crypto/bn/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 <limits.h>
  66 #include <stdio.h>
  67 #include "cryptlib.h"
  68 #include "bn_lcl.h"
  69
  70 const char *BN_version="Big Number" OPENSSL_VERSION_PTEXT;
  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 void BN_set_params(int mult, int high, int low, int mont)
  91         {
  92         if (mult >= 0)
  93                 {
  94                 if (mult > (int)(sizeof(int)*8)-1)
  95                         mult=sizeof(int)*8-1;
  96                 bn_limit_bits=mult;
  97                 bn_limit_num=1<<mult;
  98                 }
  99         if (high >= 0)
 100                 {
 101                 if (high > (int)(sizeof(int)*8)-1)
 102                         high=sizeof(int)*8-1;
 103                 bn_limit_bits_high=high;
 104                 bn_limit_num_high=1<<high;
 105                 }
 106         if (low >= 0)
 107                 {
 108                 if (low > (int)(sizeof(int)*8)-1)
 109                         low=sizeof(int)*8-1;
 110                 bn_limit_bits_low=low;
 111                 bn_limit_num_low=1<<low;
 112                 }
 113         if (mont >= 0)
 114                 {
 115                 if (mont > (int)(sizeof(int)*8)-1)
 116                         mont=sizeof(int)*8-1;
 117                 bn_limit_bits_mont=mont;
 118                 bn_limit_num_mont=1<<mont;
 119                 }
 120         }
 121
 122 int BN_get_params(int which)
 123         {
 124         if      (which == 0) return(bn_limit_bits);
 125         else if (which == 1) return(bn_limit_bits_high);
 126         else if (which == 2) return(bn_limit_bits_low);
 127         else if (which == 3) return(bn_limit_bits_mont);
 128         else return(0);
 129         }
 130
 131 const BIGNUM *BN_value_one(void)
 132         {
 133         static BN_ULONG data_one=1L;
 134         static BIGNUM const_one={&data_one,1,1,0,BN_FLG_STATIC_DATA};
 135
 136         return(&const_one);
 137         }
 138
 139 char *BN_options(void)
 140         {
 141         static int init=0;
 142         static char data[16];
 143
 144         if (!init)
 145                 {
 146                 init++;
 147 #ifdef BN_LLONG
 148                 sprintf(data,"bn(%d,%d)",(int)sizeof(BN_ULLONG)*8,
 149                         (int)sizeof(BN_ULONG)*8);
 150 #else
 151                 sprintf(data,"bn(%d,%d)",(int)sizeof(BN_ULONG)*8,
 152                         (int)sizeof(BN_ULONG)*8);
 153 #endif
 154                 }
 155         return(data);
 156         }
 157
 158 int BN_num_bits_word(BN_ULONG l)
 159         {
 160         static const char bits[256]={
 161                 0,1,2,2,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,4,4,
 162                 5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
 163                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
 164                 6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
 165                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 166                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 167                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 168                 7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 169                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 170                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 171                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 172                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 173                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 174                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 175                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 176                 8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,
 177                 };
 178
 179 #if defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
 180         if (l & 0xffffffff00000000L)
 181                 {
 182                 if (l & 0xffff000000000000L)
 183                         {
 184                         if (l & 0xff00000000000000L)
 185                                 {
 186                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
 187                                 }
 188                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
 189                         }
 190                 else
 191                         {
 192                         if (l & 0x0000ff0000000000L)
 193                                 {
 194                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
 195                                 }
 196                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
 197                         }
 198                 }
 199         else
 200 #else
 201 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT
 202         if (l & 0xffffffff00000000LL)
 203                 {
 204                 if (l & 0xffff000000000000LL)
 205                         {
 206                         if (l & 0xff00000000000000LL)
 207                                 {
