package/network/services/ead/src/tinysrp/bn_lib.c

   1 /* crypto/bn/bn_lib.c */
   2 /* Copyright (C) 1995-1998 Eric Young (eay@cryptsoft.com)
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This package is an SSL implementation written
   6  * by Eric Young (eay@cryptsoft.com).
   7  * The implementation was written so as to conform with Netscapes SSL.
   8  *
   9  * This library is free for commercial and non-commercial use as long as
  10  * the following conditions are aheared to.  The following conditions
  11  * apply to all code found in this distribution, be it the RC4, RSA,
  12  * lhash, DES, etc., code; not just the SSL code.  The SSL documentation
  13  * included with this distribution is covered by the same copyright terms
  14  * except that the holder is Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com).
  15  *
  16  * Copyright remains Eric Young's, and as such any Copyright notices in
  17  * the code are not to be removed.
  18  * If this package is used in a product, Eric Young should be given attribution
  19  * as the author of the parts of the library used.
  20  * This can be in the form of a textual message at program startup or
  21  * in documentation (online or textual) provided with the package.
  22  *
  23  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  24  * modification, are permitted provided that the following conditions
  25  * are met:
  26  * 1. Redistributions of source code must retain the copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  28  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  29  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  30  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  31  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  32  *    must display the following acknowledgement:
  33  *    "This product includes cryptographic software written by
  34  *     Eric Young (eay@cryptsoft.com)"
  35  *    The word 'cryptographic' can be left out if the rouines from the library
  36  *    being used are not cryptographic related :-).
  37  * 4. If you include any Windows specific code (or a derivative thereof) from
  38  *    the apps directory (application code) you must include an acknowledgement:
  39  *    "This product includes software written by Tim Hudson (tjh@cryptsoft.com)"
  40  *
  41  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ERIC YOUNG ``AS IS'' AND
  42  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  43  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  44  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  45  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  46  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  47  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  48  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  49  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  50  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  51  * SUCH DAMAGE.
  52  *
  53  * The licence and distribution terms for any publically available version or
  54  * derivative of this code cannot be changed.  i.e. this code cannot simply be
  55  * copied and put under another distribution licence
  56  * [including the GNU Public Licence.]
  57  */
  58
  59 #ifndef BN_DEBUG
  60 # undef NDEBUG /* avoid conflicting definitions */
  61 # define NDEBUG
  62 #endif
  63
  64 #include <assert.h>
  65 #include <stdio.h>
  66 #include <stdlib.h>
  67 #include <string.h>
  68 #include "bn_lcl.h"
  69
  70 const char *BN_version="Big Number";
  71
  72 /* For a 32 bit machine
  73  * 2 -   4 ==  128
  74  * 3 -   8 ==  256
  75  * 4 -  16 ==  512
  76  * 5 -  32 == 1024
  77  * 6 -  64 == 2048
  78  * 7 - 128 == 4096
  79  * 8 - 256 == 8192
  80  */
  81 static int bn_limit_bits=0;
  82 static int bn_limit_num=8;        /* (1<<bn_limit_bits) */
  83 static int bn_limit_bits_low=0;
  84 static int bn_limit_num_low=8;    /* (1<<bn_limit_bits_low) */
  85 static int bn_limit_bits_high=0;
  86 static int bn_limit_num_high=8;   /* (1<<bn_limit_bits_high) */
  87 static int bn_limit_bits_mont=0;
  88 static int bn_limit_num_mont=8;   /* (1<<bn_limit_bits_mont) */
  89
  90 int BN_num_bits_word(BN_ULONG l)
  91         {
  92         static const char bits[256]={
  93                 0,1,2,2,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,4,4,
  94                 5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
  95                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
  96                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
  97                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
  98                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
  99                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 100                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 101                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 102                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 103                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 104                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 105                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 106                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 107                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 108                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 109                 };
 110
 111 #if defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
 112         if (l & 0xffffffff00000000L)
 113                 {
 114                 if (l & 0xffff000000000000L)
 115                         {
 116                         if (l & 0xff00000000000000L)
 117                                 {
 118                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
 119                                 }
 120                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
 121                         }
 122                 else
 123                         {
 124                         if (l & 0x0000ff0000000000L)
 125                                 {
 126                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
 127                                 }
