c1b0e230ea270193be9633a14c35e548dfec85e3
[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(BN_RECP_CTX *recp)
64         {
65         BN_init(&(recp->N));
66         BN_init(&(recp->Nr));
67         recp->num_bits=0;
68         recp->flags=0;
69         }
70
71 BN_RECP_CTX *BN_RECP_CTX_new(void)
72         {
73         BN_RECP_CTX *ret;
74
75         if ((ret=(BN_RECP_CTX *)Malloc(sizeof(BN_RECP_CTX))) == NULL)
76                 return(NULL);
77
78         BN_RECP_CTX_init(ret);
79         ret->flags=BN_FLG_MALLOCED;
80         return(ret);
81         }
82
83 void BN_RECP_CTX_free(BN_RECP_CTX *recp)
84         {
85         if(recp == NULL)
86             return;
87
88         BN_free(&(recp->N));
89         BN_free(&(recp->Nr));
90         if (recp->flags & BN_FLG_MALLOCED)
91                 Free(recp);
92         }
93
94 int BN_RECP_CTX_set(BN_RECP_CTX *recp, const BIGNUM *d, BN_CTX *ctx)
95         {
96         BN_copy(&(recp->N),d);
97         BN_zero(&(recp->Nr));
98         recp->num_bits=BN_num_bits(d);
99         recp->shift=0;
100         return(1);
101         }
102
103 int BN_mod_mul_reciprocal(BIGNUM *r, BIGNUM *x, BIGNUM *y, BN_RECP_CTX *recp,
104              BN_CTX *ctx)
105         {
106         int ret=0;
107         BIGNUM *a;
108
109         a= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
110         if (y != NULL)
111                 {
112                 if (x == y)
113                         { if (!BN_sqr(a,x,ctx)) goto err; }
114                 else
115                         { if (!BN_mul(a,x,y,ctx)) goto err; }
116                 }
117         else
118                 a=x; /* Just do the mod */
119
120         BN_div_recp(NULL,r,a,recp,ctx);
121         ret=1;
122 err:
123         ctx->tos--;
124         return(ret);
125         }
126
127 int BN_div_recp(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, BIGNUM *m, BN_RECP_CTX *recp,
128              BN_CTX *ctx)
129         {
130         int i,j,tos,ret=0,ex;
131         BIGNUM *a,*b,*d,*r;
132
133         tos=ctx->tos;
134         a= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
135         b= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
136         if (dv != NULL)
137                 d=dv;
138         else
139                 d= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
140         if (rem != NULL)
141                 r=rem;
142         else
143                 r= &(ctx->bn[ctx->tos++]);
144
145         if (BN_ucmp(m,&(recp->N)) < 0)
146                 {
147                 BN_zero(d);
148                 BN_copy(r,m);
149                 ctx->tos=tos;
150                 return(1);
151                 }
152
153         /* We want the remainder
154          * Given input of ABCDEF / ab
155          * we need multiply ABCDEF by 3 digests of the reciprocal of ab
156          *
157          */
158         i=BN_num_bits(m);
159
160         j=recp->num_bits*2;
161         if (j > i)
162                 {
163                 i=j;
164                 ex=0;
165                 }
166         else
167                 {
168                 ex=(i-j)/2;
169                 }
170
171         j=i/2;
172
173         if (i != recp->shift)
174                 recp->shift=BN_reciprocal(&(recp->Nr),&(recp->N),
175                         i,ctx);
176
177         if (!BN_rshift(a,m,j-ex)) goto err;
178         if (!BN_mul(b,a,&(recp->Nr),ctx)) goto err;
179         if (!BN_rshift(d,b,j+ex)) goto err;
180         d->neg=0;
181         if (!BN_mul(b,&(recp->N),d,ctx)) goto err;
182         if (!BN_usub(r,m,b)) goto err;
183         r->neg=0;
184
185         j=0;
186 #if 1
187         while (BN_ucmp(r,&(recp->N)) >= 0)
188                 {
189                 if (j++ > 2)
190                         {
191                         BNerr(BN_F_BN_MOD_MUL_RECIPROCAL,BN_R_BAD_RECIPROCAL);
192                         goto err;
193                         }
194                 if (!BN_usub(r,r,&(recp->N))) goto err;
195                 if (!BN_add_word(d,1)) goto err;
196                 }
197 #endif
198
199         r->neg=BN_is_zero(r)?0:m->neg;
200         d->neg=m->neg^recp->N.neg;
201         ret=1;
202 err:
203         ctx->tos=tos;
204         return(ret);
205         } 
206
207 /* len is the expected size of the result
208  * We actually calculate with an extra word of precision, so
209  * we can do faster division if the remainder is not required.
210  */
211 int BN_reciprocal(BIGNUM *r, BIGNUM *m, int len, BN_CTX *ctx)
212         {
213         int ret= -1;
214         BIGNUM t;
215
216         BN_init(&t);
217
218         BN_zero(&t);
219         if (!BN_set_bit(&t,len)) goto err;
220
221         if (!BN_div(r,NULL,&t,m,ctx)) goto err;
222         ret=len;
223 err:
224         BN_free(&t);
225         return(ret);
226         }
227