 208                                 return(bits[(int)(l>>56)]+56);
 209                                 }
 210                         else    return(bits[(int)(l>>48)]+48);
 211                         }
 212                 else
 213                         {
 214                         if (l & 0x0000ff0000000000LL)
 215                                 {
 216                                 return(bits[(int)(l>>40)]+40);
 217                                 }
 218                         else    return(bits[(int)(l>>32)]+32);
 219                         }
 220                 }
 221         else
 222 #endif
 223 #endif
 224                 {
 225 #if defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
 226                 if (l & 0xffff0000L)
 227                         {
 228                         if (l & 0xff000000L)
 229                                 return(bits[(int)(l>>24L)]+24);
 230                         else    return(bits[(int)(l>>16L)]+16);
 231                         }
 232                 else
 233 #endif
 234                         {
 235 #if defined(SIXTEEN_BIT) || defined(THIRTY_TWO_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT) || defined(SIXTY_FOUR_BIT_LONG)
 236                         if (l & 0xff00L)
 237                                 return(bits[(int)(l>>8)]+8);
 238                         else
 239 #endif
 240                                 return(bits[(int)(l   )]  );
 241                         }
 242                 }
 243         }
 244
 245 int BN_num_bits(const BIGNUM *a)
 246         {
 247         BN_ULONG l;
 248         int i;
 249
 250         bn_check_top(a);
 251
 252         if (a->top == 0) return(0);
 253         l=a->d[a->top-1];
 254         assert(l != 0);
 255         i=(a->top-1)*BN_BITS2;
 256         return(i+BN_num_bits_word(l));
 257         }
 258
 259 void BN_clear_free(BIGNUM *a)
 260         {
 261         int i;
 262
 263         if (a == NULL) return;
 264         if (a->d != NULL)
 265                 {
 266                 OPENSSL_cleanse(a->d,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
 267                 if (!(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
 268                         OPENSSL_free(a->d);
 269                 }
 270         i=BN_get_flags(a,BN_FLG_MALLOCED);
 271         OPENSSL_cleanse(a,sizeof(BIGNUM));
 272         if (i)
 273                 OPENSSL_free(a);
 274         }
 275
 276 void BN_free(BIGNUM *a)
 277         {
 278         if (a == NULL) return;
 279         if ((a->d != NULL) && !(BN_get_flags(a,BN_FLG_STATIC_DATA)))
 280                 OPENSSL_free(a->d);
 281         a->flags|=BN_FLG_FREE; /* REMOVE? */
 282         if (a->flags & BN_FLG_MALLOCED)
 283                 OPENSSL_free(a);
 284         }
 285
 286 void BN_init(BIGNUM *a)
 287         {
 288         memset(a,0,sizeof(BIGNUM));
 289         bn_check_top(a);
 290         }
 291
 292 BIGNUM *BN_new(void)
 293         {
 294         BIGNUM *ret;
 295
 296         if ((ret=(BIGNUM *)OPENSSL_malloc(sizeof(BIGNUM))) == NULL)
 297                 {
 298                 BNerr(BN_F_BN_NEW,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 299                 return(NULL);
 300                 }
 301         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
 302         ret->top=0;
 303         ret->neg=0;
 304         ret->dmax=0;
 305         ret->d=NULL;
 306         bn_check_top(ret);
 307         return(ret);
 308         }
 309
 310 /* This is used both by bn_expand2() and bn_dup_expand() */
 311 /* The caller MUST check that words > b->dmax before calling this */
 312 static BN_ULONG *bn_expand_internal(const BIGNUM *b, int words)
 313         {
 314         BN_ULONG *A,*a = NULL;
 315         const BN_ULONG *B;
 316         int i;
 317
 318         if (words > (INT_MAX/(4*BN_BITS2)))
 319                 {
 320                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_BIGNUM_TOO_LONG);
 321                 return NULL;
 322                 }
 323
 324         bn_check_top(b);
 325         if (BN_get_flags(b,BN_FLG_STATIC_DATA))
 326                 {
 327                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,BN_R_EXPAND_ON_STATIC_BIGNUM_DATA);
 328                 return(NULL);
 329                 }
 330         a=A=(BN_ULONG *)OPENSSL_malloc(sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
 331         if (A == NULL)
 332                 {
 333                 BNerr(BN_F_BN_EXPAND_INTERNAL,ERR_R_MALLOC_FAILURE);
 334                 return(NULL);
 335                 }
 336 #if 1
 337         B=b->d;
 338         /* Check if the previous number needs to be copied */
 339         if (B != NULL)
 340                 {
 341                 for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
 342                         {
 343                         /*
 344                          * The fact that the loop is unrolled
 345                          * 4-wise is a tribute to Intel. It's
 346                          * the one that doesn't have enough
 347                          * registers to accomodate more data.