 128                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
 129                         }
 130                 }
 131         else
 132 #else
 133 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT
 134         if (l & 0xffffffff00000000LL)
 135                 {
 136                 if (l & 0xffff000000000000LL)
 137                         {
 138                         if (l & 0xff00000000000000LL)
 139                                 {
 140                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
 141                                 }
 142                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
 143                         }
 144                 else
 145                         {
 146                         if (l & 0x0000ff0000000000LL)
 147                                 {
 148                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
 149                                 }
 150                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
 151                         }
 152                 }
 153         else
 154 #endif
 155 #endif
 156                 {
 157 #if defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
 158                 if (l & 0xffff0000L)
 159                         {
 160                         if (l & 0xff000000L)
 161                                 return(bits[(int)(l>>24L)]+24);
 162                         else    return(bits[(int)(l>>16L)]+16);
 163                         }
 164                 else
 165 #endif
 166                         {
 167 #if defined(SIXTEEN_BIT) || defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
 168                         if (l & 0xff00L)
 169                                 return(bits[(int)(l>>8)]+8);
 170                         else
 171 #endif
 172                                 return(bits[(int)(l   )]  );
 173                         }
 174                 }
 175         }
 176
 177 int BN_num_bits(const BIGNUM *a)
 178         {
 179         BN_ULONG l;
 180         int i;
 181
 182         bn_check_top(a);
 183
 184         if (a->top == 0) return(0);
 185         l=a->d[a->top-1];
 186         assert(l != 0);
 187         i=(a->top-1)*BN_BITS2;
 188         return(i+BN_num_bits_word(l));
 189         }
 190
 191 void BN_clear_free(BIGNUM *a)
 192         {
 193         int i;
 194
 195         if (a == NULL) return;
 196         if (a->d != NULL)
 197                 {
 198                 memset(a->d,0,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
 199                 if (!(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
 200                         free(a->d);
 201                 }
 202         i=BN_get_flags(a,BN_FLG_MALLOCED);
 203         memset(a,0,sizeof(BIGNUM));
 204         if (i)
 205                 free(a);
 206         }
 207
 208 void BN_free(BIGNUM *a)
 209         {
 210         if (a == NULL) return;
 211         if ((a->d != NULL) && !(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
 212                 free(a->d);
 213         a->flags|=BN_FLG_FREE; /* REMOVE? */
 214         if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 215                 free(a);
 216         }
 217
 218 void BN_init(BIGNUM *a)
 219         {
 220         memset(a,0,sizeof(BIGNUM));
 221         }
 222
 223 BIGNUM *BN_new(void)
 224         {
 225         BIGNUM *ret;
 226
 227         if ((ret=(BIGNUM *)malloc(sizeof(BIGNUM))) == NULL)
 228                 {
 229                 return(NULL);
 230                 }
 231         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
 232         ret->top=0;
 233         ret->neg=0;
 234         ret->dmax=0;
 235         ret->d=NULL;
 236         return(ret);
 237         }
 238
 239 /* This is an internal function that should not be used in applications.
 240  * It ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number number.
 241  * It is mostly used by the various BIGNUM routines. If there is an error,
 242  * NULL is returned. If not, 'b' is returned. */
 243
 244 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
 245         {
 246         BN_ULONG *A,*a;
 247         const BN_ULONG *B;
 248         int i;
 249
 250         bn_check_top(b);
 251
 252         if (words > b->dmax)
 253                 {
 254                 bn_check_top(b);
 255                 if (BN_get_flags(b,BN_FLG_STATIC_DATA))
 256                         {
 257                         return(NULL);
 258                         }
 259                 a=A=(BN_ULONG *)malloc(sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
 260                 if (A == NULL)
 261                         {
 262                         return(NULL);
 263                         }
 264 #if 1
 265                 B=b->d;
 266                 /* Check if the previous number needs to be copied */
 267                 if (B != NULL)
 268                         {
 269 #if 0
 270                         /* This lot is an unrolled loop to copy b->top
 271                          * BN_ULONGs from B to A
 272                          */
 273 /*
 274  * I have nothing against unrolling but it's usually done for
 275  * several reasons, namely:
 276  * - minimize percentage of decision making code, i.e. branches;
 277  * - avoid cache trashing;
 278  * - make it possible to schedule loads earlier;
 279  * Now let's examine the code below. The cornerstone of C is
 280  * "programmer is always right" and that's what we love it for:-)
 281  * For this very reason C compilers have to be paranoid when it
 282  * comes to data aliasing and assume the worst. Yeah, but what
 283  * does it mean in real life? This means that loop body below will
 284  * be compiled to sequence of loads immediately followed by stores
 285  * as compiler assumes the worst, something in A==B+1 style. As a
 286  * result CPU pipeline is going to starve for incoming data. Secondly
 287  * if A and B happen to share same cache line such code is going to
 288  * cause severe cache trashing. Both factors have severe impact on
 289  * performance of modern CPUs and this is the reason why this
 290  * particular piece of code is #ifdefed away and replaced by more
 291  * "friendly" version found in #else section below. This comment
 292  * also applies to BN_copy function.
