crypto/bn/bntest.c

   1 /* crypto/bn/bntest.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  * Copyright 2002 Sun Microsystems, Inc. ALL RIGHTS RESERVED.
  60  *
  61  * Portions of the attached software ("Contribution") are developed by
  62  * SUN MICROSYSTEMS, INC., and are contributed to the OpenSSL project.
  63  *
  64  * The Contribution is licensed pursuant to the Eric Young open source
  65  * license provided above.
  66  *
  67  * The binary polynomial arithmetic software is originally written by
  68  * Sheueling Chang Shantz and Douglas Stebila of Sun Microsystems Laboratories.
  69  *
  70  */
  71
  72 /*
  73  * Until the key-gen callbacks are modified to use newer prototypes, we allow
  74  * deprecated functions for openssl-internal code
  75  */
  76 #ifdef OPENSSL_NO_DEPRECATED
  77 # undef OPENSSL_NO_DEPRECATED
  78 #endif
  79
  80 #include <stdio.h>
  81 #include <stdlib.h>
  82 #include <string.h>
  83
  84 #include "e_os.h"
  85
  86 #include <openssl/bio.h>
  87 #include <openssl/bn.h>
  88 #include <openssl/rand.h>
  89 #include <openssl/x509.h>
  90 #include <openssl/err.h>
  91
  92 const int num0 = 100;           /* number of tests */
  93 const int num1 = 50;            /* additional tests for some functions */
  94 const int num2 = 5;             /* number of tests for slow functions */
  95
  96 int test_add(BIO *bp);
  97 int test_sub(BIO *bp);
  98 int test_lshift1(BIO *bp);
  99 int test_lshift(BIO *bp, BN_CTX *ctx, BIGNUM *a_);
 100 int test_rshift1(BIO *bp);
 101 int test_rshift(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 102 int test_div(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 103 int test_div_word(BIO *bp);
 104 int test_div_recp(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 105 int test_mul(BIO *bp);
 106 int test_sqr(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 107 int test_mont(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 108 int test_mod(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 109 int test_mod_mul(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 110 int test_mod_exp(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 111 int test_mod_exp_mont_consttime(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 112 int test_mod_exp_mont5(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 113 int test_exp(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 114 int test_gf2m_add(BIO *bp);
 115 int test_gf2m_mod(BIO *bp);
 116 int test_gf2m_mod_mul(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 117 int test_gf2m_mod_sqr(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 118 int test_gf2m_mod_inv(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 119 int test_gf2m_mod_div(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 120 int test_gf2m_mod_exp(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 121 int test_gf2m_mod_sqrt(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 122 int test_gf2m_mod_solve_quad(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 123 int test_kron(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 124 int test_sqrt(BIO *bp, BN_CTX *ctx);
 125 int rand_neg(void);
 126 static int results = 0;
 127
 128 static unsigned char lst[] =
 129     "\xC6\x4F\x43\x04\x2A\xEA\xCA\x6E\x58\x36\x80\x5B\xE8\xC9"
 130     "\x9B\x04\x5D\x48\x36\xC2\xFD\x16\xC9\x64\xF0";
 131
 132 static const char rnd_seed[] =
 133     "string to make the random number generator think it has entropy";
 134
 135 static void message(BIO *out, char *m)
 136 {
 137     fprintf(stderr, "test %s\n", m);
 138     BIO_puts(out, "print \"test ");
 139     BIO_puts(out, m);
 140     BIO_puts(out, "\\n\"\n");
 141 }
 142
 143 int main(int argc, char *argv[])
 144 {
 145     BN_CTX *ctx;
 146     BIO *out;
 147     char *outfile = NULL;
 148
 149     results = 0;
 150
 151     RAND_seed(rnd_seed, sizeof rnd_seed); /* or BN_generate_prime may fail */
 152
 153     argc--;
 154     argv++;
 155     while (argc >= 1) {
 156         if (strcmp(*argv, "-results") == 0)
 157             results = 1;
 158         else if (strcmp(*argv, "-out") == 0) {
 159             if (--argc < 1)
 160                 break;
 161             outfile = *(++argv);
 162         }
 163         argc--;
 164         argv++;
 165     }
 166
 167     ctx = BN_CTX_new();
 168     if (ctx == NULL)
 169         EXIT(1);
 170
 171     out = BIO_new(BIO_s_file());
 172     if (out == NULL)
 173         EXIT(1);
 174     if (outfile == NULL) {
 175         BIO_set_fp(out, stdout, BIO_NOCLOSE);
 176     } else {
 177         if (!BIO_write_filename(out, outfile)) {
 178             perror(outfile);
 179             EXIT(1);
 180         }
 181     }
 182
 183     if (!results)
 184         BIO_puts(out, "obase=16\nibase=16\n");
 185
 186     message(out, "BN_add");
 187     if (!test_add(out))
 188         goto err;
 189     (void)BIO_flush(out);
 190
 191     message(out, "BN_sub");
 192     if (!test_sub(out))
 193         goto err;
 194     (void)BIO_flush(out);
 195
 196     message(out, "BN_lshift1");
 197     if (!test_lshift1(out))
 198         goto err;
 199     (void)BIO_flush(out);
 200
 201     message(out, "BN_lshift (fixed)");
 202     if (!test_lshift(out, ctx, BN_bin2bn(lst, sizeof(lst) - 1, NULL)))
 203         goto err;
 204     (void)BIO_flush(out);
 205
 206     message(out, "BN_lshift");
 207     if (!test_lshift(out, ctx, NULL))
 208         goto err;
 209     (void)BIO_flush(out);
 210
 211     message(out, "BN_rshift1");
 212     if (!test_rshift1(out))
 213         goto err;
 214     (void)BIO_flush(out);
 215
 216     message(out, "BN_rshift");
 217     if (!test_rshift(out, ctx))
 218         goto err;
 219     (void)BIO_flush(out);
 220
 221     message(out, "BN_sqr");
 222     if (!test_sqr(out, ctx))
 223         goto err;
 224     (void)BIO_flush(out);
 225
 226     message(out, "BN_mul");
 227     if (!test_mul(out))
 228         goto err;
 229     (void)BIO_flush(out);
 230
 231     message(out, "BN_div");
 232     if (!test_div(out, ctx))
 233         goto err;
 234     (void)BIO_flush(out);
 235
 236     message(out, "BN_div_word");
 237     if (!test_div_word(out))
 238         goto err;
 239     (void)BIO_flush(out);
 240
 241     message(out, "BN_div_recp");
 242     if (!test_div_recp(out, ctx))
 243         goto err;
 244     (void)BIO_flush(out);
 245
 246     message(out, "BN_mod");
 247     if (!test_mod(out, ctx))
 248         goto err;
 249     (void)BIO_flush(out);
 250
 251     message(out, "BN_mod_mul");
 252     if (!test_mod_mul(out, ctx))
 253         goto err;
 254     (void)BIO_flush(out);
 255
 256     message(out, "BN_mont");
 257     if (!test_mont(out, ctx))
 258         goto err;
 259     (void)BIO_flush(out);
 260
 261     message(out, "BN_mod_exp");
 262     if (!test_mod_exp(out, ctx))
 263         goto err;
 264     (void)BIO_flush(out);
 265
 266     message(out, "BN_mod_exp_mont_consttime");
 267     if (!test_mod_exp_mont_consttime(out, ctx))
 268         goto err;
 269     if (!test_mod_exp_mont5(out, ctx))
 270         goto err;
 271     (void)BIO_flush(out);
 272
 273     message(out, "BN_exp");
 274     if (!test_exp(out, ctx))
 275         goto err;
 276     (void)BIO_flush(out);
 277
 278     message(out, "BN_kronecker");
 279     if (!test_kron(out, ctx))
 280         goto err;
 281     (void)BIO_flush(out);
 282
 283     message(out, "BN_mod_sqrt");
 284     if (!test_sqrt(out, ctx))
 285         goto err;
 286     (void)BIO_flush(out);
 287 #ifndef OPENSSL_NO_EC2M
 288     message(out, "BN_GF2m_add");
 289     if (!test_gf2m_add(out))
 290         goto err;
 291     (void)BIO_flush(out);
 292
 293     message(out, "BN_GF2m_mod");
 294     if (!test_gf2m_mod(out))
 295         goto err;
 296     (void)BIO_flush(out);
 297
 298     message(out, "BN_GF2m_mod_mul");
 299     if (!test_gf2m_mod_mul(out, ctx))
