9405163706aae5dc8064780a2ce879fece80ccdf
[openssl.git] / crypto / bn / bn_add.c
1 /* crypto/bn/bn_add.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 #include <stdio.h>
60 #include "cryptlib.h"
61 #include "bn_lcl.h"
62
63 /* r can == a or b */
64 int BN_add(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
65         {
66         const BIGNUM *tmp;
67         int a_neg = a->neg, ret;
68
69         bn_check_top(a);
70         bn_check_top(b);
71
72         /*  a +  b      a+b
73          *  a + -b      a-b
74          * -a +  b      b-a
75          * -a + -b      -(a+b)
76          */
77         if (a_neg ^ b->neg)
78                 {
79                 /* only one is negative */
80                 if (a_neg)
81                         { tmp=a; a=b; b=tmp; }
82
83                 /* we are now a - b */
84
85                 if (BN_ucmp(a,b) < 0)
86                         {
87                         if (!BN_usub(r,b,a)) return(0);
88                         r->neg=1;
89                         }
90                 else
91                         {
92                         if (!BN_usub(r,a,b)) return(0);
93                         r->neg=0;
94                         }
95                 return(1);
96                 }
97
98         ret = BN_uadd(r,a,b);
99         r->neg = a_neg;
100         bn_check_top(r);
101         return ret;
102         }
103
104 /* unsigned add of b to a */
105 int BN_uadd(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
106         {
107         int max,min,dif;
108         BN_ULONG *ap,*bp,*rp,carry,t1,t2;
109         const BIGNUM *tmp;
110
111         bn_check_top(a);
112         bn_check_top(b);
113
114         if (a->top < b->top)
115                 { tmp=a; a=b; b=tmp; }
116         max = a->top;
117         min = b->top;
118         dif = max - min;
119
120         if (bn_wexpand(r,max+1) == NULL)
121                 return 0;
122
123         r->top=max;
124
125
126         ap=a->d;
127         bp=b->d;
128         rp=r->d;
129
130         carry=bn_add_words(rp,ap,bp,min);
131         rp+=min;
132         ap+=min;
133         bp+=min;
134
135         if (carry)
136                 {
137                 while (dif)
138                         {
139                         dif--;
140                         t1 = *(ap++);
141                         t2 = (t1+1) & BN_MASK2;
142                         *(rp++) = t2;
143                         if (t2)
144                                 {
145                                 carry=0;
146                                 break;
147                                 }
148                         }
149                 if (carry)
150                         {
151                         /* carry != 0 => dif == 0 */
152                         *rp = 1;
153                         r->top++;
154                         }
155                 }
156         if (dif && rp != ap)
157                 while (dif--)
158                         /* copy remaining words if ap != rp */
159                         *(rp++) = *(ap++);
160         r->neg = 0;
161         bn_check_top(r);
162         return 1;
163         }
164
165 /* unsigned subtraction of b from a, a must be larger than b. */
166 int BN_usub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
167         {
168         int max,min,dif;
169         register BN_ULONG t1,t2,*ap,*bp,*rp;
170         int i,carry;
171 #if defined(IRIX_CC_BUG) && !defined(LINT)
172         int dummy;
173 #endif
174
175         bn_check_top(a);
176         bn_check_top(b);
177
178         max = a->top;
179         min = b->top;
180         dif = max - min;
181
182         if (dif < 0)    /* hmm... should not be happening */
183                 {
184                 BNerr(BN_F_BN_USUB,BN_R_ARG2_LT_ARG3);
185                 return(0);
186                 }
187
188         if (bn_wexpand(r,max) == NULL) return(0);
189
190         ap=a->d;
191         bp=b->d;
192         rp=r->d;
193
194 #if 1
195         carry=0;
196         for (i = min; i != 0; i--)
197                 {
198                 t1= *(ap++);
199                 t2= *(bp++);
200                 if (carry)
201                         {
202                         carry=(t1 <= t2);
203                         t1=(t1-t2-1)&BN_MASK2;
204                         }
205                 else
206                         {
207                         carry=(t1 < t2);
208                         t1=(t1-t2)&BN_MASK2;
209                         }
210 #if defined(IRIX_CC_BUG) && !defined(LINT)
211                 dummy=t1;
212 #endif
213                 *(rp++)=t1&BN_MASK2;
214                 }
215 #else
216         carry=bn_sub_words(rp,ap,bp,min);
217         ap+=min;
218         bp+=min;
219         rp+=min;
220 #endif
221         if (carry) /* subtracted */
222                 {
223                 if (!dif)
224                         /* error: a < b */
225                         return 0;
226                 while (dif)
227                         {
228                         dif--;
229                         t1 = *(ap++);
230                         t2 = (t1-1)&BN_MASK2;
231                         *(rp++) = t2;
232                         if (t1)
233                                 break;
234                         }
235                 }
236 #if 0
237         memcpy(rp,ap,sizeof(*rp)*(max-i));
238 #else
239         if (rp != ap)
240                 {
241                 for (;;)
242                         {
243                         if (!dif--) break;
244                         rp[0]=ap[0];
245                         if (!dif--) break;
246                         rp[1]=ap[1];
247                         if (!dif--) break;
248                         rp[2]=ap[2];
249                         if (!dif--) break;
250                         rp[3]=ap[3];
251                         rp+=4;
252                         ap+=4;
253                         }
254                 }
255 #endif
256
257         r->top=max;
258         r->neg=0;
259         bn_correct_top(r);
260         return(1);
261         }
262
263 int BN_sub(BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
264         {
265         int max;
266         int add=0,neg=0;
267         const BIGNUM *tmp;
268
269         bn_check_top(a);
270         bn_check_top(b);
271
272         /*  a -  b      a-b
273          *  a - -b      a+b
274          * -a -  b      -(a+b)
275          * -a - -b      b-a
276          */
277         if (a->neg)
278                 {
279                 if (b->neg)
280                         { tmp=a; a=b; b=tmp; }
281                 else
282                         { add=1; neg=1; }
283                 }
284         else
285                 {
286                 if (b->neg) { add=1; neg=0; }
287                 }
288
289         if (add)
290                 {
291                 if (!BN_uadd(r,a,b)) return(0);
292                 r->neg=neg;
293                 return(1);
294                 }
295
296         /* We are actually doing a - b :-) */
297
298         max=(a->top > b->top)?a->top:b->top;
299         if (bn_wexpand(r,max) == NULL) return(0);
300         if (BN_ucmp(a,b) < 0)
301                 {
302                 if (!BN_usub(r,b,a)) return(0);
303                 r->neg=1;
304                 }
305         else
306                 {
307                 if (!BN_usub(r,a,b)) return(0);
308                 r->neg=0;
309                 }
310         bn_check_top(r);
311         return(1);
312         }
313