97ca857ed1b2463428b1504c79e248ecb1d65d5a
[openssl.git] / crypto / bn / bn_recp.c
1 /* crypto/bn/bn_recp.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 void BN_RECP_CTX_init(recp)
64 BN_RECP_CTX *recp;
65         {
66         BN_init(&(recp->N));
67         BN_init(&(recp->Nr));
68         recp->num_bits=0;
69         recp->flags=0;
70         }
71
72 BN_RECP_CTX *BN_RECP_CTX_new()
73         {
74         BN_RECP_CTX *ret;
75
76         if ((ret=(BN_RECP_CTX *)Malloc(sizeof(BN_RECP_CTX))) == NULL)
77                 return(NULL);
78
79         BN_RECP_CTX_init(ret);
80         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
81         return(ret);
82         }
83
84 void BN_RECP_CTX_free(recp)
85 BN_RECP_CTX *recp;
86         {
87         BN_free(&(recp->N));
88         BN_free(&(recp->Nr));
89         if (recp->flags & BN_FLG_MALLOCED)
90                 Free(recp);
91         }
92
93 int BN_RECP_CTX_set(recp,d,ctx)
94 BN_RECP_CTX *recp;
95 BIGNUM *d;
96 BN_CTX *ctx;
97         {
98         BN_copy(&(recp->N),d);
99         BN_zero(&(recp->Nr));
100         recp->num_bits=BN_num_bits(d);
101         recp->shift=0;
102         return(1);
103         }
104
105 int BN_mod_mul_reciprocal(r, x, y, recp, ctx)
106 BIGNUM *r;
107 BIGNUM *x;
108 BIGNUM *y;
109 BN_RECP_CTX *recp;
110 BN_CTX *ctx;
111         {
112         int ret=0;
113         BIGNUM *a;
114
115         a= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
116         if (y != NULL)
117                 {
118                 if (x == y)
119                         { if (!BN_sqr(a,x,ctx)) goto err; }
120                 else
121                         { if (!BN_mul(a,x,y,ctx)) goto err; }
122                 }
123         else
124                 a=x; /* Just do the mod */
125
126         BN_div_recp(NULL,r,a,recp,ctx);
127         ret=1;
128 err:
129         ctx->tos--;
130         return(ret);
131         }
132
133 int BN_div_recp(dv,rem,m,recp,ctx)
134 BIGNUM *dv;
135 BIGNUM *rem;
136 BIGNUM *m;
137 BN_RECP_CTX *recp;
138 BN_CTX *ctx;
139         {
140         int i,j,tos,ret=0,ex;
141         BIGNUM *a,*b,*d,*r;
142
143         tos=ctx->tos;
144         a= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
145         b= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
146         if (dv != NULL)
147                 d=dv;
148         else
149                 d= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
150         if (rem != NULL)
151                 r=rem;
152         else
153                 r= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
154
155         if (BN_ucmp(m,&(recp->N)) < 0)
156                 {
157                 BN_zero(d);
158                 BN_copy(r,m);
159                 ctx->tos=tos;
160                 return(1);
161                 }
162
163         /* We want the remainder
164          * Given input of ABCDEF / ab
165          * we need multiply ABCDEF by 3 digests of the reciprocal of ab
166          *
167          */
168         i=BN_num_bits(m);
169
170         j=recp->num_bits*2;
171         if (j > i)
172                 {
173                 i=j;
174                 ex=0;
175                 }
176         else
177                 {
178                 ex=(i-j)/2;
179                 }
180
181         j=i/2;
182
183         if (i != recp->shift)
184                 recp->shift=BN_reciprocal(&(recp->Nr),&(recp->N),
185                         i,ctx);
186
187         if (!BN_rshift(a,m,j-ex)) goto err;
188         if (!BN_mul(b,a,&(recp->Nr),ctx)) goto err;
189         if (!BN_rshift(d,b,j+ex)) goto err;
190         d->neg=0;
191         if (!BN_mul(b,&(recp->N),d,ctx)) goto err;
192         if (!BN_usub(r,m,b)) goto err;
193         r->neg=0;
194
195         j=0;
196 #if 1
197         while (BN_ucmp(r,&(recp->N)) >= 0)
198                 {
199                 if (j++ > 2)
200                         {
201                         BNerr(BN_F_BN_MOD_MUL_RECIPROCAL,BN_R_BAD_RECIPROCAL);
202                         goto err;
203                         }
204                 if (!BN_usub(r,r,&(recp->N))) goto err;
205                 if (!BN_add_word(d,1)) goto err;
206                 }
207 #endif
208
209         r->neg=BN_is_zero(r)?0:m->neg;
210         d->neg=m->neg^recp->N.neg;
211         ret=1;
212 err:
213         ctx->tos=tos;
214         return(ret);
215         } 
216
217 /* len is the expected size of the result
218  * We actually calculate with an extra word of precision, so
219  * we can do faster division if the remainder is not required.
220  */
221 int BN_reciprocal(r,m,len,ctx)
222 BIGNUM *r;
223 BIGNUM *m;
224 int len;
225 BN_CTX *ctx;
226         {
227         int ret= -1;
228         BIGNUM t;
229
230         BN_init(&t);
231
232         BN_zero(&t);
233         if (!BN_set_bit(&t,len)) goto err;
234
235         if (!BN_div(r,NULL,&t,m,ctx)) goto err;
236         ret=len;
237 err:
238         BN_free(&t);
239         return(ret);
240         }
241