 300         goto err;
 301     (void)BIO_flush(out);
 302
 303     message(out, "BN_GF2m_mod_sqr");
 304     if (!test_gf2m_mod_sqr(out, ctx))
 305         goto err;
 306     (void)BIO_flush(out);
 307
 308     message(out, "BN_GF2m_mod_inv");
 309     if (!test_gf2m_mod_inv(out, ctx))
 310         goto err;
 311     (void)BIO_flush(out);
 312
 313     message(out, "BN_GF2m_mod_div");
 314     if (!test_gf2m_mod_div(out, ctx))
 315         goto err;
 316     (void)BIO_flush(out);
 317
 318     message(out, "BN_GF2m_mod_exp");
 319     if (!test_gf2m_mod_exp(out, ctx))
 320         goto err;
 321     (void)BIO_flush(out);
 322
 323     message(out, "BN_GF2m_mod_sqrt");
 324     if (!test_gf2m_mod_sqrt(out, ctx))
 325         goto err;
 326     (void)BIO_flush(out);
 327
 328     message(out, "BN_GF2m_mod_solve_quad");
 329     if (!test_gf2m_mod_solve_quad(out, ctx))
 330         goto err;
 331     (void)BIO_flush(out);
 332 #endif
 333     BN_CTX_free(ctx);
 334     BIO_free(out);
 335
 336     EXIT(0);
 337  err:
 338     BIO_puts(out, "1\n");       /* make sure the Perl script fed by bc
 339                                  * notices the failure, see test_bn in
 340                                  * test/Makefile.ssl */
 341     (void)BIO_flush(out);
 342     ERR_load_crypto_strings();
 343     ERR_print_errors_fp(stderr);
 344     EXIT(1);
 345     return (1);
 346 }
 347
 348 int test_add(BIO *bp)
 349 {
 350     BIGNUM a, b, c;
 351     int i;
 352
 353     BN_init(&a);
 354     BN_init(&b);
 355     BN_init(&c);
 356
 357     BN_bntest_rand(&a, 512, 0, 0);
 358     for (i = 0; i < num0; i++) {
 359         BN_bntest_rand(&b, 450 + i, 0, 0);
 360         a.neg = rand_neg();
 361         b.neg = rand_neg();
 362         BN_add(&c, &a, &b);
 363         if (bp != NULL) {
 364             if (!results) {
 365                 BN_print(bp, &a);
 366                 BIO_puts(bp, " + ");
 367                 BN_print(bp, &b);
 368                 BIO_puts(bp, " - ");
 369             }
 370             BN_print(bp, &c);
 371             BIO_puts(bp, "\n");
 372         }
 373         a.neg = !a.neg;
 374         b.neg = !b.neg;
 375         BN_add(&c, &c, &b);
 376         BN_add(&c, &c, &a);
 377         if (!BN_is_zero(&c)) {
 378             fprintf(stderr, "Add test failed!\n");
 379             return 0;
 380         }
 381     }
 382     BN_free(&a);
 383     BN_free(&b);
 384     BN_free(&c);
 385     return (1);
 386 }
 387
 388 int test_sub(BIO *bp)
 389 {
 390     BIGNUM a, b, c;
 391     int i;
 392
 393     BN_init(&a);
 394     BN_init(&b);
 395     BN_init(&c);
 396
 397     for (i = 0; i < num0 + num1; i++) {
 398         if (i < num1) {
 399             BN_bntest_rand(&a, 512, 0, 0);
 400             BN_copy(&b, &a);
 401             if (BN_set_bit(&a, i) == 0)
 402                 return (0);
 403             BN_add_word(&b, i);
 404         } else {
 405             BN_bntest_rand(&b, 400 + i - num1, 0, 0);
 406             a.neg = rand_neg();
 407             b.neg = rand_neg();
 408         }
 409         BN_sub(&c, &a, &b);
 410         if (bp != NULL) {
 411             if (!results) {
 412                 BN_print(bp, &a);
 413                 BIO_puts(bp, " - ");
 414                 BN_print(bp, &b);
 415                 BIO_puts(bp, " - ");
 416             }
 417             BN_print(bp, &c);
 418             BIO_puts(bp, "\n");
 419         }
 420         BN_add(&c, &c, &b);
 421         BN_sub(&c, &c, &a);
 422         if (!BN_is_zero(&c)) {
 423             fprintf(stderr, "Subtract test failed!\n");
 424             return 0;
 425         }
 426     }
 427     BN_free(&a);
 428     BN_free(&b);
 429     BN_free(&c);
 430     return (1);
 431 }
 432
 433 int test_div(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
 434 {
 435     BIGNUM a, b, c, d, e;
 436     int i;
 437
 438     BN_init(&a);
 439     BN_init(&b);
 440     BN_init(&c);
 441     BN_init(&d);
 442     BN_init(&e);
 443
 444     BN_one(&a);
 445     BN_zero(&b);
 446
 447     if (BN_div(&d, &c, &a, &b, ctx)) {
 448         fprintf(stderr, "Division by zero succeeded!\n");
 449         return 0;
 450     }
 451
 452     for (i = 0; i < num0 + num1; i++) {
 453         if (i < num1) {
 454             BN_bntest_rand(&a, 400, 0, 0);
 455             BN_copy(&b, &a);
 456             BN_lshift(&a, &a, i);
 457             BN_add_word(&a, i);
 458         } else
 459             BN_bntest_rand(&b, 50 + 3 * (i - num1), 0, 0);
 460         a.neg = rand_neg();
 461         b.neg = rand_neg();
 462         BN_div(&d, &c, &a, &b, ctx);
 463         if (bp != NULL) {
 464             if (!results) {
 465                 BN_print(bp, &a);
 466                 BIO_puts(bp, " / ");
 467                 BN_print(bp, &b);
 468                 BIO_puts(bp, " - ");
 469             }
 470             BN_print(bp, &d);
 471             BIO_puts(bp, "\n");
 472
 473             if (!results) {
 474                 BN_print(bp, &a);
 475                 BIO_puts(bp, " % ");
 476                 BN_print(bp, &b);
 477                 BIO_puts(bp, " - ");
 478             }
 479             BN_print(bp, &c);
 480             BIO_puts(bp, "\n");
 481         }
 482         BN_mul(&e, &d, &b, ctx);
 483         BN_add(&d, &e, &c);
 484         BN_sub(&d, &d, &a);
 485         if (!BN_is_zero(&d)) {
 486             fprintf(stderr, "Division test failed!\n");
 487             return 0;
 488         }
 489     }
 490     BN_free(&a);
 491     BN_free(&b);
 492     BN_free(&c);
 493     BN_free(&d);
 494     BN_free(&e);
 495     return (1);
 496 }
 497
 498 static void print_word(BIO *bp, BN_ULONG w)
 499 {
 500 #ifdef SIXTY_FOUR_BIT
 501     if (sizeof(w) > sizeof(unsigned long)) {
 502         unsigned long h = (unsigned long)(w >> 32), l = (unsigned long)(w);
 503
 504         if (h)
 505             BIO_printf(bp, "%lX%08lX", h, l);
 506         else
 507             BIO_printf(bp, "%lX", l);
 508         return;
 509     }
 510 #endif
 511     BIO_printf(bp, BN_HEX_FMT1, w);
 512 }
 513
 514 int test_div_word(BIO *bp)
 515 {
 516     BIGNUM a, b;
 517     BN_ULONG r, s;
 518     int i;
 519
 520     BN_init(&a);
 521     BN_init(&b);
 522
 523     for (i = 0; i < num0; i++) {
 524         do {
 525             BN_bntest_rand(&a, 512, -1, 0);
 526             BN_bntest_rand(&b, BN_BITS2, -1, 0);
 527         } while (BN_is_zero(&b));
 528
 529         s = b.d[0];
 530         BN_copy(&b, &a);
 531         r = BN_div_word(&b, s);
 532
 533         if (bp != NULL) {
 534             if (!results) {
 535                 BN_print(bp, &a);
 536                 BIO_puts(bp, " / ");
 537                 print_word(bp, s);
 538                 BIO_puts(bp, " - ");
 539             }
 540             BN_print(bp, &b);
 541             BIO_puts(bp, "\n");
 542
 543             if (!results) {
 544                 BN_print(bp, &a);
 545                 BIO_puts(bp, " % ");
 546                 print_word(bp, s);
 547                 BIO_puts(bp, " - ");
 548             }
 549             print_word(bp, r);
 550             BIO_puts(bp, "\n");
 551         }
 552         BN_mul_word(&b, s);
 553         BN_add_word(&b, r);
 554         BN_sub(&b, &a, &b);
 555         if (!BN_is_zero(&b)) {
 556             fprintf(stderr, "Division (word) test failed!\n");
 557             return 0;
 558         }
 559     }
 560     BN_free(&a);
 561     BN_free(&b);
 562     return (1);
 563 }
 564
 565 int test_div_recp(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
 566 {
 567     BIGNUM a, b, c, d, e;
 568     BN_RECP_CTX recp;
 569     int i;
 570
 571     BN_RECP_CTX_init(&recp);
 572     BN_init(&a);
 573     BN_init(&b);
 574     BN_init(&c);
 575     BN_init(&d);
 576     BN_init(&e);
 577
 578     for (i = 0; i < num0 + num1; i++) {
 579         if (i < num1) {