 348                          * I'd unroll it 8-wise otherwise:-)
 349                          *
 350                          *              <appro@fy.chalmers.se>
 351                          */
 352                         BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 353                         a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 354                         A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 355                         }
 356                 switch (b->top&3)
 357                         {
 358                 case 3: A[2]=B[2];
 359                 case 2: A[1]=B[1];
 360                 case 1: A[0]=B[0];
 361                 case 0: /* workaround for ultrix cc: without 'case 0', the optimizer does
 362                          * the switch table by doing a=top&3; a--; goto jump_table[a];
 363                          * which fails for top== 0 */
 364                         ;
 365                         }
 366                 }
 367
 368 #else
 369         memset(A,0,sizeof(BN_ULONG)*(words+1));
 370         memcpy(A,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
 371 #endif
 372
 373         return(a);
 374         }
 375
 376 /* This is an internal function that can be used instead of bn_expand2()
 377  * when there is a need to copy BIGNUMs instead of only expanding the
 378  * data part, while still expanding them.
 379  * Especially useful when needing to expand BIGNUMs that are declared
 380  * 'const' and should therefore not be changed.
 381  * The reason to use this instead of a BN_dup() followed by a bn_expand2()
 382  * is memory allocation overhead.  A BN_dup() followed by a bn_expand2()
 383  * will allocate new memory for the BIGNUM data twice, and free it once,
 384  * while bn_dup_expand() makes sure allocation is made only once.
 385  */
 386
 387 BIGNUM *bn_dup_expand(const BIGNUM *b, int words)
 388         {
 389         BIGNUM *r = NULL;
 390
 391         /* This function does not work if
 392          *      words <= b->dmax && top < words
 393          * because BN_dup() does not preserve 'dmax'!
 394          * (But bn_dup_expand() is not used anywhere yet.)
 395          */
 396
 397         if (words > b->dmax)
 398                 {
 399                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
 400
 401                 if (a)
 402                         {
 403                         r = BN_new();
 404                         if (r)
 405                                 {
 406                                 r->top = b->top;
 407                                 r->dmax = words;
 408                                 r->neg = b->neg;
 409                                 r->d = a;
 410                                 }
 411                         else
 412                                 {
 413                                 /* r == NULL, BN_new failure */
 414                                 OPENSSL_free(a);
 415                                 }
 416                         }
 417                 /* If a == NULL, there was an error in allocation in
 418                    bn_expand_internal(), and NULL should be returned */
 419                 }
 420         else
 421                 {
 422                 r = BN_dup(b);
 423                 }
 424
 425         bn_check_top(r);
 426         return r;
 427         }
 428
 429 /* This is an internal function that should not be used in applications.
 430  * It ensures that 'b' has enough room for a 'words' word number
 431  * and initialises any unused part of b->d with leading zeros.
 432  * It is mostly used by the various BIGNUM routines. If there is an error,
 433  * NULL is returned. If not, 'b' is returned. */
 434
 435 BIGNUM *bn_expand2(BIGNUM *b, int words)
 436         {
 437         BN_ULONG *A;
 438         int i;
 439
 440         if (words > b->dmax)
 441                 {
 442                 BN_ULONG *a = bn_expand_internal(b, words);
 443
 444                 if (a)
 445                         {
 446                         if (b->d)
 447                                 OPENSSL_free(b->d);
 448                         b->d=a;
 449                         b->dmax=words;
 450                         }
 451                 else
 452                         b = NULL;
 453                 }
 454
 455         /* NB: bn_wexpand() calls this only if the BIGNUM really has to grow */
 456         if ((b != NULL) && (b->top < b->dmax))
