b8ba0a691d4d9a2cc218c8c28a50dbe18a05d3c9
[openssl.git] / crypto / ec / curve448 / f_generic.c
1 /**
2  * @file p448/f_generic.c
3  * @author Mike Hamburg
4  *
5  * @copyright
6  *   Copyright (c) 2015-2016 Cryptography Research, Inc.  \n
7  *   Released under the MIT License.  See LICENSE.txt for license information.
8  *
9  * @brief Generic arithmetic which has to be compiled per field.
10  *
11  * @warning This file was automatically generated in Python.
12  * Please do not edit it.
13  */
14 #include "field.h"
15
16 static const gf MODULUS = {FIELD_LITERAL(
17     0xffffffffffffff, 0xffffffffffffff, 0xffffffffffffff, 0xffffffffffffff, 0xfffffffffffffe, 0xffffffffffffff, 0xffffffffffffff, 0xffffffffffffff
18 )};
19
20 /** Serialize to wire format. */
21 void gf_serialize (uint8_t serial[SER_BYTES], const gf x, int with_hibit) {
22     gf red;
23     gf_copy(red, x);
24     gf_strong_reduce(red);
25     if (!with_hibit) { assert(gf_hibit(red) == 0); }
26     
27     unsigned int j=0, fill=0;
28     dword_t buffer = 0;
29     UNROLL for (unsigned int i=0; i<(with_hibit ? X_SER_BYTES : SER_BYTES); i++) {
30         if (fill < 8 && j < NLIMBS) {
31             buffer |= ((dword_t)red->limb[LIMBPERM(j)]) << fill;
32             fill += LIMB_PLACE_VALUE(LIMBPERM(j));
33             j++;
34         }
35         serial[i] = buffer;
36         fill -= 8;
37         buffer >>= 8;
38     }
39 }
40
41 /** Return high bit of x = low bit of 2x mod p */
42 mask_t gf_hibit(const gf x) {
43     gf y;
44     gf_add(y,x,x);
45     gf_strong_reduce(y);
46     return -(y->limb[0]&1);
47 }
48
49 /** Return high bit of x = low bit of 2x mod p */
50 mask_t gf_lobit(const gf x) {
51     gf y;
52     gf_copy(y,x);
53     gf_strong_reduce(y);
54     return -(y->limb[0]&1);
55 }
56
57 /** Deserialize from wire format; return -1 on success and 0 on failure. */
58 mask_t gf_deserialize (gf x, const uint8_t serial[SER_BYTES], int with_hibit, uint8_t hi_nmask) {
59     unsigned int j=0, fill=0;
60     dword_t buffer = 0;
61     dsword_t scarry = 0;
62     const unsigned nbytes = with_hibit ? X_SER_BYTES : SER_BYTES;
63     UNROLL for (unsigned int i=0; i<NLIMBS; i++) {
64         UNROLL while (fill < LIMB_PLACE_VALUE(LIMBPERM(i)) && j < nbytes) {
65             uint8_t sj = serial[j];
66             if (j==nbytes-1) sj &= ~hi_nmask;
67             buffer |= ((dword_t)sj) << fill;
68             fill += 8;
69             j++;
70         }
71         x->limb[LIMBPERM(i)] = (i<NLIMBS-1) ? buffer & LIMB_MASK(LIMBPERM(i)) : buffer;
72         fill -= LIMB_PLACE_VALUE(LIMBPERM(i));
73         buffer >>= LIMB_PLACE_VALUE(LIMBPERM(i));
74         scarry = (scarry + x->limb[LIMBPERM(i)] - MODULUS->limb[LIMBPERM(i)]) >> (8*sizeof(word_t));
75     }
76     mask_t succ = with_hibit ? -(mask_t)1 : ~gf_hibit(x);
77     return succ & word_is_zero(buffer) & ~word_is_zero(scarry);
78 }
79
80 /** Reduce to canonical form. */
81 void gf_strong_reduce (gf a) {
82     /* first, clear high */
83     gf_weak_reduce(a); /* Determined to have negligible perf impact. */
84
85     /* now the total is less than 2p */
86
87     /* compute total_value - p.  No need to reduce mod p. */
88     dsword_t scarry = 0;
89     for (unsigned int i=0; i<NLIMBS; i++) {
90         scarry = scarry + a->limb[LIMBPERM(i)] - MODULUS->limb[LIMBPERM(i)];
91         a->limb[LIMBPERM(i)] = scarry & LIMB_MASK(LIMBPERM(i));
92         scarry >>= LIMB_PLACE_VALUE(LIMBPERM(i));
93     }
94
95     /* uncommon case: it was >= p, so now scarry = 0 and this = x
96      * common case: it was < p, so now scarry = -1 and this = x - p + 2^255
97      * so let's add back in p.  will carry back off the top for 2^255.
98      */
99     assert(word_is_zero(scarry) | word_is_zero(scarry+1));
100
101     word_t scarry_0 = scarry;
102     dword_t carry = 0;
103
104     /* add it back */
105     for (unsigned int i=0; i<NLIMBS; i++) {
106         carry = carry + a->limb[LIMBPERM(i)] + (scarry_0 & MODULUS->limb[LIMBPERM(i)]);
107         a->limb[LIMBPERM(i)] = carry & LIMB_MASK(LIMBPERM(i));
108         carry >>= LIMB_PLACE_VALUE(LIMBPERM(i));
109     }
110
111     assert(word_is_zero(carry + scarry_0));
112 }
113
114 /** Subtract two gf elements d=a-b */
115 void gf_sub (gf d, const gf a, const gf b) {
116     gf_sub_RAW ( d, a, b );
117     gf_bias( d, 2 );
118     gf_weak_reduce ( d );
119 }
120
121 /** Add two field elements d = a+b */
122 void gf_add (gf d, const gf a, const gf b) {
123     gf_add_RAW ( d, a, b );
124     gf_weak_reduce ( d );
125 }
126
127 /** Compare a==b */
128 mask_t gf_eq(const gf a, const gf b) {
129     gf c;
130     gf_sub(c,a,b);
131     gf_strong_reduce(c);
132     mask_t ret=0;
133     for (unsigned int i=0; i<NLIMBS; i++) {
134         ret |= c->limb[LIMBPERM(i)];
135     }
136
137     return word_is_zero(ret);
138 }