e1919e3ce68586a863603bc5a57a09c90022ec08
[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         BN_CTX_start(ctx);
110         if ((a = BN_CTX_get(ctx)) == NULL) goto err;
111         if (y != NULL)
112                 {
113                 if (x == y)
114                         { if (!BN_sqr(a,x,ctx)) goto err; }
115                 else
116                         { if (!BN_mul(a,x,y,ctx)) goto err; }
117                 }
118         else
119                 a=x; /* Just do the mod */
120
121         BN_div_recp(NULL,r,a,recp,ctx);
122         ret=1;
123 err:
124         BN_CTX_end(ctx);
125         return(ret);
126         }
127
128 int BN_div_recp(BIGNUM *dv, BIGNUM *rem, BIGNUM *m, BN_RECP_CTX *recp,
129              BN_CTX *ctx)
130         {
131         int i,j,ret=0,ex;
132         BIGNUM *a,*b,*d,*r;
133
134         BN_CTX_start(ctx);
135         a=BN_CTX_get(ctx);
136         b=BN_CTX_get(ctx);
137         if (dv != NULL)
138                 d=dv;
139         else
140                 d=BN_CTX_get(ctx);
141         if (rem != NULL)
142                 r=rem;
143         else
144                 r=BN_CTX_get(ctx);
145         if (a == NULL || b == NULL || d == NULL || r == NULL) goto err;
146
147         if (BN_ucmp(m,&(recp->N)) < 0)
148                 {
149                 BN_zero(d);
150                 BN_copy(r,m);
151                 BN_CTX_end(ctx);
152                 return(1);
153                 }
154
155         /* We want the remainder
156          * Given input of ABCDEF / ab
157          * we need multiply ABCDEF by 3 digests of the reciprocal of ab
158          *
159          */
160         i=BN_num_bits(m);
161
162         j=recp->num_bits*2;
163         if (j > i)
164                 {
165                 i=j;
166                 ex=0;
167                 }
168         else
169                 {
170                 ex=(i-j)/2;
171                 }
172
173         j=i/2;
174
175         if (i != recp->shift)
176                 recp->shift=BN_reciprocal(&(recp->Nr),&(recp->N),
177                         i,ctx);
178
179         if (!BN_rshift(a,m,j-ex)) goto err;
180         if (!BN_mul(b,a,&(recp->Nr),ctx)) goto err;
181         if (!BN_rshift(d,b,j+ex)) goto err;
182         d->neg=0;
183         if (!BN_mul(b,&(recp->N),d,ctx)) goto err;
184         if (!BN_usub(r,m,b)) goto err;
185         r->neg=0;
186
187         j=0;
188 #if 1
189         while (BN_ucmp(r,&(recp->N)) >= 0)
190                 {
191                 if (j++ > 2)
192                         {
193                         BNerr(BN_F_BN_MOD_MUL_RECIPROCAL,BN_R_BAD_RECIPROCAL);
194                         goto err;
195                         }
196                 if (!BN_usub(r,r,&(recp->N))) goto err;
197                 if (!BN_add_word(d,1)) goto err;
198                 }
199 #endif
200
201         r->neg=BN_is_zero(r)?0:m->neg;
202         d->neg=m->neg^recp->N.neg;
203         ret=1;
204 err:
205         BN_CTX_end(ctx);
206         return(ret);
207         } 
208
209 /* len is the expected size of the result
210  * We actually calculate with an extra word of precision, so
211  * we can do faster division if the remainder is not required.
212  */
213 int BN_reciprocal(BIGNUM *r, BIGNUM *m, int len, BN_CTX *ctx)
214         {
215         int ret= -1;
216         BIGNUM t;
217
218         BN_init(&t);
219
220         BN_zero(&t);
221         if (!BN_set_bit(&t,len)) goto err;
222
223         if (!BN_div(r,NULL,&t,m,ctx)) goto err;
224         ret=len;
225 err:
226         BN_free(&t);
227         return(ret);
228         }
229