 457                 {
 458                 A = &(b->d[b->top]);
 459                 for (i=(b->dmax - b->top)>>3; i>0; i--,A+=8)
 460                         {
 461                         A[0]=0; A[1]=0; A[2]=0; A[3]=0;
 462                         A[4]=0; A[5]=0; A[6]=0; A[7]=0;
 463                         }
 464                 for (i=(b->dmax - b->top)&7; i>0; i--,A++)
 465                         A[0]=0;
 466                 assert(A == &(b->d[b->dmax]));
 467                 }
 468         else if(b) bn_check_top(b);
 469         return b;
 470         }
 471
 472 BIGNUM *BN_dup(const BIGNUM *a)
 473         {
 474         BIGNUM *r, *t;
 475
 476         if (a == NULL) return NULL;
 477
 478         bn_check_top(a);
 479
 480         t = BN_new();
 481         if (t == NULL) return(NULL);
 482         r = BN_copy(t, a);
 483         /* now  r == t || r == NULL */
 484         if (r == NULL)
 485                 BN_free(t);
 486         bn_check_top(r);
 487         return r;
 488         }
 489
 490 BIGNUM *BN_copy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 491         {
 492         int i;
 493         BN_ULONG *A;
 494         const BN_ULONG *B;
 495
 496         bn_check_top(b);
 497
 498         if (a == b) return(a);
 499         if (bn_wexpand(a,b->top) == NULL) return(NULL);
 500
 501 #if 1
 502         A=a->d;
 503         B=b->d;
 504         for (i=b->top>>2; i>0; i--,A+=4,B+=4)
 505                 {
 506                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 507                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 508                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 509                 }
 510         switch (b->top&3)
 511                 {
 512                 case 3: A[2]=B[2];
 513                 case 2: A[1]=B[1];
 514                 case 1: A[0]=B[0];
 515                 case 0: ; /* ultrix cc workaround, see comments in bn_expand_internal */
 516                 }
 517 #else
 518         memcpy(a->d,b->d,sizeof(b->d[0])*b->top);
 519 #endif
 520
 521 /*      memset(&(a->d[b->top]),0,sizeof(a->d[0])*(a->max-b->top));*/
 522         a->top=b->top;
 523         if ((a->top == 0) && (a->d != NULL))
 524                 a->d[0]=0;
 525         a->neg=b->neg;
 526         bn_check_top(a);
 527         return(a);
 528         }
 529
 530 BIGNUM *BN_ncopy(BIGNUM *a, const BIGNUM *b, size_t n)
 531         {
 532         int i, min;
 533         BN_ULONG *A;
 534         const BN_ULONG *B;
 535
 536         bn_check_top(b);
 537
 538         if (a == b)
 539                 return a;
 540
 541         min = (b->top < (int)n)? b->top: (int)n;
 542
 543         if (!min)
 544                 {
 545                 BN_zero(a);
 546                 return a;
 547                 }
 548
 549         if (bn_wexpand(a, min) == NULL)
 550                 return NULL;
 551
 552         A=a->d;
 553         B=b->d;
 554         for (i=min>>2; i>0; i--, A+=4, B+=4)
 555                 {
 556                 BN_ULONG a0,a1,a2,a3;
 557                 a0=B[0]; a1=B[1]; a2=B[2]; a3=B[3];
 558                 A[0]=a0; A[1]=a1; A[2]=a2; A[3]=a3;
 559                 }
 560         switch (min&3)
 561                 {
 562                 case 3: A[2]=B[2];
 563                 case 2: A[1]=B[1];
 564                 case 1: A[0]=B[0];
 565                 case 0: ;
 566                 }
 567         a->top = min;
 568
 569         a->neg = b->neg;
 570         bn_correct_top(a);
 571
 572         bn_check_top(a);
 573         return(a);
 574         }
 575
 576 void BN_swap(BIGNUM *a, BIGNUM *b)
 577         {
 578         int flags_old_a, flags_old_b;
 579         BN_ULONG *tmp_d;
 580         int tmp_top, tmp_dmax, tmp_neg;
 581
 582         bn_check_top(a);
 583         bn_check_top(b);
 584
 585         flags_old_a = a->flags;
 586         flags_old_b = b->flags;
 587
 588         tmp_d = a->d;
 589         tmp_top = a->top;
 590         tmp_dmax = a->dmax;
 591         tmp_neg = a->neg;
 592
 593         a->d = b->d;
 594         a->top = b->top;
 595         a->dmax = b->dmax;
 596         a->neg = b->neg;
 597
 598         b->d = tmp_d;
 599         b->top = tmp_top;
 600         b->dmax = tmp_dmax;
 601         b->neg = tmp_neg;
 602
 603         a->flags = (flags_old_a & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_b & BN_FLG_STATIC_DATA);
 604         b->flags = (flags_old_b & BN_FLG_MALLOCED) | (flags_old_a & BN_FLG_STATIC_DATA);