 580             BN_bntest_rand(&a, 400, 0, 0);
 581             BN_copy(&b, &a);
 582             BN_lshift(&a, &a, i);
 583             BN_add_word(&a, i);
 584         } else
 585             BN_bntest_rand(&b, 50 + 3 * (i - num1), 0, 0);
 586         a.neg = rand_neg();
 587         b.neg = rand_neg();
 588         BN_RECP_CTX_set(&recp, &b, ctx);
 589         BN_div_recp(&d, &c, &a, &recp, ctx);
 590         if (bp != NULL) {
 591             if (!results) {
 592                 BN_print(bp, &a);
 593                 BIO_puts(bp, " / ");
 594                 BN_print(bp, &b);
 595                 BIO_puts(bp, " - ");
 596             }
 597             BN_print(bp, &d);
 598             BIO_puts(bp, "\n");
 599
 600             if (!results) {
 601                 BN_print(bp, &a);
 602                 BIO_puts(bp, " % ");
 603                 BN_print(bp, &b);
 604                 BIO_puts(bp, " - ");
 605             }
 606             BN_print(bp, &c);
 607             BIO_puts(bp, "\n");
 608         }
 609         BN_mul(&e, &d, &b, ctx);
 610         BN_add(&d, &e, &c);
 611         BN_sub(&d, &d, &a);
 612         if (!BN_is_zero(&d)) {
 613             fprintf(stderr, "Reciprocal division test failed!\n");
 614             fprintf(stderr, "a=");
 615             BN_print_fp(stderr, &a);
 616             fprintf(stderr, "\nb=");
 617             BN_print_fp(stderr, &b);
 618             fprintf(stderr, "\n");
 619             return 0;
 620         }
 621     }
 622     BN_free(&a);
 623     BN_free(&b);
 624     BN_free(&c);
 625     BN_free(&d);
 626     BN_free(&e);
 627     BN_RECP_CTX_free(&recp);
 628     return (1);
 629 }
 630
 631 int test_mul(BIO *bp)
 632 {
 633     BIGNUM a, b, c, d, e;
 634     int i;
 635     BN_CTX *ctx;
 636
 637     ctx = BN_CTX_new();
 638     if (ctx == NULL)
 639         EXIT(1);
 640
 641     BN_init(&a);
 642     BN_init(&b);
 643     BN_init(&c);
 644     BN_init(&d);
 645     BN_init(&e);
 646
 647     for (i = 0; i < num0 + num1; i++) {
 648         if (i <= num1) {
 649             BN_bntest_rand(&a, 100, 0, 0);
 650             BN_bntest_rand(&b, 100, 0, 0);
 651         } else
 652             BN_bntest_rand(&b, i - num1, 0, 0);
 653         a.neg = rand_neg();
 654         b.neg = rand_neg();
 655         BN_mul(&c, &a, &b, ctx);
 656         if (bp != NULL) {
 657             if (!results) {
 658                 BN_print(bp, &a);
 659                 BIO_puts(bp, " * ");
 660                 BN_print(bp, &b);
 661                 BIO_puts(bp, " - ");
 662             }
 663             BN_print(bp, &c);
 664             BIO_puts(bp, "\n");
 665         }
 666         BN_div(&d, &e, &c, &a, ctx);
 667         BN_sub(&d, &d, &b);
 668         if (!BN_is_zero(&d) || !BN_is_zero(&e)) {
 669             fprintf(stderr, "Multiplication test failed!\n");
 670             return 0;
 671         }
 672     }
 673     BN_free(&a);
 674     BN_free(&b);
 675     BN_free(&c);
 676     BN_free(&d);
 677     BN_free(&e);
 678     BN_CTX_free(ctx);
 679     return (1);
 680 }
 681
 682 int test_sqr(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
 683 {
 684     BIGNUM *a, *c, *d, *e;
 685     int i, ret = 0;
 686
 687     a = BN_new();
 688     c = BN_new();
 689     d = BN_new();
 690     e = BN_new();
 691     if (a == NULL || c == NULL || d == NULL || e == NULL) {
 692         goto err;
 693     }
 694
 695     for (i = 0; i < num0; i++) {
 696         BN_bntest_rand(a, 40 + i * 10, 0, 0);
 697         a->neg = rand_neg();
 698         BN_sqr(c, a, ctx);
 699         if (bp != NULL) {
 700             if (!results) {
 701                 BN_print(bp, a);
 702                 BIO_puts(bp, " * ");
 703                 BN_print(bp, a);
 704                 BIO_puts(bp, " - ");
 705             }
 706             BN_print(bp, c);
 707             BIO_puts(bp, "\n");
 708         }
 709         BN_div(d, e, c, a, ctx);
 710         BN_sub(d, d, a);
 711         if (!BN_is_zero(d) || !BN_is_zero(e)) {
 712             fprintf(stderr, "Square test failed!\n");
 713             goto err;
 714         }
 715     }
 716
 717     /* Regression test for a BN_sqr overflow bug. */
 718     BN_hex2bn(&a,
 719               "80000000000000008000000000000001"
 720               "FFFFFFFFFFFFFFFE0000000000000000");
 721     BN_sqr(c, a, ctx);
 722     if (bp != NULL) {
 723         if (!results) {
 724             BN_print(bp, a);
 725             BIO_puts(bp, " * ");
 726             BN_print(bp, a);
 727             BIO_puts(bp, " - ");
 728         }
 729         BN_print(bp, c);
 730         BIO_puts(bp, "\n");
 731     }
 732     BN_mul(d, a, a, ctx);
 733     if (BN_cmp(c, d)) {
 734         fprintf(stderr, "Square test failed: BN_sqr and BN_mul produce "
 735                 "different results!\n");
 736         goto err;
 737     }
 738
 739     /* Regression test for a BN_sqr overflow bug. */
 740     BN_hex2bn(&a,
 741               "80000000000000000000000080000001"
 742               "FFFFFFFE000000000000000000000000");
 743     BN_sqr(c, a, ctx);
 744     if (bp != NULL) {
 745         if (!results) {
 746             BN_print(bp, a);
 747             BIO_puts(bp, " * ");
 748             BN_print(bp, a);
 749             BIO_puts(bp, " - ");
 750         }
 751         BN_print(bp, c);
 752         BIO_puts(bp, "\n");
 753     }
 754     BN_mul(d, a, a, ctx);
 755     if (BN_cmp(c, d)) {
 756         fprintf(stderr, "Square test failed: BN_sqr and BN_mul produce "
 757                 "different results!\n");
 758         goto err;
 759     }
 760     ret = 1;
 761  err:
 762     if (a != NULL)
 763         BN_free(a);
 764     if (c != NULL)
 765         BN_free(c);
 766     if (d != NULL)
 767         BN_free(d);
 768     if (e != NULL)
 769         BN_free(e);
 770     return ret;
 771 }
 772
 773 int test_mont(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
 774 {
 775     BIGNUM a, b, c, d, A, B;
 776     BIGNUM n;
 777     int i;
 778     BN_MONT_CTX *mont;
 779
 780     BN_init(&a);
 781     BN_init(&b);
 782     BN_init(&c);
 783     BN_init(&d);
 784     BN_init(&A);
 785     BN_init(&B);
 786     BN_init(&n);
 787
 788     mont = BN_MONT_CTX_new();
 789     if (mont == NULL)
 790         return 0;
 791
 792     BN_zero(&n);
 793     if (BN_MONT_CTX_set(mont, &n, ctx)) {
 794         fprintf(stderr, "BN_MONT_CTX_set succeeded for zero modulus!\n");
 795         return 0;
 796     }
 797
 798     BN_set_word(&n, 16);
 799     if (BN_MONT_CTX_set(mont, &n, ctx)) {
 800         fprintf(stderr, "BN_MONT_CTX_set succeeded for even modulus!\n");
 801         return 0;
 802     }
 803
 804     BN_bntest_rand(&a, 100, 0, 0);
 805     BN_bntest_rand(&b, 100, 0, 0);
 806     for (i = 0; i < num2; i++) {
 807         int bits = (200 * (i + 1)) / num2;
 808
 809         if (bits == 0)
 810             continue;
 811         BN_bntest_rand(&n, bits, 0, 1);
 812         BN_MONT_CTX_set(mont, &n, ctx);
 813
 814         BN_nnmod(&a, &a, &n, ctx);
 815         BN_nnmod(&b, &b, &n, ctx);
 816
 817         BN_to_montgomery(&A, &a, mont, ctx);
 818         BN_to_montgomery(&B, &b, mont, ctx);
 819
 820         BN_mod_mul_montgomery(&c, &A, &B, mont, ctx);
 821         BN_from_montgomery(&A, &c, mont, ctx);
 822         if (bp != NULL) {
 823             if (!results) {
 824 #ifdef undef
 825                 fprintf(stderr, "%d * %d %% %d\n",
 826                         BN_num_bits(&a),
 827                         BN_num_bits(&b), BN_num_bits(mont->N));
 828 #endif
 829                 BN_print(bp, &a);
 830                 BIO_puts(bp, " * ");
 831                 BN_print(bp, &b);
 832                 BIO_puts(bp, " % ");
 833                 BN_print(bp, &(mont->N));
 834                 BIO_puts(bp, " - ");
 835             }
 836             BN_print(bp, &A);
 837             BIO_puts(bp, "\n");
 838         }
