE_gcrypt
160
161 #include <gcrypt.h>
162
163 #define DEFINE_GCRYPT_WRAPPER(suffix, algo)                                  \
164 static void run_gcrypt_ ## suffix(uint8_t *output,                           \
165                                   const uint8_t *input, unsigned size)       \
166 {                                                                            \
167     gcry_md_hash_buffer(GCRY_MD_ ## algo, output, input, size);              \
168 }
169
170 DEFINE_GCRYPT_WRAPPER(md5,       MD5)
171 DEFINE_GCRYPT_WRAPPER(sha1,      SHA1)
172 DEFINE_GCRYPT_WRAPPER(sha256,    SHA256)
173 DEFINE_GCRYPT_WRAPPER(sha512,    SHA512)
174 DEFINE_GCRYPT_WRAPPER(ripemd160, RMD160)
175
176 static void run_gcrypt_aes128(uint8_t *output,
177                               const uint8_t *input, unsigned size)
178 {
179     static gcry_cipher_hd_t aes;
180     if (!aes)
181         gcry_cipher_open(&aes, GCRY_CIPHER_AES128, GCRY_CIPHER_MODE_ECB, 0);
182     gcry_cipher_setkey(aes, hardcoded_key, 16);
183     gcry_cipher_encrypt(aes, output, size, input, size);
184 }
185
186 #define IMPL_USE_gcrypt(...) IMPL_USE(__VA_ARGS__)
187 #else
188 #define IMPL_USE_gcrypt(...) /* ignore */
189 #endif
190
191 /***************************************************************************
192  * tomcrypt: LibTomCrypt
193  ***************************************************************************/
194
195 #if (USE_EXT_LIBS) & USE_tomcrypt
196
197 #include <tomcrypt.h>
198
199 #define DEFINE_TOMCRYPT_WRAPPER(suffix, namespace, algo)                     \
200 static void run_tomcrypt_ ## suffix(uint8_t *output,                         \
201                                     const uint8_t *input, unsigned size)     \
202 {                                                                            \
203     hash_state md;                                                           \
204     namespace ## _init(&md);                                                 \
205     namespace ## _process(&md, input, size);                                 \
206     namespace ## _done(&md, output);                                         \
207 }
208
209 DEFINE_TOMCRYPT_WRAPPER(md5,       md5,    MD5)
210 DEFINE_TOMCRYPT_WRAPPER(sha1,      sha1,   SHA1)
211 DEFINE_TOMCRYPT_WRAPPER(sha256,    sha256, SHA256)
212 DEFINE_TOMCRYPT_WRAPPER(sha512,    sha512, SHA512)
213 DEFINE_TOMCRYPT_WRAPPER(ripemd160, rmd160, RIPEMD160)
214
215 static void run_tomcrypt_aes128(uint8_t *output,
216                                 const uint8_t *input, unsigned size)
217 {
218     symmetric_key aes;
219     unsigned i;
220
221     aes_setup(hardcoded_key, 16, 0, &aes);
222     size -= 15;
223     for (i = 0; i < size; i += 16)
224         aes_ecb_encrypt(input + i, output + i, &aes);
225 }
226
227 #define IMPL_USE_tomcrypt(...) IMPL_USE(__VA_ARGS__)
228 #else
229 #define IMPL_USE_tomcrypt(...) /* ignore */
230 #endif
231
232 /***************************************************************************
233  * Driver code
234  ***************************************************************************/
235
236 static unsigned crc32(const uint8_t *data, unsigned size)
237 {
238     return av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), 0, data, size);
239 }
240
241 static void run_implementation(const uint8_t *input, uint8_t *output,
242                                struct hash_impl *impl, unsigned size)
243 {
244     uint64_t t0, t1;
245     unsigned nruns = specified_runs ? specified_runs : (1 << 30) / size;
246     unsigned outlen = 0, outcrc = 0;
247     unsigned i, j, val;
248     double mtime, ttime = 0, ttime2 = 0, stime;
249     uint8_t outref[MAX_OUTPUT_SIZE];
250
251     if (enabled_libs  && !av_stristr(enabled_libs,  impl->lib) ||
252         enabled_algos && !av_stristr(enabled_algos, impl->name))
253         return;
254     if (!sscanf(impl->output, "crc:%x", &outcrc)) {
255         outlen = strlen(impl->output) / 2;
256         for (i = 0; i < outlen; i++) {
257             sscanf(impl->output + i * 2, "%02x", &val);
258             outref[i] = val;
259         }
260     }
261     for (i = 0; i < 8; i++) /* heat caches */