 293  *
 294  *                                      <appro@fy.chalmers.se>
 295  */
 296                         for (i=b->top&(~7); i>0; i-=8)
 297                                 {
 298                                 A[0]=B[0]; A[1]=B[1]; A[2]=B[2]; A[3]=B[3];
 299                                 A[4]=B[4]; A[5]=B[5]; A[6]=B[6]; A[7]=B[7];
 300                                 A+=8;
 301                                 B+=8;
 302                                 }
 303                         switch (b->top&7)
 304                                 {
 305                         case 7:
 306                                 A[6]=B[6];
 307                         case 6:
 308                                 A[5]=B[5];
 309                         case 5:
 310                                 A[4]=B[4];
 311                         case 4:
 312                                 A[3]=B[3];
 313                         case 3:
 314                                 A[2]=B[2];
 315                         case 2:
 316                                 A[1]=B[1];
 317                         case 1:
 318                                 A[0]=B[0];
 319                         case 0:
 320                                 /* I need the 'case 0' entry for utrix cc.
 321                                  * If the optimizer is turned on, it does the
 322                                  * switch table by doing
 323                                  * a=top&7
 324                                  * a--;
 325                                  * goto jump_table[a];
 326                                  * If top is 0, this makes us jump to 0xffffffc
 327                                  * which is rather bad :-(.
 328                                  * eric 23-Apr-1998
 329                                  */
 330                                 ;
 331                                 }
 332 #else
 333                         for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
 334                                 {
 335                                 /*
 336                                  * The fact that the loop is unrolled
 337                                  * 4-wise is a tribute to Intel. It's
 338                                  * the one that doesn't have enough
 339                                  * registers to accomodate more data.
 340                                  * I'd unroll it 8-wise otherwise:-)
 341                                  *
 342                                  *              <appro@fy.chalmers.se>
 343                                  */
 344                                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 345                                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 346                                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 347                                 }
 348                         switch (b->top&3)
 349                                 {
 350                                 case 3: A[2]=B[2];
 351                                 case 2: A[1]=B[1];
 352                                 case 1: A[0]=B[0];
 353                                 case 0: ; /* ultrix cc workaround, see above */
 354                                 }
 355 #endif
 356                         free(b->d);
 357                         }
 358
 359                 b->d=a;
 360                 b->dmax=words;
 361
 362                 /* Now need to zero any data between b->top and b->max */
 363
 364                 A= &(b->d[b->top]);
 365                 for (i=(b->dmax - b->top)>>3; i>0; i--,A+=8)
 366                         {
 367                         A[0]=0; A[1]=0; A[2]=0; A[3]=0;
 368                         A[4]=0; A[5]=0; A[6]=0; A[7]=0;
 369                         }
 370                 for (i=(b->dmax - b->top)&7; i>0; i--,A++)
 371                         A[0]=0;
 372 #else
 373                         memset(A,0,sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
 374                         memcpy(A,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
 375                         b->d=a;
 376                         b->max=words;
 377 #endif
 378
 379 /*              memset(&(p[b->max]),0,((words+1)-b->max)*sizeof(BN_ULONG)); */
 380 /*      { int i; for (i=b->max; i<words+1; i++) p[i]=i;} */
 381
 382                 }
 383         return(b);
 384         }
 385
 386 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 387         {
 388         int i;
 389         BN_ULONG *A;
 390         const BN_ULONG *B;
 391
 392         bn_check_top(b);
 393
 394         if (a == b) return(a);
 395         if (bn_wexpand(a,b->top) == NULL) return(NULL);
 396
 397 #if 1
 398         A=a->d;
 399         B=b->d;
 400         for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
 401                 {
 402                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 403                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 404                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 405                 }
 406         switch (b->top&3)
 407                 {
 408                 case 3: A[2]=B[2];
 409                 case 2: A[1]=B[1];