 839         BN_mod_mul(&d, &a, &b, &n, ctx);
 840         BN_sub(&d, &d, &A);
 841         if (!BN_is_zero(&d)) {
 842             fprintf(stderr, "Montgomery multiplication test failed!\n");
 843             return 0;
 844         }
 845     }
 846     BN_MONT_CTX_free(mont);
 847     BN_free(&a);
 848     BN_free(&b);
 849     BN_free(&c);
 850     BN_free(&d);
 851     BN_free(&A);
 852     BN_free(&B);
 853     BN_free(&n);
 854     return (1);
 855 }
 856
 857 int test_mod(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
 858 {
 859     BIGNUM *a, *b, *c, *d, *e;
 860     int i;
 861
 862     a = BN_new();
 863     b = BN_new();
 864     c = BN_new();
 865     d = BN_new();
 866     e = BN_new();
 867
 868     BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0);
 869     for (i = 0; i < num0; i++) {
 870         BN_bntest_rand(b, 450 + i * 10, 0, 0);
 871         a->neg = rand_neg();
 872         b->neg = rand_neg();
 873         BN_mod(c, a, b, ctx);
 874         if (bp != NULL) {
 875             if (!results) {
 876                 BN_print(bp, a);
 877                 BIO_puts(bp, " % ");
 878                 BN_print(bp, b);
 879                 BIO_puts(bp, " - ");
 880             }
 881             BN_print(bp, c);
 882             BIO_puts(bp, "\n");
 883         }
 884         BN_div(d, e, a, b, ctx);
 885         BN_sub(e, e, c);
 886         if (!BN_is_zero(e)) {
 887             fprintf(stderr, "Modulo test failed!\n");
 888             return 0;
 889         }
 890     }
 891     BN_free(a);
 892     BN_free(b);
 893     BN_free(c);
 894     BN_free(d);
 895     BN_free(e);
 896     return (1);
 897 }
 898
 899 int test_mod_mul(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
 900 {
 901     BIGNUM *a, *b, *c, *d, *e;
 902     int i, j;
 903
 904     a = BN_new();
 905     b = BN_new();
 906     c = BN_new();
 907     d = BN_new();
 908     e = BN_new();
 909
 910     BN_one(a);
 911     BN_one(b);
 912     BN_zero(c);
 913     if (BN_mod_mul(e, a, b, c, ctx)) {
 914         fprintf(stderr, "BN_mod_mul with zero modulus succeeded!\n");
 915         return 0;
 916     }
 917
 918     for (j = 0; j < 3; j++) {
 919         BN_bntest_rand(c, 1024, 0, 0);
 920         for (i = 0; i < num0; i++) {
 921             BN_bntest_rand(a, 475 + i * 10, 0, 0);
 922             BN_bntest_rand(b, 425 + i * 11, 0, 0);
 923             a->neg = rand_neg();
 924             b->neg = rand_neg();
 925             if (!BN_mod_mul(e, a, b, c, ctx)) {
 926                 unsigned long l;
 927
 928                 while ((l = ERR_get_error()))
 929                     fprintf(stderr, "ERROR:%s\n", ERR_error_string(l, NULL));
 930                 EXIT(1);
 931             }
 932             if (bp != NULL) {
 933                 if (!results) {
 934                     BN_print(bp, a);
 935                     BIO_puts(bp, " * ");
 936                     BN_print(bp, b);
 937                     BIO_puts(bp, " % ");
 938                     BN_print(bp, c);
 939                     if ((a->neg ^ b->neg) && !BN_is_zero(e)) {
 940                         /*
 941                          * If (a*b) % c is negative, c must be added in order
 942                          * to obtain the normalized remainder (new with
 943                          * OpenSSL 0.9.7, previous versions of BN_mod_mul
 944                          * could generate negative results)
 945                          */
 946                         BIO_puts(bp, " + ");
 947                         BN_print(bp, c);
 948                     }
 949                     BIO_puts(bp, " - ");
 950                 }
 951                 BN_print(bp, e);
 952                 BIO_puts(bp, "\n");
 953             }
 954             BN_mul(d, a, b, ctx);
 955             BN_sub(d, d, e);
 956             BN_div(a, b, d, c, ctx);
 957             if (!BN_is_zero(b)) {
 958                 fprintf(stderr, "Modulo multiply test failed!\n");
 959                 ERR_print_errors_fp(stderr);
 960                 return 0;
 961             }
 962         }
 963     }
 964     BN_free(a);
 965     BN_free(b);
 966     BN_free(c);
 967     BN_free(d);
 968     BN_free(e);
 969     return (1);
 970 }
 971
 972 int test_mod_exp(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
 973 {
 974     BIGNUM *a, *b, *c, *d, *e;
 975     int i;
 976
 977     a = BN_new();
 978     b = BN_new();
 979     c = BN_new();
 980     d = BN_new();
 981     e = BN_new();
 982
 983     BN_one(a);
 984     BN_one(b);
 985     BN_zero(c);
 986     if (BN_mod_exp(d, a, b, c, ctx)) {
 987         fprintf(stderr, "BN_mod_exp with zero modulus succeeded!\n");
 988         return 0;
 989     }
 990
 991     BN_bntest_rand(c, 30, 0, 1); /* must be odd for montgomery */
 992     for (i = 0; i < num2; i++) {
 993         BN_bntest_rand(a, 20 + i * 5, 0, 0);
 994         BN_bntest_rand(b, 2 + i, 0, 0);
 995
 996         if (!BN_mod_exp(d, a, b, c, ctx))
 997             return (0);
 998
 999         if (bp != NULL) {
1000             if (!results) {
1001                 BN_print(bp, a);
1002                 BIO_puts(bp, " ^ ");
1003                 BN_print(bp, b);
1004                 BIO_puts(bp, " % ");
1005                 BN_print(bp, c);
1006                 BIO_puts(bp, " - ");
1007             }
1008             BN_print(bp, d);
1009             BIO_puts(bp, "\n");
1010         }
1011         BN_exp(e, a, b, ctx);
1012         BN_sub(e, e, d);
1013         BN_div(a, b, e, c, ctx);
1014         if (!BN_is_zero(b)) {
1015             fprintf(stderr, "Modulo exponentiation test failed!\n");
1016             return 0;
1017         }
1018     }
1019     BN_free(a);
1020     BN_free(b);
1021     BN_free(c);
1022     BN_free(d);
1023     BN_free(e);
1024     return (1);
1025 }
1026
1027 int test_mod_exp_mont_consttime(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1028 {
1029     BIGNUM *a, *b, *c, *d, *e;
1030     int i;
1031
1032     a = BN_new();
1033     b = BN_new();
1034     c = BN_new();
1035     d = BN_new();
1036     e = BN_new();
1037
1038     BN_one(a);
1039     BN_one(b);
1040     BN_zero(c);
1041     if (BN_mod_exp_mont_consttime(d, a, b, c, ctx, NULL)) {
1042         fprintf(stderr, "BN_mod_exp_mont_consttime with zero modulus "
1043                 "succeeded\n");
1044         return 0;
1045     }
1046
1047     BN_set_word(c, 16);
1048     if (BN_mod_exp_mont_consttime(d, a, b, c, ctx, NULL)) {
1049         fprintf(stderr, "BN_mod_exp_mont_consttime with even modulus "
1050                 "succeeded\n");
1051         return 0;
1052     }
1053
1054     BN_bntest_rand(c, 30, 0, 1); /* must be odd for montgomery */
1055     for (i = 0; i < num2; i++) {
1056         BN_bntest_rand(a, 20 + i * 5, 0, 0);
1057         BN_bntest_rand(b, 2 + i, 0, 0);
1058
1059         if (!BN_mod_exp_mont_consttime(d, a, b, c, ctx, NULL))
1060             return (00);
1061
1062         if (bp != NULL) {
1063             if (!results) {
1064                 BN_print(bp, a);
1065                 BIO_puts(bp, " ^ ");
1066                 BN_print(bp, b);
1067                 BIO_puts(bp, " % ");
1068                 BN_print(bp, c);
1069                 BIO_puts(bp, " - ");
1070             }
1071             BN_print(bp, d);
1072             BIO_puts(bp, "\n");
1073         }
1074         BN_exp(e, a, b, ctx);
1075         BN_sub(e, e, d);
1076         BN_div(a, b, e, c, ctx);
1077         if (!BN_is_zero(b)) {
1078             fprintf(stderr, "Modulo exponentiation test failed!\n");
1079             return 0;
1080         }
1081     }
1082     BN_free(a);
1083     BN_free(b);
1084     BN_free(c);
1085     BN_free(d);
1086     BN_free(e);
1087     return (1);
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Test constant-time modular exponentiation with 1024-bit inputs, which on
1092  * x86_64 cause a different code branch to be taken.