 605         bn_check_top(a);
 606         bn_check_top(b);
 607         }
 608
 609
 610 void BN_clear(BIGNUM *a)
 611         {
 612         bn_check_top(a);
 613         if (a->d != NULL)
 614                 memset(a->d,0,a->dmax*sizeof(a->d[0]));
 615         a->top=0;
 616         a->neg=0;
 617         }
 618
 619 BN_ULONG BN_get_word(const BIGNUM *a)
 620         {
 621         int i,n;
 622         BN_ULONG ret=0;
 623
 624         n=BN_num_bytes(a);
 625         if (n > (int)sizeof(BN_ULONG))
 626                 return(BN_MASK2);
 627         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 628                 {
 629 #ifndef SIXTY_FOUR_BIT /* the data item > unsigned long */
 630                 ret<<=BN_BITS4; /* stops the compiler complaining */
 631                 ret<<=BN_BITS4;
 632 #else
 633                 ret=0;
 634 #endif
 635                 ret|=a->d[i];
 636                 }
 637         return(ret);
 638         }
 639
 640 int BN_set_word(BIGNUM *a, BN_ULONG w)
 641         {
 642         int i,n;
 643         bn_check_top(a);
 644         if (bn_expand(a,(int)sizeof(BN_ULONG)*8) == NULL) return(0);
 645
 646         n=sizeof(BN_ULONG)/BN_BYTES;
 647         a->neg=0;
 648         a->top=0;
 649         a->d[0]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
 650         if (a->d[0] != 0) a->top=1;
 651         for (i=1; i<n; i++)
 652                 {
 653                 /* the following is done instead of
 654                  * w>>=BN_BITS2 so compilers don't complain
 655                  * on builds where sizeof(long) == BN_TYPES */
 656 #ifndef SIXTY_FOUR_BIT /* the data item > unsigned long */
 657                 w>>=BN_BITS4;
 658                 w>>=BN_BITS4;
 659 #else
 660                 w=0;
 661 #endif
 662                 a->d[i]=(BN_ULONG)w&BN_MASK2;
 663                 if (a->d[i] != 0) a->top=i+1;
 664                 }
 665         bn_check_top(a);
 666         return(1);
 667         }
 668
 669 BIGNUM *BN_bin2bn(const unsigned char *s, int len, BIGNUM *ret)
 670         {
 671         unsigned int i,m;
 672         unsigned int n;
 673         BN_ULONG l;
 674
 675         if (ret == NULL) ret=BN_new();
 676         if (ret == NULL) return(NULL);
 677         bn_check_top(ret);
 678         l=0;
 679         n=len;
 680         if (n == 0)
 681                 {
 682                 ret->top=0;
 683                 return(ret);
 684                 }
 685         if (bn_expand(ret,(int)(n+2)*8) == NULL)
 686                 return(NULL);
 687         i=((n-1)/BN_BYTES)+1;
 688         m=((n-1)%(BN_BYTES));
 689         ret->top=i;
 690         ret->neg=0;
 691         while (n-- > 0)
 692                 {
 693                 l=(l<<8L)| *(s++);
 694                 if (m-- == 0)
 695                         {
 696                         ret->d[--i]=l;
 697                         l=0;
 698                         m=BN_BYTES-1;
 699                         }
 700                 }
 701         /* need to call this due to clear byte at top if avoiding
 702          * having the top bit set (-ve number) */
 703         bn_correct_top(ret);
 704         return(ret);
 705         }
 706
 707 /* ignore negative */
 708 int BN_bn2bin(const BIGNUM *a, unsigned char *to)
 709         {
 710         int n,i;
 711         BN_ULONG l;
 712
 713         bn_check_top(a);
 714         n=i=BN_num_bytes(a);
 715         while (i-- > 0)
 716                 {
 717                 l=a->d[i/BN_BYTES];
 718                 *(to++)=(unsigned char)(l>>(8*(i%BN_BYTES)))&0xff;
 719                 }
 720         return(n);
 721         }
 722
 723 int BN_ucmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 724         {
 725         int i;
 726         BN_ULONG t1,t2,*ap,*bp;
 727
 728         bn_check_top(a);
 729         bn_check_top(b);
 730
 731         i=a->top-b->top;
 732         if (i != 0) return(i);
 733         ap=a->d;
 734         bp=b->d;
 735         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 736                 {
 737                 t1= ap[i];
 738                 t2= bp[i];
 739                 if (t1 != t2)
 740                         return(t1 > t2?1:-1);
 741                 }
 742         return(0);
 743         }
 744
 745 int BN_cmp(const BIGNUM *a, const BIGNUM *b)
 746         {
 747         int i;
 748         int gt,lt;
 749         BN_ULONG t1,t2;
 750
 751         if ((a == NULL) || (b == NULL))