 410                 case 1: A[0]=B[0];
 411                 case 0: ; /* ultrix cc workaround, see comments in bn_expand2 */
 412                 }
 413 #else
 414         memcpy(a->d,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
 415 #endif
 416
 417 /*      memset(&(a->d[b->top]),0,sizeof(a->d[0])*(a->max-b->top));*/
 418         a->top=b->top;
 419         if ((a->top == 0) && (a->d != NULL))
 420                 a->d[0]=0;
 421         a->neg=b->neg;
 422         return(a);
 423         }
 424
 425 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
 426         {
 427         int i,n;
 428         if (bn_expand(a,sizeof(BN_ULONG)*8) == NULL) return(0);
 429
 430         n=sizeof(BN_ULONG)/BN_BYTES;
 431         a->neg=0;
 432         a->top=0;
 433         a->d[0]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
 434         if (a->d[0] != 0) a->top=1;
 435         for (i=1; i<n; i++)
 436                 {
 437                 /* the following is done instead of
 438                  * w>>=BN_BITS2 so compilers don't complain
 439                  * on builds where sizeof(long) == BN_TYPES */
 440 #ifndef SIXTY_FOUR_BIT /* the data item > unsigned long */
 441                 w>>=BN_BITS4;
 442                 w>>=BN_BITS4;
 443 #else
 444                 w=0;
 445 #endif
 446                 a->d[i]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
 447                 if (a->d[i] != 0) a->top=i+1;
 448                 }
 449         return(1);
 450         }
 451
 452 /* ignore negative */
 453 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 454         {
 455         unsigned int i,m;
 456         unsigned int n;
 457         BN_ULONG l;
 458
 459         if (ret == NULL) ret=BN_new();
 460         if (ret == NULL) return(NULL);
 461         l=0;
 462         n=len;
 463         if (n == 0)
 464                 {
 465                 ret->top=0;
 466                 return(ret);
 467                 }
 468         if (bn_expand(ret,(int)(n+2)*8) == NULL)
 469                 return(NULL);
 470         i=((n-1)/BN_BYTES)+1;
 471         m=((n-1)%(BN_BYTES));
 472         ret->top=i;
 473         while (n-- > 0)
 474                 {
 475                 l=(l<<8L)| *(s++);
 476                 if (m-- == 0)
 477                         {
 478                         ret->d[--i]=l;
 479                         l=0;
 480                         m=BN_BYTES-1;
 481                         }
 482                 }
 483         /* need to call this due to clear byte at top if avoiding
 484          * having the top bit set (-ve number) */
 485         bn_fix_top(ret);
 486         return(ret);
 487         }
 488
 489 /* ignore negative */
 490 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
 491         {
 492         int n,i;
 493         BN_ULONG l;
 494
 495         n=i=BN_num_bytes(a);
 496         while (i-- > 0)
 497                 {
 498                 l=a->d[i/BN_BYTES];
 499                 *(to++)=(unsigned char)(l>>(8*(i%BN_BYTES)))&0xff;
 500                 }
 501         return(n);
 502         }
 503
 504 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 505         {
 506         int i;
 507         BN_ULONG t1,t2,*ap,*bp;
 508
 509         bn_check_top(a);
 510         bn_check_top(b);
 511
 512         i=a->top-b->top;
 513         if (i != 0) return(i);
 514         ap=a->d;
 515         bp=b->d;
 516         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 517                 {
 518                 t1= ap[i];
 519                 t2= bp[i];
 520                 if (t1 != t2)
 521                         return(t1 > t2?1:-1);
 522                 }
 523         return(0);
 524         }
 525
 526 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 527         {
 528         int i;
 529         int gt,lt;
 530         BN_ULONG t1,t2;
 531
 532         if ((a == NULL) || (b == NULL))
 533                 {
 534                 if (a != NULL)
 535                         return(-1);
 536                 else if (b != NULL)
 537                         return(1);
 538                 else
 539                         return(0);
 540                 }
 541
 542         bn_check_top(a);
 543         bn_check_top(b);
 544
 545         if (a->neg != b->neg)
 546                 {
 547                 if (a->neg)
 548                         return(-1);
 549                 else    return(1);
 550                 }
 551         if (a->neg == 0)
 552                 { gt=1; lt= -1; }
 553         else    { gt= -1; lt=1; }
 554
 555         if (a->top > b->top) return(gt);
 556         if (a->top < b->top) return(lt);
 557         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 558                 {
 559                 t1=a->d[i];
 560                 t2=b->d[i];
 561                 if (t1 > t2) return(gt);
 562                 if (t1 < t2) return(lt);
 563                 }
 564         return(0);
 565         }
 566
 567 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
 568         {
 569         int i,j;
 570
 571         if (n < 0) return(0);
 572         i=n/BN_BITS2;
 573         j=n%BN_BITS2;
 574         if (a->top <= i) return(0);
 575         return((a->d[i]&(((BN_ULONG)1)<<j))?1:0);
 576         }