1093  */
1094 int test_mod_exp_mont5(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1095 {
1096     BIGNUM *a, *p, *m, *d, *e;
1097
1098     BN_MONT_CTX *mont;
1099
1100     a = BN_new();
1101     p = BN_new();
1102     m = BN_new();
1103     d = BN_new();
1104     e = BN_new();
1105
1106     mont = BN_MONT_CTX_new();
1107
1108     BN_bntest_rand(m, 1024, 0, 1); /* must be odd for montgomery */
1109     /* Zero exponent */
1110     BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0);
1111     BN_zero(p);
1112     if (!BN_mod_exp_mont_consttime(d, a, p, m, ctx, NULL))
1113         return 0;
1114     if (!BN_is_one(d)) {
1115         fprintf(stderr, "Modular exponentiation test failed!\n");
1116         return 0;
1117     }
1118     /* Zero input */
1119     BN_bntest_rand(p, 1024, 0, 0);
1120     BN_zero(a);
1121     if (!BN_mod_exp_mont_consttime(d, a, p, m, ctx, NULL))
1122         return 0;
1123     if (!BN_is_zero(d)) {
1124         fprintf(stderr, "Modular exponentiation test failed!\n");
1125         return 0;
1126     }
1127     /*
1128      * Craft an input whose Montgomery representation is 1, i.e., shorter
1129      * than the modulus m, in order to test the const time precomputation
1130      * scattering/gathering.
1131      */
1132     BN_one(a);
1133     BN_MONT_CTX_set(mont, m, ctx);
1134     if (!BN_from_montgomery(e, a, mont, ctx))
1135         return 0;
1136     if (!BN_mod_exp_mont_consttime(d, e, p, m, ctx, NULL))
1137         return 0;
1138     if (!BN_mod_exp_simple(a, e, p, m, ctx))
1139         return 0;
1140     if (BN_cmp(a, d) != 0) {
1141         fprintf(stderr, "Modular exponentiation test failed!\n");
1142         return 0;
1143     }
1144     /* Finally, some regular test vectors. */
1145     BN_bntest_rand(e, 1024, 0, 0);
1146     if (!BN_mod_exp_mont_consttime(d, e, p, m, ctx, NULL))
1147         return 0;
1148     if (!BN_mod_exp_simple(a, e, p, m, ctx))
1149         return 0;
1150     if (BN_cmp(a, d) != 0) {
1151         fprintf(stderr, "Modular exponentiation test failed!\n");
1152         return 0;
1153     }
1154     BN_free(a);
1155     BN_free(p);
1156     BN_free(m);
1157     BN_free(d);
1158     BN_free(e);
1159     return (1);
1160 }
1161
1162 int test_exp(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1163 {
1164     BIGNUM *a, *b, *d, *e, *one;
1165     int i;
1166
1167     a = BN_new();
1168     b = BN_new();
1169     d = BN_new();
1170     e = BN_new();
1171     one = BN_new();
1172     BN_one(one);
1173
1174     for (i = 0; i < num2; i++) {
1175         BN_bntest_rand(a, 20 + i * 5, 0, 0);
1176         BN_bntest_rand(b, 2 + i, 0, 0);
1177
1178         if (BN_exp(d, a, b, ctx) <= 0)
1179             return (0);
1180
1181         if (bp != NULL) {
1182             if (!results) {
1183                 BN_print(bp, a);
1184                 BIO_puts(bp, " ^ ");
1185                 BN_print(bp, b);
1186                 BIO_puts(bp, " - ");
1187             }
1188             BN_print(bp, d);
1189             BIO_puts(bp, "\n");
1190         }
1191         BN_one(e);
1192         for (; !BN_is_zero(b); BN_sub(b, b, one))
1193             BN_mul(e, e, a, ctx);
1194         BN_sub(e, e, d);
1195         if (!BN_is_zero(e)) {
1196             fprintf(stderr, "Exponentiation test failed!\n");
1197             return 0;
1198         }
1199     }
1200     BN_free(a);
1201     BN_free(b);
1202     BN_free(d);
1203     BN_free(e);
1204     BN_free(one);
1205     return (1);
1206 }
1207
1208 #ifndef OPENSSL_NO_EC2M
1209 int test_gf2m_add(BIO *bp)
1210 {
1211     BIGNUM a, b, c;
1212     int i, ret = 0;
1213
1214     BN_init(&a);
1215     BN_init(&b);
1216     BN_init(&c);
1217
1218     for (i = 0; i < num0; i++) {
1219         BN_rand(&a, 512, 0, 0);
1220         BN_copy(&b, BN_value_one());
1221         a.neg = rand_neg();
1222         b.neg = rand_neg();
1223         BN_GF2m_add(&c, &a, &b);
1224 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1225                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1226         if (bp != NULL) {
1227             if (!results) {
1228                 BN_print(bp, &a);
1229                 BIO_puts(bp, " ^ ");
1230                 BN_print(bp, &b);
1231                 BIO_puts(bp, " = ");
1232             }
1233             BN_print(bp, &c);
1234             BIO_puts(bp, "\n");
1235         }
1236 # endif
1237         /* Test that two added values have the correct parity. */
1238         if ((BN_is_odd(&a) && BN_is_odd(&c))
1239             || (!BN_is_odd(&a) && !BN_is_odd(&c))) {
1240             fprintf(stderr, "GF(2^m) addition test (a) failed!\n");
1241             goto err;
1242         }
1243         BN_GF2m_add(&c, &c, &c);
1244         /* Test that c + c = 0. */
1245         if (!BN_is_zero(&c)) {
1246             fprintf(stderr, "GF(2^m) addition test (b) failed!\n");
1247             goto err;
1248         }
1249     }
1250     ret = 1;
1251  err:
1252     BN_free(&a);
1253     BN_free(&b);
1254     BN_free(&c);
1255     return ret;
1256 }
1257
1258 int test_gf2m_mod(BIO *bp)
1259 {
1260     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d, *e;
1261     int i, j, ret = 0;
1262     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1263     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1264
1265     a = BN_new();
1266     b[0] = BN_new();
1267     b[1] = BN_new();
1268     c = BN_new();
1269     d = BN_new();
1270     e = BN_new();
1271
1272     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1273     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1274
1275     for (i = 0; i < num0; i++) {
1276         BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0);
1277         for (j = 0; j < 2; j++) {
1278             BN_GF2m_mod(c, a, b[j]);
1279 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1280                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1281             if (bp != NULL) {
1282                 if (!results) {
1283                     BN_print(bp, a);
1284                     BIO_puts(bp, " % ");
1285                     BN_print(bp, b[j]);
1286                     BIO_puts(bp, " - ");
1287                     BN_print(bp, c);
1288                     BIO_puts(bp, "\n");
1289                 }
1290             }
1291 # endif
1292             BN_GF2m_add(d, a, c);
1293             BN_GF2m_mod(e, d, b[j]);
1294             /* Test that a + (a mod p) mod p == 0. */
1295             if (!BN_is_zero(e)) {
1296                 fprintf(stderr, "GF(2^m) modulo test failed!\n");
1297                 goto err;
1298             }
1299         }
1300     }
1301     ret = 1;
1302  err:
1303     BN_free(a);
1304     BN_free(b[0]);
1305     BN_free(b[1]);
1306     BN_free(c);
1307     BN_free(d);
1308     BN_free(e);
1309     return ret;
1310 }
1311
1312 int test_gf2m_mod_mul(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1313 {
1314     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d, *e, *f, *g, *h;
1315     int i, j, ret = 0;
1316     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1317     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1318
1319     a = BN_new();
1320     b[0] = BN_new();
1321     b[1] = BN_new();
1322     c = BN_new();
1323     d = BN_new();
1324     e = BN_new();
1325     f = BN_new();
1326     g = BN_new();
1327     h = BN_new();
1328
1329     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1330     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1331
1332     for (i = 0; i < num0; i++) {
1333         BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0);
1334         BN_bntest_rand(c, 1024, 0, 0);
1335         BN_bntest_rand(d, 1024, 0, 0);
1336         for (j = 0; j < 2; j++) {
1337             BN_GF2m_mod_mul(e, a, c, b[j], ctx);