 752                 {
 753                 if (a != NULL)
 754                         return(-1);
 755                 else if (b != NULL)
 756                         return(1);
 757                 else
 758                         return(0);
 759                 }
 760
 761         bn_check_top(a);
 762         bn_check_top(b);
 763
 764         if (a->neg != b->neg)
 765                 {
 766                 if (a->neg)
 767                         return(-1);
 768                 else    return(1);
 769                 }
 770         if (a->neg == 0)
 771                 { gt=1; lt= -1; }
 772         else    { gt= -1; lt=1; }
 773
 774         if (a->top > b->top) return(gt);
 775         if (a->top < b->top) return(lt);
 776         for (i=a->top-1; i>=0; i--)
 777                 {
 778                 t1=a->d[i];
 779                 t2=b->d[i];
 780                 if (t1 > t2) return(gt);
 781                 if (t1 < t2) return(lt);
 782                 }
 783         return(0);
 784         }
 785
 786 int BN_set_bit(BIGNUM *a, int n)
 787         {
 788         int i,j,k;
 789
 790         if (n < 0)
 791                 return 0;
 792
 793         i=n/BN_BITS2;
 794         j=n%BN_BITS2;
 795         if (a->top <= i)
 796                 {
 797                 if (bn_wexpand(a,i+1) == NULL) return(0);
 798                 for(k=a->top; k<i+1; k++)
 799                         a->d[k]=0;
 800                 a->top=i+1;
 801                 }
 802
 803         a->d[i]|=(((BN_ULONG)1)<<j);
 804         bn_check_top(a);
 805         return(1);
 806         }
 807
 808 int BN_clear_bit(BIGNUM *a, int n)
 809         {
 810         int i,j;
 811
 812         if (n < 0)
 813                 return 0;
 814
 815         i=n/BN_BITS2;
 816         j=n%BN_BITS2;
 817         if (a->top <= i) return(0);
 818
 819         a->d[i]&=(~(((BN_ULONG)1)<<j));
 820         bn_correct_top(a);
 821         return(1);
 822         }
 823
 824 int BN_is_bit_set(const BIGNUM *a, int n)
 825         {
 826         int i,j;
 827
 828         if (n < 0) return(0);
 829         i=n/BN_BITS2;
 830         j=n%BN_BITS2;
 831         if (a->top <= i) return(0);
 832         return((a->d[i]&(((BN_ULONG)1)<<j))?1:0);
 833         }
 834
 835 int BN_mask_bits(BIGNUM *a, int n)
 836         {
 837         int b,w;
 838
 839         if (n < 0)
 840                 return 0;
 841
 842         w=n/BN_BITS2;
 843         b=n%BN_BITS2;
 844         if (w >= a->top) return(0);
 845         if (b == 0)
 846                 a->top=w;
 847         else
 848                 {
 849                 a->top=w+1;
 850                 a->d[w]&= ~(BN_MASK2<<b);
 851                 }
 852         bn_correct_top(a);
 853         return(1);
 854         }
 855
 856 int bn_cmp_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b, int n)
 857         {
 858         int i;
 859         BN_ULONG aa,bb;
 860
 861         aa=a[n-1];
 862         bb=b[n-1];
 863         if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
 864         for (i=n-2; i>=0; i--)
 865                 {
 866                 aa=a[i];
 867                 bb=b[i];
 868                 if (aa != bb) return((aa > bb)?1:-1);
 869                 }
 870         return(0);
 871         }
 872
 873 /* Here follows a specialised variants of bn_cmp_words().  It has the
 874    property of performing the operation on arrays of different sizes.
 875    The sizes of those arrays is expressed through cl, which is the
 876    common length ( basicall, min(len(a),len(b)) ), and dl, which is the
 877    delta between the two lengths, calculated as len(a)-len(b).
 878    All lengths are the number of BN_ULONGs...  */
 879
 880 int bn_cmp_part_words(const BN_ULONG *a, const BN_ULONG *b,
 881         int cl, int dl)
 882         {
 883         int n,i;
 884         n = cl-1;
 885
 886         if (dl < 0)
 887                 {
 888                 for (i=dl; i<0; i++)
 889                         {
 890                         if (b[n-i] != 0)
 891                                 return -1; /* a < b */
 892                         }
 893                 }
 894         if (dl > 0)
 895                 {
 896                 for (i=dl; i>0; i--)
 897                         {
 898                         if (a[n+i] != 0)
 899                                 return 1; /* a > b */
 900                         }
 901                 }
 902         return bn_cmp_words(a,b,cl);
 903         }