New functions BN_CTX_start(), BN_CTX_get(), BN_CTX_end() to access
[openssl.git] / crypto / bn / bn_gcd.c
1 /* crypto/bn/bn_gcd.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 static BIGNUM *euclid(BIGNUM *a, BIGNUM *b);
64
65 int BN_gcd(BIGNUM *r, BIGNUM *in_a, BIGNUM *in_b, BN_CTX *ctx)
66         {
67         BIGNUM *a,*b,*t;
68         int ret=0;
69
70         bn_check_top(in_a);
71         bn_check_top(in_b);
72
73         BN_CTX_start(ctx);
74         a = BN_CTX_get(ctx);
75         b = BN_CTX_get(ctx);
76         if (a == NULL || b == NULL) goto err;
77
78         if (BN_copy(a,in_a) == NULL) goto err;
79         if (BN_copy(b,in_b) == NULL) goto err;
80
81         if (BN_cmp(a,b) < 0) { t=a; a=b; b=t; }
82         t=euclid(a,b);
83         if (t == NULL) goto err;
84
85         if (BN_copy(r,t) == NULL) goto err;
86         ret=1;
87 err:
88         BN_CTX_end(ctx);
89         return(ret);
90         }
91
92 static BIGNUM *euclid(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
93         {
94         BIGNUM *t;
95         int shifts=0;
96
97         bn_check_top(a);
98         bn_check_top(b);
99
100         for (;;)
101                 {
102                 if (BN_is_zero(b))
103                         break;
104
105                 if (BN_is_odd(a))
106                         {
107                         if (BN_is_odd(b))
108                                 {
109                                 if (!BN_sub(a,a,b)) goto err;
110                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
111                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
112                                         { t=a; a=b; b=t; }
113                                 }
114                         else            /* a odd - b even */
115                                 {
116                                 if (!BN_rshift1(b,b)) goto err;
117                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
118                                         { t=a; a=b; b=t; }
119                                 }
120                         }
121                 else                    /* a is even */
122                         {
123                         if (BN_is_odd(b))
124                                 {
125                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
126                                 if (BN_cmp(a,b) < 0)
127                                         { t=a; a=b; b=t; }
128                                 }
129                         else            /* a even - b even */
130                                 {
131                                 if (!BN_rshift1(a,a)) goto err;
132                                 if (!BN_rshift1(b,b)) goto err;
133                                 shifts++;
134                                 }
135                         }
136                 }
137         if (shifts)
138                 {
139                 if (!BN_lshift(a,a,shifts)) goto err;
140                 }
141         return(a);
142 err:
143         return(NULL);
144         }
145
146 /* solves ax == 1 (mod n) */
147 BIGNUM *BN_mod_inverse(BIGNUM *in, BIGNUM *a, const BIGNUM *n, BN_CTX *ctx)
148         {
149         BIGNUM *A,*B,*X,*Y,*M,*D,*R=NULL;
150         BIGNUM *T,*ret=NULL;
151         int sign;
152
153         bn_check_top(a);
154         bn_check_top(n);
155
156         BN_CTX_start(ctx);
157         A = BN_CTX_get(ctx);
158         B = BN_CTX_get(ctx);
159         X = BN_CTX_get(ctx);
160         D = BN_CTX_get(ctx);
161         M = BN_CTX_get(ctx);
162         Y = BN_CTX_get(ctx);
163         if (Y == NULL) goto err;
164
165         if (in == NULL)
166                 R=BN_new();
167         else
168                 R=in;
169         if (R == NULL) goto err;
170
171         BN_zero(X);
172         BN_one(Y);
173         if (BN_copy(A,a) == NULL) goto err;
174         if (BN_copy(B,n) == NULL) goto err;
175         sign=1;
176
177         while (!BN_is_zero(B))
178                 {
179                 if (!BN_div(D,M,A,B,ctx)) goto err;
180                 T=A;
181                 A=B;
182                 B=M;
183                 /* T has a struct, M does not */
184
185                 if (!BN_mul(T,D,X,ctx)) goto err;
186                 if (!BN_add(T,T,Y)) goto err;
187                 M=Y;
188                 Y=X;
189                 X=T;
190                 sign= -sign;
191                 }
192         if (sign < 0)
193                 {
194                 if (!BN_sub(Y,n,Y)) goto err;
195                 }
196
197         if (BN_is_one(A))
198                 { if (!BN_mod(R,Y,n,ctx)) goto err; }
199         else
200                 {
201                 BNerr(BN_F_BN_MOD_INVERSE,BN_R_NO_INVERSE);
202                 goto err;
203                 }
204         ret=R;
205 err:
206         if ((ret == NULL) && (in == NULL)) BN_free(R);
207         BN_CTX_end(ctx);
208         return(ret);
209         }
210