1338 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1339                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1340             if (bp != NULL) {
1341                 if (!results) {
1342                     BN_print(bp, a);
1343                     BIO_puts(bp, " * ");
1344                     BN_print(bp, c);
1345                     BIO_puts(bp, " % ");
1346                     BN_print(bp, b[j]);
1347                     BIO_puts(bp, " - ");
1348                     BN_print(bp, e);
1349                     BIO_puts(bp, "\n");
1350                 }
1351             }
1352 # endif
1353             BN_GF2m_add(f, a, d);
1354             BN_GF2m_mod_mul(g, f, c, b[j], ctx);
1355             BN_GF2m_mod_mul(h, d, c, b[j], ctx);
1356             BN_GF2m_add(f, e, g);
1357             BN_GF2m_add(f, f, h);
1358             /* Test that (a+d)*c = a*c + d*c. */
1359             if (!BN_is_zero(f)) {
1360                 fprintf(stderr,
1361                         "GF(2^m) modular multiplication test failed!\n");
1362                 goto err;
1363             }
1364         }
1365     }
1366     ret = 1;
1367  err:
1368     BN_free(a);
1369     BN_free(b[0]);
1370     BN_free(b[1]);
1371     BN_free(c);
1372     BN_free(d);
1373     BN_free(e);
1374     BN_free(f);
1375     BN_free(g);
1376     BN_free(h);
1377     return ret;
1378 }
1379
1380 int test_gf2m_mod_sqr(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1381 {
1382     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d;
1383     int i, j, ret = 0;
1384     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1385     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1386
1387     a = BN_new();
1388     b[0] = BN_new();
1389     b[1] = BN_new();
1390     c = BN_new();
1391     d = BN_new();
1392
1393     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1394     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1395
1396     for (i = 0; i < num0; i++) {
1397         BN_bntest_rand(a, 1024, 0, 0);
1398         for (j = 0; j < 2; j++) {
1399             BN_GF2m_mod_sqr(c, a, b[j], ctx);
1400             BN_copy(d, a);
1401             BN_GF2m_mod_mul(d, a, d, b[j], ctx);
1402 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1403                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1404             if (bp != NULL) {
1405                 if (!results) {
1406                     BN_print(bp, a);
1407                     BIO_puts(bp, " ^ 2 % ");
1408                     BN_print(bp, b[j]);
1409                     BIO_puts(bp, " = ");
1410                     BN_print(bp, c);
1411                     BIO_puts(bp, "; a * a = ");
1412                     BN_print(bp, d);
1413                     BIO_puts(bp, "\n");
1414                 }
1415             }
1416 # endif
1417             BN_GF2m_add(d, c, d);
1418             /* Test that a*a = a^2. */
1419             if (!BN_is_zero(d)) {
1420                 fprintf(stderr, "GF(2^m) modular squaring test failed!\n");
1421                 goto err;
1422             }
1423         }
1424     }
1425     ret = 1;
1426  err:
1427     BN_free(a);
1428     BN_free(b[0]);
1429     BN_free(b[1]);
1430     BN_free(c);
1431     BN_free(d);
1432     return ret;
1433 }
1434
1435 int test_gf2m_mod_inv(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1436 {
1437     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d;
1438     int i, j, ret = 0;
1439     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1440     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1441
1442     a = BN_new();
1443     b[0] = BN_new();
1444     b[1] = BN_new();
1445     c = BN_new();
1446     d = BN_new();
1447
1448     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1449     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1450
1451     for (i = 0; i < num0; i++) {
1452         BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0);
1453         for (j = 0; j < 2; j++) {
1454             BN_GF2m_mod_inv(c, a, b[j], ctx);
1455             BN_GF2m_mod_mul(d, a, c, b[j], ctx);
1456 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1457                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1458             if (bp != NULL) {
1459                 if (!results) {
1460                     BN_print(bp, a);
1461                     BIO_puts(bp, " * ");
1462                     BN_print(bp, c);
1463                     BIO_puts(bp, " - 1 % ");
1464                     BN_print(bp, b[j]);
1465                     BIO_puts(bp, "\n");
1466                 }
1467             }
1468 # endif
1469             /* Test that ((1/a)*a) = 1. */
1470             if (!BN_is_one(d)) {
1471                 fprintf(stderr, "GF(2^m) modular inversion test failed!\n");
1472                 goto err;
1473             }
1474         }
1475     }
1476     ret = 1;
1477  err:
1478     BN_free(a);
1479     BN_free(b[0]);
1480     BN_free(b[1]);
1481     BN_free(c);
1482     BN_free(d);
1483     return ret;
1484 }
1485
1486 int test_gf2m_mod_div(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1487 {
1488     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d, *e, *f;
1489     int i, j, ret = 0;
1490     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1491     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1492
1493     a = BN_new();
1494     b[0] = BN_new();
1495     b[1] = BN_new();
1496     c = BN_new();
1497     d = BN_new();
1498     e = BN_new();
1499     f = BN_new();
1500
1501     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1502     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1503
1504     for (i = 0; i < num0; i++) {
1505         BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0);
1506         BN_bntest_rand(c, 512, 0, 0);
1507         for (j = 0; j < 2; j++) {
1508             BN_GF2m_mod_div(d, a, c, b[j], ctx);
1509             BN_GF2m_mod_mul(e, d, c, b[j], ctx);
1510             BN_GF2m_mod_div(f, a, e, b[j], ctx);
1511 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1512                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1513             if (bp != NULL) {
1514                 if (!results) {
1515                     BN_print(bp, a);
1516                     BIO_puts(bp, " = ");
1517                     BN_print(bp, c);
1518                     BIO_puts(bp, " * ");
1519                     BN_print(bp, d);
1520                     BIO_puts(bp, " % ");
1521                     BN_print(bp, b[j]);
1522                     BIO_puts(bp, "\n");
1523                 }
1524             }
1525 # endif
1526             /* Test that ((a/c)*c)/a = 1. */
1527             if (!BN_is_one(f)) {
1528                 fprintf(stderr, "GF(2^m) modular division test failed!\n");
1529                 goto err;
1530             }
1531         }
1532     }
1533     ret = 1;
1534  err:
1535     BN_free(a);
1536     BN_free(b[0]);
1537     BN_free(b[1]);
1538     BN_free(c);
1539     BN_free(d);
1540     BN_free(e);
1541     BN_free(f);
1542     return ret;
1543 }
1544
1545 int test_gf2m_mod_exp(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1546 {
1547     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d, *e, *f;
1548     int i, j, ret = 0;
1549     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1550     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1551
1552     a = BN_new();
1553     b[0] = BN_new();
1554     b[1] = BN_new();
1555     c = BN_new();
1556     d = BN_new();
1557     e = BN_new();
1558     f = BN_new();
1559
1560     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1561     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1562
1563     for (i = 0; i < num0; i++) {
1564         BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0);
1565         BN_bntest_rand(c, 512, 0, 0);
1566         BN_bntest_rand(d, 512, 0, 0);
