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