262         impl->run(output, input, size);
263     for (i = 0; i < nruns; i++) {
264         memset(output, 0, size); /* avoid leftovers from previous runs */
265         t0 = AV_READ_TIME();
266         impl->run(output, input, size);
267         t1 = AV_READ_TIME();
268         if (outlen ? memcmp(output, outref, outlen) :
269                      crc32(output, size) != outcrc) {
270             fprintf(stderr, "Expected: ");
271             if (outlen)
272                 for (j = 0; j < outlen; j++)
273                     fprintf(stderr, "%02x", output[j]);
274             else
275                 fprintf(stderr, "%08x", crc32(output, size));
276             fprintf(stderr, "\n");
277             fatal_error("output mismatch");
278         }
279         mtime = (double)(t1 - t0) / size;
280         ttime  += mtime;
281         ttime2 += mtime * mtime;
282     }
283
284     ttime  /= nruns;
285     ttime2 /= nruns;
286     stime = sqrt(ttime2 - ttime * ttime);
287     printf("%-10s %-12s size: %7d  runs: %6d  time: %8.3f +- %.3f\n",
288            impl->lib, impl->name, size, nruns, ttime, stime);
289     fflush(stdout);
290 }
291
292 #define IMPL_USE(lib, name, symbol, output) \
293     { #lib, name, run_ ## lib ## _ ## symbol, output },
294 #define IMPL(lib, ...) IMPL_USE_ ## lib(lib, __VA_ARGS__)
295 #define IMPL_ALL(...) \
296     IMPL(lavu,       __VA_ARGS__) \
297     IMPL(crypto,     __VA_ARGS__) \
298     IMPL(gcrypt,     __VA_ARGS__) \
299     IMPL(tomcrypt,   __VA_ARGS__)
300
301 struct hash_impl implementations[] = {
302     IMPL_ALL("MD5",        md5,       "aa26ff5b895356bcffd9292ba9f89e66")
303     IMPL_ALL("SHA-1",      sha1,      "1fd8bd1fa02f5b0fe916b0d71750726b096c5744")
304     IMPL_ALL("SHA-256",    sha256,    "14028ac673b3087e51a1d407fbf0df4deeec8f217119e13b07bf2138f93db8c5")
305     IMPL_ALL("SHA-512",    sha512,    "3afdd44a80d99af15c87bd724cb717243193767835ce866dd5d58c02d674bb57"
306                                       "7c25b9e118c200a189fcd5a01ef106a4e200061f3e97dbf50ba065745fd46bef")
307     IMPL_ALL("RIPEMD-160", ripemd160, "62a5321e4fc8784903bb43ab7752c75f8b25af00")
308     IMPL_ALL("AES-128",    aes128,    "crc:ff6bc888")
309 };
310
311 int main(int argc, char **argv)
312 {
313     uint8_t *input = av_malloc(MAX_INPUT_SIZE * 2);
314     uint8_t *output = input + MAX_INPUT_SIZE;
315     unsigned i, impl, size;
316     int opt;
317
318     while ((opt = getopt(argc, argv, "hl:a:r:")) != -1) {
319         switch (opt) {
320         case 'l':
321             enabled_libs = optarg;
322             break;
323         case 'a':
324             enabled_algos = optarg;
325             break;
326         case 'r':
327             specified_runs = strtol(optarg, NULL, 0);
328             break;
329         case 'h':
330         default:
331             fprintf(stderr, "Usage: %s [-l libs] [-a algos] [-r runs]\n",
332                     argv[0]);
333             if ((USE_EXT_LIBS)) {
334                 char buf[1024];
335                 snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%s%s",
336                          ((USE_EXT_LIBS) & USE_crypto)   ? "+crypto"   : "",
337                          ((USE_EXT_LIBS) & USE_gcrypt)   ? "+gcrypt"   : "",
338                          ((USE_EXT_LIBS) & USE_tomcrypt) ? "+tomcrypt" : "");
339                 fprintf(stderr, "Built with the following external libraries:\n"
340                         "make VERSUS=%s\n", buf + 1);
341             } else {
342                 fprintf(stderr, "Built without external libraries; use\n"
343                         "make VERSUS=crypto+gcrypt+tomcrypt tools/crypto_bench\n"
344                         "to enable them.\n");
345             }
346             exit(opt != 'h');
347         }
348     }
349
350     if (!input)
351         fatal_error("out of memory");
352     for (i = 0; i < MAX_INPUT_SIZE; i += 4)
353         AV_WB32(input + i, i);
354
355     size = MAX_INPUT_SIZE;
356     for (impl = 0; impl < FF_ARRAY_ELEMS(implementations); impl++)
357         run_implementation(input, output, &implementations[impl], size);
358
359     av_free(input);
360
361     return 0;
362 }