1567         for (j = 0; j < 2; j++) {
1568             BN_GF2m_mod_exp(e, a, c, b[j], ctx);
1569             BN_GF2m_mod_exp(f, a, d, b[j], ctx);
1570             BN_GF2m_mod_mul(e, e, f, b[j], ctx);
1571             BN_add(f, c, d);
1572             BN_GF2m_mod_exp(f, a, f, b[j], ctx);
1573 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1574                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1575             if (bp != NULL) {
1576                 if (!results) {
1577                     BN_print(bp, a);
1578                     BIO_puts(bp, " ^ (");
1579                     BN_print(bp, c);
1580                     BIO_puts(bp, " + ");
1581                     BN_print(bp, d);
1582                     BIO_puts(bp, ") = ");
1583                     BN_print(bp, e);
1584                     BIO_puts(bp, "; - ");
1585                     BN_print(bp, f);
1586                     BIO_puts(bp, " % ");
1587                     BN_print(bp, b[j]);
1588                     BIO_puts(bp, "\n");
1589                 }
1590             }
1591 # endif
1592             BN_GF2m_add(f, e, f);
1593             /* Test that a^(c+d)=a^c*a^d. */
1594             if (!BN_is_zero(f)) {
1595                 fprintf(stderr,
1596                         "GF(2^m) modular exponentiation test failed!\n");
1597                 goto err;
1598             }
1599         }
1600     }
1601     ret = 1;
1602  err:
1603     BN_free(a);
1604     BN_free(b[0]);
1605     BN_free(b[1]);
1606     BN_free(c);
1607     BN_free(d);
1608     BN_free(e);
1609     BN_free(f);
1610     return ret;
1611 }
1612
1613 int test_gf2m_mod_sqrt(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1614 {
1615     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d, *e, *f;
1616     int i, j, ret = 0;
1617     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1618     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1619
1620     a = BN_new();
1621     b[0] = BN_new();
1622     b[1] = BN_new();
1623     c = BN_new();
1624     d = BN_new();
1625     e = BN_new();
1626     f = BN_new();
1627
1628     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1629     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1630
1631     for (i = 0; i < num0; i++) {
1632         BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0);
1633         for (j = 0; j < 2; j++) {
1634             BN_GF2m_mod(c, a, b[j]);
1635             BN_GF2m_mod_sqrt(d, a, b[j], ctx);
1636             BN_GF2m_mod_sqr(e, d, b[j], ctx);
1637 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1638                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1639             if (bp != NULL) {
1640                 if (!results) {
1641                     BN_print(bp, d);
1642                     BIO_puts(bp, " ^ 2 - ");
1643                     BN_print(bp, a);
1644                     BIO_puts(bp, "\n");
1645                 }
1646             }
1647 # endif
1648             BN_GF2m_add(f, c, e);
1649             /* Test that d^2 = a, where d = sqrt(a). */
1650             if (!BN_is_zero(f)) {
1651                 fprintf(stderr, "GF(2^m) modular square root test failed!\n");
1652                 goto err;
1653             }
1654         }
1655     }
1656     ret = 1;
1657  err:
1658     BN_free(a);
1659     BN_free(b[0]);
1660     BN_free(b[1]);
1661     BN_free(c);
1662     BN_free(d);
1663     BN_free(e);
1664     BN_free(f);
1665     return ret;
1666 }
1667
1668 int test_gf2m_mod_solve_quad(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1669 {
1670     BIGNUM *a, *b[2], *c, *d, *e;
1671     int i, j, s = 0, t, ret = 0;
1672     int p0[] = { 163, 7, 6, 3, 0, -1 };
1673     int p1[] = { 193, 15, 0, -1 };
1674
1675     a = BN_new();
1676     b[0] = BN_new();
1677     b[1] = BN_new();
1678     c = BN_new();
1679     d = BN_new();
1680     e = BN_new();
1681
1682     BN_GF2m_arr2poly(p0, b[0]);
1683     BN_GF2m_arr2poly(p1, b[1]);
1684
1685     for (i = 0; i < num0; i++) {
1686         BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0);
1687         for (j = 0; j < 2; j++) {
1688             t = BN_GF2m_mod_solve_quad(c, a, b[j], ctx);
1689             if (t) {
1690                 s++;
1691                 BN_GF2m_mod_sqr(d, c, b[j], ctx);
1692                 BN_GF2m_add(d, c, d);
1693                 BN_GF2m_mod(e, a, b[j]);
1694 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1695                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1696                 if (bp != NULL) {
1697                     if (!results) {
1698                         BN_print(bp, c);
1699                         BIO_puts(bp, " is root of z^2 + z = ");
1700                         BN_print(bp, a);
1701                         BIO_puts(bp, " % ");
1702                         BN_print(bp, b[j]);
1703                         BIO_puts(bp, "\n");
1704                     }
1705                 }
1706 # endif
1707                 BN_GF2m_add(e, e, d);
1708                 /*
1709                  * Test that solution of quadratic c satisfies c^2 + c = a.
1710                  */
1711                 if (!BN_is_zero(e)) {
1712                     fprintf(stderr,
1713                             "GF(2^m) modular solve quadratic test failed!\n");
1714                     goto err;
1715                 }
1716
1717             } else {
1718 # if 0                          /* make test uses ouput in bc but bc can't
1719                                  * handle GF(2^m) arithmetic */
1720                 if (bp != NULL) {
1721                     if (!results) {
1722                         BIO_puts(bp, "There are no roots of z^2 + z = ");
1723                         BN_print(bp, a);
1724                         BIO_puts(bp, " % ");
1725                         BN_print(bp, b[j]);
1726                         BIO_puts(bp, "\n");
1727                     }
1728                 }
1729 # endif
1730             }
1731         }
1732     }
1733     if (s == 0) {
1734         fprintf(stderr,
1735                 "All %i tests of GF(2^m) modular solve quadratic resulted in no roots;\n",
1736                 num0);
1737         fprintf(stderr,
1738                 "this is very unlikely and probably indicates an error.\n");
1739         goto err;
1740     }
1741     ret = 1;
1742  err:
1743     BN_free(a);
1744     BN_free(b[0]);
1745     BN_free(b[1]);
1746     BN_free(c);
1747     BN_free(d);
1748     BN_free(e);
1749     return ret;
1750 }
1751 #endif
1752 static int genprime_cb(int p, int n, BN_GENCB *arg)
1753 {
1754     char c = '*';
1755
1756     if (p == 0)
1757         c = '.';
1758     if (p == 1)
1759         c = '+';
1760     if (p == 2)
1761         c = '*';
1762     if (p == 3)
1763         c = '\n';
1764     putc(c, stderr);
1765     fflush(stderr);
1766     return 1;
1767 }
1768
1769 int test_kron(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1770 {
1771     BN_GENCB cb;
1772     BIGNUM *a, *b, *r, *t;
1773     int i;
1774     int legendre, kronecker;
1775     int ret = 0;
1776
1777     a = BN_new();
1778     b = BN_new();
1779     r = BN_new();
1780     t = BN_new();
1781     if (a == NULL || b == NULL || r == NULL || t == NULL)
1782         goto err;
1783
1784     BN_GENCB_set(&cb, genprime_cb, NULL);
1785
1786     /*
1787      * We test BN_kronecker(a, b, ctx) just for b odd (Jacobi symbol). In
1788      * this case we know that if b is prime, then BN_kronecker(a, b, ctx) is
1789      * congruent to $a^{(b-1)/2}$, modulo $b$ (Legendre symbol). So we
1790      * generate a random prime b and compare these values for a number of
1791      * random a's.  (That is, we run the Solovay-Strassen primality test to
1792      * confirm that b is prime, except that we don't want to test whether b
1793      * is prime but whether BN_kronecker works.)
1794      */
1795
1796     if (!BN_generate_prime_ex(b, 512, 0, NULL, NULL, &cb))
1797         goto err;
1798     b->neg = rand_neg();
1799     putc('\n', stderr);
1800
1801     for (i = 0; i < num0; i++) {
1802         if (!BN_bntest_rand(a, 512, 0, 0))
1803             goto err;
1804         a->neg = rand_neg();
1805
1806         /* t := (|b|-1)/2  (note that b is odd) */
1807         if (!BN_copy(t, b))
1808             goto err;
1809         t->neg = 0;
1810         if (!BN_sub_word(t, 1))
1811             goto err;
1812         if (!BN_rshift1(t, t))
1813             goto err;
1814         /* r := a^t mod b */
1815         b->neg = 0;
1816
1817         if (!BN_mod_exp_recp(r, a, t, b, ctx))
1818             goto err;
1819         b->neg = 1;
1820
1821         if (BN_is_word(r, 1))
1822             legendre = 1;
1823         else if (BN_is_zero(r))
1824             legendre = 0;
1825         else {
1826             if (!BN_add_word(r, 1))
1827                 goto err;
1828             if (0 != BN_ucmp(r, b)) {
1829                 fprintf(stderr, "Legendre symbol computation failed\n");
1830                 goto err;
1831             }
1832             legendre = -1;
1833         }
1834
1835         kronecker = BN_kronecker(a, b, ctx);
1836         if (kronecker < -1)
1837             goto err;
1838         /* we actually need BN_kronecker(a, |b|) */
1839         if (a->neg && b->neg)
1840             kronecker = -kronecker;
1841
1842         if (legendre != kronecker) {
1843             fprintf(stderr, "legendre != kronecker; a = ");
1844             BN_print_fp(stderr, a);
1845             fprintf(stderr, ", b = ");
1846             BN_print_fp(stderr, b);
1847             fprintf(stderr, "\n");
1848             goto err;
1849         }
1850
1851         putc('.', stderr);
1852         fflush(stderr);
1853     }
1854
1855     putc('\n', stderr);
1856     fflush(stderr);
1857     ret = 1;
1858  err:
1859     if (a != NULL)
1860         BN_free(a);
1861     if (b != NULL)
1862         BN_free(b);
1863     if (r != NULL)
1864         BN_free(r);
1865     if (t != NULL)
1866         BN_free(t);
1867     return ret;
1868 }
1869
1870 int test_sqrt(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
1871 {
1872     BN_GENCB cb;
1873     BIGNUM *a, *p, *r;
1874     int i, j;
1875     int ret = 0;
1876
1877     a = BN_new();
1878     p = BN_new();
1879     r = BN_new();
1880     if (a == NULL || p == NULL || r == NULL)
1881         goto err;
1882
1883     BN_GENCB_set(&cb, genprime_cb, NULL);
1884
1885     for (i = 0; i < 16; i++) {
1886         if (i < 8) {
1887             unsigned primes[8] = { 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 };
1888
1889             if (!BN_set_word(p, primes[i]))
1890                 goto err;
1891         } else {
1892             if (!BN_set_word(a, 32))
1893                 goto err;
1894             if (!BN_set_word(r, 2 * i + 1))
1895                 goto err;
1896
1897             if (!BN_generate_prime_ex(p, 256, 0, a, r, &cb))
1898                 goto err;
1899             putc('\n', stderr);
1900         }
1901         p->neg = rand_neg();
1902
1903         for (j = 0; j < num2; j++) {
1904             /*
1905              * construct 'a' such that it is a square modulo p, but in
1906              * general not a proper square and not reduced modulo p
1907              */
1908             if (!BN_bntest_rand(r, 256, 0, 3))
1909                 goto err;
1910             if (!BN_nnmod(r, r, p, ctx))
1911                 goto err;
1912             if (!BN_mod_sqr(r, r, p, ctx))
1913                 goto err;
1914             if (!BN_bntest_rand(a, 256, 0, 3))
1915                 goto err;
1916             if (!BN_nnmod(a, a, p, ctx))
1917                 goto err;
1918             if (!BN_mod_sqr(a, a, p, ctx))
1919                 goto err;
1920             if (!BN_mul(a, a, r, ctx))
1921                 goto err;
1922             if (rand_neg())
1923                 if (!BN_sub(a, a, p))
1924                     goto err;
1925
1926             if (!BN_mod_sqrt(r, a, p, ctx))
1927                 goto err;
1928             if (!BN_mod_sqr(r, r, p, ctx))
1929                 goto err;
1930
1931             if (!BN_nnmod(a, a, p, ctx))
1932                 goto err;
1933
1934             if (BN_cmp(a, r) != 0) {
1935                 fprintf(stderr, "BN_mod_sqrt failed: a = ");
1936                 BN_print_fp(stderr, a);
1937                 fprintf(stderr, ", r = ");
1938                 BN_print_fp(stderr, r);
1939                 fprintf(stderr, ", p = ");
1940                 BN_print_fp(stderr, p);
1941                 fprintf(stderr, "\n");
1942                 goto err;
1943             }
1944
1945             putc('.', stderr);
1946             fflush(stderr);
1947         }
1948
1949         putc('\n', stderr);
1950         fflush(stderr);
1951     }
1952     ret = 1;
1953  err:
1954     if (a != NULL)
1955         BN_free(a);
1956     if (p != NULL)
1957         BN_free(p);
1958     if (r != NULL)
1959         BN_free(r);
1960     return ret;
1961 }
1962
1963 int test_lshift(BIO *bp, BN_CTX *ctx, BIGNUM *a_)
1964 {
1965     BIGNUM *a, *b, *c, *d;
1966     int i;
1967
1968     b = BN_new();
1969     c = BN_new();
1970     d = BN_new();
1971     BN_one(c);
1972
1973     if (a_)
1974         a = a_;
1975     else {
1976         a = BN_new();
1977         BN_bntest_rand(a, 200, 0, 0);
1978         a->neg = rand_neg();
1979     }
1980     for (i = 0; i < num0; i++) {
1981         BN_lshift(b, a, i + 1);
1982         BN_add(c, c, c);
1983         if (bp != NULL) {
1984             if (!results) {
1985                 BN_print(bp, a);
1986                 BIO_puts(bp, " * ");
1987                 BN_print(bp, c);
1988                 BIO_puts(bp, " - ");
1989             }
1990             BN_print(bp, b);
1991             BIO_puts(bp, "\n");
1992         }
1993         BN_mul(d, a, c, ctx);
1994         BN_sub(d, d, b);
1995         if (!BN_is_zero(d)) {
1996             fprintf(stderr, "Left shift test failed!\n");
1997             fprintf(stderr, "a=");
1998             BN_print_fp(stderr, a);
1999             fprintf(stderr, "\nb=");
2000             BN_print_fp(stderr, b);
2001             fprintf(stderr, "\nc=");
2002             BN_print_fp(stderr, c);
2003             fprintf(stderr, "\nd=");
2004             BN_print_fp(stderr, d);
2005             fprintf(stderr, "\n");
2006             return 0;
2007         }
2008     }
2009     BN_free(a);
2010     BN_free(b);
2011     BN_free(c);
2012     BN_free(d);
2013     return (1);
2014 }
2015
2016 int test_lshift1(BIO *bp)
2017 {
2018     BIGNUM *a, *b, *c;
2019     int i;
2020
2021     a = BN_new();
2022     b = BN_new();
2023     c = BN_new();
2024
2025     BN_bntest_rand(a, 200, 0, 0);
2026     a->neg = rand_neg();
2027     for (i = 0; i < num0; i++) {
2028         BN_lshift1(b, a);
2029         if (bp != NULL) {
2030             if (!results) {
2031                 BN_print(bp, a);
2032                 BIO_puts(bp, " * 2");
2033                 BIO_puts(bp, " - ");
2034             }
2035             BN_print(bp, b);
2036             BIO_puts(bp, "\n");
2037         }
2038         BN_add(c, a, a);
2039         BN_sub(a, b, c);
2040         if (!BN_is_zero(a)) {
2041             fprintf(stderr, "Left shift one test failed!\n");
2042             return 0;
2043         }
2044
2045         BN_copy(a, b);
2046     }
2047     BN_free(a);
2048     BN_free(b);
2049     BN_free(c);
2050     return (1);
2051 }
2052
2053 int test_rshift(BIO *bp, BN_CTX *ctx)
2054 {
2055     BIGNUM *a, *b, *c, *d, *e;
2056     int i;
2057
2058     a = BN_new();
2059     b = BN_new();
2060     c = BN_new();
2061     d = BN_new();
2062     e = BN_new();
2063     BN_one(c);
2064
2065     BN_bntest_rand(a, 200, 0, 0);
2066     a->neg = rand_neg();
2067     for (i = 0; i < num0; i++) {
2068         BN_rshift(b, a, i + 1);
2069         BN_add(c, c, c);
2070         if (bp != NULL) {
2071             if (!results) {
2072                 BN_print(bp, a);
2073                 BIO_puts(bp, " / ");
2074                 BN_print(bp, c);
2075                 BIO_puts(bp, " - ");
2076             }
2077             BN_print(bp, b);
2078             BIO_puts(bp, "\n");
2079         }
2080         BN_div(d, e, a, c, ctx);
2081         BN_sub(d, d, b);
2082         if (!BN_is_zero(d)) {
2083             fprintf(stderr, "Right shift test failed!\n");
2084             return 0;
2085         }
2086     }
2087     BN_free(a);
2088     BN_free(b);
2089     BN_free(c);
2090     BN_free(d);
2091     BN_free(e);
2092     return (1);
2093 }
2094
2095 int test_rshift1(BIO *bp)
2096 {
2097     BIGNUM *a, *b, *c;
2098     int i;
2099
2100     a = BN_new();
2101     b = BN_new();
2102     c = BN_new();
2103
2104     BN_bntest_rand(a, 200, 0, 0);
2105     a->neg = rand_neg();
2106     for (i = 0; i < num0; i++) {
2107         BN_rshift1(b, a);
2108         if (bp != NULL) {
2109             if (!results) {
2110                 BN_print(bp, a);
2111                 BIO_puts(bp, " / 2");
2112                 BIO_puts(bp, " - ");
2113             }
2114             BN_print(bp, b);
2115             BIO_puts(bp, "\n");
2116         }
2117         BN_sub(c, a, b);
2118         BN_sub(c, c, b);
2119         if (!BN_is_zero(c) && !BN_abs_is_word(c, 1)) {
2120             fprintf(stderr, "Right shift one test failed!\n");
2121             return 0;
2122         }
2123         BN_copy(a, b);
2124     }
2125     BN_free(a);
2126     BN_free(b);
2127     BN_free(c);
2128     return (1);
2129 }
2130
2131 int rand_neg(void)
2132 {
2133     static unsigned int neg = 0;
2134     static int sign[8] = { 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1 };
2135
2136     return (sign[(neg++) % 8]);
2137 }